JPH06176589A - Non-volatile semiconductor memory - Google Patents

Non-volatile semiconductor memory

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JPH06176589A
JPH06176589A JP4324506A JP32450692A JPH06176589A JP H06176589 A JPH06176589 A JP H06176589A JP 4324506 A JP4324506 A JP 4324506A JP 32450692 A JP32450692 A JP 32450692A JP H06176589 A JPH06176589 A JP H06176589A
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recall
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semiconductor memory
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克巳 福本
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Abstract

PURPOSE:To prevent use less repetition of polarization inversion of ferroelectric and unexpected shortening of the life time of a memory cell 4 by prohibiting useless recall and store owing to a bug or the runaway of a program or the like. CONSTITUTION:This device is provided with a counter 13 for recall and a counter 15 for store which count the number of times of a series of recall modes and store modes. Further, the device is provided with a first switch circuit 14 and a second switch circuit 16 which prohibit performing control of the recall mode or the store mode when these counted values exceeds the number of times same as the number of word lines WL.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体記憶装置、特に
強誘電体を使用した不揮発性半導体記憶装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a nonvolatile semiconductor memory device using a ferroelectric material.

【0002】[0002]

【従来の技術】不揮発性半導体記憶装置(NVDRAM
[Non-Volatile Random Access Memory])としては、D
RAM[Dynamic RAM]とEEPROM[Electrically
Erasable Programable Read Only Memory]を組み合わ
せたものと、強誘電体を用いたものの2種類がある。
2. Description of the Related Art Nonvolatile semiconductor memory device (NVDRAM)
As [Non-Volatile Random Access Memory]), D
RAM [Dynamic RAM] and EEPROM [Electrically
Erasable Programmable Read Only Memory] and the one using ferroelectrics.

【0003】DRAMとEEPROMを組み合わせた不
揮発性半導体記憶装置については、下記の文献に記載が
ある。
A nonvolatile semiconductor memory device in which a DRAM and an EEPROM are combined is described in the following document.

【0004】(1) "A New Architecture for the NVDRAM
--- An EEPROM Backed-Up DynamicRAM", IEEE Journal
of Solid State Circuits, vol.23, No.1,1988年2月発
行. (2) 米国特許第4,611,309号. (3) "A Versatile Stacked Storage Capacitor on Floa
tox Cell for MegabitNVRAM Applications", 1989年度
International Electron Devices Meeting Technical D
igest, IEDM89, 第595-598項. (4) "A 256k-bit Non-Volatile PSRAM with Page Recal
l and Chip Store", 1991年度 Sym. VLSI circuit Dig.
Tech. papers,May,第91-92項. この不揮発性半導体記憶装置は、通常のアクセスはDR
AMに対して行い、電源オフの直前にこのDRAM上の
データをEEPROMに待避させるようになっている。
従って、通常時にはDRAMに対しての高速アクセスが
可能となり、しかも、電源オフ時にはこのデータを不揮
発性のEEPROMに記憶させることができる。
(1) "A New Architecture for the NVDRAM
--- An EEPROM Backed-Up DynamicRAM ", IEEE Journal
of Solid State Circuits, vol.23, No.1, issued February 1988. (2) U.S. Patent No. 4,611,309. (3) "A Versatile Stacked Storage Capacitor on Floa
tox Cell for MegabitNVRAM Applications ", 1989
International Electron Devices Meeting Technical D
igest, IEDM89, Sections 595-598. (4) "A 256k-bit Non-Volatile PSRAM with Page Recal
l and Chip Store ", 1991 Sym. VLSI circuit Dig.
Tech. Papers, May, paragraphs 91-92. This non-volatile semiconductor memory device is normally accessed by DR.
The data is stored in the DRAM and stored in the EEPROM immediately before the power is turned off.
Therefore, it is possible to access the DRAM at high speed during normal operation, and this data can be stored in the nonvolatile EEPROM when the power is off.

【0005】強誘電体を用いた不揮発性半導体記憶装置
については、下記の文献に記載がある。
A nonvolatile semiconductor memory device using a ferroelectric substance is described in the following document.

【0006】(1) "An Experimental 512-bit Nonvlatil
e Memory with Ferroelectric Strage Cell" IEEE Jour
nal of Solit State Circuits, vol.23, pp.1171-1175,
October,1988. (2) "A Ferroelectroc DRAM Cell for High-Density NV
RAM's", IEEE ElectronDevice Lett.,vol.11, pp.454-4
56, October,1990. (3) "強誘電体メモリの現状と将来" 月刊 Semiconducto
r World, 1990年5月号,pp.118-125. (4) "A 16kb Ferroelectric Nonvolatile Memory with
a Bit Parrallel Architecture", ISSCC89,February,19
89, pp.242-243. 強誘電体を用いた不揮発性半導体記憶装置は、PZT[l
ead zirconate titanate],PLZT又はPbTiO3
のペロブスカイト[perovskite type]の結晶構造を持っ
た強誘電体薄膜を介在した容量素子をメモリセルに使用
している。このように強誘電体を介在させた容量素子に
交流電圧を印加すると、この強誘電体の分極状態が図8
に示すようなヒステリシス特性を示す。即ち、最初分極
していないA点の状態の強誘電体に正の電界を加えると
分極状態はB点に移動するが、この電界を取り去ったと
きにはC点までしか戻らず正の残留分極を生じる。次
に、負の抗電界を加えたときにようやく分極がなくな
り、さらに負の大きな電界を加えると分極状態が反転し
てD点に移動するが、再度電界を取り去ったときにはE
点までしか戻らず負の残留分極を生じる。そして、この
ようにして強誘電体を分極反転させ正又は負の残留分極
を生じさせることにより、データを不揮発性記憶させる
ことができる。また、この容量素子は、正又は負の電界
を加えるか取り去るかの操作だけを行うと強誘電体の分
極状態がB点とC点又はD点とE点の間だけで移動する
ことになるので分極反転が起こらず、通常のDRAMと
同様にデータを揮発性記憶させることもできる。このよ
うな不揮発性半導体記憶装置は、DRAMとEEPRO
Mを組み合わせたものに比べメモリセルを構成する素子
数を少なくすることができるので、セル面積を小さくし
て高集積化が可能になるという利点がある。
(1) "An Experimental 512-bit Nonvlatil
e Memory with Ferroelectric Strage Cell "IEEE Jour
nal of Solit State Circuits, vol.23, pp.1171-1175,
October, 1988. (2) "A Ferroelectroc DRAM Cell for High-Density NV
RAM's ", IEEE ElectronDevice Lett., Vol.11, pp.454-4
56, October, 1990. (3) "Current State and Future of Ferroelectric Memories" Monthly Semiconducto
r World, May 1990, pp.118-125. (4) "A 16kb Ferroelectric Nonvolatile Memory with
a Bit Parrallel Architecture ", ISSCC89, February, 19
89, pp.242-243. Nonvolatile semiconductor memory devices using ferroelectrics are known as PZT [l
The memory cell uses a capacitor element having a ferroelectric thin film having a crystal structure of a perovskite [perovskite type] such as ead zirconate titanate], PLZT or PbTiO 3 . When an AC voltage is applied to the capacitive element in which the ferroelectric substance is interposed in this manner, the polarization state of the ferroelectric substance is as shown in FIG.
Shows the hysteresis characteristics as shown in. That is, when a positive electric field is applied to the ferroelectric substance at the point A which is not polarized at first, the polarization state moves to the point B, but when this electric field is removed, only the point C is returned and a positive remanent polarization occurs. . Next, when a negative coercive electric field is applied, the polarization finally disappears, and when a further large negative electric field is applied, the polarization state is reversed and the point moves to point D, but when the electric field is removed again, E
It returns only to the point and causes a negative remanent polarization. Then, by reversing the polarization of the ferroelectric substance to generate positive or negative remanent polarization, data can be stored in a nonvolatile manner. Further, in this capacitive element, the polarization state of the ferroelectric substance moves only between the points B and C or between the points D and E when only the operation of applying or removing a positive or negative electric field is performed. Therefore, polarization inversion does not occur, and data can be stored in a volatile manner as in a normal DRAM. Such a nonvolatile semiconductor memory device includes a DRAM and an EEPRO.
Since the number of elements constituting the memory cell can be reduced as compared with the combination of M, there is an advantage that the cell area can be reduced and high integration can be achieved.

【0007】ここで、2トランジスタ/セル方式による
強誘電体を用いた不揮発性半導体記憶装置について説明
する。この不揮発性半導体記憶装置は、図9に示すよう
に、多数のワード線WLとこれに対応するプレート線P
Tを有し、それぞれワード線デコーダ1とプレート線デ
コーダ2とに接続されている。また、多数のビット線対
bit,bitバーを有し、1対ごとにセンスアンプ3
に接続されている。ただし、図9では、このビット線対
bit,bitバーとセンスアンプ3を1組のみ示して
いる。
A non-volatile semiconductor memory device using a two-transistor / cell type ferroelectric will be described below. As shown in FIG. 9, this non-volatile semiconductor memory device has a large number of word lines WL and corresponding plate lines P.
T, which are connected to the word line decoder 1 and the plate line decoder 2, respectively. In addition, a large number of bit line pairs bit and bit bar are provided, and the sense amplifier 3 is provided for each pair.
It is connected to the. However, in FIG. 9, only one set of this bit line pair bit, bit bar and sense amplifier 3 is shown.

【0008】上記ワード線WLとこれに対応するプレー
ト線PTがビット線対bit,bitバーに交差する各
交差部には、それぞれメモリセル4が配置されている。
ただし、図9では1個のメモリセル4のみを示してい
る。このメモリセル4は、2個の容量素子C1,C2と2
個の選択トランジスタQ1,Q2によって構成されてい
る。容量素子C1,C2は、一方の端子がそれぞれ選択ト
ランジスタQ1,Q2を介してビット線対bit,bit
バーに接続されると共に、他方の端子がプレート線PT
に接続されている。また、選択トランジスタQ1,Q2の
ゲートは、ワード線WLに接続されている。
A memory cell 4 is arranged at each intersection where the word line WL and the corresponding plate line PT intersect the bit line pair bit, bit bar.
However, FIG. 9 shows only one memory cell 4. This memory cell 4 comprises two capacitive elements C1, C2 and 2
It is composed of individual selection transistors Q1 and Q2. One terminal of each of the capacitive elements C1 and C2 is a bit line pair bit and bit via a selection transistor Q1 and Q2, respectively.
Is connected to the bar and the other terminal is the plate wire PT
It is connected to the. The gates of the selection transistors Q1 and Q2 are connected to the word line WL.

【0009】上記構成の不揮発性半導体記憶装置は、ア
ドレスバッファ5に入力されたアドレスに基づいてワー
ド線デコーダ1とプレート線デコーダ2が1本のワード
線WLとプレート線PTを選択し、制御信号入力バッフ
ァ6に入力された制御信号に基づくモードでメモリセル
4へのアクセスが行われる。即ち、揮発性データのアク
セスを行うDRAMモードでは、DRAMモードタイミ
ング制御回路7に制御され、不揮発性データの読み出し
を行うリコールモードでは、リコールモードタイミング
制御回路8に制御され、不揮発性データの書き込みを行
うストアモードでは、ストアモードタイミング制御回路
9に制御されてアクセス動作が行われる。また、アクセ
スされるデータは、データI/Oインターフェイス10
を介して外部とやりとりされる。
In the nonvolatile semiconductor memory device having the above structure, the word line decoder 1 and the plate line decoder 2 select one word line WL and the plate line PT based on the address input to the address buffer 5, and the control signal The memory cell 4 is accessed in a mode based on the control signal input to the input buffer 6. That is, in the DRAM mode for accessing volatile data, the DRAM mode timing control circuit 7 controls, and in the recall mode for reading non-volatile data, the recall mode timing control circuit 8 controls for writing non-volatile data. In the store mode to be performed, the access operation is performed under the control of the store mode timing control circuit 9. The data to be accessed is the data I / O interface 10
It is communicated with the outside through.

【0010】上記ストアモードタイミング制御回路9で
のストアモードによるデータの書き込み動作を図10及
び図11に基づいて詳細に説明する。例えばデータ
“0”の書き込みを行う場合には、図10に示すよう
に、ビット線bitに0V,ビット線bitバーに5V
の電圧を印加すると共にワード線WLをアクティブにし
た状態で、プレート線PTに0V→5V→0Vと変化す
る電圧パルスを印加する。すると、一方の容量素子C1
の強誘電体は、分極状態を図8のC点又はE点→B点→
C点というように変化させ、他方の容量素子C2の強誘
電体は、分極状態をD点→E点→D点というように変化
させる。従って、この後電圧を取り去ってもこれらの容
量素子C1,C2の強誘電体には、それぞれC点とE点の
残留分極が生じ、これによって“0”のデータが不揮発
性記憶される。また、“1”のデータの書き込みを行う
場合には、図11に示すように、ビット線対bit,b
itバーに上記とは逆の5Vと0Vの電圧を印加する。
そして、以降同様の手順で電圧を印加すると、容量素子
C1,C2の強誘電体にそれぞれ上記とは逆のE点とC点
の残留分極が生じ、これによって“1”のデータが不揮
発性記憶される。
The data write operation in the store mode in the store mode timing control circuit 9 will be described in detail with reference to FIGS. 10 and 11. For example, when writing data “0”, as shown in FIG. 10, 0V is applied to the bit line bit and 5V is applied to the bit line bit bar.
The voltage pulse that changes from 0V → 5V → 0V is applied to the plate line PT in a state where the voltage is applied and the word line WL is activated. Then, one capacitive element C1
Of the ferroelectric substance, the polarization state is C point or E point → B point → in FIG.
The point C is changed, and the ferroelectric substance of the other capacitive element C2 changes the polarization state as point D → point E → point D. Therefore, even if the voltage is removed thereafter, remanent polarizations at points C and E occur in the ferroelectrics of these capacitive elements C1 and C2, respectively, whereby the data "0" is stored in a nonvolatile manner. Further, when writing data of "1", as shown in FIG. 11, the bit line pair bit, b
Voltages of 5 V and 0 V, which are the opposite of the above, are applied to the it bar.
Then, when a voltage is applied in the same procedure thereafter, remanent polarizations at points E and C, which are opposite to the above, occur in the ferroelectrics of the capacitive elements C1 and C2, respectively. To be done.

【0011】次に、上記リコールモードタイミング制御
回路8でのリコールモードによるデータの読み出し動作
を図12に基づいて詳細に説明する。この場合には、ビ
ット線対bit,bitバーを0Vの電位にプリチャー
ジした後に開放状態にする。そして、ワード線WLをア
クティブにして、プレート線PTの電圧を0V→5Vに
変化させると、例えば“0”のデータが記憶されている
ときには、一方の容量素子C1の強誘電体の分極状態が
図8のC点→B点に変化し、他方の容量素子C2の強誘
電体の分極状態がE点→B点に変化する。すると、他方
の容量素子C2の強誘電体の場合には分極状態が反転さ
れるので、これに接続されるビット線bitバーの電位
がビット線bitの電位に比べ数百mV程度高くなる。
従って、これらビット線対bit,bitバーの電位差
をセンスアンプ3によってセンスすれば、不揮発性デー
タを読み出すことができる。ただし、この場合、容量素
子C1,C2の強誘電体の分極状態は共にB点に移動し不
揮発性記憶していたデータは失われるので、破壊読み出
しが行われることになる。
Next, the data read operation in the recall mode in the recall mode timing control circuit 8 will be described in detail with reference to FIG. In this case, the bit line pair bit, bit bar is precharged to the potential of 0 V and then opened. Then, when the word line WL is activated and the voltage of the plate line PT is changed from 0V to 5V, when the data of "0" is stored, the polarization state of the ferroelectric substance of one capacitance element C1 is changed. In FIG. 8, the point changes from point C to point B, and the polarization state of the ferroelectric substance of the other capacitive element C2 changes from point E to point B. Then, in the case of the ferroelectric substance of the other capacitive element C2, the polarization state is inverted, so that the potential of the bit line bit bar connected thereto becomes higher by a few hundred mV than the potential of the bit line bit.
Therefore, if the potential difference between the bit line pair bit, bit bar is sensed by the sense amplifier 3, the non-volatile data can be read. However, in this case, the polarization states of the ferroelectrics of the capacitive elements C1 and C2 both move to point B and the non-volatile stored data is lost, so destructive reading is performed.

【0012】なお、このリコールモードでビット線対b
it,bitバーに生じる電位差は、残留分極に比例し
ビット線容量に反比例するので、残留分極が大きくビッ
ト線容量が小さいほど大きな電位差が得られセンスアン
プ3による検出が容易になることが分かる。
In this recall mode, bit line pair b
Since the potential difference generated at the it and bit bars is proportional to the remanent polarization and inversely proportional to the bit line capacitance, it can be understood that the larger the remanent polarization and the smaller the bit line capacitance, the larger the potential difference is, which facilitates detection by the sense amplifier 3.

【0013】上記DRAMモードタイミング制御回路7
でのDRAMモードによるアクセスは、プレート線PT
に0Vを印加した状態でDRAMと同様の手順によって
行われる。すると、容量素子C1,C2における強誘電体
の分極状態が図8のD点とE点との間のみで移動し、通
常のDRAMと同様に容量素子C1,C2に蓄積された電
荷による揮発性の記憶とこのデータの読み出しを行うこ
とができる。
The DRAM mode timing control circuit 7
Access in the DRAM mode at the plate line PT
The same procedure as that of the DRAM is performed with 0 V applied to. Then, the polarization state of the ferroelectric substance in the capacitance elements C1 and C2 moves only between the points D and E in FIG. 8, and the volatility due to the charges accumulated in the capacitance elements C1 and C2 is the same as in a normal DRAM. Can be stored and this data can be read.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記、強誘
電体を用いた不揮発性半導体記憶装置は、不揮発性記憶
のストアモードとこのデータを読み出すリコールモード
のみで動作させることも可能である。しかしながら、メ
モリセル4の容量素子C1,C2に用いられる強誘電体は
分極反転が可能な回数に限度があり、リコール/ストア
動作は109回〜1012回程度までに制限される。そし
て、このような制限のもとでは、約100ns(ナノ
秒)のサイクル周期で連続アクセスを行うと、数日でメ
モリセル4の寿命が尽きることになる。
By the way, the above-mentioned nonvolatile semiconductor memory device using the ferroelectric material can be operated only in the store mode of the nonvolatile memory and the recall mode for reading this data. However, the ferroelectrics used for the capacitive elements C1 and C2 of the memory cell 4 have a limited number of polarization inversions, and the recall / store operation is limited to about 10 9 to 10 12 times. Under such a limitation, if the continuous access is performed at a cycle period of about 100 ns (nanosecond), the life of the memory cell 4 will be exhausted within several days.

【0015】そこで、このような強誘電体を用いた不揮
発性半導体記憶装置は、通常動作時にはDRAMモード
による分極反転を伴わないアクセスを行い、電源オン時
と電源オフ時のように不揮発性の記憶が必要な場合にの
みリコールモードとストアモードによるアクセスを行う
ようにして、分極反転を伴うアクセス回数をできるだけ
少なくするようにしている。
Therefore, in such a nonvolatile semiconductor memory device using a ferroelectric material, access is performed without polarization inversion in the DRAM mode during normal operation, and the nonvolatile memory is used at power-on and power-off. The access is carried out in the recall mode and the store mode only when it is necessary to minimize the number of accesses involving polarization inversion.

【0016】ところが、従来の不揮発性半導体記憶装置
は、これを制御するコンピュータ装置のプログラムのバ
グや暴走等によりリコールモードやストアモードでのア
クセスの指示が何度も繰り返し発行されると、すぐにア
クセス回数の制限に達し、メモリセル4の寿命を予期せ
ず短縮するおそれがあるという問題があった。
However, in the conventional non-volatile semiconductor memory device, as soon as an access instruction in the recall mode or the store mode is repeatedly issued due to a bug or runaway of a program of a computer device controlling the non-volatile semiconductor memory device, it is promptly issued. There is a problem that the number of times of access is reached and the life of the memory cell 4 may be unexpectedly shortened.

【0017】また、従来の不揮発性半導体記憶装置での
リコールモードによるアクセスは、上記のようにデータ
の破壊読み出しであるため、一旦読み出したデータが何
等かの原因により失われると、もはやこのデータを回復
することができなくなるという問題もあった。
Further, since the access in the recall mode in the conventional nonvolatile semiconductor memory device is the destructive read of the data as described above, if the read data is lost for some reason, this data is no longer stored. There was also the problem of not being able to recover.

【0018】さらに、従来の不揮発性半導体記憶装置
は、リコールモードによるアクセスを行う場合に、容量
素子に揮発性データの電荷が蓄積されていると、これが
ノイズとなって不揮発性データの読み出しを確実に行う
ことができるようになるという問題もあった。
Further, in the conventional nonvolatile semiconductor memory device, when the charge of the volatile data is accumulated in the capacitive element when the access is performed in the recall mode, it becomes noise to ensure the reading of the nonvolatile data. There was also the problem of being able to do it.

【0019】また、従来の不揮発性半導体記憶装置は、
いわゆる1トランジスタ/セル方式とした場合に、1個
の容量素子によって構成されるメモリセルに対応して設
けられるダミーセルを通常のメモリセルと同じ形状で形
成することができないため、半導体装置の製造が容易で
なくなるという問題もあった。
Further, the conventional nonvolatile semiconductor memory device is
When the so-called 1-transistor / cell method is adopted, the dummy cell provided corresponding to the memory cell configured by one capacitive element cannot be formed in the same shape as the normal memory cell, and therefore, the semiconductor device is manufactured. There was also the problem that it would not be easy.

【0020】また、従来の不揮発性半導体記憶装置で
は、電源オン直後のストア動作により、記憶されていた
データが破壊されることがあった。
Further, in the conventional nonvolatile semiconductor memory device, the stored data may be destroyed by the store operation immediately after the power is turned on.

【0021】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、リコール動作やストア動作が連続して所定回数以
上行われることがないようにして、プログラムの暴走等
によりメモリセルの寿命が予期せず短縮されることのな
い強誘電体を用いた不揮発性半導体記憶装置を提供する
ことが本発明の目的である。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to predict the life of a memory cell due to program runaway or the like by preventing the recall operation and the store operation from being performed a predetermined number of times or more in succession. It is an object of the present invention to provide a non-volatile semiconductor memory device using a ferroelectric substance that is not shortened.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本発明の不揮発性半導体
記憶装置は、容量素子に介在させた強誘電体の分極作用
に基づいてメモリセルに不揮発性のデータを記憶し、該
容量素子の一方の端子に電圧を印加した際に、該容量素
子の他方の端子に強誘電体の分極状態に応じて生じる電
位を検出することにより、該データのリコールを行う不
揮発性半導体記憶装置であって、一連のリコール動作の
回数を計数し、この計数値を外部からの信号に応じてリ
セットする計数手段と、該計数手段の計数値が所定値を
超えたときに、リコール動作を禁止する手段とを備えて
おり、そのことにより上記目的が達成される。
A non-volatile semiconductor memory device of the present invention stores non-volatile data in a memory cell based on the polarization effect of a ferroelectric substance interposed in a capacitive element, and A non-volatile semiconductor memory device that recalls the data by detecting a potential generated according to the polarization state of the ferroelectric substance at the other terminal of the capacitive element when a voltage is applied to the terminal, Counting means for counting the number of times of a series of recall operations and resetting the count value according to a signal from the outside, and means for inhibiting the recall operation when the count value of the counting means exceeds a predetermined value. It is provided, and thereby the above-mentioned object is achieved.

【0023】また、本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、容量素子に強誘電体が介在しており、該容量素子の
一方の端子に、データに対応する電圧を印加し、該容量
素子の他方の端子にパルスを印加して、強誘電体をデー
タに対応した分極状態とすることにより、データのスト
アを行う不揮発性半導体記憶装置であって、一連のスト
ア動作の回数を計数し、この計数値を外部からの信号に
応じてリセットする計数手段と、該計数手段の計数値が
所定値を超えたときに、ストア動作を禁止する手段とを
備えており、そのことにより上記目的が達成される。
Further, in the non-volatile semiconductor memory device of the present invention, a ferroelectric is interposed in the capacitor element, a voltage corresponding to data is applied to one terminal of the capacitor element, and the other terminal of the capacitor element is applied. A non-volatile semiconductor memory device that stores data by applying a pulse to the terminal of the ferroelectric substance to bring the ferroelectric substance into a polarized state corresponding to the data and counting the number of times of a series of store operations. It is provided with counting means for resetting a numerical value according to a signal from the outside, and means for prohibiting the store operation when the count value of the counting means exceeds a predetermined value, whereby the above object is achieved. It

【0024】また、本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、容量素子に介在させた強誘電体の分極作用に基づい
てメモリセルに不揮発性のデータを記憶し、該容量素子
の一方の端子に電圧を印加した際に、該容量素子の他方
の端子に強誘電体の分極状態に応じて生じる電位を検出
することにより、該データのリコールを行い、且つ該容
量素子の一方の端子にデータに対応する電圧を印加し、
該容量素子の他方の端子にパルスを印加して、強誘電体
をデータに対応した分極状態とすることにより、データ
のストアを行う不揮発性半導体記憶装置であって、リコ
ール動作が開始又は終了されたときに、ストア動作の禁
止を解除する手段をさらに備えているものであってもよ
いし、あるいは、電源がオンした直後では、ストア動作
を禁止する手段を備えているものであってもよい。
Further, in the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, nonvolatile data is stored in the memory cell based on the polarization action of the ferroelectric substance interposed in the capacitive element, and the voltage is applied to one terminal of the capacitive element. When the voltage is applied, the data is recalled by detecting the potential generated at the other terminal of the capacitance element according to the polarization state of the ferroelectric substance, and the data is applied to one terminal of the capacitance element. Voltage is applied,
A nonvolatile semiconductor memory device for storing data by applying a pulse to the other terminal of the capacitive element to bring a ferroelectric substance into a polarized state corresponding to data, in which a recall operation is started or ended. When the power is turned on, it may be further provided with a means for canceling the prohibition of the store operation, or may be provided with a means for prohibiting the store operation immediately after the power is turned on. .

【0025】また、本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、容量素子に介在させた強誘電体の分極作用に基づい
てメモリセルに不揮発性のデータを記憶し、該容量素子
の第1の端子に電圧を印加した際に、該容量素子の他方
の端子に強誘電体の分極状態に応じて生じる電位を検出
することにより、該データのリコールを行う不揮発性半
導体記憶装置であって、該容量素子の第1の端子に電圧
を印加する前に、蓄積容量素子に蓄積された電荷を放電
させる手段とを備えており、そのことにより上記目的が
達成される。
Further, in the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, nonvolatile data is stored in the memory cell based on the polarization effect of the ferroelectric substance interposed in the capacitive element, and the first terminal of the capacitive element is stored. A nonvolatile semiconductor memory device that recalls the data by detecting a potential generated according to a polarization state of a ferroelectric substance at the other terminal of the capacitive element when a voltage is applied, the capacitive element Means for discharging the electric charge accumulated in the storage capacitor element before applying the voltage to the first terminal of the above.

【0026】また、本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、容量素子に介在させた強誘電体の分極作用に基づい
てメモリセルに不揮発性のデータを記憶し、複数のビッ
ト線と複数のワード線との各交差部にメモリセルが接続
された不揮発性半導体記憶装置において、該メモリセル
が、1個のトランジスタ及び1個の容量素子を備えてお
り、該メモリセルにおける該容量素子の一方の端子がプ
レート線に接続されており、該メモリセルにおける該容
量素子の他方の端子が該トランジスタに接続されている
と共に、2個の該メモリセルが同じワードに接続されて
おり、2個の該メモリセルのそれぞれに接続されるビッ
ト線に、1個のダミーセルが接続されており、そのこと
により上記目的が達成される。
Further, the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention stores nonvolatile data in the memory cell based on the polarization effect of the ferroelectric substance interposed in the capacitive element, and the plurality of bit lines and the plurality of word lines are stored. In a nonvolatile semiconductor memory device in which a memory cell is connected to each intersection with and, the memory cell includes one transistor and one capacitor, and one terminal of the capacitor in the memory cell. Are connected to the plate line, the other terminal of the capacitive element in the memory cell is connected to the transistor, and the two memory cells are connected to the same word. One dummy cell is connected to the bit line connected to each of the cells, thereby achieving the above object.

【0027】[0027]

【作用】請求項1の発明によれば、不揮発性半導体記憶
装置がリコールを指示されると、実際にデータを読み出
すリコール動作を行うと共に、リコール用カウンタがこ
のリコール動作の回数をカウントする。このリコール動
作は、データの破壊読み出しであるため強誘電体の分極
反転を伴う。そして、このカウント値が所定回数を超え
ると、リコール禁止回路が実際のリコール動作を禁止す
る。
According to the first aspect of the present invention, when the nonvolatile semiconductor memory device is instructed to recall, the recall operation for actually reading data is performed and the recall counter counts the number of times of this recall operation. This recall operation is accompanied by polarization reversal of the ferroelectric substance because it is a destructive reading of data. Then, when the count value exceeds a predetermined number of times, the recall prohibition circuit prohibits the actual recall operation.

【0028】従って、不揮発性半導体記憶装置を制御す
るコンピュータ装置のプログラムのバグや暴走等により
リコールの指示が何度も繰り返し発行されたとしても、
実際には不揮発性半導体記憶装置内で所定回数以降のリ
コール動作が禁止されるので、この異常なリコールの指
示の繰り返しにより不必要にリコール動作が実行される
のを防止することができる。ただし、一旦リコール動作
が実行されてから、例えば揮発性モードでのアクセスが
行われたとすると、その後に再びリコールの指示があっ
ても、これは正常な指示であると考えられる。そこで、
例えばこの揮発性モードでのアクセスのように、その後
にリコールの指示が続いたとしても正常な指示であると
考えられる操作が行われた場合には、リコール用カウン
タのカウント値をリセットするようにしておく。する
と、通常の使用における正常なリコールの指示によって
実際のリコール動作が禁止されるような心配はなくな
る。
Therefore, even if the recall instruction is repeatedly issued due to a bug or runaway of the program of the computer device controlling the nonvolatile semiconductor memory device,
Actually, the recall operation after the predetermined number of times is prohibited in the nonvolatile semiconductor memory device, so that it is possible to prevent the recall operation from being unnecessarily executed due to the repetition of the abnormal recall instruction. However, if, for example, an access is performed in the volatile mode after the recall operation is performed, even if a subsequent recall instruction is given, this is considered to be a normal instruction. Therefore,
For example, in the case of access in this volatile mode, if an operation that is considered to be normal even if a recall instruction continues after that, the count value of the recall counter should be reset. Keep it. Then, there is no fear that the actual recall operation is prohibited by the normal recall instruction in the normal use.

【0029】同時にリコール動作が実行されるメモリセ
ルの集合ごとにリコール用カウンタが設けられている場
合には、このリコール用カウンタのカウント値が2回以
上になると、同じメモリセルに対して連続してリコール
が指示されたことになるので、これ以降はいつでもリコ
ール動作を禁止することができる。ただし、例えば複数
のメモリセルをその部分集合であるページ単位でリコー
ル動作が実行され、かつ複数のページに対して1個のリ
コール用カウンタのみが設けられている場合には、通常
はこの複数ページのメモリセルが順に連続してリコール
を指示されるため、少なくともこのページ数分のカウン
トを終了してからでなければリコール動作を禁止するの
は適当ではない。
When a recall counter is provided for each set of memory cells in which the recall operation is executed at the same time, when the count value of the recall counter becomes two or more times, the same memory cell continues to be recalled. Since the recall is instructed, the recall operation can be prohibited anytime thereafter. However, for example, when a plurality of memory cells are subjected to a recall operation in units of a page which is a subset of the plurality of memory cells and only one recall counter is provided for a plurality of pages, the plurality of pages are usually used. Since the memory cells are sequentially instructed to be recalled, it is not appropriate to prohibit the recall operation until the count for at least this page number is completed.

【0030】リコール禁止回路がリコール動作を禁止し
た場合には、これに代えて揮発性モードでの読み出しを
実行することができる。揮発性モードでの読み出しは、
強誘電体の分極反転を伴わないので、メモリセルの寿命
には影響しない。リコール禁止回路が一旦リコール動作
を禁止しても、先の例では1度揮発性モードによるアク
セスを行えばリコール用カウンタのカウント値がリセッ
トされるので、このリコール禁止は自動的に解除され
る。また、明示的に外部からの信号によってこのリコー
ル禁止を解除させるようにすることも可能である。
When the recall prohibition circuit prohibits the recall operation, reading in the volatile mode can be executed instead. Reading in volatile mode
Since the polarization inversion of the ferroelectric material is not involved, the life of the memory cell is not affected. Even if the recall prohibiting circuit prohibits the recall operation once, in the above example, the count value of the recall counter is reset once the access in the volatile mode is performed, so that the recall prohibition is automatically released. It is also possible to explicitly cancel the recall prohibition by a signal from the outside.

【0031】この結果、請求項1の発明によれば、プロ
グラムの暴走等により無駄なリコールの指示が何度も繰
り返されたとしても、実際のリコール動作は所定回数実
行された後に禁止される。従って、このような事故によ
って強誘電体の分極反転が不必要に繰り返され、メモリ
セルの寿命が予期せず短縮されるということがなくな
る。
As a result, according to the first aspect of the invention, even if a wasteful recall instruction is repeated many times due to a program runaway or the like, the actual recall operation is prohibited after being executed a predetermined number of times. Therefore, the polarization inversion of the ferroelectric is unnecessarily repeated due to such an accident, and the life of the memory cell is not unexpectedly shortened.

【0032】請求項2の発明によれば、不揮発性半導体
記憶装置がストアを指示されると、実際にデータを記憶
するストア動作を行うと共に、ストア用カウンタがこの
ストア動作の回数をカウントする。このストア動作は、
データの不揮発性記憶であるため、強誘電体の分極反転
を伴う。そして、このカウント値が所定回数を超える
と、ストア禁止回路が実際のストア動作を禁止する。
According to the second aspect of the invention, when the nonvolatile semiconductor memory device is instructed to store, the store operation for actually storing the data is performed, and the store counter counts the number of times of this store operation. This store operation is
Since it is a non-volatile storage of data, it involves polarization reversal of the ferroelectric substance. When the count value exceeds the predetermined number of times, the store prohibition circuit prohibits the actual store operation.

【0033】従って、上記リコールの場合と同様に、プ
ログラムのバグや暴走等によりストアの指示が何度も繰
り返し発行されたような場合にも、実際には不揮発性半
導体記憶装置内で所定回数以降のストア動作が禁止され
るので、この異常なストアの指示の繰り返しにより不必
要にストア動作が実行されるのを防止することができ
る。
Therefore, as in the case of the above-mentioned recall, even when a store instruction is repeatedly issued due to a bug in a program, a runaway, etc., in reality, after a predetermined number of times in the nonvolatile semiconductor memory device. Since the above store operation is prohibited, it is possible to prevent the store operation from being unnecessarily executed by repeating this abnormal store instruction.

【0034】ただし、一旦ストア動作が実行されてか
ら、例えばリコール動作が行われたとすると、その後に
再びストアの指示があっても、これは正常な指示である
と考えられる。そこで、例えばこのリコール動作のよう
に、その後にストアの指示が続いたとしても正常な指示
であると考えられる操作が行われた場合には、ストア用
カウンタのカウント値をリセットするようにしておく。
すると、通常の使用における正常なストアの指示によっ
て実際のストア動作が禁止されるような心配はなくな
る。
However, if, for example, a recall operation is performed after the store operation is once executed, even if there is a store instruction again, this is considered to be a normal instruction. Therefore, if an operation that is considered to be a normal instruction is performed even if a store instruction follows, such as this recall operation, the count value of the store counter is reset. .
Then, there is no fear that the actual store operation is prohibited by the normal store instruction in the normal use.

【0035】同時にストア動作が実行されるメモリセル
の集合ごとにストア用カウンタが設けられている場合に
は、このストア用カウンタのカウント値が2回以上にな
ると、同じメモリセルに対して連続してストアが指示さ
れたことになるので、これ以降はいつでもストア動作を
禁止することができる。ただし、例えば複数のメモリセ
ルをその部分集合であるページ単位でストア動作が実行
され、かつ複数のページに対して1個のストア用カウン
タのみが設けられている場合には、通常はこの複数ペー
ジのメモリセルが順に連続してストアを指示されるた
め、少なくともこのページ数分のカウントを終了してか
らでなければストア動作を禁止するのは適当ではない。
When a store counter is provided for each set of memory cells for which the store operation is executed at the same time, when the count value of the store counter becomes two or more times, the same memory cells are consecutively stored. Since the store has been instructed, the store operation can be prohibited anytime thereafter. However, for example, when a store operation is performed on a plurality of memory cells in units of pages that is a subset of the plurality of memory cells and only one store counter is provided for a plurality of pages, normally, the plurality of pages are stored. Since the memory cells of are sequentially instructed to store, it is not appropriate to prohibit the store operation until the count for at least this page number is completed.

【0036】ストア禁止回路が一旦ストア動作を禁止し
ても、先の例では1度リコール動作を行えばストア用カ
ウンタのカウント値がリセットされるので、このストア
禁止は自動的に解除される。また、明示的に外部からの
信号によってこのストア禁止を解除させるようにするこ
とも可能である。
Even if the store inhibit circuit temporarily inhibits the store operation, in the above example, the count value of the store counter is reset by performing the recall operation once, so that the store inhibit is automatically released. It is also possible to explicitly release this store prohibition by a signal from the outside.

【0037】この結果、請求項2の発明によれば、プロ
グラムの暴走等により無駄なストアの指示が何度も繰り
返されたとしても実際のストア動作は所定回数実行され
た後に禁止される。従って、このような事故によって強
誘電体の分極反転が不必要に繰り返され、メモリセルの
寿命が予期せず短縮されるということがなくなる。
As a result, according to the second aspect of the invention, the actual store operation is prohibited after being executed a predetermined number of times, even if a wasteful store instruction is repeated many times due to a program runaway or the like. Therefore, the polarization inversion of the ferroelectric is unnecessarily repeated due to such an accident, and the life of the memory cell is not unexpectedly shortened.

【0038】リコール動作は、上記のようにデータの破
壊読み出しとなる。しかし、請求項3の発明によれば、
リコール動作によってデータが読み出されると、このデ
ータがリコール時再ストア手段によって自動的に同じメ
モリセルに再び不揮発性記憶される。
The recall operation is the destructive reading of data as described above. However, according to the invention of claim 3,
When the data is read by the recall operation, this data is automatically stored again in the same memory cell in a non-volatile manner at the time of the recall.

【0039】従って、この請求項3の発明によれば、リ
コール動作によって読み出されたデータが同じメモリセ
ルに不揮発性記憶として再度保存されるので、データの
安全性が高くなる。この再保存されたデータは、再びリ
コール動作を実行することにより読み出すことができ
る。
Therefore, according to the third aspect of the present invention, the data read by the recall operation is stored again in the same memory cell as the non-volatile memory, so that the safety of the data is improved. The re-stored data can be read by executing the recall operation again.

【0040】リコール動作を行う容量素子に電荷が蓄積
されていると、これが容量素子の一方の端子に生じる電
位差にノイズとなって影響を与え、誤ったデータの読み
出しを行うおそれが生じる。
When electric charges are accumulated in the capacitive element that performs the recall operation, the electric charge may affect the potential difference generated at one terminal of the capacitive element as noise, and erroneous data may be read out.

【0041】従って、請求項4の発明により、リコール
動作時における容量素子の他方の端子に電圧を印加する
前に、リコール時電荷放電手段がこの容量素子に蓄積さ
れた電荷を放電させれば、不揮発性のデータの読み出し
を確実に行うことができるようになる。
Therefore, according to the invention of claim 4, if the charge discharging means at the time of recall discharges the charges accumulated in this capacitor before applying the voltage to the other terminal of the capacitor during the recall operation, It becomes possible to reliably read the non-volatile data.

【0042】請求項5の発明によれば、いわゆる1トラ
ンジスタ/セル方式におけるダミーセルが、2本のビッ
ト線に選択トランジスタを介して1個接続される。しか
も、この2本のビット線は、同じワード線上の2個のメ
モリセルがそれぞれ接続するものである。このため、こ
れら2本のビット線の容量が同じであれば、ダミーセル
の電荷がこれらに等分に分配されるので、メモリセルの
電荷を1本のビット線に読み出した場合の中間の電位を
与えることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, one dummy cell in the so-called one-transistor / cell system is connected to two bit lines via the select transistor. Moreover, these two bit lines are connected to two memory cells on the same word line. Therefore, if the capacitances of these two bit lines are the same, the charges of the dummy cells are equally distributed to them, so that the intermediate potential when the charges of the memory cells are read to one bit line is set. Can be given.

【0043】従って、請求項5の発明によれば、いわゆ
る1トランジスタ/セル方式の強誘電体を用いた不揮発
性半導体記憶装置におけるダミーセルを通常のメモリセ
ルと同じ形状で形成することができるので、容量を制限
するために2分の1の大きさに形成する等の設計上の面
倒を回避し、半導体装置の製造を容易にすることができ
るようになる。
Therefore, according to the invention of claim 5, the dummy cell in the non-volatile semiconductor memory device using the so-called one-transistor / cell type ferroelectric can be formed in the same shape as a normal memory cell. It becomes possible to avoid the trouble of design such as forming the size to ½ in order to limit the capacity and facilitate the manufacture of the semiconductor device.

【0044】請求項6の発明によれば、通常では、電源
がオンしたときには、保存されたデータの読み出しを行
うので、電源オン時にストア用カウンタのカウント値を
セットし、第2スイッチ回路において、共通端子が常開
側接点に接続されるようにしている。
According to the sixth aspect of the invention, normally, when the power is turned on, the stored data is read out. Therefore, when the power is turned on, the count value of the store counter is set, and the second switch circuit The common terminal is connected to the normally open side contact.

【0045】従って、電源オン直後のストア動作が禁止
されるので、保存されたデータの安全性が高くなる。
Therefore, since the store operation is prohibited immediately after the power is turned on, the safety of the stored data is enhanced.

【0046】[0046]

【実施例】本発明の実施例を以下に説明する。図1乃至
図7に、本発明の一実施例が示されている。図1は、不
揮発性半導体記憶装置の制御部の構成を示すブロック図
である。図2は、不揮発性半導体記憶装置のメモリセル
アレイの構成を示すブロック図である。図3は、図2に
おけるビット線bit側の構成を詳細に説明する回路図
である。図4は、図2におけるビット線bitバー側の
構成を詳細に説明する回路図である。図5は、不揮発性
半導体記憶装置のDRAMモードでの動作を示すタイム
チャートである。図6は、不揮発性半導体記憶装置のス
トアモードでの動作を示すタイムチャートである。図7
は、不揮発性半導体記憶装置のリコールモードでの動作
を示すタイムチャートである。なお、前記図9に示した
従来例と同様の機能を有する構成部材には、同じ番号が
付記されている。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. One embodiment of the present invention is shown in FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the control unit of the nonvolatile semiconductor memory device. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the memory cell array of the nonvolatile semiconductor memory device. FIG. 3 is a circuit diagram illustrating in detail the configuration on the bit line bit side in FIG. FIG. 4 is a circuit diagram illustrating in detail the configuration on the bit line bit bar side in FIG. FIG. 5 is a time chart showing the operation of the nonvolatile semiconductor memory device in the DRAM mode. FIG. 6 is a time chart showing the operation of the nonvolatile semiconductor memory device in the store mode. Figure 7
FIG. 6 is a time chart showing the operation of the nonvolatile semiconductor memory device in the recall mode. The same numbers are added to the components having the same functions as those of the conventional example shown in FIG.

【0047】本実施例では、1トランジスタ/セル方式
による不揮発性半導体記憶装置について説明されてい
る。この不揮発性半導体記憶装置では、強誘電体が使用
されている。
In this embodiment, the nonvolatile semiconductor memory device of the one-transistor / cell system is described. A ferroelectric is used in this nonvolatile semiconductor memory device.

【0048】この不揮発性半導体記憶装置は、図2に示
すように、多数のワード線WLとこれに対応するプレー
ト線PT、並びに多数のビット線対bit及びbitバ
ーを有し、これらの各交差部にそれぞれメモリセル4が
配置されている。ビット線対bit及びbitバーの各
々は、それぞれ対となるもの同士が同じセンスアンプ3
に接続されている。ビット線bitには、隣接する2本
のビット線bitごとに1個のダミーセル11が接続さ
れている。ビット線bitバーにも、隣接する2本のビ
ット線bitバーごとに1個のダミーセル11が接続さ
れている。
As shown in FIG. 2, this non-volatile semiconductor memory device has a large number of word lines WL, a corresponding plate line PT, and a large number of bit line pairs bit and bit bars, each of which intersects with each other. A memory cell 4 is arranged in each part. Each of the bit line pair bit and bit bar has the same pair of sense amplifiers 3.
It is connected to the. One dummy cell 11 is connected to the bit line bit for every two adjacent bit line bits. Also to the bit line bit bar, one dummy cell 11 is connected for every two adjacent bit line bit bars.

【0049】図3及び図4に示すように、上記各メモリ
セル4は、1個の容量素子Cと1個の選択トランジスタ
Qによって構成されている。容量素子Cは、一方の端子
が選択トランジスタQを介してビット線bit又はビッ
ト線bitバーに接続されると共に、他方の端子がプレ
ート線PTに接続されている。選択トランジスタQのゲ
ートは、ワード線WLに接続されている。ダミーセル1
1は、1個の容量素子CDと2個の選択トランジスタQD
によって構成されている。容量素子CDの一方の端子
が、2個の選択トランジスタQDを介して隣接する2本
のビット線bit又はビット線bitバーにそれぞれ接
続されている。容量素子CDの他方の端子が、ダミーセ
ルプレート線PTDに接続されている。選択トランジス
タQDのゲートは、ダミーセル選択線φDL又はダミーセ
ル選択線φDRに接続されている。このダミーセル11の
容量素子CDは、メモリセル4の容量素子Cと同じ形状
で容量が等しくなるように形成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, each memory cell 4 is composed of one capacitance element C and one selection transistor Q. One terminal of the capacitive element C is connected to the bit line bit or the bit line bit bar via the selection transistor Q, and the other terminal is connected to the plate line PT. The gate of the selection transistor Q is connected to the word line WL. Dummy cell 1
1 is one capacitance element CD and two selection transistors QD
It is composed by. One terminal of the capacitive element CD is connected to two adjacent bit lines bit or bit line bit bar via two selection transistors QD. The other terminal of the capacitive element CD is connected to the dummy cell plate line PTD. The gate of the selection transistor QD is connected to the dummy cell selection line φDL or the dummy cell selection line φDR. The capacitive element CD of the dummy cell 11 has the same shape as the capacitive element C of the memory cell 4 and has the same capacitance.

【0050】ここで、あるビット線bitに接続された
1個のメモリセル4と、これと対になるビット線bit
バーに接続された1個のダミーセル11に注目した不揮
発性半導体記憶装置の制御部の構成を図1に示す。
Here, one memory cell 4 connected to a certain bit line bit and a bit line bit paired with this memory cell 4.
FIG. 1 shows the configuration of the control unit of the nonvolatile semiconductor memory device, which focuses on one dummy cell 11 connected to the bar.

【0051】図1において、メモリセル4の選択トラン
ジスタQのゲートに接続されるワード線WLは、ワード
線デコーダ1及びダミーセル11の選択トランジスタQ
Dのゲートに接続されている。容量素子Cの端子のうち
選択トランジスタQに接続されていない方の端子に接続
されるプレート線PTは、プレート線デコーダ2、及び
ダミーセル11の容量素子CDのうち選択トランジスタ
QDに接続されていない方の端子に接続されている。ワ
ード線デコーダ1及びプレート線デコーダ2は、アドレ
スバッファ5に入力されたアドレスに基づいて1本のワ
ード線WLとこれに対応するプレート線PTを選択す
る。センスアンプ3はデータI/Oインターフェイス1
0を介して外部とデータの送信及び受信を行うようにな
っている。また、ビット線bitバーは、センスアンプ
3に接続されている。ただし、このビット線bitバー
は、図1においては示されていない。
In FIG. 1, the word line WL connected to the gate of the selection transistor Q of the memory cell 4 is the selection transistor Q of the word line decoder 1 and the dummy cell 11.
It is connected to the gate of D. The plate line PT connected to one of the terminals of the capacitive element C which is not connected to the selection transistor Q has a plate line decoder 2 and one of the capacitive elements CD of the dummy cells 11 which is not connected to the selection transistor QD. Connected to the terminal. The word line decoder 1 and the plate line decoder 2 select one word line WL and the corresponding plate line PT based on the address input to the address buffer 5. The sense amplifier 3 is the data I / O interface 1
Data is transmitted and received with the outside via 0. The bit line bit bar is connected to the sense amplifier 3. However, this bit line bit bar is not shown in FIG.

【0052】上記アドレスバッファ5、センスアンプ3
及びデータI/Oインターフェイス10等は、DRAM
モードタイミング制御回路7、リコールモードタイミン
グ制御回路8又はストアモードタイミング制御回路9に
よって制御される。DRAMモードタイミング制御回路
7は、揮発性のDRAMモードにおいて、メモリセル4
をアクセスするための制御回路である。リコールモード
タイミング制御回路8は、リコールモードにおいて、メ
モリセル4の不揮発性データを読み出すための制御回路
である。ストアモードタイミング制御回路9は、ストア
モードにおいて、メモリセル4に不揮発性データを書き
込むための制御回路である。
Address buffer 5 and sense amplifier 3
The data I / O interface 10 and the like are DRAM
It is controlled by the mode timing control circuit 7, the recall mode timing control circuit 8 or the store mode timing control circuit 9. The DRAM mode timing control circuit 7 controls the memory cell 4 in the volatile DRAM mode.
Is a control circuit for accessing. The recall mode timing control circuit 8 is a control circuit for reading out the nonvolatile data of the memory cell 4 in the recall mode. The store mode timing control circuit 9 is a control circuit for writing nonvolatile data in the memory cell 4 in the store mode.

【0053】上記DRAMモードタイミング制御回路
7、リコールモードタイミング制御回路8及びストアモ
ードタイミング制御回路9は、制御信号入力バッファ6
に入力された制御信号に基づいて、いずれかが選択され
る。この制御信号入力バッファ6の第1の出力端子は、
OR回路12の入力端子及びリコール用カウンタ13の
リセット入力Rに接続されている。OR回路12の出力
端子は、DRAMモードタイミング制御回路7の入力端
子に接続されている。この制御信号入力バッファ6の第
2の出力端子は、第1スイッチ回路14のコモン端子、
リコール用カウンタ13のカウント入力CL及びストア
用カウンタ15のリセット入力Rに接続されている。こ
の制御信号入力バッファ6の第3の出力端子は、第2ス
イッチ回路16のコモン端子及びストア用カウンタ15
のカウント入力CLに接続されている。第1スイッチ回
路14の常閉側端子は、リコールモードタイミング制御
回路8に接続され、常開側端子は、OR回路12の他方
の入力端子に接続されている。第2スイッチ回路16の
常閉側端子は、ストアモードタイミング制御回路9に接
続されている。第2スイッチ回路16の常開側端子は、
未接続である。
The DRAM mode timing control circuit 7, the recall mode timing control circuit 8 and the store mode timing control circuit 9 are the control signal input buffer 6
One of them is selected based on the control signal input to. The first output terminal of the control signal input buffer 6 is
It is connected to the input terminal of the OR circuit 12 and the reset input R of the recall counter 13. The output terminal of the OR circuit 12 is connected to the input terminal of the DRAM mode timing control circuit 7. The second output terminal of the control signal input buffer 6 is the common terminal of the first switch circuit 14,
It is connected to the count input CL of the recall counter 13 and the reset input R of the store counter 15. The third output terminal of the control signal input buffer 6 is the common terminal of the second switch circuit 16 and the store counter 15
Is connected to the count input CL. The normally closed side terminal of the first switch circuit 14 is connected to the recall mode timing control circuit 8, and the normally opened side terminal is connected to the other input terminal of the OR circuit 12. The normally closed terminal of the second switch circuit 16 is connected to the store mode timing control circuit 9. The normally open side terminal of the second switch circuit 16 is
Not connected.

【0054】リコール用カウンタ13は、カウント入力
CLに入力されるリコールモード選択信号の入力回数を
カウントする。リコール用カウンタ13のリセット入力
RにDRAMモード選択信号が入力されると、リコール
用カウンタ13はリセットされる。このリコールモード
選択信号の入力回数が、ワード線WLの本数を超える
と、第1スイッチ回路14の共通端子が常開側端子に接
続されるように、第1スイッチ回路14が切り換えられ
る。ストア用カウンタ15は、カウント入力CLに入力
されるストアモード選択信号の入力回数をカウントす
る。ストア用カウンタ15のリセット入力Rにリコール
モード選択信号が入力されると、ストア用カウンタ15
はリセットされる。このストアモード選択信号の入力回
数が、ワード線WLの本数を超えると、第2スイッチ回
路16の共通端子が常開側端子に接続されるように、第
2スイッチ回路16が切り換えられる。
The recall counter 13 counts the number of times the recall mode selection signal input to the count input CL is input. When the DRAM mode selection signal is input to the reset input R of the recall counter 13, the recall counter 13 is reset. When the number of input of the recall mode selection signal exceeds the number of word lines WL, the first switch circuit 14 is switched so that the common terminal of the first switch circuit 14 is connected to the normally open side terminal. The store counter 15 counts the number of times the store mode selection signal input to the count input CL is input. When a recall mode selection signal is input to the reset input R of the store counter 15, the store counter 15
Is reset. When the number of input of the store mode selection signal exceeds the number of word lines WL, the second switch circuit 16 is switched so that the common terminal of the second switch circuit 16 is connected to the normally open side terminal.

【0055】制御信号入力バッファ6からDRAMモー
ド選択信号が出力された場合、又はリコール用カウンタ
13が第1スイッチ回路14の共通端子が常開側端子に
接続されるように第1スイッチ回路14を切り換え、且
つ制御信号入力バッファ6がこの第1スイッチ回路14
を介してリコールモード選択信号を出力した場合に、O
R回路12からDRAMモードタイミング制御回路7
に、DRAMモード選択信号が入力される。リコール用
カウンタ13がリセットされてから、リコールモード選
択信号の入力回数が、ワード線WLの本数を超えるま
で、且つ制御信号入力バッファ6からリコールモード選
択信号が出力されている場合に、リコールモードタイミ
ング制御回路8に、リコールモード選択信号が入力され
る。さらに、ストア用カウンタ15がリセットされてか
ら、ストアモード選択信号の入力回数が、ワード線WL
の本数を超えるまで、且つ制御信号入力バッファ6から
ストアモード選択信号が出力されている場合に、ストア
モードタイミング制御回路9に、ストアモード選択信号
が入力される。
When the DRAM mode selection signal is output from the control signal input buffer 6 or when the recall counter 13 connects the first switch circuit 14 so that the common terminal of the first switch circuit 14 is connected to the normally open side terminal. The switching and control signal input buffer 6 is connected to the first switch circuit 14
When a recall mode selection signal is output via
R circuit 12 to DRAM mode timing control circuit 7
Then, the DRAM mode selection signal is input. After the recall counter 13 is reset, the number of input of the recall mode selection signal exceeds the number of word lines WL, and when the recall mode selection signal is output from the control signal input buffer 6, the recall mode timing A recall mode selection signal is input to the control circuit 8. Further, after the store counter 15 is reset, the number of times the store mode selection signal is input is determined by the word line WL.
The store mode selection signal is input to the store mode timing control circuit 9 until the number of lines is exceeded and the store mode selection signal is output from the control signal input buffer 6.

【0056】図1乃至図4に示された不揮発性半導体記
憶装置において、アドレスバッファ5に入力されたアド
レスによって、ワード線WL1及びこれに対応するプレ
ート線PT1が選択された後、これに接続されるメモリ
セル4がアクセスされる場合の動作を説明する。
In the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIGS. 1 to 4, the word line WL1 and the plate line PT1 corresponding to the word line WL1 are selected by the address input to the address buffer 5, and then connected to the word line WL1. The operation when the memory cell 4 is accessed will be described.

【0057】DRAMモードが選択された場合には、D
RAMモードタイミング制御回路7から出力された信号
に応じて、プレート線PT1及びダミーセルプレート線
PTDが接地される。このため、図5に示すように、プ
レート線PT1及びダミーセルプレート線PTDが0Vに
維持される。図3及び図4に示めされている信号線φEQ
に、VCCレベルが印加されている間、ビット線対bit
及びbitバーが接地されるので、ビット線対bit及
びbitバーの電位は0Vである。また、DRAMモー
ドの初期には、信号線φPも接地レベルとなるので、ダ
ミーセル11の容量素子CDがVCCレベルにプリチャー
ジされる。次に、ワード線WL1及びダミーワード線D
WRの電位ががVCC+Vthレベルになると、このワード
線WL1に接続されたメモリセル4の容量素子Cに蓄積
された電荷がビット線bitに読み出されるので、図5
に示すように、ビット線bitの電位が上昇する。ま
た、ワード線WL1及びダミーワード線DWRがVCC+
Vthレベルになると、ダミーセル選択線φDRもVCCレベ
ルとなり、ダミーセル11におけるVCCレベルにプリチ
ャージされた容量素子CDから、電荷がビット線bit
バーに読み出されるので、図5に示すように、ビット線
bitバーの電位も上昇する。ただし、ダミーセル11
の1つに蓄積された電荷が2本のビット線bitバーに
読み出されるので、各ビット線bitバーの電位は、ビ
ット線bitの電位と0Vの中間の電位となる。ビット
線対bit及びbitバーの電位上昇に応じて、信号線
φISがVCC+Vthレベルに及び信号線φSENがVCCレベ
ルとなる。ビット線対bit及びbitバーの電位差が
センスアンプ3によってセンスされると、ビット線対b
it及びbitバーの電位が、メモリセル4に記憶され
ていたデータに基づいて、VCCレベル又は0Vレベルに
確定される。
When the DRAM mode is selected, D
According to the signal output from the RAM mode timing control circuit 7, the plate line PT1 and the dummy cell plate line PTD are grounded. Therefore, as shown in FIG. 5, the plate line PT1 and the dummy cell plate line PTD are maintained at 0V. Signal line φEQ shown in FIGS. 3 and 4
While the VCC level is being applied, the bit line pair bit
Since the bit line and the bit bar are grounded, the potential of the bit line pair bit and the bit bar is 0V. Further, since the signal line φP also becomes the ground level in the initial stage of the DRAM mode, the capacitive element CD of the dummy cell 11 is precharged to the VCC level. Next, the word line WL1 and the dummy word line D
When the potential of WR becomes Vcc + Vth level, the charge accumulated in the capacitive element C of the memory cell 4 connected to this word line WL1 is read out to the bit line bit, so that FIG.
As shown in, the potential of the bit line bit rises. In addition, the word line WL1 and the dummy word line DWR are VCC +
At the Vth level, the dummy cell selection line φDR also becomes the Vcc level, and the charge is charged from the capacitive element CD precharged to the Vcc level in the dummy cell 11 to the bit line bit.
Since it is read by the bar, the potential of the bit line bit bar also rises as shown in FIG. However, the dummy cell 11
Since the charge accumulated in one of the two bit lines is read out to the two bit line bit bars, the potential of each bit line bit bar becomes an intermediate potential between the potential of the bit line bit and 0V. As the potential of the bit line pair bit and bit bar rises, the signal line φIS becomes VCC + Vth level and the signal line φSEN becomes VCC level. When the potential difference between the bit line pair bit and the bit bar is sensed by the sense amplifier 3, the bit line pair b
Based on the data stored in the memory cell 4, the potentials of the it and bit bars are fixed at the VCC level or the 0V level.

【0058】ストアモードでは、ストアモードタイミン
グ制御回路9から出力された信号応じて、図6に示すよ
うに、上記DRAMモードによる読み出し動作に加え、
プレート線PT1及びダミーセルプレート線PTDにそれ
ぞれ0V→VCC→0Vレベルに変化する電圧パルスが印
加される。ストアモードが選択された場合には、DRA
Mモードにおける読み出し動作を行う。メモリセル4の
揮発性データがビット線対bit及びbitバーに出力
された後に、プレート線PT1に、パルスが印加され
る。このパルスの印加によって、容量素子Cの強誘電体
の分極状態を図8のE点→B点→C点又はD点→E点→
D点に移動させ、このメモリセルに記憶されるデータに
応じた分極反転をおこなわせる。この分極反転によっ
て、このデータが再度メモリセル4に不揮発性記憶され
た後、ダミーセルプレート線PTDへ、この後のプリチ
ャージ期間中にパルスを印加することにより、分極状態
が図8に示されたE点に移動するように、ダミーセル1
1における容量素子CDの強誘電体の分極状態を変化さ
せる。
In the store mode, in addition to the read operation in the DRAM mode, as shown in FIG. 6, according to the signal output from the store mode timing control circuit 9,
A voltage pulse changing from 0V → VCC → 0V level is applied to the plate line PT1 and the dummy cell plate line PTD, respectively. DRA when store mode is selected
A read operation in the M mode is performed. After the volatile data of the memory cell 4 is output to the bit line pair bit and bit bar, a pulse is applied to the plate line PT1. By applying this pulse, the polarization state of the ferroelectric substance of the capacitive element C is changed from point E → point B → point C or point D → point E → in FIG.
It is moved to point D, and polarization inversion is performed according to the data stored in this memory cell. By this polarization reversal, this data is again stored in the memory cell 4 in a nonvolatile manner, and then a pulse is applied to the dummy cell plate line PTD during the subsequent precharge period, whereby the polarization state is shown in FIG. Dummy cell 1 so that it moves to point E
The polarization state of the ferroelectric substance of the capacitive element CD in 1 is changed.

【0059】リコールモードでは、リコールモードタイ
ミング制御回路8から出力された信号に応じて、図7に
示すように、まず、信号線φEQがVCCレベルとなってビ
ット線対bit及びbitバーが接地される。また、リ
コールモードの初期には、信号線φPも接地レベルとな
るので、ダミーセル11の容量素子CDがVCCレベルに
プリチャージされる。次に、ワード線WL1及びダミー
ワード線DWRがVCC+Vthレベルに遷移する。この遷
移に同期して信号線φEQが再びVCCレベルとなるため、
メモリセル4の容量素子Cに蓄積された電荷が放電され
る。一方、プレート線PT1にVCCレベルの電圧が印加
されると、メモリセル4における容量素子Cの強誘電体
の分極状態が、図8に示されるように、C点→B点又は
E点→B点に移動するので、メモリセル4に記憶されて
いたデータに応じてビット線bitの電位が上昇する。
また、ダミーセルプレート線PTDの電位がVCCレベル
になると、ダミーセル11における容量素子CDの強誘
電体の分極状態が、図8に示されるように、E点→B点
に移動するので、ビット線bitバーの電位が上昇す
る。ただし、ダミーセル11の1つに蓄積された電荷が
2本のビット線bitバーに読み出されるので、各ビッ
ト線bitバーの電位は、ビット線bitの電位と0V
の中間の電位となる。プレート線PT1が0Vになる
と、このプレート線PT1の変化に応じて、ビット線対
bit及びbitバーの電位もわずかに低下する。一
方、このプレート線PT1の変化と同期して、信号線φI
Sの電位がVCC+Vthなった後に、信号線φSENがVCCレ
ベルとなる。信号線φSENの電位がVCCであるときに、
センスアンプ3がセンスする。センスアンプ3がセンス
することによって、ビット線対bit及びbitバーの
電位が、メモリセル4に記憶されていたデータに基づい
て、VCC又は0Vに確定され、データが読み出される。
In the recall mode, in response to the signal output from the recall mode timing control circuit 8, as shown in FIG. 7, first, the signal line φEQ is set to the VCC level and the bit line pair bit and bit bar are grounded. It Further, since the signal line φP also becomes the ground level in the initial stage of the recall mode, the capacitive element CD of the dummy cell 11 is precharged to the VCC level. Next, the word line WL1 and the dummy word line DWR transit to the level of Vcc + Vth. Since the signal line φEQ becomes VCC level again in synchronization with this transition,
The electric charge accumulated in the capacitive element C of the memory cell 4 is discharged. On the other hand, when a voltage of Vcc level is applied to the plate line PT1, the polarization state of the ferroelectric substance of the capacitive element C in the memory cell 4 changes from point C to point B or point E to point B as shown in FIG. Since it moves to the point, the potential of the bit line bit rises according to the data stored in the memory cell 4.
Further, when the potential of the dummy cell plate line PTD becomes VCC level, the polarization state of the ferroelectric substance of the capacitive element CD in the dummy cell 11 moves from point E to point B as shown in FIG. The potential of the bar rises. However, since the charges accumulated in one of the dummy cells 11 are read out to the two bit line bit bars, the potential of each bit line bit bar is equal to the potential of the bit line bit and 0 V.
It becomes an intermediate potential. When the plate line PT1 becomes 0V, the potentials of the bit line pair bit and bit bar also slightly drop according to the change of the plate line PT1. On the other hand, in synchronization with the change of the plate line PT1, the signal line φI
After the potential of S becomes VCC + Vth, the signal line φSEN becomes VCC level. When the potential of the signal line φSEN is VCC,
The sense amplifier 3 senses. When the sense amplifier 3 senses, the potentials of the bit line pair bit and bit bar are set to VCC or 0V based on the data stored in the memory cell 4, and the data is read.

【0060】この破壊読み出しされたデータは、プレー
ト線PT1に再度電圧パルスを印加することにより、再
び同じメモリセル4に不揮発性記憶される。このように
してデータを再び不揮発性記憶したメモリセル4が、D
RAMモードにおいてアクセスされた場合、例えば、図
8のC点又はE点にある強誘電体の分極状態が、一旦D
点に移動した後に、共にE点に戻ることになるため、不
揮発性データが破壊される。ダミーセルプレート線PT
Dには、このDRAMモードにおけるアクセス後のプリ
チャージ期間中に電圧パルスを再度印加し、ダミーセル
11における容量素子CDの強誘電体の分極状態を図8
に示されるようにE点に移動させておく。
This destructive read data is non-volatilely stored in the same memory cell 4 again by applying a voltage pulse to the plate line PT1 again. In this way, the memory cell 4 storing the data again in the nonvolatile manner is
When accessed in the RAM mode, for example, the polarization state of the ferroelectric substance at point C or point E in FIG.
After moving to the point, the nonvolatile data is destroyed because both of them return to the point E. Dummy cell plate line PT
A voltage pulse is applied to D again during the precharge period after access in the DRAM mode, and the polarization state of the ferroelectric substance of the capacitive element CD in the dummy cell 11 is shown in FIG.
Move to point E as shown in.

【0061】上記のように、リコールモードタイミング
制御回路8が、リコールモードによる制御を全てのワー
ド線WLについて順次実行すると、リコール用カウンタ
13のカウント値がこのワード線WLの本数分に達す
る。通常の運用では、DRAMモードタイミング制御回
路7によってDRAMモードによる制御が実行された
後、リコール用カウンタ13のカウント値はリセットさ
れる。このリセットの後に、再び制御信号入力バッファ
6を介してリコールモードが選択された場合に、リコー
ルモードタイミング制御回路8から、このリコールモー
ドによる制御を実行を指示する信号が出力される。DR
AMモードによる制御が実行されることなく、ストアモ
ードによる制御が実行された後、電源がオフとなった場
合にも、次の電源オン時にはリコール用カウンタ13の
カウント値はリセットされる。
As described above, when the recall mode timing control circuit 8 sequentially executes the control in the recall mode for all the word lines WL, the count value of the recall counter 13 reaches the number of the word lines WL. In normal operation, the count value of the recall counter 13 is reset after the DRAM mode timing control circuit 7 executes the control in the DRAM mode. After this reset, when the recall mode is selected again via the control signal input buffer 6, the recall mode timing control circuit 8 outputs a signal instructing execution of the control in this recall mode. DR
Even when the power is turned off after the control in the store mode is executed without executing the control in the AM mode, the count value of the recall counter 13 is reset at the next power-on.

【0062】また、ストアモードタイミング制御回路9
がストアモードによる制御を全てのワード線WLについ
て順次実行したとき、ストア用カウンタ15のカウント
値がこのワード線WLの本数分に等しくなる。通常の運
用では、次に一旦リコールモードタイミング制御回路8
からリコールモードによる制御を実行するための信号が
出力される。この出力された信号に応じて、ストア用カ
ウンタ15のカウント値がリセットされるので、再び制
御信号入力バッファ6を介して、ストアモードを選択す
る信号が入力された場合には、ストアモードタイミング
制御回路9は、このストアモードによる制御を実行する
ことができる。リコールモードによる制御が実行される
ことなく電源がオフとなった後に、電源がオンされた時
に、ストア用カウンタ15のカウント値はリセットされ
る。
The store mode timing control circuit 9
When the control by the store mode is sequentially executed for all the word lines WL, the count value of the store counter 15 becomes equal to the number of the word lines WL. In normal operation, the recall mode timing control circuit 8
Outputs a signal for executing the control in the recall mode. Since the count value of the store counter 15 is reset according to the output signal, when the signal for selecting the store mode is input again via the control signal input buffer 6, the store mode timing control is performed. The circuit 9 can execute control according to this store mode. When the power is turned on after the power is turned off without the control in the recall mode being executed, the count value of the store counter 15 is reset.

【0063】他の実施例としては、通常、電源がオンし
た時に、保存されたデータの読み出しを行うので、電源
オン時にストア用カウンタ15のカウント値をセット
し、第2スイッチ回路16において、共通端子が常開側
接点に接続されるようにする。その結果、電源オン直後
のストア動作が禁止されるので、保存されたデータの安
全性が高くなる。
As another embodiment, normally, when the power is turned on, the stored data is read out. Therefore, the count value of the store counter 15 is set when the power is turned on, and the common value is set in the second switch circuit 16. Make sure that the terminal is connected to the normally open contact. As a result, the store operation immediately after the power is turned on is prohibited, and the safety of the stored data is improved.

【0064】しかしながら、本実施例の不揮発性半導体
記憶装置を制御するコンピュータ装置のプログラムのバ
グや暴走等によりリコールモードやストアモードの指示
が何度も繰り返し発行されたような場合には、リコール
用カウンタ13又はストア用カウンタ15がリセットさ
れることなくカウントを行うので、このカウント値がワ
ード線WLの本数分の回数を超えることになる。このカ
ウント値がワード線の本数を越えたとき、第1スイッチ
回路14又は第2スイッチ回路16の共通接点が常開側
接点に接続されるように切り替わるので、リコールモー
ドタイミング制御回路8やストアモードタイミング制御
回路9による、リコールモード及びストアモードにおけ
る不要な制御は実行されない。リコール用カウンタ13
のカウント値がワード線WLの本数分の回数を超えた場
合には、第1スイッチ回路14の共通接点が常開側接点
に接続されるように切り替わるので、制御信号入力バッ
ファ6を介してリコールモードを選択する信号が、OR
回路12を介してDRAMモードタイミング制御回路7
に入力される。従って、強誘電体の分極反転を伴うリコ
ールモードに代えて、強誘電体の分極反転を伴わないD
RAMモードによるデータ読み出しが実行され、最初の
リコールモードにおける制御の実行により読み出された
揮発性データが、繰り返し読み出されることになる。
However, if a recall mode or store mode instruction is repeatedly issued due to a bug or runaway of the program of the computer device controlling the nonvolatile semiconductor memory device of this embodiment, the recall Since the counter 13 or the store counter 15 counts without being reset, this count value exceeds the number of word lines WL. When the count value exceeds the number of word lines, the common contact of the first switch circuit 14 or the second switch circuit 16 is switched so as to be connected to the normally open side contact, so that the recall mode timing control circuit 8 or the store mode. Unnecessary control by the timing control circuit 9 in the recall mode and the store mode is not executed. Recall counter 13
When the count value of 1 exceeds the number of word lines WL, the common contact of the first switch circuit 14 is switched so as to be connected to the normally open side contact, so that the recall is performed via the control signal input buffer 6. The signal that selects the mode is OR
DRAM mode timing control circuit 7 via circuit 12
Entered in. Therefore, instead of the recall mode involving the polarization reversal of the ferroelectric substance, D without the polarization reversal of the ferroelectric substance
The data reading in the RAM mode is executed, and the volatile data read by the execution of the control in the first recall mode is repeatedly read.

【0065】以上説明したように、本実施例の不揮発性
半導体記憶装置によれば、プログラムの暴走等により無
駄なリコールモードやストアモードの指示が何度も繰り
返されたとしても、これらリコールモードやストアモー
ドの実行が禁止される。従って、プログラムの暴走等に
よって強誘電体の分極反転が不必要に繰り返されること
がなくなるため、メモリセルの寿命が予期せず短縮され
ることはない。
As described above, according to the nonvolatile semiconductor memory device of the present embodiment, even if a wasteful recall mode or store mode instruction is repeated many times due to a program runaway, etc., these recall modes and Execution of store mode is prohibited. Therefore, the polarization reversal of the ferroelectric material is not unnecessarily repeated due to program runaway and the like, and the life of the memory cell is not unexpectedly shortened.

【0066】また、リコールモードでは、不揮発性デー
タが一旦破壊されるが、読み出し後に再び元のメモリセ
ル4に不揮発性記憶されて保存されるので、データの安
全性が高くなる。さらに、リコールモードでは、メモリ
セル4の容量素子Cに蓄積されていた電荷を放電させて
から不揮発性データの読み出しを行うので、蓄積電荷に
よるノイズを除去して不揮発性のデータの読み出しを確
実に行うことができるようになる。
In the recall mode, the non-volatile data is once destroyed, but since it is non-volatilely stored and stored again in the original memory cell 4 after reading, the data safety is improved. Further, in the recall mode, since the non-volatile data is read after discharging the electric charge accumulated in the capacitive element C of the memory cell 4, noise due to the accumulated electric charge is removed to ensure the non-volatile data reading. You will be able to do it.

【0067】また、本実施例は、ダミーセル11を用い
ることにより1トランジスタ/セル方式のメモリセル4
を構成したが、このダミーセル11は、隣接する2本の
ビット線bit又はビット線bitバーに接続されるの
で、メモリセル4と同じ形状で形成することができるよ
うになり、半導体装置の製造を容易にすることができ
る。
In addition, in this embodiment, by using the dummy cell 11, the memory cell 4 of the 1-transistor / cell system is formed.
However, since the dummy cell 11 is connected to two adjacent bit lines bit or bit line bit bar, it can be formed in the same shape as the memory cell 4, and the semiconductor device can be manufactured. Can be easy.

【0068】[0068]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1及び請求項2の発明によれば、無駄なリコール動作や
ストア動作が禁止されるので、強誘電体の分極反転が不
必要に繰り返され、メモリセルの寿命が予期せず短縮さ
れるということがなくなる。
As is apparent from the above description, according to the inventions of claims 1 and 2, useless recall operation and store operation are prohibited, so that the polarization reversal of the ferroelectric substance becomes unnecessary. Repeatedly, the life of the memory cell is not unexpectedly shortened.

【0069】また、請求項3の発明によれば、リコール
動作によって読み出されたデータが同じメモリセルに不
揮発性記憶として再度保存されるので、データの安全性
が高くなる。
According to the third aspect of the present invention, the data read by the recall operation is stored again in the same memory cell as the non-volatile memory, so that the safety of the data is improved.

【0070】さらに、請求項4の発明によれば、リコー
ル動作前に容量素子に蓄積された電荷が放電されるの
で、不揮発性のデータの読み出しを確実に行うことがで
きるようになる。
Further, according to the invention of claim 4, since the electric charge accumulated in the capacitive element is discharged before the recall operation, the nonvolatile data can be surely read.

【0071】また、請求項5の発明によれば、いわゆる
1トランジスタ/セル方式の強誘電体を用いた不揮発性
半導体記憶装置におけるダミーセルを通常のメモリセル
と同じ形状で形成することができるので、半導体装置の
製造を容易にすることができるようになる。
According to the invention of claim 5, the dummy cell in the non-volatile semiconductor memory device using the so-called 1-transistor / cell type ferroelectric can be formed in the same shape as a normal memory cell. The semiconductor device can be easily manufactured.

【0072】さらに、請求項6の発明によれば、電源オ
ン直後のストア動作が禁止されるので、保存されたデー
タの安全性が高くなる。
Further, according to the invention of claim 6, the store operation is prohibited immediately after the power is turned on, so that the safety of the stored data is enhanced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示すものであって、不揮発
性半導体記憶装置の制御部の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a control unit of a nonvolatile semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例を示すものであって、不揮発
性半導体記憶装置のメモリセルアレイの構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a memory cell array of a nonvolatile semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例を示すものであって、図2に
おけるビット線bit側の構成を詳細に説明する回路図
である。
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an embodiment of the present invention and is a detailed description of the configuration on the bit line bit side in FIG. 2.

【図4】本発明の一実施例を示すものであって、図2に
おけるビット線bitバー側の構成を詳細に説明する回
路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram illustrating an embodiment of the present invention and is a detailed description of the configuration on the bit line bit bar side in FIG.

【図5】本発明の一実施例を示すものであって、不揮発
性半導体記憶装置のDRAMモードでの動作を示すタイ
ムチャートである。
FIG. 5 is a time chart showing the operation of the nonvolatile semiconductor memory device in the DRAM mode according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例を示すものであって、不揮発
性半導体記憶装置のストアモードでの動作を示すタイム
チャートである。
FIG. 6 is a time chart showing an operation of the nonvolatile semiconductor memory device in a store mode according to an embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施例を示すものであって、不揮発
性半導体記憶装置のリコールモードでの動作を示すタイ
ムチャートである。
FIG. 7 is a time chart showing an operation of the nonvolatile semiconductor memory device in a recall mode according to an embodiment of the present invention.

【図8】容量素子に介在させた強誘電体の分極状態のヒ
ステリシス特性を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a hysteresis characteristic of a polarization state of a ferroelectric substance interposed in a capacitive element.

【図9】従来例を示すものであって、不揮発性半導体記
憶装置の制御部の構成を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing a conventional example and showing a configuration of a control unit of a nonvolatile semiconductor memory device.

【図10】2トランジスタ/セル方式におけるデータ
“0”をストアする場合の動作を説明するためのメモリ
セルの回路図である。
FIG. 10 is a circuit diagram of a memory cell for explaining the operation when storing data “0” in the 2-transistor / cell system.

【図11】2トランジスタ/セル方式におけるデータ
“1”をストアする場合の動作を説明するためのメモリ
セルの回路図である。
FIG. 11 is a circuit diagram of a memory cell for explaining the operation when storing data “1” in the 2-transistor / cell method.

【図12】2トランジスタ/セル方式におけるリコール
動作を説明するためのメモリセルの回路図である。
FIG. 12 is a circuit diagram of a memory cell for explaining a recall operation in the 2-transistor / cell system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 センスアンプ 4 メモリセル 13 リコール用カウンタ 14 第1スイッチ回路 15 ストア用カウンタ 16 第2スイッチ回路 C 容量素子 3 Sense Amplifier 4 Memory Cell 13 Recall Counter 14 First Switch Circuit 15 Store Counter 16 Second Switch Circuit C Capacitive Element

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 容量素子に介在させた強誘電体の分極作
用に基づいてメモリセルに不揮発性のデータを記憶し、
該容量素子の一方の端子に電圧を印加した際に、該容量
素子の他方の端子に強誘電体の分極状態に応じて生じる
電位を検出することにより、該データのリコールを行う
不揮発性半導体記憶装置であって、 一連のリコール動作の回数を計数し、この計数値を外部
からの信号に応じてリセットする計数手段と、 該計数手段の計数値が所定値を超えたときに、リコール
動作を禁止する手段とを備えている不揮発性半導体記憶
装置。
1. Non-volatile data is stored in a memory cell based on the polarization effect of a ferroelectric substance interposed in a capacitive element,
A nonvolatile semiconductor memory that recalls the data by detecting a potential generated at the other terminal of the capacitance element according to the polarization state of the ferroelectric substance when a voltage is applied to one terminal of the capacitance element. A device for counting the number of times of a series of recall operations and resetting the count value according to a signal from the outside, and a recall operation when the count value of the counting means exceeds a predetermined value. A non-volatile semiconductor memory device having a prohibition means.
【請求項2】 容量素子に強誘電体が介在しており、該
容量素子の一方の端子に、データに対応する電圧を印加
し、該容量素子の他方の端子にパルスを印加して、強誘
電体をデータに対応した分極状態とすることにより、デ
ータのストアを行う不揮発性半導体記憶装置であって、 一連のストア動作の回数を計数し、この計数値を外部か
らの信号に応じてリセットする計数手段と、 該計数手段の計数値が所定値を超えたときに、ストア動
作を禁止する手段とを備えている不揮発性半導体記憶装
置。
2. A ferroelectric is interposed in the capacitive element, a voltage corresponding to data is applied to one terminal of the capacitive element, and a pulse is applied to the other terminal of the capacitive element to enhance the strength. A non-volatile semiconductor memory device that stores data by setting a dielectric state in a polarization state corresponding to data. It counts the number of series of store operations and resets this count value in response to an external signal. A non-volatile semiconductor memory device, comprising: a counting unit that performs a storing operation and a unit that prohibits a store operation when the count value of the counting unit exceeds a predetermined value.
【請求項3】 容量素子に介在させた強誘電体の分極作
用に基づいてメモリセルに不揮発性のデータを記憶し、
該容量素子の一方の端子に電圧を印加した際に、該容量
素子の他方の端子に強誘電体の分極状態に応じて生じる
電位を検出することにより、該データのリコールを行
い、且つ該容量素子の一方の端子にデータに対応する電
圧を印加し、該容量素子の他方の端子にパルスを印加し
て、強誘電体をデータに対応した分極状態とすることに
より、データのストアを行う不揮発性半導体記憶装置で
あって、 リコール動作が開始又は終了されたときに、ストア動作
の禁止を解除する手段をさらに備えている請求項2の不
揮発性半導体記憶装置。
3. Nonvolatile data is stored in a memory cell based on the polarization effect of a ferroelectric substance interposed in a capacitive element,
When a voltage is applied to one terminal of the capacitance element, the data is recalled by detecting the potential generated at the other terminal of the capacitance element according to the polarization state of the ferroelectric substance, and A voltage corresponding to data is applied to one terminal of the element, and a pulse is applied to the other terminal of the capacitive element to bring the ferroelectric substance into a polarized state corresponding to the data, thereby storing data. 3. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 2, further comprising means for canceling prohibition of the store operation when the recall operation is started or ended.
【請求項4】 容量素子に介在させた強誘電体の分極作
用に基づいてメモリセルに不揮発性のデータを記憶し、
該容量素子の第1の端子に電圧を印加した際に、該容量
素子の他方の端子に強誘電体の分極状態に応じて生じる
電位を検出することにより、該データのリコールを行う
不揮発性半導体記憶装置であって、 該容量素子の第1の端子に電圧を印加する前に、蓄積容
量素子に蓄積された電荷を放電させる手段を備えている
不揮発性半導体記憶装置。
4. Nonvolatile data is stored in a memory cell based on a polarization effect of a ferroelectric substance interposed in a capacitive element,
A non-volatile semiconductor that recalls the data by detecting a potential generated at the other terminal of the capacitance element according to the polarization state of the ferroelectric substance when a voltage is applied to the first terminal of the capacitance element. A non-volatile semiconductor memory device comprising: a memory device, which discharges electric charges accumulated in a storage capacitor element before a voltage is applied to a first terminal of the capacitor element.
【請求項5】 容量素子に介在させた強誘電体の分極作
用に基づいてメモリセルに不揮発性のデータを記憶し、
複数のビット線と複数のワード線との各交差部にメモリ
セルが接続された不揮発性半導体記憶装置において、 該メモリセルが、1個のトランジスタ及び1個の容量素
子を備えており、該メモリセルにおける該容量素子の一
方の端子がプレート線に接続されており、該メモリセル
における該容量素子の他方の端子が該トランジスタに接
続されていると共に、2個の該メモリセルが同じワード
に接続されており、2個の該メモリセルのそれぞれに接
続されるビット線に、1個のダミーセルが接続されてい
る不揮発性半導体記憶装置。
5. Nonvolatile data is stored in a memory cell based on a polarization action of a ferroelectric substance interposed in a capacitive element,
In a nonvolatile semiconductor memory device in which memory cells are connected to respective intersections of a plurality of bit lines and a plurality of word lines, the memory cells include one transistor and one capacitor One terminal of the capacitive element in the cell is connected to the plate line, the other terminal of the capacitive element in the memory cell is connected to the transistor, and two memory cells are connected to the same word. A non-volatile semiconductor memory device in which one dummy cell is connected to a bit line connected to each of the two memory cells.
【請求項6】 容量素子に介在させた強誘電体の分極作
用に基づいて、メモリセルに不揮発性のデータを記憶
し、該容量素子の一方の端子に電圧を印加した際に、該
容量素子の他方の端子に強誘電体の分極状態に応じて生
じる電圧を検出することにより該データのリコールを行
う不揮発性半導体記憶装置であって、 電源がオンした時には、ストア動作を禁止する手段を備
えている請求項2の不揮発性半導体記憶装置。
6. A non-volatile data is stored in a memory cell based on a polarization effect of a ferroelectric substance interposed in the capacitive element, and when a voltage is applied to one terminal of the capacitive element, the capacitive element is stored. A non-volatile semiconductor memory device that recalls the data by detecting a voltage generated according to the polarization state of the ferroelectric substance at the other terminal of The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 2.
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