JPH0793968A - Ferroelectric memory device - Google Patents

Ferroelectric memory device

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Publication number
JPH0793968A
JPH0793968A JP5235329A JP23532993A JPH0793968A JP H0793968 A JPH0793968 A JP H0793968A JP 5235329 A JP5235329 A JP 5235329A JP 23532993 A JP23532993 A JP 23532993A JP H0793968 A JPH0793968 A JP H0793968A
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JP
Japan
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pulse width
ferroelectric
circuit
read
memory device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5235329A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayoshi Omura
正由 大村
Hiroshi Nakano
洋 中野
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP5235329A priority Critical patent/JPH0793968A/en
Publication of JPH0793968A publication Critical patent/JPH0793968A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To nondestructively read out stored information and to make the life of the title memory device long by a method wherein, in a simple matrix memory structure, a readout pulse width or an amplitude or both of them are made variable in a readout operation. CONSTITUTION:A defect density N is investigated in advance as a degradation degree due to fatigue based on the count (n) of writing to a ferroelectric capacitor 1, and its relationship with a corresponding nondestructive readout critical pulse width (t*) is investigated. In addition, the pulse width (t*) is shorter than a switching time tsw. A write circuit 3 and a readout circuit 4 in which a readout pulse width can be made variable are connected to a changeover circuit 2 which is connected across both ends of the capacitor 1. A controller 5 whose readout pulse width is made variable by the counter of count (n) and by the table of n-t* is connected to the circuits 3, 4. Thereby, the count (n) is counted, and the readout pulse width is controlled optimally so as to correspond to it. In addition, since the pulse width (t*) depends on a pulse amplitude, the pulse width many be controlled.

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、強誘電体材料を情報記
録媒体に用いた強誘電体メモリ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ferroelectric memory device using a ferroelectric material as an information recording medium.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、強誘電体材料はヒステリシス特
性を有し、この特性を利用して不揮発性メモリとしてデ
ータを記憶できることが知られている。強誘電体メモリ
の素子構造としては、大別して2通り考えられる。1つ
は単純マトリックス構造で薄膜の表裏に付設された直交
ストライプ電極の交差点を1つのメモリセルとするもの
であり、構造が複雑で高密度化に限界がある。従来、こ
れらのメモリの読出し法は、選択セルの再書き込みが必
要な分極反転電流を利用する破壊読出しが行なわれてい
る。
2. Description of the Related Art Generally, it is known that a ferroelectric material has a hysteresis characteristic and data can be stored as a non-volatile memory by utilizing this characteristic. There are roughly two types of device structures for ferroelectric memories. One is a simple matrix structure in which the crossing points of the orthogonal stripe electrodes attached to the front and back of the thin film form one memory cell, and the structure is complicated and there is a limit to high density. Conventionally, in the reading method of these memories, destructive reading utilizing a polarization reversal current which requires rewriting of a selected cell is performed.

【0003】一方、本出願人による特開平2−1543
89号公報では、単純マトリックスメモリ構造におい
て、強誘電体薄膜自身の自己反転現象(ここでは外部パ
ルスを印加した時、初期の分極状態に戻る現象を呼ぶ)
を低インピーダンスの書き込み、読出しによって非選択
セルの影響をおさえながら書き込み、読出し可能な強誘
電体メモリが提案されている。
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-1543 by the present applicant
In Japanese Patent Publication No. 89, a self-reversal phenomenon of a ferroelectric thin film itself in a simple matrix memory structure (here, a phenomenon of returning to an initial polarization state when an external pulse is applied is called).
There is proposed a ferroelectric memory capable of writing and reading while suppressing the influence of non-selected cells by writing and reading with low impedance.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の強誘電体メモリの読出し及び書込みにおいては、以下
の問題がある。第1に、破壊読出し法においては、分極
反転が繰り返されるために強誘電性の劣化により、残留
分極が小さくなり、メモリとして高寿命化が難かしく、
ファティーグの問題だけでなく複雑な回路による再書き
込みが必要である。
However, there are the following problems in the reading and writing of the above-mentioned conventional ferroelectric memory. First, in the destructive read method, the reversal of polarization is repeated, so that the deterioration of the ferroelectric property reduces the residual polarization, making it difficult to extend the life of the memory.
Not only the problem of fatigue but also rewriting by a complicated circuit is necessary.

【0005】第2に、特開平2−154389号公報に
おいては、単純マトリックスメモリにおける書き込み、
読出し方法として実現の可能性は高いが自発分極の自己
反転現象に関しては、それを実現するための具体的なメ
カニズムおよびデバイス構造が呈示されていない。そこ
で本発明は、格納する情報を非破壊読出し可能であり、
高寿命化され、集積化に好適する強誘電体メモリを提供
することを目的とする。
Second, in Japanese Patent Laid-Open No. 2-154389, writing in a simple matrix memory,
Although it has a high possibility of being realized as a reading method, a specific mechanism and device structure for realizing the self-reversal phenomenon of spontaneous polarization have not been presented. Therefore, according to the present invention, the information to be stored can be read nondestructively,
An object of the present invention is to provide a ferroelectric memory which has a long life and is suitable for integration.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、基板上に形成された導電体膜から成る第1
電極と、この第1電極上に形成され情報が書き込まれる
強誘電体膜と、この強誘電体膜上に形成された導電体膜
から成る第2電極を具備する強誘電体メモリ装置におい
て、前記強誘電体膜の情報の読出し時に、読出しパルス
幅を可変する手段、読出し振幅を可変する手段若しく
は、読出しパルス幅と振幅の両方を可変する手段のいず
れかを有する強誘電体メモリ装置を提供する。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention comprises a first conductive film formed on a substrate.
A ferroelectric memory device comprising: an electrode; a ferroelectric film formed on the first electrode for writing information; and a second electrode composed of a conductive film formed on the ferroelectric film, Provided is a ferroelectric memory device having either a means for varying a read pulse width, a means for varying a read amplitude, or a means for varying both a read pulse width and an amplitude when reading information from a ferroelectric film. .

【0007】[0007]

【作用】以上のような構成の強誘電体メモリは、書き込
み回数nがカウントされ、それに対応した読出しパルス
幅t* を制御することにより、読出しパルス幅を最適化
される。また、直流抵抗測定、容量測定若しくは焦電流
測定することにより欠陥密度への対応づけが可能とな
り、最適な読出しパルス幅t* が設定される。また、読
出しのパルス幅t* を小さくせずに、パルス振幅を小さ
くし、メモリの書き込み等によるファティーグのための
欠陥密度が小さくなる。
In the ferroelectric memory configured as described above, the number of times of writing n is counted, and the read pulse width t * corresponding to it is controlled to optimize the read pulse width. In addition, it is possible to associate the defect density with the DC resistance measurement, the capacitance measurement, or the pyrocurrent measurement, and the optimum read pulse width t * is set. In addition, the pulse amplitude is reduced without reducing the read pulse width t *, and the defect density due to fatigue due to memory writing or the like is reduced.

【0008】[0008]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。まず、本発明の強誘電体メモリ装置につい
て現象論的理論解析方法について説明をする。例えば、
M,N個の原子が並んだ2次元格子モデルを考える。こ
こで(m,n)番目の原子の双極子モーメントpm,n
し、外部電界の強さをeとすれば、全自由エネルギーf
は、
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. First, a phenomenological theoretical analysis method for the ferroelectric memory device of the present invention will be described. For example,
Consider a two-dimensional lattice model in which M and N atoms are arranged. Here, if the dipole moment p m, n of the (m, n) th atom is set and the strength of the external electric field is set to e, the total free energy f
Is

【0009】[0009]

【数1】 で考えられる。κ1 ,κ2 ,κ3 は双極子間の相互作用
係数、αは温度関数で、α=a(T−T0 )(但しa>
0,T0 はキュリー温度)である。ここでは強誘電相を
考慮するため、α<0,β>0である。
[Equation 1] Considered in. κ 1 , κ 2 , and κ 3 are interaction coefficients between dipoles, α is a temperature function, and α = a (T−T 0 ) (where a>
0 and T 0 are Curie temperatures). Since the ferroelectric phase is taken into consideration here, α <0 and β> 0.

【0010】次に強誘電体の分極反転では個々の双極子
モーメントは、その動きに遅れを、引き起こす粘性を考
えなければならない。双極子モーメントの時間変化に対
し、粘性を考慮した式は、
Next, in the polarization reversal of the ferroelectric substance, it is necessary to consider the viscosity of each dipole moment which causes a delay in its movement. The formula considering viscosity with respect to the time change of dipole moment is

【0011】[0011]

【数2】 となる。γは粘性係数を示す。(1)式を(2)に代入
し、解を求めることでパルス電界のスイッチング応答が
シミュレーションできる。各時刻に於けるM×N個の双
極子モーメントの解を得て、分極P=Σpm,n を求める
ことができる。その電流応答はi=d/dt(P)を計
算すればよい。
[Equation 2] Becomes γ indicates a viscosity coefficient. The switching response of the pulsed electric field can be simulated by substituting the equation (1) into the equation (2) and obtaining the solution. The polarization P = Σp m, n can be obtained by obtaining the solution of M × N dipole moments at each time. The current response may be calculated by i = d / dt (P).

【0012】次に図1には、本発明による第1実施例と
しての強誘電体メモリ装置を示し説明する。図1(a)
には、第1実施例の強誘電体メモリ装置を駆動させて書
き込み及び読出し行うための構成例を示し、同図(b)
にはその構成によるシミュレーション結果を示す。ここ
で、予め強誘電体キャパシタ1への書き込み回数による
ファティーグの劣化度として欠陥密度を調べ、それに対
応した非破壊読出しパルス幅t* の関係を調べておくも
のとする。
Next, FIG. 1 shows and describes a ferroelectric memory device as a first embodiment according to the present invention. Figure 1 (a)
FIG. 1B shows a configuration example for driving the ferroelectric memory device of the first embodiment to perform writing and reading, and FIG.
Shows the simulation result by the configuration. Here, it is assumed that the defect density is examined in advance as the degradation degree of the fatigue depending on the number of times of writing to the ferroelectric capacitor 1 and the relation of the nondestructive read pulse width t * corresponding thereto is examined.

【0013】この強誘電体メモリ装置において、データ
を格納するための強誘電体キャパシタ1の両端には、切
換回路2が接続される。この切換回路2には、書込み回
路3と読出しパルス振幅の可変可能な読出し回路4が接
続される。前記書込み回路3と読出し回路4には、書き
込み回数nのカウンタとn−t* のテーブルによる読出
しパルス振幅を可変するコントローラ5が接続される。
ここでtmax は分極反転電流が最大となる時間、tsw
分極反転電流のピークが1/10になるまでの時間、t
* は読出しパルスを印加した時、初期の分極状態に戻る
臨界パルス幅と定義する。
In this ferroelectric memory device, a switching circuit 2 is connected to both ends of a ferroelectric capacitor 1 for storing data. A write circuit 3 and a read circuit 4 whose read pulse amplitude is variable are connected to the switching circuit 2. The write circuit 3 and the read circuit 4 are connected to a counter for the number of times of writing n and a controller 5 for varying the read pulse amplitude based on a table of n−t * .
Here, t max is the time when the polarization reversal current becomes maximum, t sw is the time until the peak of the polarization reversal current becomes 1/10, and t sw
* Is defined as the critical pulse width that returns to the initial polarization state when a read pulse is applied.

【0014】次に図1(b)には、このように構成され
た強誘電体メモリ装置について、スイッチング時間tsw
より短く、非破壊読出しできる臨界パルス幅t* の欠陥
の密度Nの依存性のシミュレーション結果を示す。
Next, FIG. 1B shows the switching time t sw for the ferroelectric memory device having the above-mentioned structure.
The simulation result of the dependency of the defect density N on the critical pulse width t * which is shorter and can be read nondestructively is shown.

【0015】一般に、強誘電体メモリのファティーグの
原因として、外部電界の印加に伴い、電極と強誘電体と
の間の欠陥層が増大することが考えられている。すなわ
ち、図1(b)に示す結果から、書き込み等の分極反転
の繰り返し数が増加するにつれて、欠陥層が増大するた
め、読出しパルス幅t* を小さくする必要がある。
It is generally considered that the cause of the fatigue of the ferroelectric memory is that the defect layer between the electrode and the ferroelectric substance increases with the application of an external electric field. That is, from the result shown in FIG. 1B, the read pulse width t * needs to be reduced because the defect layer increases as the number of polarization inversions such as writing increases.

【0016】このように構成された強誘電体メモリ装置
は、書き込み回数nをカウントして、それに対応した読
出しパルス幅t* を制御することにより、読出しパルス
幅を最適にして、非破壊読出し回数を劣化させない。
In the ferroelectric memory device configured as described above, the number of times of writing n is counted and the read pulse width t * corresponding thereto is controlled, thereby optimizing the read pulse width and the number of nondestructive read times. Does not deteriorate.

【0017】次に図2には、本発明による第2実施例と
しての強誘電体メモリ装置を示し説明する。図2(a)
には、第2実施例の強誘電体メモリ装置を駆動させて書
き込み及び読出し行うための構成を示し、同図(b)に
はその構成によるシミュレーション結果を示す。
Next, FIG. 2 shows and describes a ferroelectric memory device as a second embodiment according to the present invention. Figure 2 (a)
FIG. 8 shows a configuration for driving the ferroelectric memory device of the second embodiment for writing and reading, and FIG. 9B shows a simulation result by the configuration.

【0018】この強誘電体メモリ装置において、データ
を格納するための強誘電体キャパシタ11の両端には、
切換回路12が接続される。この切換回路12には、書
込み回路13と読出しパルス振幅の可変可能な読出し回
路14が接続される。前記書込み回路13と読出し回路
14には、書き込み回数nのカウンタとn−t* のテー
ブルによる読出しパルス振幅を可変するコントローラ1
5が接続される。
In this ferroelectric memory device, both ends of the ferroelectric capacitor 11 for storing data are
The switching circuit 12 is connected. A write circuit 13 and a read circuit 14 having a variable read pulse amplitude are connected to the switching circuit 12. The write circuit 13 and the read circuit 14 include a controller 1 for varying a read pulse amplitude based on a counter for writing times n and a table for n-t *.
5 is connected.

【0019】この強誘電体メモリ装置は、メモリセルの
書き込み等によるファティーグに対し、非破壊読出しの
臨界パルス幅t* の対策として、読出し回路14の読出
しパルス振幅を可変することができる。
In this ferroelectric memory device, the read pulse amplitude of the read circuit 14 can be changed as a countermeasure against the critical pulse width t * of nondestructive read in response to a fatig caused by writing of a memory cell or the like.

【0020】このような強誘電体メモリ装置において、
図2(a)に示すシミュレーション結果から、非破壊読
出しの臨界パルス幅t* はパルス振幅に依存し、同じ欠
陥密度では、パルス振幅が小さい程大きくなる。したが
ってメモリの書き込み等によるファティーグのため、欠
陥密度が大きくなる対策として、読出しのパルス幅t*
を小さくせずに、パルス振幅を小さくすれば良いことが
わかる。これにより非破壊読出し回数を劣化させずにす
む。
In such a ferroelectric memory device,
From the simulation result shown in FIG. 2A, the critical pulse width t * for nondestructive read depends on the pulse amplitude, and becomes larger as the pulse amplitude becomes smaller at the same defect density. Therefore, as a measure to increase the defect density due to the fatigue caused by writing to the memory, the read pulse width t * is set.
It can be seen that the pulse amplitude can be reduced without decreasing. As a result, the number of nondestructive readings can be prevented from deteriorating.

【0021】次に図3には、本発明による第3実施例と
しての強誘電体メモリ装置を示し説明する。この強誘電
体メモリ装置は、全体の制御を行う書込み・読出し制御
回路21と、データを格納するための強誘電体キャパシ
タ22と、強誘電体キャパシタ22の両端に接続し前記
書込み・読出し制御回路21に切換え動作を制御される
切換回路23と、この切換回路23に接続する強誘電体
キャパシタ22の線形容量を測定する線形容量測定回路
24と、この測定回路24の結果に基づき好適する読出
しパルスを発生する読出しパルス発生器25と、書込み
パルスを発生する書込みパルス発生器26とで構成され
る。
Next, FIG. 3 shows and describes a ferroelectric memory device as a third embodiment according to the present invention. This ferroelectric memory device has a write / read control circuit 21 for controlling the whole, a ferroelectric capacitor 22 for storing data, and the write / read control circuit connected to both ends of the ferroelectric capacitor 22. A switching circuit 23 whose switching operation is controlled by 21, a linear capacitance measuring circuit 24 for measuring the linear capacitance of the ferroelectric capacitor 22 connected to the switching circuit 23, and a read pulse suitable based on the result of the measuring circuit 24. And a write pulse generator 26 that generates a write pulse.

【0022】このように構成された強誘電体メモリ装置
においては、制御回路21からの読出し制御信号によ
り、切換回路23を介して強誘電体キャパシタ22と線
形容量測定回路24が接続される。この線形容量測定回
路24は、強誘電体キャパシタ22が格納する情報を破
壊しない微小電界により測定する。その結果から、読出
しパルス発生器25において最適な読出しパルスが発生
する。
In the ferroelectric memory device having such a configuration, the ferroelectric capacitor 22 and the linear capacitance measuring circuit 24 are connected via the switching circuit 23 by the read control signal from the control circuit 21. The linear capacitance measuring circuit 24 measures by a minute electric field that does not destroy the information stored in the ferroelectric capacitor 22. From the result, the optimum read pulse is generated in the read pulse generator 25.

【0023】その際、切換回路23は制御回路21によ
り、読出しパルス発生器25と強誘電体キャパシタ22
を接続する様に制御されている。従って、予め強誘電体
キャパシタ22への情報の書き込み等による分極反転の
繰り返し数と線形容量(DCバイアス0V近傍での容
量)との関係を調べておく。この線形容量は、ゾルゲル
法により形成されたPZT膜を使用した場合には、書き
込み回数の増加に伴い小さくなることが実験的に確認さ
れている。よって、容量測定することにより欠陥密度へ
の対応づけが可能となり、つまり最適な読出しパルス幅
* を設定できる。
At this time, the switching circuit 23 is controlled by the control circuit 21 by the read pulse generator 25 and the ferroelectric capacitor 22.
Is controlled to connect. Therefore, the relationship between the number of repetitions of polarization reversal due to the writing of information in the ferroelectric capacitor 22 and the linear capacitance (capacity in the vicinity of 0 V DC bias) is investigated in advance. It has been experimentally confirmed that this linear capacity decreases as the number of writing increases when a PZT film formed by the sol-gel method is used. Therefore, by measuring the capacitance, the defect density can be associated, that is, the optimum read pulse width t * can be set.

【0024】次に図4には、本発明による第4実施例と
しての強誘電体メモリ装置を示し説明する。この強誘電
体メモリ装置は、全体の制御を行う制御回路31と、デ
ータを格納するための強誘電体キャパシタ32と、強誘
電体キャパシタ32の両端に接続し前記制御回路31に
切換え動作を制御される切換回路33と、この切換回路
33に接続する強誘電体キャパシタ32の直流抵抗を測
定する直流抵抗測定回路34と、この直流抵抗測定回路
34の結果に基づき好適する読出しパルスを発生する読
出しパルス発生器35と、書込みパルスを発生する書込
みパルス発生器36とで構成される。
Next, FIG. 4 shows and describes a ferroelectric memory device as a fourth embodiment according to the present invention. In this ferroelectric memory device, a control circuit 31 for controlling the whole, a ferroelectric capacitor 32 for storing data, and a ferroelectric capacitor 32 connected to both ends of the ferroelectric capacitor 32 to control the switching operation to the control circuit 31. Switching circuit 33, a DC resistance measuring circuit 34 for measuring the DC resistance of the ferroelectric capacitor 32 connected to the switching circuit 33, and a reading for generating a suitable read pulse based on the result of the DC resistance measuring circuit 34. It is composed of a pulse generator 35 and a write pulse generator 36 that generates a write pulse.

【0025】このように構成された強誘電体メモリ装置
においては、まず制御回路31の命令により、書込みパ
ルス発生器36を介して強誘電体キャパシタ32に情報
を書き込む。
In the ferroelectric memory device configured as described above, information is first written in the ferroelectric capacitor 32 via the write pulse generator 36 in accordance with a command from the control circuit 31.

【0026】次に制御回路31の読出し信号により、切
換回路33を介して強誘電体キャパシタ32と直流抵抗
測定回路34が接続される。この直流抵抗測定回路34
は強誘電体キャパシタ32の情報を破壊しない微小電界
により測定する。その結果に基づき読出しパルス発生器
35において、最適な読出しパルスが発生する。その
際、切換回路33は、制御回路31により読出しパルス
発生器35と強誘電体キャパシタ32を接続する様に制
御されている。
Next, the read signal of the control circuit 31 connects the ferroelectric capacitor 32 and the DC resistance measuring circuit 34 via the switching circuit 33. This DC resistance measuring circuit 34
Is measured by a minute electric field that does not destroy the information in the ferroelectric capacitor 32. Based on the result, an optimum read pulse is generated in the read pulse generator 35. At that time, the switching circuit 33 is controlled by the control circuit 31 so as to connect the read pulse generator 35 and the ferroelectric capacitor 32.

【0027】従って、予め強誘電体キャパシタ32への
書き込み等による分極反転の繰り返し数と強誘電体キャ
パシタの直流抵抗との関係を調べておく。この直流抵抗
は、ゾルゲル法により形成されたPZT膜を使用した場
合には、書き込み回数の増加に伴い、小さくなることが
実験的に確認されている。従って直流抵抗を測定するこ
とにより、欠陥密度への対応づけが可能となり、つまり
最適な読出しパルス幅t* を設定できる。
Therefore, the relationship between the number of repetitions of polarization reversal due to writing to the ferroelectric capacitor 32 and the direct current resistance of the ferroelectric capacitor is investigated in advance. It has been experimentally confirmed that this DC resistance decreases as the number of times of writing increases when a PZT film formed by the sol-gel method is used. Therefore, by measuring the DC resistance, the defect density can be associated, that is, the optimum read pulse width t * can be set.

【0028】次に図5には、本発明による第5実施例と
しての強誘電体メモリ装置を示し説明する。この強誘電
体メモリ装置は、全体の制御を行う制御回路41と、デ
ータを格納するための強誘電体キャパシタ42と、この
強誘電体キャパシタ42の両端に接続して前記制御回路
41に切換え動作を制御される切換回路43と、この切
換回路43に接続する強誘電体キャパシタ42の焦電流
を測定する焦電流測定回路44と、この測定回路44の
結果に基づき好適する読出しパルスを発生する読出しパ
ルス発生器45と、書込みパルスを発生する書込みパル
ス発生器46とで構成される。
Next, FIG. 5 shows a ferroelectric memory device as a fifth embodiment according to the present invention and will be described. In this ferroelectric memory device, a control circuit 41 for controlling the whole, a ferroelectric capacitor 42 for storing data, and a switching operation to the control circuit 41 by connecting both ends of the ferroelectric capacitor 42. And a switching circuit 43 controlled by the switching circuit, a pyroelectric current measuring circuit 44 for measuring the pyroelectric current of the ferroelectric capacitor 42 connected to the switching circuit 43, and a reading for generating a suitable read pulse based on the result of the measuring circuit 44. It is composed of a pulse generator 45 and a write pulse generator 46 that generates a write pulse.

【0029】このように構成された強誘電体メモリ装置
においては、予め強誘電体キャパシタへの書き込み等に
よる分極反転の繰り返し数と焦電流との関係を調べてお
く。まず、制御回路41の命令により、書込みパルス発
生器46を介して強誘電体キャパシタ42に情報を書き
込む。
In the ferroelectric memory device having such a structure, the relationship between the number of repetitions of polarization reversal due to writing to the ferroelectric capacitor and the pyroelectric current is examined in advance. First, according to a command from the control circuit 41, information is written in the ferroelectric capacitor 42 via the write pulse generator 46.

【0030】次に制御回路41の読出し信号により、切
換回路43を介して強誘電体キャパシタ42と焦電流測
定回路44が接続される。この焦電流測定回路44は強
誘電体キャパシタ42の情報を破壊しない微小電界によ
り測定する。その結果に基づき読出しパルス発生器45
において、最適な読出しパルスが発生する。その際、切
換回路43は、制御回路41により読出しパルス発生器
45と強誘電体キャパシタ42を接続する様に制御され
ている。
Next, the ferroelectric capacitor 42 and the pyroelectric current measuring circuit 44 are connected via the switching circuit 43 by the read signal of the control circuit 41. The pyroelectric current measuring circuit 44 measures by a minute electric field which does not destroy the information of the ferroelectric capacitor 42. Based on the result, the read pulse generator 45
At, the optimal read pulse is generated. At this time, the switching circuit 43 is controlled by the control circuit 41 so as to connect the read pulse generator 45 and the ferroelectric capacitor 42.

【0031】次に図6には、本発明による第6実施例と
しての強誘電体メモリ装置を示し説明する。前述した第
1乃至第5実施例においては、1つの強誘電体キャパシ
タからなる単体メモリセルについて述べたが、ここでは
複数個のメモリセルを例えばマトリックス状に配置した
アレイを例として説明する。
Next, FIG. 6 shows and describes a ferroelectric memory device as a sixth embodiment according to the present invention. In the above-described first to fifth embodiments, the single memory cell composed of one ferroelectric capacitor has been described, but here, an array in which a plurality of memory cells are arranged in a matrix is described as an example.

【0032】この強誘電体メモリ装置においては、メモ
リアレイ51には、1メモリセルを選択可能なと行デコ
ーダ52と列デコーダ53が接続される。前記行デコー
ダ52には、欠陥密度検出回路54及び、書込み・読出
しパルス発生器55が接続される。このように構成され
た強誘電体メモリ装置は、メモリアレイ51は行デコー
ダ52と列デコーダ53により1メモリセルが選択さ
れ、そのメモリセルに対して、情報を書込む場合には、
書込み・読出しパルス発生器55により発生した書込み
パルスを印加することで行なわれる。
In this ferroelectric memory device, a row decoder 52 and a column decoder 53 are connected to the memory array 51 when one memory cell can be selected. A defect density detection circuit 54 and a write / read pulse generator 55 are connected to the row decoder 52. In the ferroelectric memory device configured as above, in the memory array 51, one memory cell is selected by the row decoder 52 and the column decoder 53, and when writing information to the memory cell,
This is performed by applying the write pulse generated by the write / read pulse generator 55.

【0033】次に、行,列デコーダ52,53により選
択されたメモリセルから情報を読出す場合には、欠陥密
度検出回路54により欠陥密度の状態を測定する。測定
法は前述した第3,第4実施例と同様である。
Next, when the information is read from the memory cell selected by the row and column decoders 52 and 53, the defect density detecting circuit 54 measures the state of the defect density. The measuring method is the same as in the third and fourth embodiments described above.

【0034】その結果により、書込み・読出しパルス発
生器55より、最適な読出しパルスをメモリセルに印加
して格納する情報の読出しを行なう。以上のように本実
施例は、読出しドライブ電圧の印加により、2値のメモ
リ状態“1”,“0”の格納状態を判別して蓄積された
情報が読み出されても、該情報が失われることがなく、
非破壊読出しされ、かつ再書き込み回路が不要になる。
また本発明は、前述した実施例に限定されるものではな
く、他にも発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形や
応用が可能であることは勿論である。
As a result, the write / read pulse generator 55 applies an optimum read pulse to the memory cell to read the information to be stored. As described above, according to the present embodiment, even if the stored information is read out by discriminating the storage states of the binary memory states “1” and “0” by applying the read drive voltage, the information is lost. Without being told
Non-destructive reading is performed and a rewriting circuit becomes unnecessary.
Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications and applications can be made without departing from the scope of the invention.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、格
納する情報を非破壊読出し可能であり、高寿命化され、
集積化に好適する強誘電体メモリを提供することができ
る。
As described in detail above, according to the present invention, the information to be stored can be read nondestructively, the life can be extended,
A ferroelectric memory suitable for integration can be provided.

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

【図1】本発明による第1実施例としての強誘電体メモ
リ装置を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a ferroelectric memory device as a first embodiment according to the present invention.

【図2】本発明による第2実施例としての強誘電体メモ
リ装置を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a ferroelectric memory device as a second embodiment according to the present invention.

【図3】本発明による第3実施例としての強誘電体メモ
リ装置を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a ferroelectric memory device as a third embodiment according to the present invention.

【図4】本発明による第4実施例としての強誘電体メモ
リ装置を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a ferroelectric memory device as a fourth embodiment according to the present invention.

【図5】本発明による第5実施例としての強誘電体メモ
リ装置を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a ferroelectric memory device as a fifth embodiment according to the present invention.

【図6】本発明による第6実施例としての強誘電体メモ
リ装置を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a ferroelectric memory device as a sixth embodiment according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11,22,32,42…強誘電体キャパシタ、
2,12,23,33,43…切換回路、3,13…書
込み回路、4,14…読出しパルス振幅の可変可能な読
出し回路、5,15…コントローラ、21,31,41
…書込み・読出し制御回路、24…線形容量測定回路、
25,35,45…読出しパルス発生器、26,36,
46…書込みパルス発生器、34…直流抵抗測定回路、
44…焦電流測定回路、51…メモリアレイ、52…行
デコーダ、53…列デコーダ、54…欠陥密度検出回
路、55…書込み・読出しパルス発生器。
1, 11, 22, 32, 42 ... Ferroelectric capacitor,
2, 12, 23, 33, 43 ... Switching circuit, 3, 13 ... Write circuit, 4, 14 ... Read circuit with variable read pulse amplitude, 5, 15 ... Controller, 21, 31, 41
... write / read control circuit, 24 ... linear capacitance measurement circuit,
25, 35, 45 ... Read-out pulse generator, 26, 36,
46 ... Write pulse generator, 34 ... DC resistance measuring circuit,
44 ... Pyrocurrent measuring circuit, 51 ... Memory array, 52 ... Row decoder, 53 ... Column decoder, 54 ... Defect density detection circuit, 55 ... Write / read pulse generator

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に形成された導電体膜から成る第
1電極と、この第1電極上に形成され情報が書き込まれ
る強誘電体膜と、この強誘電体膜上に形成された導電体
膜から成る第2電極を具備する強誘電体メモリ装置にお
いて、 前記強誘電体膜の情報の読出し時に、読出しパルス幅を
可変する手段、読出し振幅を可変する手段若しくは、読
出しパルス幅と振幅の両方を可変する手段のいずれかを
具備することを特徴とする強誘電体メモリ装置。
1. A first electrode made of a conductive film formed on a substrate, a ferroelectric film formed on the first electrode and in which information is written, and a conductive film formed on the ferroelectric film. In a ferroelectric memory device having a second electrode made of a body film, a means for varying a read pulse width, a means for varying a read amplitude, or a means for varying a read pulse width and an amplitude when reading information from the ferroelectric film. A ferroelectric memory device comprising any one of means for varying both.
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