JPH08263989A - Ferroelectric memory - Google Patents

Ferroelectric memory

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JPH08263989A
JPH08263989A JP7064493A JP6449395A JPH08263989A JP H08263989 A JPH08263989 A JP H08263989A JP 7064493 A JP7064493 A JP 7064493A JP 6449395 A JP6449395 A JP 6449395A JP H08263989 A JPH08263989 A JP H08263989A
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data
cell
ferroelectric
voltage
memory cell
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JP7064493A
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Japanese (ja)
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Toshimasa Osawa
俊政 大澤
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Sony Corp
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Abstract

PURPOSE: To obtain a ferroelectric memory in which design of timing is easy when there is read-out and operational speed is high. CONSTITUTION: When read-out operation is started, first, after data '0' is written in a reference memory cell RMC, switching transistors Tr1 and RTr1 of a memory cell MC1 and a reference cell RMC1 making a pair, or switching transistors Tr2 and RTr2 of a memory cell MC2 and a reference cell RMC2 are controlled to a continuity state. Also, plate lines PL and RPL are set to the prescribed voltage, a potential appearing between bit lines BL1, BL2 making a pair is detected by a sense amplifier SA, and data is read out. After this, data of the memory cell MC1 or MC2 is rewritten successively.

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、強誘電体の分極反転を
利用した強誘電体記憶装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ferroelectric memory device utilizing polarization reversal of a ferroelectric substance.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7に示すようなヒステリシス特性を有
する強誘電体の分極反転を利用して、2値データを記憶
する強誘電体不揮発性メモリとしては、現在さまざまな
ものが提案されているが、その中で代表的なものとし
て、2つのスイッチングトランジスタと2つの強誘電体
キャパシタにより1ビットを構成するもの(2Tr−2
Cap方式という)と、1つのスイッチングトランジス
タと1つの強誘電体キャパシタにより1ビットを構成す
るもの(1Tr−1Cap方式)の2種類が提案されて
いる。
2. Description of the Related Art Various ferroelectric non-volatile memories for storing binary data by utilizing polarization reversal of a ferroelectric having a hysteresis characteristic as shown in FIG. 7 are currently proposed. However, as a typical one among them, one that configures one bit by two switching transistors and two ferroelectric capacitors (2Tr-2
(Cap method)) and one switching transistor and one ferroelectric capacitor constitute one bit (1Tr-1Cap method).

【0003】そして、強誘電体不揮発性メモリでは、記
憶したデータを読み出す場合には、データを読み出すこ
とによりメモリセルの分極状態が読み出す前と後では変
わっているため、読み出した後で前のデータを再度書き
込むことが必要となる。これは、メモリセルが、1Tr
−1Cap方式、2Tr−2Cap方式にかかわらず行
う必要がある。以下に、このデータを読み出すことによ
りメモリセルの分極状態が変わることを、図7を参照し
ながら説明する。
In the ferroelectric non-volatile memory, when the stored data is read, the polarization state of the memory cell is changed before and after reading the data. Will need to be written again. This is because the memory cell is 1Tr
It needs to be performed regardless of the -1Cap method and the 2Tr-2Cap method. Hereinafter, it will be described with reference to FIG. 7 that the polarization state of the memory cell is changed by reading this data.

【0004】強誘電体は電圧を初めて印加する場合は、
分極状態にないため原点Oが始点となり電圧の増加につ
れて曲線ODに沿って変化する。D点では分極は飽和
し、これ以降は電圧が増加しても電荷Qは大きく変化し
ない。次に、電圧を減少させるとO点には戻らずA点を
通りP1点を経由してB点に達する。以降はD点と同様
にその分極は飽和する。B点から電圧を増加させるとC
点を通りP2点を経由してD点に至りヒステリシス特性
を示すことになる。そして、メモリセルに記憶したデー
タがA点、B点に対応し、ここで、A点をデータ「1」
とすると、B点はデータ「0」に相当する。したがっ
て、たとえばデータ「1」の読み出しの場合には、まず
所定のバイアス条件に基づく読み出し動作で点A(デー
タ「1」)→点P1→点Bと変化する。すなわち、読み
出し動作により分極反転する。このため、続いて所定の
バイアス条件に基づく再書き込みを行い、点B(データ
「0」)→点C→点P2→点D→点A(データ「1」)
と遷移させて読み出し前の状態に復帰させる必要があ
る。
When a voltage is first applied to a ferroelectric substance,
Since it is not in a polarized state, the origin O is the starting point and changes along the curve OD as the voltage increases. At point D, the polarization is saturated, and thereafter, the charge Q does not change significantly even if the voltage increases. Next, when the voltage is reduced, the voltage does not return to the point O, but passes through the point A and the point P1 to reach the point B. After that, the polarization is saturated similarly to the point D. When the voltage is increased from point B, C
Through the point, the point reaches the point D through the point P2, and the hysteresis characteristic is exhibited. The data stored in the memory cell corresponds to points A and B, where point A is data “1”.
Then, point B corresponds to data “0”. Therefore, for example, in the case of reading data "1", first, the reading operation based on a predetermined bias condition changes from point A (data "1") to point P1 to point B. That is, the polarization is inverted by the read operation. Therefore, rewriting is subsequently performed based on a predetermined bias condition, and point B (data “0”) → point C → point P2 → point D → point A (data “1”).
It is necessary to make a transition to and return to the state before reading.

【0005】このような強誘電体不揮発性メモリのう
ち、2Tr−2Cap方式の不揮発性メモリは低電圧動
作が可能であるが、高集積化の点では、1Tr−1Ca
p方式を採用した不揮発性メモリが適している。次に、
1Tr−1Cap方式を採用した強誘電体不揮発性メモ
リの基本的な構成例および具体的な読み出し動作につい
て、図を参照しつつ説明する。
Among such ferroelectric non-volatile memories, the 2Tr-2Cap type non-volatile memory can operate at a low voltage, but in terms of high integration, 1Tr-1Ca.
A non-volatile memory adopting the p method is suitable. next,
A basic configuration example and a specific read operation of the ferroelectric non-volatile memory adopting the 1Tr-1Cap method will be described with reference to the drawings.

【0006】図8は、1Tr−1Cap方式を採用した
強誘電体不揮発性メモリの基本的な1ビット構成を示す
図である。このメモリセルMC1は、図8に示すよう
に、ビット線BL1に対しドレインが接続されたnチャ
ネルMOSトランジスタからなるスイッチングトランジ
スタTr1と、スイッチングトランジスタTr1のソー
スに対し一方の電極が接続された強誘電体キャパシタF
C1によって1ビットが構成されており、スイッチング
トランジスタTr1のゲートがワード線WL1に接続さ
れ、強誘電体キャパシタFC1の他方の電極(プレート
電極)がプレート線PLに接続されている。
FIG. 8 is a diagram showing a basic 1-bit configuration of a ferroelectric nonvolatile memory adopting the 1Tr-1Cap system. As shown in FIG. 8, this memory cell MC1 has a switching transistor Tr1 composed of an n-channel MOS transistor having a drain connected to the bit line BL1 and a ferroelectric having one electrode connected to the source of the switching transistor Tr1. Body capacitor F
1 bit is configured by C1, the gate of the switching transistor Tr1 is connected to the word line WL1, and the other electrode (plate electrode) of the ferroelectric capacitor FC1 is connected to the plate line PL.

【0007】そして、この1Tr−1Cap方式を採用
した不揮発性メモリには、ビット線BL1と対をなすビ
ット線BL2にドレインが接続されたリファレンス用ス
イッチングトランジスタRTr1と、スイッチングトラ
ンジスタRTr1のソースに対し一方の電極が接続され
たリファレンス用強誘電体キャパシタRFC1によって
構成されるリファレンスセルRMC1が設けられ、スイ
ッチングトランジスタRTr1のゲートがリファレンス
用ワード線RWL1に接続され、強誘電体キャパシタR
FC1の他方の電極がリファレンス用プレート線RPL
に接続されている。なお、強誘電体は、分極変化の回数
が多くなると電極に発生する電荷が小さくなる劣化(Fat
igue) が起こる。そこで、リファレンスセルRCM1
は、常にデータ「0」を書き込み劣化が起こりにくいよ
うに制御される。
In the non-volatile memory adopting the 1Tr-1Cap method, the reference switching transistor RTr1 having a drain connected to the bit line BL2 paired with the bit line BL1 and the source of the switching transistor RTr1 A reference cell RMC1 constituted by a reference ferroelectric capacitor RFC1 to which an electrode of is connected is provided, the gate of the switching transistor RTr1 is connected to the reference word line RWL1, and the ferroelectric capacitor R
The other electrode of FC1 is the reference plate line RPL
It is connected to the. It should be noted that a ferroelectric substance deteriorates with a decrease in the electric charge generated in the electrode as the number of polarization changes increases (Fat
igue) occurs. Therefore, the reference cell RCM1
Is controlled so that data "0" is always written and deterioration is unlikely to occur.

【0008】次に、1Tr−1Cap方式を採用した不
揮発性メモリにおけるデータの読み出し動作について、
図9のタイミングチャートを参照しつつ説明する。
Next, regarding the data read operation in the non-volatile memory adopting the 1Tr-1Cap system,
This will be described with reference to the timing chart of FIG.

【0009】まず、図示しない列制御系によりビット線
BL1,BL2に「0」Vが印加され、その後オープン
とされる。そして、図示しない行制御系によりワード線
WL1に(VCC+αV、たとえばαは1V)が印加され
る。これにより、スイッチングトランジスタTr1が導
通状態となる。同様に、リファンレス用ワード線RWL
1に(VCC+1V)が印加される。これにより、スイッ
チングトランジスタRTr1が導通状態となる。なお、
ワード線WL1,RWL1の設定レベルを(VCC+1
V)としたのは、スイッチングトランジスタのしきい値
電圧Vthが1V以下であることから、「+1V」して
トランジスタによる電圧降下を防ぐためである。
First, "0" V is applied to the bit lines BL1 and BL2 by a column control system (not shown), and then the bit lines BL1 and BL2 are opened. Then, (V CC + αV, for example, α is 1V) is applied to word line WL1 by a row control system (not shown). As a result, the switching transistor Tr1 becomes conductive. Similarly, the word line RWL for referenceless
(V CC + 1V) is applied to 1. As a result, the switching transistor RTr1 becomes conductive. In addition,
Set the set level of the word lines WL1 and RWL1 to (V CC +1
The threshold voltage Vth of the switching transistor is set to “V” because the threshold voltage Vth of the switching transistor is 1 V or less, and thus “+1 V” is set to prevent a voltage drop due to the transistor.

【0010】次に、プレート線PLおよびRPLに電源
電圧VCCが所定時間印加される。これにより、強誘電体
キャパシタFC1およびRFC2の分極状態に従ってビ
ット線BL1およびBL2の電位が変化する。そして、
リファレンスセルRMC1が接続されたビット線BL2
の電位とメモリセルMC1が接続されたビット線BL1
の分極状態に応じた電位との差が、図示しないセンスア
ンプにより検出される。なお、リファレンスセルRMC
1は分極反転させずに使用されるため、再書き込み動作
に入らないように、すなわち「0」データを書き込むた
めに、リファレンス用ワード線RWL1はリファレンス
用プレート線RPLよりも早いタイミングで0Vに立ち
下がるように設定される。すなわち、スイッチングトラ
ンジスタRTr1が非導通状態になった後に、リファレ
ンス用プレート線RPLが0Vに立ち下げられる。
Next, the power supply voltage V CC is applied to the plate lines PL and RPL for a predetermined time. As a result, the potentials of the bit lines BL1 and BL2 change according to the polarization states of the ferroelectric capacitors FC1 and RFC2. And
Bit line BL2 to which the reference cell RMC1 is connected
Bit line BL1 connected to the potential of the memory cell MC1
The difference between the potential and the potential depending on the polarization state is detected by a sense amplifier (not shown). The reference cell RMC
Since 1 is used without reversing the polarization, the reference word line RWL1 rises to 0 V earlier than the reference plate line RPL in order not to enter the rewriting operation, that is, in order to write the “0” data. It is set to go down. That is, the reference plate line RPL is lowered to 0V after the switching transistor RTr1 is turned off.

【0011】通常のメモリセルMC1側では、データ読
み出し後、上述した再書き込みを行うため、リファレン
ス用プレート線RPLとほぼ同時に0Vに立ち下げた後
に、ワード線WL1が(VCC+1V)から0Vに立ち下
げられる。これにより、スイッチングトランジスタTr
1が非導通状態となり、読み出し動作が終了する。
On the normal memory cell MC1 side, since the above-mentioned rewriting is performed after the data is read, the word line WL1 is changed from (V CC + 1V) to 0 V after the voltage is lowered to 0 V almost at the same time as the reference plate line RPL. It can be stopped. As a result, the switching transistor Tr
1 becomes non-conductive, and the read operation ends.

【0012】また、図10は、図8の回路では、低電圧
動作時に読み出しマージンが減少することに対応して提
案されたもので、リファレンスセルにプリセットトラン
ジスタPRT1を付加した強誘電体不揮発性メモリの構
成例を示す回路図である。プリセットトランジスタPR
T1は、nチャネルMOSトランジスタからなり、スイ
ッチングトランジスタRTr1のソースと基準電位線V
ssとの間に接続され、ゲートが信号RBPの供給線に接
続されている。
Further, FIG. 10 is a proposal in response to the reduction of the read margin in the circuit of FIG. 8 at the time of low voltage operation, and a ferroelectric non-volatile memory in which a preset transistor PRT1 is added to the reference cell. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of FIG. Preset transistor PR
T1 is an n-channel MOS transistor, and is connected to the source of the switching transistor RTr1 and the reference potential line V.
It is connected between ss and the gate, and the gate is connected to the supply line of the signal RBP.

【0013】図11は、図10の回路の読み出し動作時
のタイミングチャートである。図11に示すように、図
10の回路では、読み出し動作が終了し、リファレンス
用ワード線RWL1を(VCC+1V)から0Vに立ち下
げた後、信号RPBを0Vから(VCC+1V)に立ち上
げて、プリセットトランジスタPRT1を導通させて強
誘電体キャパシタRFC1の一方の電極側をVssレベル
(0V)に保持させた後、リファレンス用プレート線R
PLを0Vに立ち下げられる。この間に、リファレンス
セルRMC1にデータ「0」が書き込まれる。その後の
動作は図8の回路と同様であり、プレート線PLを0V
に立ち下げてからワード線WL1を0Vに立ち下げて、
通常のメモリセルMC1のデータの再書き込みが行われ
る。
FIG. 11 is a timing chart during the read operation of the circuit of FIG. As shown in FIG. 11, in the circuit of FIG. 10, after the read operation is completed and the reference word line RWL1 is lowered from (V CC + 1V) to 0V, the signal RPB is raised from 0V to (V CC + 1V). Then, the preset transistor PRT1 is turned on to hold one electrode side of the ferroelectric capacitor RFC1 at the Vss level (0V), and then the reference plate line R
PL can be lowered to 0V. During this period, the data “0” is written in the reference cell RMC1. The subsequent operation is similar to that of the circuit of FIG. 8, and the plate line PL is set to 0V.
Then, the word line WL1 is lowered to 0V,
Rewriting of data in the normal memory cell MC1 is performed.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た図8および図10の回路では、データ読み出し動作に
おいて、読み出しサイクルの後半でリファレンスセルR
MC1に「0」データを書き込み、続いて、通常のメモ
リセルMC1の再書き込みを行う必要があることから、
各信号電圧の制御が複雑で、マージン確保が難しく、高
速動作が困難である等の問題がある。
However, in the circuits of FIGS. 8 and 10 described above, in the data read operation, the reference cell R is read in the latter half of the read cycle.
Since it is necessary to write “0” data in MC1 and then rewrite the normal memory cell MC1,
There are problems that control of each signal voltage is complicated, it is difficult to secure a margin, and high-speed operation is difficult.

【0015】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、タイミング設計が容易で、動作
速度の高速化を図れる強誘電体記憶装置を提供すること
にある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a ferroelectric memory device which can be easily designed in timing and whose operating speed can be increased.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、第1および第2のビット線のいずれか一
方に接続されたスイッチングトランジスタと、第1およ
び第2の電極および両電極間に配置された強誘電体を有
し、当該スイッチングトランジスタに第1の電極が接続
され、両電極への印加電圧に応じた強誘電体の分極の方
向によって2値データを記憶する強誘電体キャパシタと
からなるメモリセルと、当該メモリセルと同一構成を有
し、スイッチングトランジスタがメモリセルが接続され
たビット線と異なるビット線に接続されたリファレンス
セルとを備え、メモリセルおよびリファレンスセルのス
イッチングトランジスタが導通状態にあるときに両ビッ
ト線間の電位差を検出してデータの読み出しを行う強誘
電体記憶装置であって、読み出し動作時に、上記リファ
レンスセルの強誘電体キャパシタの第1の電極に第1の
電圧を、第2の電極に第2の電圧を印加して当該リファ
レンスセルに基準データを書き込む手段と、上記基準デ
ータ書き込み後に、上記メモリセルおよびリファレンス
セルのスイッチングトランジスタを導通状態にし、当該
メモリセルおよびリファレンスセルの強誘電体キャパシ
タの第2の電極に第2の電圧を印加して、上記データの
読み出しを行った後、上記メモリセルの第2の電極に第
1の電圧を印加してデータの再書き込みを行う手段とを
有する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a switching transistor connected to either one of a first bit line and a second bit line, a first electrode, a second electrode and both electrodes. A ferroelectric having a ferroelectric disposed between the first electrode and the switching transistor, and storing binary data according to the polarization direction of the ferroelectric according to the voltage applied to both electrodes. A memory cell including a capacitor and a reference cell having the same configuration as the memory cell and having a switching transistor connected to a bit line different from the bit line to which the memory cell is connected are provided. A ferroelectric memory device that reads the data by detecting the potential difference between both bit lines when the transistor is conductive. A means for applying a first voltage to a first electrode and a second voltage to a second electrode of the ferroelectric capacitor of the reference cell to write reference data in the reference cell during a read operation, After writing the reference data, the switching transistors of the memory cell and the reference cell are turned on, and the second voltage is applied to the second electrodes of the ferroelectric capacitors of the memory cell and the reference cell to read the data. And then rewriting data by applying a first voltage to the second electrode of the memory cell.

【0017】また、本発明の強誘電体記憶装置では、上
記基準データを書き込む手段は、少なくともリファレン
スセルが接続されたビット線を第1の電圧にプリチャー
ジする手段を有し、当該ビット線をプリチャージし、リ
ファレンスセルのスイッチングトランジスタを導通状態
にして、上記第1の電極に第1の電圧を印加する。
Further, in the ferroelectric memory device of the present invention, the means for writing the reference data includes means for precharging at least the bit line connected to the reference cell to the first voltage, and the bit line is connected to the bit line. Pre-charging is performed to make the switching transistor of the reference cell conductive, and the first voltage is applied to the first electrode.

【0018】また、本発明の強誘電体記憶装置では、上
記基準データを書き込む手段は、上記リファレンスセル
の強誘電体キャパシタの第1の電極と第1の電圧源との
間に接続されたプリセットトランジスタを有し、当該プ
リセットトランジスタを導通状態にして、上記第1の電
極に第1の電圧を印加する。
Further, in the ferroelectric memory device of the present invention, the means for writing the reference data is a preset connected between the first electrode of the ferroelectric capacitor of the reference cell and the first voltage source. The transistor has a transistor, the preset transistor is turned on, and a first voltage is applied to the first electrode.

【0019】[0019]

【作用】本発明の強誘電体記憶装置によれば、読み出し
動作時には、まず、リファレンスセルの強誘電体キャパ
シタの第1の電極に第1の電圧が印加され、第2の電極
に第2の電圧が印加されて、リファレンスセルに基準デ
ータ、たとえば「0」データが書き込まれる。そして、
このリファレンスセルへの基準データの書き込み後、メ
モリセルおよびリファレンスセルのスイッチングトラン
ジスタが導通状態に制御され、メモリセルおよびリファ
レンスセルの強誘電体キャパシタの第2の電極に第2の
電圧が印加される。そして、このときに現れる両ビット
線間の電位差が検出されてデータの読み出しが行われ
る。次いで、このデータの読み出しが行れた後、メモリ
セルの第2の電極に第1の電圧が印加されて、読み出し
対象のメモリセルへのデータの再書き込みが行われる。
According to the ferroelectric memory device of the present invention, during the read operation, first, the first voltage is applied to the first electrode of the ferroelectric capacitor of the reference cell and the second voltage is applied to the second electrode. A voltage is applied and reference data, for example, “0” data, is written in the reference cell. And
After writing the reference data to the reference cell, the switching transistors of the memory cell and the reference cell are controlled to be in the conductive state, and the second voltage is applied to the second electrodes of the ferroelectric capacitors of the memory cell and the reference cell. . Then, the potential difference between both bit lines appearing at this time is detected and the data is read. Next, after this data is read, the first voltage is applied to the second electrode of the memory cell to rewrite the data in the memory cell to be read.

【0020】[0020]

【実施例】図1は、本発明に係る1Tr−1Cap方式
を採用した強誘電体不揮発性メモリの基本的な2ビット
構成を示す回路図であって、従来例を示す図8と同一構
成部分は同一符号をもって表している。すなわち、MC
1,MC2はメモリセル、RMC1,RMC2はリファ
レンスセル、BL1,BL2はビット線、WL1,WL
2はワード線、PLはプレート線、RWL1,RWL2
はリファレンス用ワード線、RPLはリファレンス用プ
レート線、PCT1,PCT2はnチャネルMOSトラ
ンジスタからなりビット線BL1,BL2間に直列に接
続されたプリチャージ用トランジスタ、PCLはプリチ
ャージ信号PCの供給線、Vssは基準電位線、SAはビ
ット線BL1,BL2が接続されたセンスアンプをそれ
ぞれ示している。
1 is a circuit diagram showing a basic 2-bit configuration of a ferroelectric non-volatile memory adopting the 1Tr-1Cap method according to the present invention, and the same configuration part as FIG. 8 showing a conventional example. Are denoted by the same reference numerals. That is, MC
1, MC2 are memory cells, RMC1, RMC2 are reference cells, BL1, BL2 are bit lines, WL1, WL
2 is a word line, PL is a plate line, RWL1, RWL2
Is a reference word line, RPL is a reference plate line, PCT1 and PCT2 are precharge transistors connected in series between bit lines BL1 and BL2, and PCL is a supply line of a precharge signal PC. Vss is a reference potential line, and SA is a sense amplifier to which the bit lines BL1 and BL2 are connected.

【0021】この回路では、メモリセルMC1およびリ
ファレンスセルRMC2がビット線BL1に接続され、
メモリセルMC2およびリファレンスセルRMC1がビ
ット線BL2に接続されている。具体的には、メモリセ
ルMC1のスイッチングトランジスタTr1のドレイン
がビット線BL1に接続され、メモリセルMC2のスイ
ッチングトランジスタTr2のドレインがビット線BL
2に接続されている。同様に、リファレンスセルRMC
1のスイッチングトランジスタRTr1のドレインがビ
ット線BL2に接続され、リファレンスセルRMC2の
スイッチングトランジスタRTr2のドレインがビット
線BL1に接続されている。そして、スイッチングトラ
ンジスタTr1のゲートがワード線WL1に接続され、
スイッチングトランジスタTr2のゲートがワード線W
L2に接続され、スイッチングトランジスタRTr1の
ゲートがリファレンス用ワード線RWL1に接続され、
スイッチングトランジスタTr2のゲートがリファレン
ス用ワード線RWL2に接続されている。
In this circuit, the memory cell MC1 and the reference cell RMC2 are connected to the bit line BL1.
The memory cell MC2 and the reference cell RMC1 are connected to the bit line BL2. Specifically, the drain of the switching transistor Tr1 of the memory cell MC1 is connected to the bit line BL1, and the drain of the switching transistor Tr2 of the memory cell MC2 is connected to the bit line BL.
Connected to 2. Similarly, the reference cell RMC
The drain of the first switching transistor RTr1 is connected to the bit line BL2, and the drain of the switching transistor RTr2 of the reference cell RMC2 is connected to the bit line BL1. The gate of the switching transistor Tr1 is connected to the word line WL1,
The gate of the switching transistor Tr2 is the word line W
L2, the gate of the switching transistor RTr1 is connected to the reference word line RWL1,
The gate of the switching transistor Tr2 is connected to the reference word line RWL2.

【0022】さらに、本回路では、分割セルプレート構
成を採用しており、メモリセルMC1の強誘電体キャパ
シタFC1のプレート電極とメモリセルMC2の強誘電
体キャパシタFC2のプレート電極とが共通のプレート
線PLに接続されている。同様に、リファレンスセルR
MC1のリファレンス用強誘電体キャパシタRFC1の
プレート電極とリファレンスセルRMC2のリファレン
ス用強誘電体キャパシタRFC2のプレート電極とが共
通のリファレンス用プレート線RPLに接続されてい
る。また、プリチャージ用トランジスタPCT1,PC
T2のゲートがプリチャージ信号供給線PCLに接続さ
れ、プリチャージ用トランジスタPCT1,PCT2同
士の接続点が基準電位線Vssに接続されている。
Further, this circuit adopts a divided cell plate configuration, and the plate electrode of the ferroelectric capacitor FC1 of the memory cell MC1 and the plate electrode of the ferroelectric capacitor FC2 of the memory cell MC2 are common plate lines. It is connected to PL. Similarly, the reference cell R
The plate electrode of the reference ferroelectric capacitor RFC1 of MC1 and the plate electrode of the reference ferroelectric capacitor RFC2 of the reference cell RMC2 are connected to a common reference plate line RPL. Also, the precharging transistors PCT1 and PC
The gate of T2 is connected to the precharge signal supply line PCL, and the connection point between the precharging transistors PCT1 and PCT2 is connected to the reference potential line Vss.

【0023】このような構成を有する不揮発性メモリ
は、基本的な回路構成は、図8の回路と同様であるが、
読み出し系が図8の回路とは異なる。具体的には、読み
出し動作が開始されると、まず、リファレンスセルRM
Cに「0」データを書き込んだ後、対をなすメモリセル
MC1とリファレンスセルRMC1のスイッチングトラ
ンジスタTr1およびRTr1、またはメモリセルMC
2とリファレンスセルRMC2のスイッチングトランジ
スタTr2およびRTr2を導通状態に制御し、さらに
プレート線PLおよびRPLを所定電圧に設定して対を
なすビット線BL1,BL2間に現出する電位差をセン
スアンプSAで検出してデータを読み出し、その後続い
てメモリセルMC1またはMC2のデータの再書き込み
を行うように構成されている。
The non-volatile memory having such a structure has a basic circuit structure similar to that of the circuit of FIG.
The read system is different from the circuit of FIG. Specifically, when the read operation is started, first, the reference cell RM
After writing "0" data to C, the switching transistors Tr1 and RTr1 of the paired memory cell MC1 and reference cell RMC1 or the memory cell MC
2 and the switching transistors Tr2 and RTr2 of the reference cell RMC2 are made conductive, and the plate amplifiers PL and RPL are set to a predetermined voltage to generate a potential difference between the paired bit lines BL1 and BL2 by the sense amplifier SA. It is configured to detect and read data, and then rewrite data in the memory cell MC1 or MC2.

【0024】このように、本不揮発性メモリは、読み出
し動作が開始されると、まず、リファレンスセルRMC
に「0」データの書き込み動作を行うことから、デコー
ダ回路に加えて、図示しない制御系から出力されたアド
レス信号またはコントロール信号の変化に基づいて装置
内部でパルス信号AIi(i=0〜n)を生成し、この
パルス信号AIiに基づいてプリチャージ信号供給線P
CLおよびリファレンス用プレート線RPLに印加する
パルス信号PC、RBを生成している。
As described above, in this nonvolatile memory, when the read operation is started, first, the reference cell RMC
In addition to the decoder circuit, the pulse signal AIi (i = 0 to n) is internally generated based on the change in the address signal or the control signal output from the control system (not shown) in addition to the decoder circuit. Is generated, and the precharge signal supply line P is generated based on the pulse signal AIi.
Pulse signals PC and RB to be applied to CL and the reference plate line RPL are generated.

【0025】図2および図3は、この内部パルス発生回
路の具体的な回路構成例を示し、図2がパルス信号AI
iの発生回路10を、図3がパルス信号PC,PBの発
生回路20をそれぞれ示している。
2 and 3 show a concrete circuit configuration example of the internal pulse generating circuit, and FIG. 2 shows the pulse signal AI.
FIG. 3 shows a generation circuit 10 for i, and FIG. 3 shows a generation circuit 20 for pulse signals PC and PB.

【0026】パルス発生回路10は、図2に示すよう
に、インバータ101〜110、2入力ナンドゲート1
11,112および2入力ノアゲート113により構成
されている。インバータ101〜103が直列に接続さ
れ、インバータ101の入力およびナンドゲート111
の一方の入力がアドレス信号ADR、あるいはチップイ
ネーブル信号等のコントロール信号CTL等である入力
信号INの入力ラインに接続され、インバータ103の
出力がナンドゲート111の他方の入力に接続され、ナ
ンドゲート111の出力がインバータ108を介してノ
アゲート113の一方の入力に接続されている。以上の
構成により入力信号INの立上がりが検知される。同様
に、インバータ105〜107が直列に接続され、イン
バータ104の入力が入力信号INの入力ラインに接続
され、出力がナンドゲート112の一方の入力およびイ
ンバータ105の入力に接続され、インバータ107の
出力がナンドゲート112の他方の入力に接続され、ナ
ンドゲート112の出力がインバータ109を介してノ
アゲート113の他方の入力に接続されている。以上の
構成により入力信号INの立下がりが検知される。そし
て、ノアゲート113の出力がインバータ110でレベ
ル反転されて内部パルス信号AIiが出力される。
As shown in FIG. 2, the pulse generation circuit 10 includes inverters 101 to 110 and two-input NAND gate 1
11, 112 and a 2-input NOR gate 113. The inverters 101 to 103 are connected in series, and the input of the inverter 101 and the NAND gate 111 are connected.
One input is connected to the input line of the input signal IN which is the address signal ADR or the control signal CTL such as the chip enable signal, the output of the inverter 103 is connected to the other input of the NAND gate 111, and the output of the NAND gate 111. Is connected to one input of the NOR gate 113 via the inverter 108. With the above configuration, the rising edge of the input signal IN is detected. Similarly, the inverters 105 to 107 are connected in series, the input of the inverter 104 is connected to the input line of the input signal IN, the output is connected to one input of the NAND gate 112 and the input of the inverter 105, and the output of the inverter 107 is It is connected to the other input of the NAND gate 112, and the output of the NAND gate 112 is connected to the other input of the NOR gate 113 via the inverter 109. With the above configuration, the fall of the input signal IN is detected. Then, the output of the NOR gate 113 is level-inverted by the inverter 110 and the internal pulse signal AIi is output.

【0027】また、パルス発生回路20は、図3に示す
ように、pチャネルMOSトランジスタ201、nチャ
ネルMOSトランジスタ202−0,202−1,20
2−2,…(202−n)、並びにインバータ203に
より構成されている。pチャネルMOSトランジスタ2
01のソースは電源電圧VCCの供給線に接続され、ドレ
インはインバータ203の入力に接続され、ゲートは接
地線に接続されている。また、各nチャネルMOSトラ
ンジスタ202−0〜(202−n)のソースは接地線
に接続され、ドレインはpチャネルMOSトランジスタ
201のドレインに接続されている。そして、各nチャ
ネルMOSトランジスタ202−0〜(202−n)の
ゲートに図2のパルス発生回路10で生成された内部パ
ルス信号AI0 〜AInが供給され、これらゲート入力
に応じたパルス信号PCまたはPBがインバータ204
から出力され、図1のプリチャージ信号供給線PCL、
あるいはリファレンス用プレート線RPLに供給され
る。
As shown in FIG. 3, the pulse generating circuit 20 includes a p-channel MOS transistor 201 and n-channel MOS transistors 202-0, 202-1, 20.
2-2, ... (202-n), and an inverter 203. p-channel MOS transistor 2
The source of 01 is connected to the supply line of the power supply voltage V CC , the drain is connected to the input of the inverter 203, and the gate is connected to the ground line. The sources of the n-channel MOS transistors 202-0 to (202-n) are connected to the ground line, and the drains are connected to the drain of the p-channel MOS transistor 201. The internal pulse signals AI0 to AIn generated by the pulse generation circuit 10 of FIG. 2 are supplied to the gates of the n-channel MOS transistors 202-0 to (202-n), and the pulse signal PC or the pulse signal PC corresponding to the gate input is supplied. PB is the inverter 204
Output from the precharge signal supply line PCL of FIG.
Alternatively, it is supplied to the reference plate line RPL.

【0028】次に、上記構成による読み出し動作につい
て、図4のタイミングチャートを参照しつつ説明する。
なお、ここでは、メモリセルMC1の記憶データを読み
出す場合を例に説明する。
Next, the read operation with the above configuration will be described with reference to the timing chart of FIG.
Note that, here, a case where the storage data of the memory cell MC1 is read will be described as an example.

【0029】まず、図示しない制御系から出力されたア
ドレス信号またはコントロール信号等の入力信号INが
パルス発生回路10に入力され、その変化に基づいてパ
ルス信号AIi(i=0〜n)が生成され、パルス発生
回路20に出力される。そして、パルス発生回路20
で、入力パルス信号AIiに基づいてプリチャージ信号
供給線PCLおよびリファレンス用プレート線RPLに
印加するパルス信号PC、RBが生成される。
First, an input signal IN such as an address signal or a control signal output from a control system (not shown) is input to the pulse generation circuit 10, and a pulse signal AIi (i = 0 to n) is generated based on the change. , To the pulse generation circuit 20. Then, the pulse generation circuit 20
Then, the pulse signals PC and RB to be applied to the precharge signal supply line PCL and the reference plate line RPL are generated based on the input pulse signal AIi.

【0030】そして、パルス発生回路20で生成された
パルス信号PCおよびPBのうち、まず、パルス信号P
Cがプリチャージ信号として供給線PCLに印加され
る。これにより、プリチャージ用トランジスタPCT
1,PCT2が導通状態となり、ビット線BL1,BL
2は基準電位である0Vにプリチャージされる。次い
で、パルス信号PBがリファレンス用プレート線RPL
に印加される。これにより、リファレンスセルRMC
1,RMC2の強誘電体キャパシタRFC1,RFC2
のプレート電極には電源電圧VCCが印加される。
Then, of the pulse signals PC and PB generated by the pulse generation circuit 20, first, the pulse signal P
C is applied to the supply line PCL as a precharge signal. As a result, the precharge transistor PCT
1, PCT2 becomes conductive, bit lines BL1, BL
2 is precharged to 0V which is a reference potential. Next, the pulse signal PB changes to the reference plate line RPL.
Is applied to As a result, the reference cell RMC
1, RMC2 ferroelectric capacitors RFC1, RFC2
The power supply voltage V CC is applied to the plate electrode of.

【0031】次に、リファレンス用ワード線RWL1に
(VCC+1V)の電圧が印加される。これにより、リフ
ァレンス用スイッチングトランジスタRTr1が導通状
態となり、ビット線BL2の0Vが強誘電体キャパシタ
RFC1の一方の電極に印加される。その結果、リファ
レンスセルRMC1に「0」データの書き込みが行われ
る。そして、パルス信号AIiおよびPCの印加が停止
され、すなわち0Vに立ち下げられてから、パルス信号
PBが0Vに立ち下げられ、その後ワード線RWL1の
印加電圧が(VCC+1V)から0Vに立ち下げられて
「0」データの書き込みサイクルが終了する。そして、
通常のメモリセルMC1のデータの読み出しが行われ
る。
Next, a voltage of (V CC + 1V) is applied to the reference word line RWL1. As a result, the reference switching transistor RTr1 becomes conductive, and 0 V of the bit line BL2 is applied to one electrode of the ferroelectric capacitor RFC1. As a result, "0" data is written in the reference cell RMC1. Then, application of the pulse signals AIi and PC is stopped, that is, dropped to 0V, then the pulse signal PB is dropped to 0V, and then the applied voltage of the word line RWL1 is dropped from (V CC + 1V) to 0V. Then, the write cycle of the “0” data ends. And
Data is normally read from the memory cell MC1.

【0032】すなわち、図示しない行制御系によりワー
ド線WL1に(VCC+1V)が印加される。これによ
り、スイッチングトランジスタTr1が導通状態とな
る。同様に、リファンレス用ワード線RWL1に(VCC
+1V)が印加される。これにより、スイッチングトラ
ンジスタRTr1が導通状態となる。次に、プレート線
PLおよびRPLに電源電圧VCCを所定時間印加する。
これにより、強誘電体キャパシタFC1およびRFC2
の分極状態に従ってビット線BL1およびBL2の電位
が変化する。そして、リファレンスセルRMC1が接続
されたビット線BL2の電位とメモリセルMC1が接続
されたビット線BL1の分極状態に応じた電位との差
が、センスアンプSAにより検出される。
That is, (V CC + 1V) is applied to the word line WL1 by a row control system (not shown). As a result, the switching transistor Tr1 becomes conductive. Similarly, (V CC
+1 V) is applied. As a result, the switching transistor RTr1 becomes conductive. Next, the power supply voltage V CC is applied to the plate lines PL and RPL for a predetermined time.
Thereby, the ferroelectric capacitors FC1 and RFC2
The potentials of the bit lines BL1 and BL2 change according to the polarization state of. Then, the difference between the potential of the bit line BL2 connected to the reference cell RMC1 and the potential according to the polarization state of the bit line BL1 connected to the memory cell MC1 is detected by the sense amplifier SA.

【0033】次に、プレート線PLおよびリファレンス
用プレート線RPLがほぼ同時に0Vに立ち下げられた
後に、ワード線WL1およびリファレンス用ワード線R
WL1が(VCC+1V)から0Vに立ち下げられる。こ
のとき、通常のメモリセルMC1側では、プレート線を
0Vに立ち下げてからワード線を0Vに立ち下げるまで
の間に、データ読み出し後のデータ再書き込みを行が行
われる。
Next, after the plate line PL and the reference plate line RPL are lowered to 0V almost at the same time, the word line WL1 and the reference word line R are
WL1 is lowered from (V CC + 1V) to 0V. At this time, on the normal memory cell MC1 side, data rewriting after data reading is performed in a row between the time when the plate line is lowered to 0V and the time when the word line is lowered to 0V.

【0034】また、リファレンスセルRMC1側では、
読み出し開始時に常に「0」データ書き込みを行ってか
ら、データ読み出し動作に入ることから、従来のよう
に、通常メモリセルの再書き込み直前に「0」データを
書き込みを行う必要がない。したがって、リファレンス
用ワード線RWL1の立ち下げタイミングは、プレート
線RPLの立ち下げ前に必ずしも行う必要がなく、図4
に示すように、ワード線WL1と同様のタイミングで立
ち下げるようにでき、タイミング設計が容易となってい
る。
On the side of the reference cell RMC1,
Since "0" data is always written at the start of reading and then the data read operation is started, it is not necessary to write "0" data immediately before rewriting of a normal memory cell as in the conventional case. Therefore, the fall timing of the reference word line RWL1 does not necessarily have to be performed before the fall of the plate line RPL.
As shown in FIG. 7, the timing can be set to fall at the same timing as the word line WL1, which facilitates the timing design.

【0035】以上説明したように、本実施例によれば、
読み出し動作が開始されると、まず、リファレンスセル
RMCに「0」データを書き込んだ後、対をなすメモリ
セルMC1とリファレンスセルRMC1のスイッチング
トランジスタTr1およびRTr1、またはメモリセル
MC2とリファレンスセルRMC2のスイッチングトラ
ンジスタTr2およびRTr2を導通状態に制御し、さ
らにプレート線PLおよびRPLを所定電圧に設定して
対をなすビット線BL1,BL2間に現出する電位差を
センスアンプSAで検出してデータを読み出し、その後
続いてメモリセルMC1またはMC2のデータの再書き
込みを行うようにしたので、読み出し用制御信号のタイ
ミング設計が容易となり、またセルに「0」データが書
き込まれていない時にもダミーサイクルが不要となり、
ひいては高速化を図ることができる。また、「0」デー
タを書き込むので、分極方向の変化による劣化のおそれ
もない。
As described above, according to this embodiment,
When the read operation is started, first, "0" data is written in the reference cell RMC, and then the switching transistors Tr1 and RTr1 of the paired memory cell MC1 and reference cell RMC1 or the switching of the memory cell MC2 and reference cell RMC2. The transistors Tr2 and RTr2 are controlled to be conductive, the plate lines PL and RPL are set to a predetermined voltage, and the potential difference appearing between the paired bit lines BL1 and BL2 is detected by the sense amplifier SA to read data, After that, the data of the memory cell MC1 or MC2 is rewritten, which facilitates the timing design of the read control signal and eliminates the need for the dummy cycle even when "0" data is not written in the cell. ,
As a result, the speed can be increased. Further, since "0" data is written, there is no fear of deterioration due to change in polarization direction.

【0036】図5は、本発明に係る1Tr−1Cap方
式を採用し、かつリファレンスセルにプリセットトラン
ジスタを付加した強誘電体不揮発性メモリの基本的な2
ビット構成を示す回路図であって、図1および従来例を
示す図10と同一構成部分は同一符号をもって表してい
る。
FIG. 5 shows a basic structure of a ferroelectric non-volatile memory adopting the 1Tr-1Cap method according to the present invention and adding a preset transistor to a reference cell.
11 is a circuit diagram showing a bit configuration, and the same components as in FIG. 1 and FIG. 10 showing a conventional example are denoted by the same reference numerals.

【0037】リファレンスセルRMC1aにおいては、
nチャネルMOSトランジスタからなるプリセットトラ
ンジスタPRT1が、スイッチングトランジスタRTr
1のソースと基準電位線Vssとの間に接続され、ゲート
が信号RBPの供給線に接続されている。同様に、リフ
ァレンスセルRMC2aにおいては、nチャネルMOS
トランジスタからなるプリセットトランジスタPRT2
が、スイッチングトランジスタRTr2のソースと基準
電位線Vssとの間に接続され、ゲートが信号RBPの供
給線に接続されている。
In the reference cell RMC1a,
The preset transistor PRT1 which is an n-channel MOS transistor is a switching transistor RTr.
1 and the reference potential line Vss, and the gate is connected to the supply line of the signal RBP. Similarly, in the reference cell RMC2a, the n-channel MOS is
Preset transistor PRT2 consisting of transistors
Is connected between the source of the switching transistor RTr2 and the reference potential line Vss, and the gate is connected to the supply line of the signal RBP.

【0038】図5の不揮発性メモリにおいても、読み出
し動作時には、図1の不揮発性メモリと同様に、読み出
し動作が開始されると、まず、リファレンスセルRMC
に「0」データを書き込んだ後、対をなすメモリセルM
C1とリファレンスセルRMC1aのスイッチングトラ
ンジスタTr1およびRTr1、またはメモリセルMC
2とリファレンスセルRMC2aのスイッチングトラン
ジスタTr2およびRTr2を導通状態に制御し、さら
にプレート線PLおよびRPLを所定電圧に設定して対
をなすビット線BL1,BL2間に現出する電位差をセ
ンスアンプSAで検出してデータを読み出し、その後続
いてメモリセルMC1またはMC2のデータの再書き込
みを行う。
Also in the non-volatile memory of FIG. 5, when the read operation is started during the read operation, as in the case of the non-volatile memory of FIG.
After writing "0" data to the pair of memory cells M
C1 and the switching transistors Tr1 and RTr1 of the reference cell RMC1a, or the memory cell MC
2 and the switching transistors Tr2 and RTr2 of the reference cell RMC2a are turned on, and the plate lines PL and RPL are set to a predetermined voltage to generate a potential difference between the paired bit lines BL1 and BL2 by the sense amplifier SA. The data is detected and read, and then the data in the memory cell MC1 or MC2 is rewritten.

【0039】この場合も、図2および図3に示すパルス
発生回路により、図示しない制御系から出力されたアド
レス信号またはコントロール信号の変化に基づいて装置
内部でパルス信号AIi(i=0〜n)を生成し、この
パルス信号AIiに基づいてリファレンス用プレート線
RPLおよびプリセット信号供給線に印加するパルス信
号RBP、RBを生成し、このパルス信号RBP、RB
を用いてリファレンスセルに対する「0」データの書き
込みが行われる。その印加タイミングは、図6に示すよ
うに、前述した図4の場合と同様である。
Also in this case, the pulse generation circuit shown in FIGS. 2 and 3 causes the pulse signal AIi (i = 0 to n) to be generated inside the apparatus based on the change of the address signal or the control signal output from the control system (not shown). Pulse signals RBP and RB to be applied to the reference plate line RPL and the preset signal supply line based on the pulse signal AIi, and the pulse signals RBP and RB are generated.
Is used to write "0" data to the reference cell. The application timing is, as shown in FIG. 6, the same as in the case of FIG. 4 described above.

【0040】すなわち、パルス発生回路20で生成され
たパルス信号PBおよびRBPのうち、まず、パルス信
号PBがリファレンス用プレート線RPLに印加され
る。これにより、リファレンスセルRMC1a,RMC
2aの強誘電体キャパシタRFC1,RFC2のプレー
ト電極には電源電圧VCCが印加される。次いで、信号R
BPがプリセットトランジスタPRT1,PRT2のゲ
ートに供給される。これにより、プリセットトランジス
タPRT1,PRT2が導通状態となり、強誘電体キャ
パシタRFC1,RMC2の一方の電極に0Vが印加さ
れる。その結果、リファレンスセルRMC1a,RMC
2aに「0」データの書き込みが行われる。そして、パ
ルス信号PBの印加が停止され、すなわち0Vに立ち下
げられてから、パルス信号RBPが0Vに立ち下げられ
て「0」データの書き込みサイクルが終了する。そし
て、通常のメモリセルMC1のデータの読み出しが行わ
れる。この場合の読み出し制御は、図6に示すように、
図4に示す図1の不揮発性メモリの場合と同様に行われ
る。
That is, of the pulse signals PB and RBP generated by the pulse generation circuit 20, first, the pulse signal PB is applied to the reference plate line RPL. As a result, the reference cells RMC1a, RMC
The power supply voltage V CC is applied to the plate electrodes of the ferroelectric capacitors RFC1 and RFC2 of 2a. Then the signal R
BP is supplied to the gates of the preset transistors PRT1 and PRT2. As a result, the preset transistors PRT1 and PRT2 are turned on, and 0 V is applied to one electrode of the ferroelectric capacitors RFC1 and RMC2. As a result, the reference cells RMC1a, RMC
Data “0” is written in 2a. Then, the application of the pulse signal PB is stopped, that is, dropped to 0V, and then the pulse signal RBP is dropped to 0V, and the write cycle of the “0” data ends. Then, normal data reading from the memory cell MC1 is performed. The read control in this case is as shown in FIG.
This is performed in the same manner as in the case of the nonvolatile memory of FIG. 1 shown in FIG.

【0041】本例の場合も、上述した図1の不揮発性メ
モリの場合と同様に、リファレンスセルRMC側では、
読み出し開始時に常に「0」データ書き込みを行ってか
ら、データ読み出し動作に入ることから、従来のよう
に、通常メモリセルの再書き込み直前に「0」データを
書き込みを行う必要がない。したがって、リファレンス
用ワード線RWL1の立ち下げタイミングは、信号RB
Pの立ち上げ前あるいはプレート線RPLの立ち下げ前
に必ずしも行う必要がなく、図6に示すように、ワード
線WL1と同様のタイミングで立ち下げるようにでき、
タイミング設計が容易となっている。すなわち、図5の
メモリの場合も上述した図1のメモリと同様の効果を得
ることができる。
Also in the case of this example, as in the case of the nonvolatile memory of FIG. 1 described above, on the side of the reference cell RMC,
Since "0" data is always written at the start of reading and then the data read operation is started, it is not necessary to write "0" data immediately before rewriting of a normal memory cell as in the conventional case. Therefore, the fall timing of the reference word line RWL1 is the signal RB
It is not always necessary to carry out before the rise of P or the fall of the plate line RPL, and as shown in FIG. 6, it is possible to fall at the same timing as the word line WL1.
Timing design is easy. That is, also in the case of the memory of FIG. 5, the same effect as that of the memory of FIG. 1 described above can be obtained.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の強誘電体
記憶装置によれば、読み出し用制御信号のタイミング設
計が容易となり、またセルに基準データが書き込まれて
いない時にもダミーサイクルが不要となり、ひいては高
速化を図ることができる利点がある。
As described above, according to the ferroelectric memory device of the present invention, the timing design of the read control signal is facilitated, and the dummy cycle is unnecessary even when the reference data is not written in the cell. Therefore, there is an advantage that the speed can be increased.

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

【図1】本発明に係る1Tr−1Cap方式を採用した
強誘電体不揮発性メモリの基本的な構成を示す回路図で
ある。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a basic configuration of a ferroelectric nonvolatile memory adopting a 1Tr-1Cap method according to the present invention.

【図2】本発明に係る内部パルス発生回路の構成例を示
す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of an internal pulse generation circuit according to the present invention.

【図3】本発明に係る内部パルス発生回路の構成例を示
す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of an internal pulse generation circuit according to the present invention.

【図4】図1の回路の読み出し時における各端子に印加
される電位のタイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart of potentials applied to each terminal when reading the circuit of FIG.

【図5】本発明に係る1Tr−1Cap方式を採用し、
かつリファレンスセルにプリセットトランジスタを付加
した強誘電体不揮発性メモリの基本的な2ビット構成を
示す回路図である。
FIG. 5 employs the 1Tr-1Cap method according to the present invention,
FIG. 3 is a circuit diagram showing a basic 2-bit configuration of a ferroelectric nonvolatile memory in which a preset transistor is added to a reference cell.

【図6】図5の回路の読み出し時における各端子に印加
される電位のタイミングチャートである。
6 is a timing chart of a potential applied to each terminal when reading the circuit of FIG.

【図7】強誘電体キャパシタのヒステリシス特性を示す
図である。
FIG. 7 is a diagram showing a hysteresis characteristic of a ferroelectric capacitor.

【図8】1Tr−1Cap方式を採用した強誘電体不揮
発性メモリの基本的な1ビット構成を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a basic 1-bit configuration of a ferroelectric non-volatile memory adopting a 1Tr-1Cap system.

【図9】図8の回路の読み出し時における各端子に印加
される電位のタイミングチャートである。
9 is a timing chart of the potential applied to each terminal when reading the circuit of FIG.

【図10】1Tr−1Cap方式を採用し、かつリファ
レンスセルにプリセットトランジスタを付加した強誘電
体不揮発性メモリの基本的な1ビット構成を示す回路図
である。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a basic 1-bit configuration of a ferroelectric nonvolatile memory adopting the 1Tr-1Cap system and adding a preset transistor to a reference cell.

【図11】図10の回路の読み出し時における各端子に
印加される電位のタイミングチャートである。
11 is a timing chart of a potential applied to each terminal when reading the circuit of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

MC1,MC2…メモリセル RMC1,RMC2、RMC1a,RMC2a…リファ
レンスセル Tr1,Tr2…スイッチングトランジスタ RTr1,RTr2…リファレンス用スイッチングトラ
ンジスタ FC1,FC2…強誘電体キャパシタ RFC1,RFC2…リファレンス用強誘電体キャパシ
タ BL1,BL2…ビット線 WL1,WL2…ワード線 RWL1,RWL2…リファレンス用ワード線 PL…プレート線 RPL…リファレンス用プレート線 10,20…パルス発生回路
MC1, MC2 ... Memory cells RMC1, RMC2, RMC1a, RMC2a ... Reference cells Tr1, Tr2 ... Switching transistors RTr1, RTr2 ... Reference switching transistors FC1, FC2 ... Ferroelectric capacitors RFC1, RFC2 ... Reference ferroelectric capacitors BL1, BL2 ... Bit line WL1, WL2 ... Word line RWL1, RWL2 ... Reference word line PL ... Plate line RPL ... Reference plate line 10, 20 ... Pulse generation circuit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1および第2のビット線のいずれか一
方に接続されたスイッチングトランジスタと、第1およ
び第2の電極および両電極間に配置された強誘電体を有
し、当該スイッチングトランジスタに第1の電極が接続
され、両電極への印加電圧に応じた強誘電体の分極の方
向によって2値データを記憶する強誘電体キャパシタと
からなるメモリセルと、当該メモリセルと同一構成を有
し、スイッチングトランジスタがメモリセルが接続され
たビット線と異なるビット線に接続されたリファレンス
セルとを備え、メモリセルおよびリファレンスセルのス
イッチングトランジスタが導通状態にあるときに両ビッ
ト線間の電位差を検出してデータの読み出しを行う強誘
電体記憶装置であって、 読み出し動作時に、上記リファレンスセルの強誘電体キ
ャパシタの第1の電極に第1の電圧を、第2の電極に第
2の電圧を印加して当該リファレンスセルに基準データ
を書き込む手段と、 上記基準データ書き込み後に、上記メモリセルおよびリ
ファレンスセルのスイッチングトランジスタを導通状態
にし、当該メモリセルおよびリファレンスセルの強誘電
体キャパシタの第2の電極に第2の電圧を印加して、上
記データの読み出しを行った後、上記メモリセルの第2
の電極に第1の電圧を印加してデータの再書き込みを行
う手段とを有する強誘電体記憶装置。
1. A switching transistor having a switching transistor connected to either one of a first bit line and a second bit line, and a ferroelectric substance arranged between the first and second electrodes and both electrodes. A first capacitor is connected to the first electrode, and a memory cell having a ferroelectric capacitor that stores binary data according to a polarization direction of the ferroelectric substance according to a voltage applied to both electrodes and a memory cell having the same configuration as the memory cell The switching transistor has a bit line to which the memory cell is connected and a reference cell connected to a different bit line, and a potential difference between the bit line when the switching transistor of the memory cell and the reference cell is in a conductive state. A ferroelectric memory device for detecting and reading data, wherein a ferroelectric memory device for inducing a reference cell during a read operation. Means for applying a first voltage to the first electrode and a second voltage to the second electrode of the body capacitor to write reference data in the reference cell, and the memory cell and the reference cell after writing the reference data. After making the switching transistor conductive, the second voltage is applied to the second electrodes of the ferroelectric capacitors of the memory cell and the reference cell to read the data, and then the second cell of the memory cell is read.
And a means for rewriting data by applying a first voltage to the electrodes of the ferroelectric memory device.
【請求項2】 上記基準データを書き込む手段は、少な
くともリファレンスセルが接続されたビット線を第1の
電圧にプリチャージする手段を有し、当該ビット線をプ
リチャージし、リファレンスセルのスイッチングトラン
ジスタを導通状態にして、上記第1の電極に第1の電圧
を印加する請求項1記載の強誘電体記憶装置。
2. The means for writing the reference data includes means for precharging at least a bit line to which a reference cell is connected to a first voltage, precharging the bit line, and switching transistor of the reference cell. The ferroelectric memory device according to claim 1, wherein the first voltage is applied to the first electrode in a conductive state.
【請求項3】 上記基準データを書き込む手段は、上記
リファレンスセルの強誘電体キャパシタの第1の電極と
第1の電圧源との間に接続されたプリセットトランジス
タを有し、当該プリセットトランジスタを導通状態にし
て、上記第1の電極に第1の電圧を印加する請求項1記
載の強誘電体記憶装置。
3. The means for writing the reference data has a preset transistor connected between a first electrode of the ferroelectric capacitor of the reference cell and a first voltage source, and the preset transistor is turned on. 2. The ferroelectric memory device according to claim 1, wherein in the state, a first voltage is applied to the first electrode.
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