JPH09139089A - Ferroelectric substance storage device - Google Patents

Ferroelectric substance storage device

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JPH09139089A
JPH09139089A JP7294443A JP29444395A JPH09139089A JP H09139089 A JPH09139089 A JP H09139089A JP 7294443 A JP7294443 A JP 7294443A JP 29444395 A JP29444395 A JP 29444395A JP H09139089 A JPH09139089 A JP H09139089A
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JP
Japan
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bit line
ferroelectric
memory cell
switching transistor
cell
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Application number
JP7294443A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshimasa Osawa
俊政 大澤
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a ferroelectric substance storage device in which the power consumption can be reduced and the operational speed can be increased. SOLUTION: At the time of reading operation, '0' data is written in a reference cell by holding a potential of a bit line BL of a side to which a reference cell is connected at a voltage to which power source voltage Vcc is dropped by threshold voltage of a NMOS transistors NT 1, 2 of transmission gates TMG 1, 2. Thereby, the power consumption can be reduced, and the reading operation speed can be increased.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】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。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a ferroelectric memory device utilizing polarization inversion of a ferroelectric.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6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. 6 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6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. The change in the polarization state of the memory cell by reading this data will be described below with reference to FIG.

【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、C点に対応し、ここで、A点をデータ「1」
とすると、C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→点C
(データ「0」)→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。
For a ferroelectric, when a voltage is applied for the first time,
Since it is not in the polarization state, the origin O starts and changes along the curve OD as the voltage increases. At the point D, the polarization is saturated, and thereafter, even if the voltage increases, the charge Q does not largely change. Next, when the voltage is reduced, the voltage does not return to the point O but passes through the point A and reaches the point B via the point P1. Thereafter, the polarization saturates similarly to the point D. When the voltage is increased from point B, C
It passes through the point, passes through the point P2, reaches the point D, and exhibits hysteresis characteristics. The data stored in the memory cell corresponds to the points A and C. Here, the point A is set to the data “1”.
Then, the point C corresponds to the data “0”. Therefore, for example, in the case of reading data "1", first, the read 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. For this reason, rewriting is subsequently performed based on a predetermined bias condition, and point B → point C
(Data “0”) → point P2 → point D → point A (data “1”) must be transited to restore 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 nonvolatile memory employing the p-type 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7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7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. 7 is a diagram showing a basic 1-bit configuration of a ferroelectric nonvolatile memory adopting the 1Tr-1Cap system. As shown in FIG. 7, the memory cell MC1 includes a switching transistor Tr1 formed 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 a reference plate line RPL
It is connected to the. Note that the ferroelectric material deteriorates (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8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 1 V) is applied to the 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 referentless
1 is applied with (V CC + 1V). As a result, the switching transistor RTr1 becomes conductive. In addition,
The set level of the word lines WL1 and RWL1 is set to (V CC +1
The reason for V) is that the threshold voltage Vth of the switching transistor is 1 V or less, so that it is set to "+1 V" 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. Thereby, the potentials of bit lines BL1 and BL2 change according to the polarization state of ferroelectric capacitors FC1 and RFC2. And
Bit line BL2 to which reference cell RMC1 is connected
Bit line BL1 connected to the potential of memory cell MC1
Is detected by a sense amplifier (not shown). Note that the reference cell RMC
Since 1 is used without reversing the polarization, the reference word line RWL1 rises to 0V earlier than the reference plate line RPL so as not to enter the rewrite operation, that is, to write "0" data. Set to go down. That is, after the switching transistor RTr1 is turned off, the reference plate line RPL falls to 0V.

【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. Thereby, the switching transistor Tr
1 becomes non-conductive, and the read operation ends.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した図
7の回路において、メモリセルMC1からデータ「1」
を読み出す場合、メモリセルMC1が接続されたビット
線BL1のレベルは図示しないセンスアンプでラッチ
後、電源電圧VCCに、リファレンスセルRMC1が接続
されたビット線BL2のレベルは0Vとなる。この場
合、ビット線BL1がVCCに充電され、この電位を用い
てメモリセルMC1にデータを再書き込みすることでデ
ータを復帰させることができる。また、ビット線BL2
の電位は0Vであることから、このビット線BL2に接
続されたリファレンスセルRMC1にはデータ「0」を
書き込むことができる。したがって、この場合、ビット
線BL1の充電はメモリセルMC1へのデータ再書き込
みに必要である。
By the way, in the circuit shown in FIG. 7, the data "1" is read from the memory cell MC1.
For reading, the level of the bit line BL1 to which the memory cell MC1 is connected is latched by a sense amplifier (not shown), and then the level of the bit line BL2 to which the reference cell RMC1 is connected becomes 0V at the power supply voltage V CC . In this case, the bit line BL1 is charged to V CC , and the data can be restored by rewriting the data in the memory cell MC1 using this potential. Also, the bit line BL2
Since the potential of is 0V, data "0" can be written in the reference cell RMC1 connected to this bit line BL2. Therefore, in this case, charging of the bit line BL1 is necessary for rewriting data to the memory cell MC1.

【0013】これに対して、メモリセルMC1からデー
タ「0」を読み出す場合、メモリセルMC1が接続され
たビット線BL1のレベルは図示しないセンスアンプで
ラッチ後、0Vに、リファレンスセルRMC1が接続さ
れたビット線BL2のレベルは電源電圧VCCとなる。と
ころが、この場合、ビット線BL2をVCCまで充電して
リファレンスセルRMC1にデータ「1」を再書き込み
しても、前述したようにリファレンスセルRMC1には
常に「0」データを書き込んでメモリセルのデータと比
較するときの基準としていることから、次のタイミング
で「0」を書き込まなければならない。したがって、リ
ファレンスセルRMC1が接続されたビット線BL2を
CCまで充電してもその電荷は未使用のまま捨てられて
しまう。このため、リファレンスセルRMC1が接続さ
れるビット線振幅はVCCまでフルスイングさせる必要が
なく、その結果、従来の回路では無駄な電力消費が行わ
れ、また、読み出し速度の高速化の妨げとなっていた。
On the other hand, when reading data "0" from the memory cell MC1, the level of the bit line BL1 connected to the memory cell MC1 is latched by a sense amplifier (not shown) and then the reference cell RMC1 is connected to 0V. The level of the bit line BL2 becomes the power supply voltage V CC . However, in this case, even if the bit line BL2 is charged to V CC and the data “1” is rewritten in the reference cell RMC1, as described above, the data “0” is always written in the reference cell RMC1 and the memory cell Since it is used as a reference for comparison with data, "0" must be written at the next timing. Therefore, even if the bit line BL2 connected to the reference cell RMC1 is charged to V CC, the charge is discarded as it is not used. Therefore, the amplitude of the bit line to which the reference cell RMC1 is connected does not need to be fully swung up to V CC, and as a result, the conventional circuit consumes unnecessary power and hinders the increase in read speed. Was there.

【0014】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、消費電力を低減でき、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 thereof is to provide a ferroelectric memory device capable of reducing power consumption and increasing operating speed.

【0015】[0015]

【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、少なくとも
リファレンスセルが接続されたビット線振幅を動作電圧
に応じた最大振幅より小さくなるように抑制するビット
線振幅調整手段を有する。
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. During a read operation, having a bit line amplitude adjusting means inhibits to be less than the maximum amplitude corresponding to the operating voltage of the bit line amplitude at least the reference cells are connected.

【0016】また、本発明では、上記ビット線振幅調整
手段は、第1および第2のビット線とこれらビット線間
の電位差を検出する手段との間に接続され、動作時にゲ
ートが所定電圧にバイアスされるnチャネルの電界効果
トランジスタからなる。
Further, in the present invention, the bit line amplitude adjusting means is connected between the first and second bit lines and a means for detecting a potential difference between these bit lines, and the gate is set to a predetermined voltage during operation. It consists of a biased n-channel field effect transistor.

【0017】また、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、ラッチ型のセンスアンプ
により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、上記センスアンプへ
駆動電圧を所定電位だけ降下させて供給し、ビット線振
幅を動作電圧に応じた最大振幅より小さくなるように抑
制するビット線振幅調整手段を有する。
Further, according to the present invention, there is provided a switching transistor connected to either one of the first and second bit lines, a first and a second electrode, and a ferroelectric substance arranged between the two electrodes. A memory cell comprising a ferroelectric capacitor having a first electrode connected to the switching transistor and storing binary data depending on a polarization direction of the ferroelectric according to a voltage applied to both electrodes; And a reference cell in which the switching transistor is connected to a bit line different from the bit line to which the memory cell is connected and the switching transistor of the memory cell and the reference cell is turned on by the latch type sense amplifier. A ferroelectric memory device that reads the data by detecting the potential difference between both bit lines at a certain time. In operation out, having a bit line amplitude adjusting means inhibits so that the sense amplifier to the drive voltage supplied by lowered a predetermined potential is smaller than the maximum amplitude corresponding to the bit line amplitude to the operating voltage.

【0018】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、少なくともリファレンスセルが接続さ
れるビット線の振幅が動作電圧に応じた最大振幅より小
さくなるように抑制される。これにより、リファレンス
セルに基準データ、たとえば「0」データを書き込むと
き等に、無駄な電力消費が行われず、読み出し速度の高
速化を図れる。
According to the ferroelectric memory device of the present invention, at the time of read operation, at least the amplitude of the bit line to which the reference cell is connected is suppressed to be smaller than the maximum amplitude corresponding to the operating voltage. As a result, unnecessary power consumption is not performed when writing reference data, for example, “0” data in the reference cell, and the reading speed can be increased.

【0019】また、本発明の強誘電体記憶装置によれ
ば、ラッチ型センスアンプへは、たとえば電源電圧を所
定電圧だけ降下させた電圧が供給される。これにより、
読み出し動作時には、少なくともリファレンスセルが接
続されるビット線の振幅が動作電圧に応じた最大振幅よ
り小さくなるように抑制される。
According to the ferroelectric memory device of the present invention, the latch type sense amplifier is supplied with, for example, a voltage obtained by reducing the power supply voltage by a predetermined voltage. This allows
During the read operation, at least the amplitude of the bit line connected to the reference cell is suppressed to be smaller than the maximum amplitude corresponding to the operating voltage.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】第1実施形態 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7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、MC1,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,WL2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、TMG1,TMG2はトランスミッションゲート、
SAはトランスミッションゲートTMG1,TMG2を
介してビット線BL1,BL2が接続されたセンスアン
プ、CTLは制御回路をそれぞれ示している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment FIG. 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. The same components as those shown in FIG. 7 are represented by the same reference numerals. That is, MC1, MC2
Is a memory cell, RMC1 and RMC2 are reference cells, BL1 and BL2 are bit lines, WL1 and WL2 are word lines, PL is a plate line, RWL1 and RWL2 are reference word lines, RPL is a reference plate line, and TMG1 and TMG2 are Transmission gate,
SA is a sense amplifier to which the bit lines BL1 and BL2 are connected via transmission gates TMG1 and TMG2, and CTL is a control circuit.

【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.
2 are connected. 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。
Further, in this circuit, a divided cell plate configuration is adopted, 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 share a common plate line. 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.

【0023】トランスミッションゲートTMG1は、n
チャネルMOS(NMOS)トランジスタNT1および
pチャネルMOS(PMOS)トランジスタPT1のソ
ース・ドレイン同士を接続して構成され、ビット線BL
1とセンスアンプSAの一方の入出力端子との間に接続
されている。そして、NMOSトランジスタNT1のゲ
ートが制御回路CTLの出力ラインに接続され、PMO
SトランジスタPT1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。
The transmission gate TMG1 is n
The source and drain of the channel MOS (NMOS) transistor NT1 and the p-channel MOS (PMOS) transistor PT1 are connected to each other, and the bit line BL
1 and one input / output terminal of the sense amplifier SA. The gate of the NMOS transistor NT1 is connected to the output line of the control circuit CTL, and the PMO
The gate of the S transistor PT1 is connected to the reference word line RWL2.

【0024】トランスミッションゲートTMG2は、N
MOSトランジスタNT2およびPMOSトランジスタ
PT2のソース・ドレイン同士を接続して構成され、ビ
ット線BL2とセンスアンプSAの他方の入出力端子と
の間に接続されている。そして、NMOSトランジスタ
NT2のゲートが制御回路CTLの出力ラインに接続さ
れ、PMOSトランジスタPT2のゲートがリファレン
ス用ワード線RWL1に接続されている。
The transmission gate TMG2 is N
The source and drain of the MOS transistor NT2 and the PMOS transistor PT2 are connected to each other, and are connected between the bit line BL2 and the other input / output terminal of the sense amplifier SA. The gate of the NMOS transistor NT2 is connected to the output line of the control circuit CTL, and the gate of the PMOS transistor PT2 is connected to the reference word line RWL1.

【0025】制御回路CTLは、読み出し、書き込み動
作時にその出力ラインをハイレベル(VCCレベル)に設
定する。
The control circuit CTL sets its output line to a high level (V CC level) during a read / write operation.

【0026】次に、上記構成による読み出し動作につい
て、図2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.

【0027】読み出し動作のときは、制御回路CTLの
出力信号は電源電圧VCCレベルのハイベルに設定され
て、トランスミッションゲートTMG1,TMG2のN
MOSトランジスタNT1,NT2のゲートに供給され
る。したがって、NMOSトランジスタNT1,NT2
は導通状態に保持される。このとき、たとえばリファレ
ンス用ワード線RWL1,RWL2がハイレベルに設定
され、トランスミッションゲートTMG1,TMG2の
PMOSトランジスタPT1,PT2は非導通状態に保
持される。その結果、センスアンプSAに接続されるビ
ット線BL1,BL2のレベルは、それぞれ電源電圧V
CCからNMOSトランジスタNT1,NT2のしきい値
電圧Vthn 分だけ降下したレベルVdに保持される。
In the read operation, the output signal of the control circuit CTL is set to the high level of the power supply voltage V CC level and the transmission gates TMG1 and TMG2 have N levels.
It is supplied to the gates of the MOS transistors NT1 and NT2. Therefore, the NMOS transistors NT1 and NT2
Are held in conduction. At this time, for example, the reference word lines RWL1 and RWL2 are set to the high level, and the PMOS transistors PT1 and PT2 of the transmission gates TMG1 and TMG2 are held in the non-conductive state. As a result, the levels of the bit lines BL1 and BL2 connected to the sense amplifier SA are respectively the power supply voltage V
It is held at the level Vd which is lowered from CC by the threshold voltage V thn of the NMOS transistors NT1 and NT2.

【0028】この状態で、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が図示しないパルス発生回路に入力され、その変化
に基づいて内部信号AIが生成され、図示しないビット
線プリチャージ/イコライズ回路や行制御系等に出力さ
れる。内部信号AIの立ち上がりのタイミングで全ての
ワード線WL、リファレンス用ワード線RWLに0Vの
電圧が印加されるとともに、図示しないビット線プリチ
ャージ/イコライズ回路により、ビット線BL1,BL
2がたとえば0Vにプリチャージされる。この場合、図
2に示すように、ビット線BL1,BL2の電位がフル
スイングのVCCではなく、Vdに保持されていることか
ら、ビット線レベルがVCCの場合には時間T3かかるの
が、T1にT2だけ短縮される。
In this state, an input signal IN such as an address signal or a control signal output from a control system (not shown) is input to a pulse generating circuit (not shown), an internal signal AI is generated based on the change, and a bit (not shown) is generated. It is output to the line precharge / equalize circuit, the row control system, and the like. A voltage of 0 V is applied to all the word lines WL and the reference word line RWL at the rising timing of the internal signal AI, and the bit lines BL1 and BL1 are set by the bit line precharge / equalize circuit (not shown).
2 is precharged to 0V, for example. In this case, as shown in FIG. 2, since the potentials of the bit lines BL1 and BL2 are held at Vd instead of the full swing V CC , it takes time T3 when the bit line level is V CC. , T1 is shortened by T2.

【0029】また、内部信号AIの立ち上がりから所定
時間(上記T1内)にリファレンスワード線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
態となる。次いで、リファレンス用プレート線PRLに
CCの電圧が印加される。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、リファレンス用プレート線PRLのレベルが0Vに
立ち下げられた後、リファレンス用ワード線RWL1の
レベルが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。このリファレンスセルRMC1
への「0」データの書き込みは、内部信号AIがアクテ
ィブ(ハイレベル)の期間に行われる。
A voltage of (V CC + 1V) is applied to the reference word line RWL1 within a predetermined time (within T1) from the rise of the internal signal AI. As a result, the reference switching transistor RTr1 becomes conductive. Then, the voltage of V CC is applied to the reference plate line PRL. As a result, "0" data is written in the reference cell RMC1. Then, after the level of the reference plate line PRL is lowered to 0V, the level of the reference word line RWL1 is lowered to 0V, and the write cycle of "0" data is completed. This reference cell RMC1
The writing of "0" data to is performed while the internal signal AI is active (high level).

【0030】そして、内部信号AIがローレベルに切り
換わった後、通常のメモリセルMC1のデータの読み出
しが行われる。
Then, after the internal signal AI is switched to the low level, normal data reading from the memory cell MC1 is performed.

【0031】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.

【0032】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.

【0033】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、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, and it can be made to fall at the same timing as the word line WL1, which facilitates the timing design.

【0034】以上説明したように、本実施例によれば、
読み出し動作時に、ビット線BL1,BL2の電位、特
に、リファレンスセルが接続される側のビット線BLの
電位を電源電圧VCCからトランスミッションゲートTM
GのNMOSトランジスタNTのしきい値電圧Vthn
だけ降下させたVdに保持させて、リファレンスセルへ
の「0」データ書き込みを行うようにしたので、消費電
力を低減でき、読み出し動作速度の高速化を図れる。ま
た、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く、タイミング設計が容易と
なる等の利点がある。
As described above, according to this embodiment,
During the read operation, the potentials of the bit lines BL1 and BL2, particularly the potential of the bit line BL on the side to which the reference cell is connected, are changed from the power supply voltage V CC to the transmission gate TM.
Since the "0" data is written to the reference cell by holding it at Vd lowered by the threshold voltage V thn of the G NMOS transistor NT, the power consumption can be reduced and the read operation speed can be increased. Can be realized. In addition, since the data read operation is performed after always writing "0" data at the start of reading, it is not necessary to write "0" data immediately before rewriting a normal memory cell as in the conventional case, and the timing can be improved. There are advantages such as easy design.

【0035】なお、本第1の実施形態では、内部信号A
Iの変化前に、リファレンス用ワード線RWL1,RW
L2ともに、ハイレベルに設定して、トランスミッショ
ンゲートTMG1,TMG2のPMOSトランジスタP
T1,PT2を非導通状態に保持させて、両ビット線B
L1,BL2の電位をVdに保持するようにしたが、こ
れに限定されるものではなく、読み出しセルと対をなす
リファレンスセル側のリファレンス用ワード線のみをハ
イレベルに設定して、リファレンスセルが接続されるビ
ット線BL電位のみをVdに保持するようにしても、消
費電力を低減することができる。
In the first embodiment, the internal signal A
Before the change of I, the reference word lines RWL1, RW
Both L2 are set to the high level, and the PMOS transistors P of the transmission gates TMG1 and TMG2 are set.
Both T1 and PT2 are held in a non-conducting state, and both bit lines B
Although the potentials of L1 and BL2 are held at Vd, the present invention is not limited to this, and only the reference word line on the reference cell side that forms a pair with the read cell is set to the high level, and the reference cell is Power consumption can be reduced even if only the potential of the connected bit line BL is held at Vd.

【0036】第2実施形態 図3は、本発明に係る強誘電体記憶装置の第2の実施形
態を示す回路図である。本第2の実施形態が上述した第
1の実施形態と異なる点は、トランスミッションゲート
TMG1,TMG2をNMOSトランジスタNT1,N
T2のみで構成し、動作時は、常時、両ビット線BL
1,BL2の電位をVdに保持するようにしたことにあ
る。
Second Embodiment FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the ferroelectric memory device according to the present invention. The second embodiment is different from the above-described first embodiment in that the transmission gates TMG1 and TMG2 are connected to the NMOS transistors NT1 and N.
It is composed of only T2, and both bit lines BL are always in operation.
This is to keep the potentials of 1 and BL2 at Vd.

【0037】本第2の実施形態によれば、上述した第1
の実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
According to the second embodiment, the above-mentioned first embodiment
The same effect as that of the embodiment can be obtained.

【0038】第3実施形態 図4は、本発明に係る強誘電体記憶装置の第3の実施形
態を示す回路図である。本第3の実施形態が上述した第
1の実施形態と異なる点は、トランスミッションゲート
TMG1,TMG2のPMOSトランジスタPT1,P
T2のゲートも制御回路CTLの出力ラインC2,C3
にそれぞれ接続し、制御回路CTLにおいてアドレスA
DRの入力に応じて、リファレンスセルRMC1,RM
C2が接続されるビット線BL1またはBL2に接続さ
れたトランスミッションゲートTMG1またはTMG2
のPMOSトランジスタPT1またはPT2のいずれか
のみを非導通状態に保持させて、リファレンスセルが接
続されるビット線電位のみをVdに降下させるようにし
たことにある。
Third Embodiment FIG. 4 is a circuit diagram showing a third embodiment of the ferroelectric memory device according to the present invention. The third embodiment is different from the above-described first embodiment in that the PMOS transistors PT1 and P of the transmission gates TMG1 and TMG2 are different.
The gate of T2 is also the output line C2, C3 of the control circuit CTL.
To the address A in the control circuit CTL.
Reference cells RMC1 and RM depending on the input of DR
Transmission gate TMG1 or TMG2 connected to bit line BL1 or BL2 to which C2 is connected
Only one of the PMOS transistors PT1 and PT2 is held in the non-conducting state, and only the bit line potential to which the reference cell is connected is dropped to Vd.

【0039】本第2の実施形態によれば、リファレンス
セルが接続されるビット線振幅はV CCまでフルスイング
させず、Vdにすることから、従来の回路のように無駄
な電力消費が行われず、読み出し速度の高速化を図れ
る。
According to the second embodiment, the reference
The amplitude of the bit line to which the cell is connected is V CCUp to full swing
Not used, but set to Vd, which is a waste like the conventional circuit
Power consumption is not performed, and read speed can be increased.
You.

【0040】第4実施形態 図5は、本発明に係る強誘電体記憶装置の第4の実施形
態を説明するための回路図である。本第4の形態では、
センスアンプSAの駆動用電圧の高レベル側を、VCC
ら降下させたVdとしている。具体的には、たとえばゲ
ート電圧がVCCに保持されたNMOSトランジスタから
なる降圧回路1を設け、Vd(=VCC−Vthn )の駆動
用電圧をセンスアンプSAに供給し、ビット線振幅を電
源電圧VCCより低い電位Vdとなるように構成されてい
る。
Fourth Embodiment FIG. 5 is a circuit diagram for explaining a fourth embodiment of the ferroelectric memory device according to the present invention. In the fourth form,
The high-level side of the driving voltage of the sense amplifier SA is set to Vd which is lowered from V CC . Specifically, for example, a step-down circuit 1 including an NMOS transistor whose gate voltage is held at V CC is provided, a driving voltage of Vd (= V CC -V thn ) is supplied to the sense amplifier SA, and the bit line amplitude is changed. The potential Vd is lower than the power supply voltage V CC .

【0041】本第4の実施形態によれば、たとえば図2
に示すように、センスアンプの電源を活性化させて信号
の読み出しを行い、ビット線を0V/VCCにラッチさせ
るが、この時の高レベル側をVCCではなくVdとする
と、読み出し時間は、VCCの場合に比べてT6からT4
になり、T5だけ短縮される。これに伴い、再書き込み
するのにプレート電極のパルス幅も、立ち下がりを破線
から実線側に速くすることができる。同様に、アクセス
時間を速くできる。
According to the fourth embodiment, for example, FIG.
As shown in, the power of the sense amplifier is activated to read the signal and the bit line is latched at 0 V / V CC . However, if the high level side at this time is Vd instead of V CC , the read time is , T6 to T4 compared to V CC
And is shortened by T5. Along with this, the pulse width of the plate electrode for rewriting can be made to fall faster from the broken line to the solid line side. Similarly, the access time can be shortened.

【0042】なお、上述した各実施形態で用いる降下電
位は、強誘電体のヒステリシス特性を飽和させる電位で
なければならない。
The drop potential used in each of the above-mentioned embodiments must be a potential at which the hysteresis characteristic of the ferroelectric substance is saturated.

【0043】[0043]

【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、消費電力を低減でき、動作速度の高
速化を図れる利点がある。
As described above, according to the ferroelectric memory device of the present invention, there are advantages that the power consumption can be reduced and the operation speed can be increased.

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

【図1】本発明に係る1Tr−1Cap方式を採用した
強誘電体記憶装置の第1の実施形態を示す回路図であ
る。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a ferroelectric memory device adopting a 1Tr-1Cap method according to the present invention.

【図2】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. 2 is a timing chart of potentials applied to each terminal when reading the circuit of FIG.

【図3】本発明に係る強誘電体記憶装置の第2の実施形
態を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of a ferroelectric memory device according to the present invention.

【図4】本発明に係る強誘電体記憶装置の第3の実施形
態を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a third embodiment of a ferroelectric memory device according to the present invention.

【図5】本発明に係る強誘電体記憶装置の第4の実施形
態を説明するための回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram for explaining a fourth embodiment of the ferroelectric memory device according to the present invention.

【図6】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. 6 is a diagram showing a hysteresis characteristic of a ferroelectric capacitor.

【図7】1Tr−1Cap方式を採用した強誘電体記憶
装置の基本的な1ビット構成を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a basic 1-bit configuration of a ferroelectric memory device adopting a 1Tr-1Cap system.

【図8】図7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。
8 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 CTL…制御回路 1…降圧回路
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 CTL ... Control circuit 1 ... Step-down circuit

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成8年2月1日[Submission date] February 1, 1996

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0025[Name of item to be corrected] 0025

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0025】制御回路CTLは、読み出し、書き込み動
作時にその出力ラインをハイレベル(たとえばCCレベ
ル)に設定する。
The control circuit CTL sets its output line to a high level ( for example, V CC level) during a read / write operation.

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0027[Correction target item name] 0027

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0027】読み出し動作のときは、ワード線WL1,
リファレンス用ワード線RWL1が同時に選択される、
あるいは、ワード線WL2,リファレンス用ワード線R
WL2が同時に選択される構成をとっており、制御回路
CTLの出力信号はハイベルに設定されて、トランスミ
ッションゲートTMG1,TMG2のNMOSトランジ
スタNT1,NT2のゲートに供給される。したがっ
て、NMOSトランジスタNT1,NT2は導通状態に
保持される。このとき、たとえばリファレンス用ワード
線RWL1,RWL2のいずれか一方がハイレベルに設
定されると、トランスミッションゲートTMG1,TM
G2のPMOSトランジスタPT1,PT2は非導通状
態に保持される。その結果、ビット線対BL1,BL2
の内、メモリセルに接続した一方のビット線の電位は0
Vまたは電源電圧Vccとなるのに対し、リファレンス
セルに接続した他方のビット線の電位はCTL信号の高
レベル(通常は電源電圧Vcc)からNMOSトランジ
スタNT1あるいはNT2のしきい値電圧Vthn の分だ
け降下したレベルVdまたは0Vになる。
In the read operation, the word lines WL1,
The reference word line RWL1 is simultaneously selected,
Alternatively, the word line WL2, the reference word line R
Adopts a configuration in which WL2 are selected at the same time, the output signal of the control circuit CTL is set to c Iberu supplied to the gate of the transmission gate TMG1, TMG2 of the NMOS transistors NT1, NT2. Therefore, the NMOS transistors NT1 and NT2 are kept conductive. In this case, for example, when either one of the reference word lines RWL1, RWL2 is Ru is set to the high level, the transmission gate TMG1, TM
The G2 PMOS transistors PT1 and PT2 are held in a non-conductive state. As a result, the bit line pair BL1, BL2
, The potential of one bit line connected to the memory cell is 0
V or power supply voltage Vcc, while reference
The potential of the other bit line connected to the cell is the high level of the CTL signal.
NMOS transition from level (usually power supply voltage Vcc)
The threshold voltage V thn of the transistor NT1 or NT2.
The level drops to Vd or 0V.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0034[Correction target item name] 0034

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0034】以上説明したように、本実施例によれば、
読み出し動作時に、ビット線BL1,BL2の電位、特
に、リファレンスセルが接続される側のビット線BLの
電位を電源電圧VCCからトランスミッションゲートTM
GのNMOSトランジスタNTのしきい値電圧Vthn
だけ降下させたVdに保持させることにより、リファレ
ンスセルへの「0」データ書き込みを行うようにしたの
で、消費電力を低減でき、読み出し動作速度の高速化を
図れる。また、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く、タイミング
設計が容易となる等の利点がある。
As described above, according to this embodiment,
During the read operation, the potentials of the bit lines BL1 and BL2, particularly the potential of the bit line BL on the side to which the reference cell is connected, are changed from the power supply voltage V CC to the transmission gate TM.
The Rukoto is held by the NMOS transistor Vd that has been lowered by the threshold voltage V thn amount of NT of G, since to carry out the "0" data write into the reference cell, the power consumption can be reduced, the read operation speed Can be speeded up. In addition, since the data read operation is performed after always writing "0" data at the start of reading, it is not necessary to write "0" data immediately before rewriting a normal memory cell as in the conventional case, and the timing can be improved. There are advantages such as easy design.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0035[Correction target item name] 0035

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0035】なお、本第1の実施形態では、内部信号A
Iの変化前に、リファレンス用ワード線RWL1,RW
L2のいずれか一方が、ハイレベルになり、トランスミ
ッションゲートTMG1,TMG2のPMOSトランジ
スタPT1,PT2を非導通状態に保持させて、両ビッ
ト線BL1,BL2の電位をVdに保持するようにした
が、これに限定されるものではなく、読み出しセルと対
をなすリファレンスセル側のリファレンス用ワード線の
みをハイレベルに設定して、リファレンスセルが接続さ
れるビット線BL電位のみをVdに保持して、消費電力
を低減することができる。
In the first embodiment, the internal signal A
Before the change of I, the reference word lines RWL1, RW
One of L2 becomes high level, the PMOS transistors PT1 and PT2 of the transmission gates TMG1 and TMG2 are held in the non-conducting state, and the potentials of both bit lines BL1 and BL2 are held at Vd. The present invention is not limited to this, and only the reference word line on the reference cell side that forms a pair with the read cell is set to the high level, and only the bit line BL potential to which the reference cell is connected is held at Vd. Power consumption can be reduced.

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、少なくともリファレンスセルが接続
されたビット線振幅を動作電圧に応じた最大振幅より小
さくなるように抑制するビット線振幅調整手段を有する
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 at least a reference cell is used during a read operation. The ferroelectric memory device having a bit line amplitude adjusting means inhibits to be less than the maximum amplitude corresponding to the operating voltage of the bit line connected to the amplitude.
【請求項2】 上記ビット線振幅調整手段は、第1およ
び第2のビット線とこれらビット線間の電位差を検出す
る手段との間に接続され、動作時にゲートが所定電圧に
バイアスされるnチャネルの電界効果トランジスタから
なる請求項1記載の強誘電体記憶装置。
2. The bit line amplitude adjusting means is connected between the first and second bit lines and means for detecting a potential difference between these bit lines, and has a gate biased to a predetermined voltage during operation. 2. The ferroelectric memory device according to claim 1, wherein the ferroelectric memory device comprises a channel field effect transistor.
【請求項3】 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、ラッチ型のセンスアンプによりメモリセ
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、上記センスアンプへ駆動電圧を所定
電位だけ降下させて供給し、ビット線振幅を動作電圧に
応じた最大振幅より小さくなるように抑制するビット線
振幅調整手段を有する強誘電体記憶装置。
3. A switching transistor having a switching transistor connected to either one of the first and second bit lines, a first and a second electrode, and a ferroelectric substance arranged between the two 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 A switching transistor having a bit line to which the memory cell is connected and a reference cell connected to a different bit line, and the switching transistor of the memory cell and the reference cell are both turned on by a latch type sense amplifier. A ferroelectric memory device that reads a data by detecting a potential difference between bit lines. The driving voltage to the sense amplifier was fed only by lowering the predetermined potential, the ferroelectric memory device having a bit line amplitude adjusting means inhibits to be less than the maximum amplitude corresponding to the bit line amplitude to the operating voltage.
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