JPH09180467A - Data readout method in ferroelectric memory and ferroelectric memory - Google Patents

Data readout method in ferroelectric memory and ferroelectric memory

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JPH09180467A
JPH09180467A JP8206196A JP20619696A JPH09180467A JP H09180467 A JPH09180467 A JP H09180467A JP 8206196 A JP8206196 A JP 8206196A JP 20619696 A JP20619696 A JP 20619696A JP H09180467 A JPH09180467 A JP H09180467A
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JP
Japan
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ferroelectric
data
ferroelectric capacitor
voltage
memory
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JP8206196A
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Japanese (ja)
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Tetsuro Tamura
哲朗 田村
Kazuaki Takai
一章 高井
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a ferroelectric memory in which a dummy cell is not required and whose life is made long by a method wherein, when the ferroelectric memory is read out, different electric fields are applied sequentially so that a ferroelectric capacitor charges its polarization according to a change in the electric fields and a change in the polarization of the ferroelectric capacitor is detected. SOLUTION: When data is read out from a memory cell 29 at a ferroelectric memory, bit lines BL's, the inverse of BL's are precharged to VCC/2, a cell transistor 33 is then turned on, a voltage which is applied to a plate electrode 31B at a ferroelectric capacitor 31 is changed from Vcc /2 to VH to VL and to VCC,/2. When '1' is written in the capacitor 31, a voltage VBL at the bit line BL is raised to Vcc /2+Vα . When '0' is written it is lowered to VCC/2-VB, and the voltage difference between the bit line BL and the inverse of BL is amplified by a sense amplifier 43. Thereby, in the same manner as a DRAM of a type in which a bit line is precharged to VCC/2, data can be detected, a dummy cell which is easy to fatigue is not required, and a long-term operation can be maintained stably.

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、強誘電体メモリに
おけるデータの読み出し方法及び強誘電体メモリに関
し、特に、Pb(ZR 、Ti)O3 等の強誘電体を使用
した強誘電体キャパシ記憶媒体とするメモリセルを備え
る強誘電体メモリにおけるデータの読み出し方法及び強
誘電体メモリに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of reading data in a ferroelectric memory and a ferroelectric memory, and more particularly to a ferroelectric capacity memory using a ferroelectric such as Pb (ZR, Ti) O 3. The present invention relates to a data reading method and a ferroelectric memory in a ferroelectric memory including a memory cell as a medium.

【0002】本発明は、またデータを読み出す時の信号
マージンを確保しつつ、安定な読み出し動作を行なえる
強誘電体メモリにおけるデータの読み出し方法及び強誘
電体メモリに関する。
The present invention also relates to a data reading method and a ferroelectric memory in a ferroelectric memory that can perform a stable read operation while ensuring a signal margin when reading data.

【0003】[0003]

【従来の技術】Pb(Zr,Ti)O3 などの強誘電体
をキャパシタに用いた半導体メモリは、不揮発であると
ともに書込み・読出し速度がDRAMと同等であるとい
う優れた特徴を持っている。従って、将来の大きな需要
が予想される。
2. Description of the Related Art A semiconductor memory using a ferroelectric substance such as Pb (Zr, Ti) O 3 for a capacitor is excellent in that it is non-volatile and has a write / read speed equivalent to that of a DRAM. Therefore, large future demand is expected.

【0004】強誘電体メモリの動作方式に関しては、数
種類の方式が知られており、例えば、米国特許第4,8
73,664号(Ramtron)、特公平7−138
77号(東芝)などに示されている。これらの方式で
は、強誘電体キャパシタに電圧が印加され、分極の反転
によってデータの判別が行なわれる。メモリセルを1個
のトランジスタ+1個のキャパシタで構成した場合、分
極が反転したか否かを判別するために、中間の負荷を発
生する参照回路(ダミーセル)を強誘電体キャパシタに
よって構成する必要がある。しかし、この回路は、強誘
電体膜のプロセスによるばらつきや、反転疲労によっ
て、特性が変化しやすい。従って、信号マージンが減少
し、安定な読み出し動作が行なえないという問題があっ
た。
Regarding the operation system of the ferroelectric memory, several types are known, for example, US Pat. No. 4,8.
73,664 (Ramtron), Japanese Examined Patent Publication 7-138
No. 77 (Toshiba) etc. In these methods, a voltage is applied to the ferroelectric capacitor and the data is discriminated by reversing the polarization. When the memory cell is configured by one transistor and one capacitor, it is necessary to configure the reference circuit (dummy cell) that generates an intermediate load by the ferroelectric capacitor in order to determine whether the polarization is inverted. is there. However, the characteristics of this circuit are likely to change due to variations in the process of the ferroelectric film and inversion fatigue. Therefore, there is a problem that the signal margin is reduced and a stable read operation cannot be performed.

【0005】以下に、上述した従来の強誘電体メモリの
詳細な動作を説明する。図23は従来の強誘電体メモリ
の一例の要部を示す回路図である。図23中、1、2は
メモリセルであり、3、4は強誘電体キャパシタ、5、
6は転送ゲートをなすトランジスタ、いわゆる、セルト
ランジスタである。
The detailed operation of the above-mentioned conventional ferroelectric memory will be described below. FIG. 23 is a circuit diagram showing a main part of an example of a conventional ferroelectric memory. 23, 1 and 2 are memory cells, 3 and 4 are ferroelectric capacitors, 5 and
Reference numeral 6 is a transistor forming a transfer gate, that is, a so-called cell transistor.

【0006】また、WL0、WL1はメモリセルの選択
を行うためのワード線、PL0、PL1は選択されたメ
モリセルの強誘電体キャパシタのプレート電極を駆動す
るためのプレート線である。また、7、8はダミーセル
であり、9、10は電極の対向面積を強誘電体キャパシ
タ3、4の1/2とする強誘電体キャパシタ、11、1
2はセルトランジスタである。なお、この例では、強誘
電体キャパシタ9、10には論理1(以下、「1」と記
す)が書込まれる。
Further, WL0 and WL1 are word lines for selecting a memory cell, and PL0 and PL1 are plate lines for driving a plate electrode of a ferroelectric capacitor of the selected memory cell. Further, 7 and 8 are dummy cells, 9 and 10 are ferroelectric capacitors whose opposing areas of the electrodes are 1/2 of those of the ferroelectric capacitors 3 and 4, 11 and 1
2 is a cell transistor. In this example, a logical 1 (hereinafter referred to as “1”) is written in the ferroelectric capacitors 9 and 10.

【0007】また、DWL0、DWL1はダミーセルの
選択を行うワード線、DPL0、DPL1は選択された
ダミーセルの強誘電体キャパシタのプレート電極を駆動
するためのプレート線である。また、BL、/BLはデ
ータ線(データ伝送路)をなすビット線、13はデータ
の読出し時、ビット線BL、/BL間の電圧差を増幅し
て、選択されたメモリセルから読み出されたデータの検
出を行うセンスアンプである。
DWL0 and DWL1 are word lines for selecting dummy cells, and DPL0 and DPL1 are plate lines for driving the plate electrodes of the ferroelectric capacitors of the selected dummy cells. Further, BL and / BL are bit lines forming a data line (data transmission line), and 13 is a voltage difference between the bit lines BL and / BL which is amplified when a data is read and is read from a selected memory cell. It is a sense amplifier that detects the data.

【0008】/BLは、ビット線BLのための参照電圧
を提供するビット線を表し、ビット線BL、/BL間の
電位差がデータを表すことができる。図24及び図25
は、この強誘電体メモリにおけるメモリセルに対するデ
ータの書込みをメモリセル1に対するデータの書込みを
例にして説明するための図であり、横軸にプレート線P
L0に対するビット線BLの電圧、即ち、接地に対する
ビット線BLの電圧VBL−接地に対するプレート線PL
0の電圧VPL0 、縦軸に強誘電体キャパシタ3の分極P
を示している。
/ BL represents a bit line that provides a reference voltage for the bit line BL, and the potential difference between the bit lines BL and / BL can represent data. 24 and 25
FIG. 3 is a diagram for explaining writing of data to a memory cell in this ferroelectric memory, taking as an example the writing of data to the memory cell 1, and the horizontal axis indicates the plate line P.
The voltage of the bit line BL with respect to L0, ie, the voltage V BL of the bit line BL with respect to ground-the plate line PL with respect to ground
0 voltage VPL0, vertical axis shows polarization P of the ferroelectric capacitor 3
Is shown.

【0009】例えば、メモリセル1に「1」を書き込む
場合には、プレート線PL0の電圧VPL0 を0Vとし
て、セルトランジスタ5を導通状態とし、ビット線BL
の電圧VBLを0V→VCC→0Vと変化させる。このよ
うにすると、強誘電体キャパシタ3の分極Pの状態は、
図24に示すように、a点→b点→c点のように変化
し、強誘電体キャパシタ3の分極Pは、正の分極PS と
なり、強誘電体キャパシタ3は「1」を記憶することに
なる。なお、b点→c点→d点→e点→b点からなる閉
曲線は、ヒステリシス・ループを示している。
For example, when "1" is written in the memory cell 1, the voltage VPL0 of the plate line PL0 is set to 0V, the cell transistor 5 is turned on, and the bit line BL is set.
Of the voltage V BL of 0V → VCC → 0V. In this way, the state of polarization P of the ferroelectric capacitor 3 is
As shown in FIG. 24, the polarization changes from point a to point b to point c, the polarization P of the ferroelectric capacitor 3 becomes a positive polarization PS, and the ferroelectric capacitor 3 stores "1". become. It should be noted that the closed curve consisting of b point → c point → d point → e point → b point shows a hysteresis loop.

【0010】これに対して、メモリセル1に「0」を書
き込む場合には、ビット線BLの電圧VBLを0Vとし、
セルトランジスタ5を導通状態として、プレート線PL
0の電圧VPL0 を0V→VCC→0Vと変化させる。こ
のようにすると、強誘電体キャパシタ3の蓄積電極3A
のプレート電極3Bに対する電圧は、0V→−VCC→
0Vと変化し、強誘電体キャパシタ3の分極Pは、図2
5に示すように、a点→d点→e点のように変化し、強
誘電体キャパシタ3の分極Pは、負の分極−PS とな
り、強誘電体キャパシタ3は「0」を記憶することにな
る。
On the other hand, when "0" is written in the memory cell 1, the voltage V BL of the bit line BL is set to 0V,
With the cell transistor 5 in the conductive state, the plate line PL
The voltage VPL0 of 0 is changed from 0V → VCC → 0V. By doing so, the storage electrode 3A of the ferroelectric capacitor 3
Of the plate electrode 3B is 0V → −VCC →
The polarization P of the ferroelectric capacitor 3 changes to 0 V and the polarization P of FIG.
As shown in FIG. 5, the polarization P of the ferroelectric capacitor 3 changes to a negative polarization −PS, and the ferroelectric capacitor 3 stores “0”. become.

【0011】また、図26は、この強誘電体メモリにお
けるメモリセルからのデータの読出し方法をメモリセル
1からのデータの読出しを例にして説明するための波形
図であり、図26Aはワード線WL0、DWL0の電圧
変化、図26Bはプレート線PL0、DPL0の電圧変
化、図26Cはビット線BLの電圧変化を示している。
FIG. 26 is a waveform diagram for explaining a method of reading data from a memory cell in this ferroelectric memory, taking data reading from the memory cell 1 as an example, and FIG. 26A is a word line. FIG. 26B shows voltage changes on the WL0 and DWL0, FIG. 26B shows voltage changes on the plate lines PL0 and DPL0, and FIG. 26C shows voltage changes on the bit line BL.

【0012】即ち、メモリセル1からデータの読出しを
行う場合には、ビット線BL、/BLを0Vとし、ワー
ド線WL0、DWL0をVCC+VTH(セルトランジ
スタのスレッショルド電圧)に立ち上げ、セルトランジ
スタ5、11を導通状態とし、続いて、プレート線PL
0、DPL0をVCCに立ち上げる。
That is, when reading data from the memory cell 1, the bit lines BL and / BL are set to 0V, the word lines WL0 and DWL0 are raised to VCC + VTH (threshold voltage of cell transistor), and the cell transistor 5 and 11 is made conductive, and then the plate line PL
0, DPL0 is raised to VCC.

【0013】ここに、例えば、強誘電体キャパシタ3に
「1」が書き込まれている場合には、強誘電体キャパシ
タ3の分極Pは、図27に示すように、c点からK1点
に変化し、即ち、ビット線BLの電圧VBLと、強誘電体
キャパシタ3の蓄積電極3Aの電圧とが等しくなる量の
電荷ΔQ1が強誘電体キャパシタ3からビット線BLに
移動し、ビット線BLの電圧VBLは、0VからV1に上
昇する。
Here, for example, when "1" is written in the ferroelectric capacitor 3, the polarization P of the ferroelectric capacitor 3 changes from point c to point K1 as shown in FIG. and, i.e., to move the voltage V BL of the bit line BL, the amount of charge ΔQ1 ferroelectric capacitor 3 that the intensity and the voltage of the storage electrode 3A of the ferroelectric capacitor 3 is equal to the bit line BL, the bit line BL The voltage V BL rises from 0V to V1.

【0014】これに対して、強誘電体キャパシタ3に
「0」が書き込まれている場合には、強誘電体キャパシ
タ3の分極Pは、e点からK2点に変化し、即ち、ビッ
ト線BLの電圧VBLと、強誘電体キャパシタ3の蓄積電
極3Aの電圧とが等しくなる量の電荷ΔQ2が強誘電体
キャパシタ3からビット線BLに移動し、ビット線BL
の電圧VBLは、0VからV2に上昇する。
On the other hand, when "0" is written in the ferroelectric capacitor 3, the polarization P of the ferroelectric capacitor 3 changes from the point e to the point K2, that is, the bit line BL. Of the electric charge ΔQ2, which is equal to the voltage V BL of the storage capacitor 3A of the ferroelectric capacitor 3, moves from the ferroelectric capacitor 3 to the bit line BL,
The voltage V BL of V rises from 0V to V2.

【0015】この場合、ダミーセル7における強誘電体
キャパシタ9の電極の対向面積は、メモリセル1におけ
る強誘電体キャパシタ3の場合の1/2とされ、強誘電
体キャパシタ9には「1」が書き込まれているので、ビ
ット線/BLの電圧V/BL は、V1とV2との中間の値
となる。これが、参照電圧となる(ダミーセルの機
能)。
In this case, the facing area of the electrodes of the ferroelectric capacitor 9 in the dummy cell 7 is 1/2 of that in the case of the ferroelectric capacitor 3 in the memory cell 1, and the ferroelectric capacitor 9 has "1". Since it has been written, the voltage V / BL of the bit line / BL has an intermediate value between V1 and V2. This serves as a reference voltage (function of the dummy cell).

【0016】したがって、強誘電体キャパシタ3に
「1」が書き込まれていた場合には、センスアンプ13
は、VBL(=V1)の方がV/BL より大きいので、ビッ
ト線BLの電圧VBLをVCCに上昇させると共に、ビッ
ト線/BLの電圧V/BL を0Vに下降させることにな
る。
Therefore, when "1" is written in the ferroelectric capacitor 3, the sense amplifier 13
Since V BL (= V1) is larger than V / BL , the voltage V BL of the bit line BL is raised to VCC and the voltage V / BL of the bit line / BL is lowered to 0V.

【0017】これに対して、強誘電体キャパシタ3に
「0」が書き込まれていた場合には、センスアンプ13
は、VBL(=V2)の方がV/BL より小さいので、ビッ
ト線BLの電圧VBLを0Vに下降させると共に、ビット
線/BLの電圧V/BL をVCCに上昇させることにな
る。
On the other hand, when "0" is written in the ferroelectric capacitor 3, the sense amplifier 13
Since V BL (= V2) is smaller than V / BL , the voltage V BL of the bit line BL is lowered to 0V and the voltage V / BL of the bit line / BL is raised to VCC.

【0018】次に、前述した特公平7−13877号
(東芝)に開示されている強誘電体メモリの動作方法に
ついて、さらに説明する。この動作方法は、「Vcc/
2共通プレートを可能とする不揮発性強誘電体メモリの
動作方式の提案」(1995年電子情報通信学会エレク
トロニクスソサイエティ大会の予稿集C−509)にも
開示されている。
Next, the operation method of the ferroelectric memory disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-13877 (Toshiba) mentioned above will be further described. This operation method is "Vcc /
(2) Proposal of operation system of non-volatile ferroelectric memory that enables two common plates "(Proceedings of the Electronics Society Conference of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers 1995, C-509).

【0019】ここで提案されている強誘電体メモリは、
キャパシタに強誘電体膜を用いたDRAMに類似のセル
構成を有する。この強誘電体メモリは、通常はDRAM
として動作し、電源をオフしたときは残留分極によって
情報を記憶し、電源をオンした時には、それらを読み出
す。従って、この強誘電体メモリは、不揮発性メモリと
して使用できる。
The ferroelectric memory proposed here is
It has a cell structure similar to that of a DRAM using a ferroelectric film for a capacitor. This ferroelectric memory is usually a DRAM
The information is stored by remanent polarization when the power is turned off, and is read when the power is turned on. Therefore, this ferroelectric memory can be used as a non-volatile memory.

【0020】以下に、上述の強誘電体メモリについてさ
らに詳細に説明する。強誘電体メモリがDRAMとして
動作しているとき、キャパシタの残留分極ではなく、線
形容量に蓄積される電荷によってデータが記憶される。
このとき、プレート電位は、Vcc/2に固定され、蓄
積ノードの電位は、データに応じてVcc又は0Vとな
る。この場合、メモリがDRAMとして動作すると、リ
フレッシュが必要とされる。
The above ferroelectric memory will be described below in more detail. When the ferroelectric memory operates as a DRAM, data is stored not by the remanent polarization of the capacitor but by the electric charge accumulated in the linear capacitance.
At this time, the plate potential is fixed to Vcc / 2, and the potential of the storage node becomes Vcc or 0V according to the data. In this case, when the memory operates as DRAM, refreshing is required.

【0021】続いて、電源がオフされたとき、データは
残留分極として保持される。さらに、電源がオンされた
とき、残留分極が蓄積電荷に変換されるため、全てのセ
ルに対して(FRAMモードで)読出しが行なわれた
後、メモリはDRAMモードに設定される。このとき、
プレート電位はVcc/2に設定され、ビット線は0V
にプリチャージされる。さらに、ワード線が選択され、
その電位が上げられ、ビット線とキャパシタとが接続さ
れると、ビット線の電位は0Vより上昇する。しかし、
分極反転の向きによって、その幅は異なるので、この差
によってデータが判別される。このようにして、全ての
セルについてデータが読みだされた後、メモリはDRA
Mモードに設定される。
Subsequently, when the power is turned off, the data is retained as remanent polarization. Furthermore, when the power is turned on, the remnant polarization is converted into accumulated charges, so that after all cells have been read (in FRAM mode), the memory is set in DRAM mode. At this time,
Plate potential is set to Vcc / 2 and bit line is 0V
Precharged. In addition, the word line is selected,
When the potential is raised and the bit line and the capacitor are connected, the potential of the bit line rises above 0V. But,
Since the width differs depending on the direction of polarization inversion, the data is discriminated by this difference. In this way, after the data has been read out for all cells, the memory
The M mode is set.

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】このように、ダミーセ
ルは、ビット線に接続されている全てのメモリセルの参
照電圧として使用される。従って、この強誘電体メモリ
においては、ダミーセル7は、メモリセル1等、ビット
線BLに接続されている全てのメモリセルが選択される
たびに駆動され、ダミーセル8は、メモリセル2等、ビ
ット線/BLに接続されているメモリセルが選択される
たびに駆動される。
Thus, the dummy cell is used as a reference voltage for all the memory cells connected to the bit line. Therefore, in this ferroelectric memory, the dummy cell 7 is driven every time all the memory cells such as the memory cell 1 connected to the bit line BL are selected, and the dummy cell 8 is driven such that the memory cell 2 etc. It is driven each time the memory cell connected to the line / BL is selected.

【0023】このため、ダミーセル7、8の強誘電体キ
ャパシタ9、10は、強誘電体キャパシタ3、4等、正
規のメモリセルの強誘電体キャパシタよりも反転疲労が
進み、その特性変化によって、読出しマージンが小さく
なってしまう。ここに、反転疲労による特性変化を見込
んで、ダミーセルを設定することは、きわめて困難であ
り、したがって、図23に示す従来の強誘電体メモリに
おいては、長期間にわたって、安定した動作を確保する
ことができないという問題点があった。
Therefore, the ferroelectric capacitors 9 and 10 of the dummy cells 7 and 8 undergo inversion fatigue more than the ferroelectric capacitors of normal memory cells such as the ferroelectric capacitors 3 and 4 and the characteristic change thereof causes The read margin becomes small. Here, it is extremely difficult to set a dummy cell in consideration of characteristic change due to inversion fatigue. Therefore, in the conventional ferroelectric memory shown in FIG. 23, it is necessary to secure stable operation for a long period of time. There was a problem that I could not do it.

【0024】なお、強誘電体キャパシタ9、10の電極
の対向面積をメモリセル3、4の場合の2倍にして、
「0」を書き込むようにした強誘電体メモリも提案され
ているが、この強誘電体メモリも、図23に示す強誘電
体メモリと同様の問題点を有していた。
The facing area of the electrodes of the ferroelectric capacitors 9 and 10 is made twice as large as that of the memory cells 3 and 4,
A ferroelectric memory in which "0" is written has also been proposed, but this ferroelectric memory also has the same problem as the ferroelectric memory shown in FIG.

【0025】また、上記の特公平7−13877号(東
芝)に開示された強誘電体メモリの読出し方法は、Ra
mtronの方式と異なり、プレート線を駆動する代わ
りにビット線の電位が変化させられる。しかし、この場
合も、分極反転の有無を判別するためには、参照電位を
発生するためのダミーセルが必要である。従って、ダミ
ーセルの特性が読出しの信頼性に影響する。特に、DR
AMモードとの互換性のために、キャパシタにかかる電
圧が小さいVcc/2であるので、信号電圧が小さくな
り、読出しエラーは発生し易くなるという問題がある。
The reading method of the ferroelectric memory disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-13877 (Toshiba) is Ra
Unlike the mtron method, the potential of the bit line is changed instead of driving the plate line. However, also in this case, a dummy cell for generating a reference potential is required to determine the presence or absence of polarization inversion. Therefore, the characteristics of the dummy cell affect the read reliability. Especially DR
Since the voltage applied to the capacitor is Vcc / 2, which is low for compatibility with the AM mode, there is a problem that the signal voltage is low and a read error is likely to occur.

【0026】本発明は、かかる点に鑑み、メモリセルか
ら読み出されたデータの検出に必要とされているダミー
セルを不要とし、長期間にわたって安定した動作を確保
することができるようにした強誘電体メモリ及び強誘電
体メモリにおけるデータの読出し方法を提供することを
目的とする。
In view of the above point, the present invention eliminates the need for the dummy cell required for detecting the data read from the memory cell, and ensures the stable operation for a long period of time. An object of the present invention is to provide a method of reading data in a body memory and a ferroelectric memory.

【0027】本発明の他の目的は、ダミーセルの疲労を
少なくして長期間にわたって安定した動作を確保するこ
とができるようにした強誘電体メモリ及び強誘電体メモ
リにおけるデータの読出し方法を提供することを目的と
する。
Another object of the present invention is to provide a ferroelectric memory and a method of reading data in the ferroelectric memory, in which fatigue of the dummy cell is reduced and stable operation can be secured for a long period of time. The purpose is to

【0028】[0028]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明方法
においては、本発明の強誘電体メモリにおけるデータの
読出し方法は、強誘電体キャパシタを記憶媒体とするメ
モリセルを備える強誘電体メモリにおけるデータの読出
し方法であって、強誘電体キャパシタが電界の変化に対
応して分極を変化させるような、方向を逆とする第1、
第2の電界を強誘電体キャパシタに順次印加し、強誘電
体キャパシタの分極の変化を検出することにより、メモ
リセルが記憶するデータを読出すというものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of reading data in a ferroelectric memory according to the present invention, wherein the ferroelectric memory includes a memory cell having a ferroelectric capacitor as a storage medium. A method of reading data in, wherein the ferroelectric capacitor changes polarization in response to a change in electric field, the first direction being reversed,
The second electric field is sequentially applied to the ferroelectric capacitor and the change in polarization of the ferroelectric capacitor is detected to read the data stored in the memory cell.

【0029】請求項2記載の発明方法においては、第1
の電荷入出力端をデータ線に接続された転送ゲートと、
第1の電極を転送ゲートの第2の電荷入出力端に接続さ
れ、第2の電極を駆動電圧線に接続された強誘電体キャ
パシタとからなるメモリセルを備える強誘電体メモリに
おいて、転送ゲートを非導通として、データ線をプリチ
ャージした後、転送ゲートを導通とし、強誘電体キャパ
シタが電界の変化に対応して分極を変化させるような、
方向を逆とする第1、第2の電界を強誘電体キャパシタ
に順次印加するための駆動電圧を駆動電圧線を介して強
誘電体キャパシタの第2の電極に印加し、メモリセルが
記憶するデータをデータ線に読出すというものである。
In the method of the present invention as defined in claim 2,
A transfer gate whose charge input / output terminal is connected to the data line,
A transfer gate in a ferroelectric memory comprising a memory cell comprising a ferroelectric capacitor having a first electrode connected to a second charge input / output terminal of a transfer gate and a second electrode connected to a drive voltage line. To make the transfer gate conductive after precharging the data line so that the ferroelectric capacitor changes the polarization in response to the change in the electric field.
A drive voltage for sequentially applying first and second electric fields having opposite directions to the ferroelectric capacitor is applied to the second electrode of the ferroelectric capacitor through the drive voltage line, and the memory cell stores the data. The data is read to the data line.

【0030】本発明の強誘電体メモリにおけるデータの
読出し方法によれば、メモリセルから読み出されたデー
タを、例えば、ビット線をVCC/2にプリチャージす
る方式を採用するDRAM(ダイナミック・ランダム・
アクセス・メモリ)の場合と同様に検出することがで
き、ダミーセルを必要としない。
According to the method of reading data in the ferroelectric memory of the present invention, the DRAM (dynamic random) which adopts a method of precharging the data read from the memory cell to, for example, the bit line to VCC / 2.・
It can be detected as in the case of access memory) and does not require a dummy cell.

【0031】請求項8記載の発明装置においては、本発
明の強誘電体メモリは、強誘電体キャパシタを記憶媒体
とするメモリセルを備える強誘電体メモリにおいて、強
誘電体キャパシタが電界の変化に対応して分極を変化さ
せるような、方向を逆とする第1、第2の電界を強誘電
体キャパシタに順次印加し、強誘電体キャパシタの分極
の変化を検出することにより、強誘電体キャパシタが記
憶するデータを読出すデータ読出し手段を備えるという
ものである。
According to an eighth aspect of the present invention, a ferroelectric memory of the present invention is a ferroelectric memory including a memory cell having a ferroelectric capacitor as a storage medium. Ferroelectric capacitors are obtained by sequentially applying first and second electric fields having opposite directions, which change the polarization correspondingly, to the ferroelectric capacitors and detecting the change in polarization of the ferroelectric capacitors. Is provided with a data reading means for reading the data stored therein.

【0032】請求項9記載の発明装置においては、第1
の電荷入出力端をデータ線に接続された転送ゲートと、
第1の電極を転送ゲートの第2の電荷入出力端に接続さ
れ、第2の電極を駆動電圧線に接続された強誘電体キャ
パシタとからなるメモリセルを備える強誘電体メモリに
おいて、データ線をプリチャージするプリチャージ手段
と、転送ゲートを非導通とし、プリチャージ手段により
データ線をプリチャージした後、転送ゲートを導通とし
た状態で、強誘電体キャパシタが電界の変化に対応して
分極を変化させるような、方向を逆とする第1、第2の
電界を強誘電体キャパシタに順次印加するための駆動電
圧を駆動電圧線を介して強誘電体キャパシタの第2の電
極に印加する駆動電圧供給手段とを備え、転送ゲートを
非導通として、データ線をプリチャージした後、転送ゲ
ートを導通とし、第1、第2の電界を強誘電体キャパシ
タに順次印加することにより、メモリセルが記憶するデ
ータをデータ線に読出すように構成するというものであ
る。
In the invention device according to claim 9, the first
A transfer gate whose charge input / output terminal is connected to the data line,
A ferroelectric memory comprising a memory cell including a ferroelectric capacitor having a first electrode connected to a second charge input / output terminal of a transfer gate and a second electrode connected to a drive voltage line The precharge means for precharging and the transfer gate are made non-conductive, the data line is precharged by the precharge means, and the ferroelectric capacitor is polarized in response to the change of the electric field with the transfer gate made conductive. A driving voltage for sequentially applying first and second electric fields having opposite directions that change the voltage to the ferroelectric capacitor is applied to the second electrode of the ferroelectric capacitor through the driving voltage line. Drive voltage supply means, the transfer gate is made non-conductive, the data line is precharged, the transfer gate is made conductive, and the first and second electric fields are sequentially applied to the ferroelectric capacitor. And by, is that configured to read the data memory cell stores the data line.

【0033】本発明の強誘電体メモリによれば、メモリ
セルから読み出されたデータを、例えば、ビット線をV
CC/2にプリチャージする方式を採用するDRAMの
場合と同様に検出することができ、ダミーセルを必要と
しない。請求項15記載の発明方法及び請求項19記載
の発明装置においては、上述した本発明の強誘電体メモ
リにおけるデータ読出し方法及び強誘電体メモリにおい
て、前記データ線の寄生容量CBLは、論理1及び論理0
のデータを読み出す時に前記データ線に現れる電位差が
実質的に最大となる値以下に設定されていることを特徴
とする。
According to the ferroelectric memory of the present invention, the data read from the memory cell, for example, the bit line V
It can be detected similarly to the case of the DRAM adopting the method of precharging to CC / 2, and does not require a dummy cell. In the invention method according to claim 15 and the invention device according to claim 19, in the data read method and the ferroelectric memory of the ferroelectric memory of the present invention described above, the parasitic capacitance C BL of the data line is logical 1 And logic 0
When the data is read, the potential difference appearing on the data line is set to a value that is substantially the maximum or less.

【0034】請求項17記載の発明方法及び請求項21
記載の発明装置においては、上述の強誘電体メモリの読
出し方法及び強誘電体メモリにおいて、前記第1、第2
の電界のうち一方は、内部の電源電圧より大きく設定さ
れていることを特徴とする。
The invention method according to claim 17 and claim 21
In the invention device described above, in the above-mentioned method for reading out a ferroelectric memory and the ferroelectric memory, the first and second
One of the electric fields of 1 is set to be higher than the internal power supply voltage.

【0035】上述の本発明の強誘電体メモリの読出し方
法及び強誘電体メモリでは、データ線と強誘電体キャパ
シタとの容量比を最適化し、或いは第1、第2の電界の
うち一方を内部の電源電圧より増加することによって、
大きな読み出し信号を得ることができ、長期間安定に動
作するメモリ素子を実現することが可能となる。
In the ferroelectric memory reading method and the ferroelectric memory of the present invention described above, the capacitance ratio between the data line and the ferroelectric capacitor is optimized, or one of the first and second electric fields is internally set. By increasing the power supply voltage of
A large read signal can be obtained, and a memory element that operates stably for a long time can be realized.

【0036】請求項23記載の発明方法においては、強
誘電体キャパシタを記憶媒体とするメモリセルと強誘電
体キャパシタを有するダミーセルとを備え、前記メモリ
セルの強誘電体キャパシタの分極の向きによってデータ
が記憶される強誘電体メモリにおけるデータの読出し方
法ででは、(a)前記メモリセルの強誘電体キャパシタ
に第1の駆動電圧を印加し、(b)前記メモリセルが記
憶するデータに応じてデータ線に第1及び第2の電圧の
うち一方を発生し、(c)前記ダミーセルの強誘電体キ
ャパシタに前記第1の駆動電圧よりも低い第2の駆動電
圧を印加して参照電位を発生し、(d)前記段階(b)
において発生した前記第1及び第2の電圧を前記参照電
位を基に識別して前記データを読出す各段階を有するこ
とを特徴とする。
According to a twenty-third aspect of the present invention, a memory cell having a ferroelectric capacitor as a storage medium and a dummy cell having a ferroelectric capacitor are provided, and data is obtained according to a polarization direction of the ferroelectric capacitor of the memory cell. In a method of reading data in a ferroelectric memory in which is stored, (a) a first drive voltage is applied to a ferroelectric capacitor of the memory cell, and (b) the data is stored in the memory cell in accordance with the stored data. One of a first voltage and a second voltage is generated on the data line, and (c) a second driving voltage lower than the first driving voltage is applied to the ferroelectric capacitor of the dummy cell to generate a reference potential. And (d) the step (b)
The first and second voltages generated in 1) are identified based on the reference potential, and the data is read.

【0037】請求項31記載の発明装置においては、強
誘電体キャパシタを記憶媒体とするメモリセルと強誘電
体キャパシタを有するダミーセルとを備え、前記メモリ
セルの強誘電体キャパシタの分極の向きによってデータ
が記憶され、読出し時には前記データに応じてデータ線
に第1及び第2の電圧のうち一方が発生される強誘電体
メモリであって、前記メモリセルの強誘電体キャパシタ
に第1の駆動電圧を印加する第1の手段と、前記ダミー
セルの強誘電体キャパシタに前記第1の駆動電圧よりも
低い第2の駆動電圧を印加して参照電位を発生する第2
の手段と、データの読出し時に発生した前記第1及び第
2の電圧を前記参照電位を基に識別して前記データを読
出す第3の手段とを有することを特徴とする。
According to a thirty-first aspect of the present invention, there is provided a memory cell having a ferroelectric capacitor as a storage medium, and a dummy cell having a ferroelectric capacitor, and data is set according to a polarization direction of the ferroelectric capacitor of the memory cell. Is stored, and one of a first voltage and a second voltage is generated on the data line in accordance with the data at the time of reading, and the first driving voltage is applied to the ferroelectric capacitor of the memory cell. And a second means for generating a reference potential by applying a second drive voltage lower than the first drive voltage to the ferroelectric capacitor of the dummy cell.
And means for reading the data by identifying the first and second voltages generated at the time of reading the data based on the reference potential.

【0038】上述の本発明に係わるダミーセルを有する
強誘電体メモリの読出し方法及び強誘電体メモリでは、
ダミーセルの強誘電体キャパシタの第2の駆動電圧をメ
モリセルの強誘電体キャパシタの第1の駆動電圧よりも
低く設定することにより、ダミーセルの反転疲労が低減
され、長期にわたり安定な書き込みおよび読み出し動作
が達成できる。
In the above-mentioned reading method and the ferroelectric memory of the ferroelectric memory having the dummy cell according to the present invention,
By setting the second drive voltage of the ferroelectric capacitor of the dummy cell lower than the first drive voltage of the ferroelectric capacitor of the memory cell, the inversion fatigue of the dummy cell is reduced, and stable write and read operations for a long time are performed. Can be achieved.

【0039】請求項39記載の発明方法においては、強
誘電体キャパシタを用い、通常使用時には実質的にDR
AMモードとして動作し、電源を切断した時には前記強
誘電体キャパシタの残留分極によってデータを保持する
不揮発性強誘電体メモリにおけるデータの読出し方法で
あって、(a)電源を投入した時に、プレート電極及び
ビット線の電位を実質的に内部電源電圧(Vcc)の2
分の1に設定し、(b)前記プレート電極の電位をVc
c/2→(Vcc/2+Vα)→(Vcc/2−Vβ)
→Vcc/2、(但し、Vα及びVβは、第1及び第2
の所定の電圧)の順に変化させる段階を含み、電源を投
入したとき、前記データが残留分極からDRAMモード
で情報を保持する蓄積電荷へ変換されることを特徴とす
る。
According to the 39th aspect of the present invention, a ferroelectric capacitor is used, and the DR is substantially used during normal use.
A method of reading data in a non-volatile ferroelectric memory, which operates in an AM mode and retains data by residual polarization of the ferroelectric capacitor when the power is cut off, comprising: (a) a plate electrode when the power is turned on. And the potential of the bit line is substantially equal to the internal power supply voltage (Vcc) of 2
(B) The potential of the plate electrode is set to Vc
c / 2 → (Vcc / 2 + Vα) → (Vcc / 2−Vβ)
→ Vcc / 2, (where Vα and Vβ are the first and second
The data is converted from remnant polarization into accumulated charge holding information in the DRAM mode when the power is turned on.

【0040】請求項40記載の発明方法においては、強
誘電体キャパシタを用い、通常使用時には実質的にDR
AMモードとして動作し、電源を切断した時には前記強
誘電体キャパシタの残留分極によってデータを保持する
不揮発性強誘電体メモリであって、電源を投入した時
に、プレート電極及びビット線の電位を実質的に内部電
源電圧(Vcc)の2分の1に設定する第1の電圧設定
手段と、前記プレート電極の電位をVcc/2→(Vc
c/2+Vα)→(Vcc/2−Vβ)→Vcc/2、
(但し、Vα及びVβは、第1及び第2の所定の電圧)
の順に変化させる第2の電圧設定手段とを含み、電源を
投入したとき、前記データが残留分極からDRAMモー
ドで情報を保持する蓄積電荷へ変換されることを特徴と
する。
In the method of the 40th aspect of the present invention, a ferroelectric capacitor is used, and the DR is substantially used during normal use.
A non-volatile ferroelectric memory that operates in an AM mode and retains data by remanent polarization of the ferroelectric capacitor when the power is turned off, and when the power is turned on, the potentials of the plate electrode and the bit line are substantially changed. First voltage setting means for setting the internal power supply voltage (Vcc) to 1/2 and the potential of the plate electrode is Vcc / 2 → (Vc
c / 2 + Vα) → (Vcc / 2−Vβ) → Vcc / 2,
(However, Vα and Vβ are first and second predetermined voltages)
And a second voltage setting means for changing the order of the above, and when the power is turned on, the data is converted from the remnant polarization into the accumulated charge holding information in the DRAM mode.

【0041】上述の本発明に係わる不揮発性強誘電体メ
モリの読出し方法及び不揮発性強誘電体メモリでは、電
源がオンされたとき、全てのメモリセルの残留分極を蓄
積電荷に変換され、データのリコールが行なわれる。従
って、ダミーセルの特性に係わらず、安定したデータの
読出し動作を行うことができる。
In the above-mentioned reading method of the nonvolatile ferroelectric memory and the nonvolatile ferroelectric memory according to the present invention, when the power is turned on, the residual polarization of all the memory cells is converted into the accumulated charges, and the data is stored. A recall is performed. Therefore, a stable data read operation can be performed regardless of the characteristics of the dummy cell.

【0042】[0042]

【発明の実施の形態】以下、図1〜図22を参照して、
本発明の強誘電体メモリにおけるデータの読み出し方法
及び強誘電体メモリの実施の形態について説明する。図
1は本発明の強誘電体メモリの実施の形態の一例の要部
を示す回路図であり、図1中、20はメモリセルが配列
されたメモリセルアレイ、21は行アドレス信号をデコ
ードして行の選択を行う行デコーダである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Referring to FIGS.
Embodiments of a method of reading data in a ferroelectric memory and a ferroelectric memory of the present invention will be described. 1 is a circuit diagram showing a main part of an example of an embodiment of a ferroelectric memory of the present invention. In FIG. 1, 20 is a memory cell array in which memory cells are arranged, and 21 is a row address signal decoded. A row decoder for selecting a row.

【0043】また、22はワード線を駆動するワード線
駆動電圧φWLを発生するワード線駆動電圧発生回路、
23はメモリセルを構成する強誘電体キャパシタのプレ
ート電極を駆動するプレート電極駆動電圧φPLを発生
するプレート電極駆動電圧発生回路である。
Further, 22 is a word line drive voltage generation circuit for generating a word line drive voltage φWL for driving the word line,
Reference numeral 23 denotes a plate electrode drive voltage generation circuit that generates a plate electrode drive voltage φPL that drives the plate electrode of the ferroelectric capacitor that constitutes the memory cell.

【0044】また、24は行ごとに設けられ、対応する
行のワード線及びプレート線にそれぞれワード線駆動電
圧φWL及びプレート電極駆動電圧φPLを供給するワ
ード・プレート・ドライバが配列されてなるワード・プ
レート・ドライバ列である。また、25は選択されたメ
モリセルから読み出されたデータを検出するセンスアン
プが配列されてなるセンスアンプ列である。
Further, 24 is provided for each row, and a word plate driver for arranging the word line drive voltage φWL and the plate electrode drive voltage φPL is arranged in the word line and the plate line of the corresponding row, respectively. It is a plate driver row. Reference numeral 25 is a sense amplifier row in which sense amplifiers for detecting the data read from the selected memory cell are arranged.

【0045】また、26は列アドレス信号をデコードし
て列選択信号を発生する列デコーダ、27は列デコーダ
26から出力される列選択信号に基づいて列の選択を行
う列選択ゲートが配列された列選択ゲート列である。ま
た、図2はメモリセルアレイ20、センスアンプ列25
及び列選択ゲート列27の一部を示す回路図である。
26 is a column decoder for decoding a column address signal to generate a column selection signal, and 27 is a column selection gate for selecting a column based on the column selection signal output from the column decoder 26. It is a column selection gate column. Further, FIG. 2 shows a memory cell array 20 and a sense amplifier row 25.
3 is a circuit diagram showing a part of a column selection gate column 27. FIG.

【0046】図2中、メモリセルアレイ20において、
29、30はメモリセルであり、31、32は記憶媒体
をなす強誘電体キャパシタ、33、34は転送ゲートを
なすnMOSトランジスタからなるセルトランジスタで
ある。また、WL0、WL1はメモリセルの選択を行う
ためのワード線、PL0、PL1は選択されたメモリセ
ルの強誘電体キャパシタのプレート電極を駆動するため
のプレート線、BL、/BLはデータ線(データ伝送
路)をなすビット線である。
In FIG. 2, in the memory cell array 20,
29 and 30 are memory cells, 31 and 32 are ferroelectric capacitors that form a storage medium, and 33 and 34 are cell transistors that are nMOS transistors that form a transfer gate. Further, WL0 and WL1 are word lines for selecting a memory cell, PL0 and PL1 are plate lines for driving the plate electrodes of the ferroelectric capacitors of the selected memory cells, and BL and / BL are data lines ( It is a bit line that forms a data transmission path.

【0047】また、35はビット線BL、/BLをプリ
チャージするプリチャージ回路であり、36はプリチャ
ージ電圧VPRとしてVCC(電源電圧)/2を供給す
るプリチャージ電圧線、37はプリチャージ制御信号φ
PRを伝送するプリチャージ制御信号線、38〜40は
プリチャージ制御信号φPRにより導通(以下、ONと
いう)、非導通(以下、OFFという)が制御されるn
MOSトランジスタである。
Further, 35 is a precharge circuit for precharging the bit lines BL, / BL, 36 is a precharge voltage line for supplying VCC (power supply voltage) / 2 as the precharge voltage VPR, and 37 is precharge control. Signal φ
A precharge control signal line for transmitting PR, 38 to 40 is controlled to be conductive (hereinafter referred to as ON) or non-conductive (hereinafter referred to as OFF) by the precharge control signal φPR.
It is a MOS transistor.

【0048】また、センスアンプ列25において、41
はセンスアンプ駆動電圧φPを供給するセンスアンプ駆
動電圧線、42はセンスアンプ駆動電圧φNを供給する
センスアンプ駆動電圧線、43はセンスアンプであり、
44、45はpMOSトランジスタ、46、47はnM
OSトランジスタである。
In the sense amplifier row 25, 41
Is a sense amplifier drive voltage line for supplying the sense amplifier drive voltage φP, 42 is a sense amplifier drive voltage line for supplying the sense amplifier drive voltage φN, and 43 is a sense amplifier.
44 and 45 are pMOS transistors, 46 and 47 are nM
OS transistor.

【0049】また、列選択ゲート列27において、48
は列選択ゲートであり、49、50は列選択信号CLに
よりON、OFFが制御されるnMOSトランジスタ、
IO、/IOは複数の列に共用される入出力バスであ
る。また、図3は行デコーダ21及びワード・プレート
・ドライバ列24の一部を示す回路図である。
Further, in the column selection gate column 27, 48
Is a column selection gate, 49 and 50 are nMOS transistors whose ON / OFF is controlled by a column selection signal CL,
IO and / IO are input / output buses shared by a plurality of columns. FIG. 3 is a circuit diagram showing a part of the row decoder 21 and the word plate driver column 24.

【0050】図3中、行デコーダ21において、52は
行アドレス信号Xi、Xj、Xkをデコードして、ワー
ド線WLm及びプレート線PLmの選択を行うダイナミ
ック型のNAND回路であり、53はリセット信号RP
によりON、OFFが制御されるpMOSトランジス
タ、54、55、56はそれぞれ行アドレス信号Xi、
Xj、XkによりON、OFFが制御されるnMOSト
ランジスタである。
In FIG. 3, in the row decoder 21, 52 is a dynamic NAND circuit for decoding the row address signals Xi, Xj, Xk to select the word line WLm and the plate line PLm, and 53 is a reset signal. RP
The pMOS transistors 54, 55, 56 whose ON and OFF are controlled by the row address signals Xi,
An nMOS transistor whose ON / OFF is controlled by Xj and Xk.

【0051】このNAND回路52においては、デコー
ド前に、リセット信号RP=低レベル(以下、Lレベル
という)、pMOSトランジスタ53の状態=ONとさ
れ、ノード57は、電源電圧VCCにプリチャージさ
れ、デコード時、リセット信号RP=高レベル(以下、
Hレベルという)、pMOSトランジスタ53の状態=
OFFとされる。
In this NAND circuit 52, before decoding, reset signal RP = low level (hereinafter referred to as L level), pMOS transistor 53 state = ON, node 57 is precharged to power supply voltage VCC, During decoding, reset signal RP = high level (hereinafter,
H level), the state of the pMOS transistor 53 =
It is turned off.

【0052】ここに、ワード線WLm以外のワード線が
選択される場合には、行アドレス信号Xi、Xj、Xk
のいずれか又は全てがLレベルとなり、nMOSトラン
ジスタ54、55、56のいずれか又は全てがOFFと
され、ノード57のレベルは、電源電圧VCCに維持さ
れる。
When a word line other than the word line WLm is selected, the row address signals Xi, Xj, Xk are selected.
Any of or all of the nMOS transistors 54, 55, 56 are turned off, and the level of the node 57 is maintained at the power supply voltage VCC.

【0053】これに対して、ワード線WLmが選択され
る場合には、行アドレス信号Xi、Xj、Xkの全てが
Hレベルとなり、nMOSトランジスタ54、55、5
6の全てがONとされ、ノード57のレベルは、0Vと
される。また、ワード・プレート・ドライバ列24にお
いて、58はワード線WLm及びプレート線PLmの駆
動を行うワード・プレート・ドライバであり、59はN
AND回路52の出力を反転するインバータ、60、6
1はゲートに電源電圧VCCが印加されるnMOSトラ
ンジスタである。
On the other hand, when the word line WLm is selected, all the row address signals Xi, Xj, Xk are at H level, and the nMOS transistors 54, 55, 5 are.
All of 6 are turned on, and the level of the node 57 is set to 0V. In the word plate driver row 24, 58 is a word plate driver for driving the word line WLm and the plate line PLm, and 59 is N.
An inverter for inverting the output of the AND circuit 52, 60, 6
Reference numeral 1 is an nMOS transistor having a gate to which the power supply voltage VCC is applied.

【0054】また、62はゲートにインバータ59の出
力がnMOSトランジスタ60を介して印加され、ドレ
インにワード線駆動電圧φWLが印加されるnMOSト
ランジスタである。また、63はゲートにインバータ5
9の出力がnMOSトランジスタ61を介して印加さ
れ、ドレインにプレート電極駆動電圧φPLが印加され
るnMOSトランジスタである。
Reference numeral 62 is an nMOS transistor to which the output of the inverter 59 is applied to the gate via the nMOS transistor 60 and the word line drive voltage φWL is applied to the drain. Further, 63 is an inverter 5 at the gate
The output of 9 is applied via the nMOS transistor 61, and the plate electrode drive voltage φPL is applied to the drain.

【0055】また、64、65はNAND回路52の出
力によりON、OFFが制御されるnMOSトランジス
タであり、nMOSトランジスタ64はソースを接地さ
れ、nMOSトランジスタ65はソースにVCC/2が
印加される。なお、この例では、nMOSトランジスタ
62のソースとnMOSトランジスタ64のドレインと
の接続点にワード線WLmが接続され、nMOSトラン
ジスタ63のソースとnMOSトランジスタ65のドレ
インとの接続点にプレート線PLmが接続されている。
Further, 64 and 65 are nMOS transistors whose ON and OFF are controlled by the output of the NAND circuit 52, the source of the nMOS transistor 64 is grounded, and VCC / 2 is applied to the source of the nMOS transistor 65. In this example, the word line WLm is connected to the connection point between the source of the nMOS transistor 62 and the drain of the nMOS transistor 64, and the plate line PLm is connected to the connection point between the source of the nMOS transistor 63 and the drain of the nMOS transistor 65. Has been done.

【0056】このワード・プレート・ドライバ24にお
いては、NAND回路52の出力=VCCの場合、即
ち、ワード線WLm以外のワード線が選択される場合に
は、nMOSトランジスタ64、65の状態=ON、イ
ンバータ59の出力=0V、nMOSトランジスタ6
2、63の状態=OFFとされ、ワード線WLmの電圧
=0V、プレート線PLmの電圧=VCC/2とされ
る。
In the word plate driver 24, when the output of the NAND circuit 52 = VCC, that is, when a word line other than the word line WLm is selected, the states of the nMOS transistors 64 and 65 = ON, Output of inverter 59 = 0V, nMOS transistor 6
The states of 2 and 63 = OFF, the voltage of the word line WLm = 0V, and the voltage of the plate line PLm = VCC / 2.

【0057】これに対して、NAND回路52の出力=
0Vの場合、即ち、ワード線WLmが選択される場合に
は、nMOSトランジスタ64、65の状態=OFF、
インバータ59の出力=VCC、nMOSトランジスタ
62、63の状態=ONとされ、ワード線WLmには、
nMOSトランジスタ61を介してワード線駆動電圧φ
WLが供給され、プレート線PLmには、nMOSトラ
ンジスタ63を介してプレート電極駆動電圧φPLが供
給される。
On the other hand, the output of the NAND circuit 52 =
In the case of 0V, that is, when the word line WLm is selected, the states of the nMOS transistors 64 and 65 = OFF,
The output of the inverter 59 = VCC, the states of the nMOS transistors 62 and 63 = ON, and the word line WLm is
Word line drive voltage φ via nMOS transistor 61
WL is supplied, and the plate electrode drive voltage φPL is supplied to the plate line PLm via the nMOS transistor 63.

【0058】また、図4はプレート電極駆動電圧発生回
路23の第1構成例を示す回路図であり、このプレート
電極駆動電圧発生回路23の第1構成例は、プレート電
極駆動電圧発生制御信号φ1、φ2に基づいてプレート
電極駆動電圧φPLを発生するというものである。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a first configuration example of the plate electrode drive voltage generation circuit 23. The first configuration example of the plate electrode drive voltage generation circuit 23 is a plate electrode drive voltage generation control signal φ1. , Φ2 to generate the plate electrode drive voltage φPL.

【0059】図4中、67はプレート電極駆動電圧発生
制御信号φ1、φ2をNAND処理するNAND回路、
68はプレート電極駆動電圧発生制御信号φ1を反転す
るインバータ、69はインバータ68の出力とプレート
電極駆動電圧発生制御信号φ2とをNOR処理するNO
R回路である。
In FIG. 4, reference numeral 67 is a NAND circuit for performing NAND processing on the plate electrode drive voltage generation control signals φ1 and φ2,
Reference numeral 68 denotes an inverter that inverts the plate electrode drive voltage generation control signal φ1, and 69 denotes NO that NOR-processes the output of the inverter 68 and the plate electrode drive voltage generation control signal φ2.
It is an R circuit.

【0060】また、70はNAND回路67の出力によ
りON、OFFが制御されるpMOSトランジスタ、7
1はインバータ68の出力によりON、OFFが制御さ
れるnMOSトランジスタ、72はNOR回路69の出
力によりON、OFFが制御されるnMOSトランジス
タであり、pMOSトランジスタ70のソースには電圧
VHが印加され、nMOSトランジスタ71のドレイン
にはVCC/2が印加され、nMOSトランジスタ72
のソースには電圧VLが印加される。
Reference numeral 70 denotes a pMOS transistor whose ON / OFF is controlled by the output of the NAND circuit 67,
Reference numeral 1 is an nMOS transistor whose ON / OFF is controlled by the output of the inverter 68, 72 is an nMOS transistor whose ON / OFF is controlled by the output of the NOR circuit 69, and the voltage VH is applied to the source of the pMOS transistor 70. VCC / 2 is applied to the drain of the nMOS transistor 71,
The voltage VL is applied to the source of the.

【0061】ここに、VHはVCC/2よりも高い電
圧、VLはVCC/2よりも低い電圧であり、VCC/
2を、例えば、1. 5Vとすれば、VHは、例えば、
2. 5V設定され、VLは、例えば、1. 0Vに設定さ
れる。なお、この例では、pMOSトランジスタ70の
ドレイン、nMOSトランジスタ71のソース及びnM
OSトランジスタ72のドレインは、共通接続され、そ
の接続点にプレート電極駆動電圧φPLが得られるよう
に構成されている。
Here, VH is a voltage higher than VCC / 2, VL is a voltage lower than VCC / 2, and VCC /
If 2 is, for example, 1.5 V, then VH is, for example,
It is set to 2.5V, and VL is set to 1.0V, for example. In this example, the drain of the pMOS transistor 70, the source of the nMOS transistor 71, and the nM
The drains of the OS transistors 72 are commonly connected, and the plate electrode drive voltage φPL is obtained at the connection point.

【0062】また、上記の電圧VL及び電圧VHは、例
えば、後述する図36の(A)及び(B)に示す内部降
圧電源回路及び内部昇圧電源回路を適用することが可能
である。図5は、このプレート電極駆動電圧発生回路2
3の第1構成例の動作を示す波形図であり、プレート電
極駆動電圧発生制御信号φ1、φ2及びプレート電極駆
動電圧φPLを示している。
Further, as the voltage VL and the voltage VH, for example, an internal step-down power supply circuit and an internal step-up power supply circuit shown in FIGS. 36A and 36B described later can be applied. FIG. 5 shows the plate electrode drive voltage generation circuit 2
3 is a waveform diagram showing an operation of the first configuration example of FIG. 3, showing plate electrode drive voltage generation control signals φ1, φ2 and plate electrode drive voltage φPL.

【0063】即ち、このプレート電極駆動電圧発生回路
23の第1構成例においては、プレート電極駆動電圧発
生制御信号φ1、φ2=Lレベルの場合、NAND回路
67の出力=Hレベル、インバータ68の出力=Hレベ
ル、NOR回路69の出力=Lレベルとなる。
That is, in the first configuration example of the plate electrode drive voltage generation circuit 23, when the plate electrode drive voltage generation control signals φ1 and φ2 = L level, the output of the NAND circuit 67 = H level and the output of the inverter 68. = H level, the output of the NOR circuit 69 = L level.

【0064】この結果、この場合には、pMOSトラン
ジスタ70の状態=OFF、nMOSトランジスタ71
の状態=ON、nMOSトランジスタ72の状態=OF
Fとなり、プレート電極駆動電圧φPL=VCC/2と
なる。この状態から、プレート電極駆動電圧発生制御信
号φ1、φ2=Hレベルとなると、NAND回路67の
出力=Lレベル、インバータ68の出力=Lレベルとな
り、NOR回路69の出力=Lレベルが維持される。
As a result, in this case, the state of the pMOS transistor 70 = OFF, the nMOS transistor 71
State = ON, nMOS transistor 72 state = OF
F, the plate electrode drive voltage φPL = VCC / 2. From this state, when the plate electrode drive voltage generation control signals φ1, φ2 = H level, the output of the NAND circuit 67 = L level, the output of the inverter 68 = L level, and the output of the NOR circuit 69 = L level is maintained. .

【0065】この結果、pMOSトランジスタ70の状
態=ON、nMOSトランジスタ71の状態=OFFと
なり、nMOSトランジスタ72の状態=OFFが維持
され、プレート電極駆動電圧φPL=VHとなる。この
状態から、プレート電極駆動電圧発生制御信号φ2=L
レベルとなると、NAND回路67の出力=Hレベル、
NOR回路69の出力=Hレベルとなり、インバータ6
8の出力=Lレベルが維持される。
As a result, the state of the pMOS transistor 70 = ON, the state of the nMOS transistor 71 = OFF, the state of the nMOS transistor 72 = OFF is maintained, and the plate electrode drive voltage φPL = VH. From this state, the plate electrode drive voltage generation control signal φ2 = L
At the level, the output of the NAND circuit 67 = H level,
The output of the NOR circuit 69 becomes H level, and the inverter 6
8 outputs = L level is maintained.

【0066】この結果、pMOSトランジスタ70の状
態=OFF、nMOSトランジスタ72の状態=ONと
なり、nMOSトランジスタ71の状態=OFFが維持
され、プレート電極駆動電圧φPL=VLとなる。この
状態から、プレート電極駆動電圧発生制御信号φ1=L
レベルとなると、NAND回路67の出力=Hレベル、
インバータ68の出力=Hレベル、NOR回路69の出
力=Lレベルとなる。
As a result, the state of the pMOS transistor 70 = OFF, the state of the nMOS transistor 72 = ON, the state of the nMOS transistor 71 = OFF is maintained, and the plate electrode drive voltage φPL = VL. From this state, the plate electrode drive voltage generation control signal φ1 = L
At the level, the output of the NAND circuit 67 = H level,
The output of the inverter 68 = H level and the output of the NOR circuit 69 = L level.

【0067】この結果、nMOSトランジスタ71の状
態=ON、nMOSトランジスタ72の状態=OFFと
なり、pMOSトランジスタ70の状態=OFFが維持
され、プレート電極駆動電圧φPL=VCC/2の状態
に戻る。また、図6はプレート電極駆動電圧発生回路2
3の第2構成例を示す回路図であり、このプレート電極
駆動電圧発生回路23の第2構成例は、プレート電極駆
動電圧発生制御信号φ1に基づいてプレート電極駆動電
圧φPLを発生するというものである。
As a result, the state of the nMOS transistor 71 = ON, the state of the nMOS transistor 72 = OFF, the state of the pMOS transistor 70 = OFF is maintained, and the plate electrode drive voltage φPL returns to the state of VCC / 2. Further, FIG. 6 shows a plate electrode drive voltage generation circuit 2
3 is a circuit diagram showing a second configuration example of No. 3, and a second configuration example of the plate electrode drive voltage generation circuit 23 is that the plate electrode drive voltage φPL is generated based on the plate electrode drive voltage generation control signal φ1. is there.

【0068】図6中、74はプレート電極駆動電圧発生
制御信号φ1を反転遅延する反転遅延回路であり、75
〜77はインバータ、78〜80は抵抗、81〜83は
キャパシタである。また、84はプレート電極駆動電圧
発生制御信号φ1と反転遅延回路74の出力φAとをN
AND処理するNAND回路、85は反転遅延回路74
の出力φAを反転するインバータ、86はプレート電極
駆動電圧発生制御信号φ1とインバータ85の出力とを
NOR処理するNOR回路、87はプレート電極駆動電
圧発生制御信号φ1と反転遅延回路74の出力φAとを
NOR処理するNOR回路である。
In FIG. 6, reference numeral 74 denotes an inverting delay circuit for inverting and delaying the plate electrode drive voltage generation control signal φ1, and 75
˜77 are inverters, 78˜80 are resistors, and 81˜83 are capacitors. Reference numeral 84 designates the plate electrode drive voltage generation control signal φ1 and the output φA of the inversion delay circuit 74 as N.
AND circuit for AND processing, 85 is an inverting delay circuit 74
An inverter for inverting the output .phi.A of the plate electrode, 86 a NOR circuit for NOR processing the plate electrode drive voltage generation control signal .phi.1 and the output of the inverter 85, and 87 for the plate electrode drive voltage generation control signal .phi.1 and the output .phi.A of the inversion delay circuit 74. Is a NOR circuit for NOR processing.

【0069】また、88はNAND回路84の出力によ
りON、OFFが制御されるpMOSトランジスタ、8
9はNOR回路86の出力によりON、OFFが制御さ
れるnMOSトランジスタ、90はNOR回路87の出
力によりON、OFFが制御されるnMOSトランジス
タであり、pMOSトランジスタ88のソースには電圧
VHが印加され、nMOSトランジスタ89のドレイン
にはVCC/2が印加され、nMOSトランジスタ90
のソースには電圧VLが印加される。
Further, 88 is a pMOS transistor whose ON / OFF is controlled by the output of the NAND circuit 84,
Reference numeral 9 is an nMOS transistor whose ON / OFF is controlled by the output of the NOR circuit 86, 90 is an nMOS transistor whose ON / OFF is controlled by the output of the NOR circuit 87, and the voltage VH is applied to the source of the pMOS transistor 88. , VCC / 2 is applied to the drain of the nMOS transistor 89,
The voltage VL is applied to the source of the.

【0070】なお、この例では、pMOSトランジスタ
88のドレイン、nMOSトランジスタ89のソース及
びnMOSトランジスタ90のドレインは、共通接続さ
れ、その接続点にプレート電極駆動電圧φPLが得られ
るように構成されている。図7は、このプレート電極駆
動電圧発生回路23の第2構成例の動作を示す波形図で
あり、プレート電極駆動電圧発生制御信号φ1、反転遅
延回路74の出力φA及びプレート電極駆動電圧φPL
を示している。
In this example, the drain of the pMOS transistor 88, the source of the nMOS transistor 89, and the drain of the nMOS transistor 90 are commonly connected, and the plate electrode drive voltage φPL is obtained at the connection point. . FIG. 7 is a waveform diagram showing the operation of the second configuration example of the plate electrode drive voltage generation circuit 23. The plate electrode drive voltage generation control signal φ1, the output φA of the inversion delay circuit 74 and the plate electrode drive voltage φPL are shown.
Is shown.

【0071】即ち、このプレート電極駆動電圧発生回路
23の第2構成例においては、プレート電極駆動電圧発
生制御信号φ1=Lレベルの場合、反転遅延回路74の
出力φA=Hレベル、NAND回路84の出力=Hレベ
ル、インバータ85の出力=Lレベル、NOR回路86
の出力=Hレベル、NOR回路87の出力=Lレベルと
なる。
That is, in the second configuration example of the plate electrode drive voltage generation circuit 23, when the plate electrode drive voltage generation control signal φ1 = L level, the output φA = H level of the inversion delay circuit 74 and the NAND circuit 84 output. Output = H level, output of inverter 85 = L level, NOR circuit 86
Output = H level, and the output of the NOR circuit 87 = L level.

【0072】この結果、この場合には、pMOSトラン
ジスタ88の状態=OFF、nMOSトランジスタ89
の状態=ON、nMOSトランジスタ90の状態=OF
Fとなり、プレート電極駆動電圧φPL=VCC/2と
なる。この状態から、プレート電極駆動電圧発生制御信
号φ1=Hレベルになると、NAND回路84の出力=
Lレベル、NOR回路86の出力=Lレベルとなり、N
OR回路87の出力=Lレベルが維持される。
As a result, in this case, the state of the pMOS transistor 88 = OFF, the nMOS transistor 89
State = ON, nMOS transistor 90 state = OF
F, the plate electrode drive voltage φPL = VCC / 2. From this state, when the plate electrode drive voltage generation control signal φ1 = H level, the output of the NAND circuit 84 =
L level, the output of the NOR circuit 86 = L level, and N
The output of the OR circuit 87 = L level is maintained.

【0073】この結果、pMOSトランジスタ88の状
態=ON、nMOSトランジスタ89の状態=OFFと
なり、nMOSトランジスタ90の状態=OFFが維持
され、プレート電極駆動電圧φPL=VHとなる。その
後、プレート電極駆動電圧発生制御信号φ1がLレベル
となり、反転遅延回路74の出力φA=Lレベルになる
と、NAND回路84の出力=Hレベル、インバータ8
5の出力=Hレベル、NOR回路87の出力=Hレベル
となり、NOR回路86の出力=Lレベルが維持され
る。
As a result, the state of the pMOS transistor 88 is ON, the state of the nMOS transistor 89 is OFF, the state of the nMOS transistor 90 is maintained OFF, and the plate electrode drive voltage φPL = VH. After that, when the plate electrode drive voltage generation control signal φ1 becomes L level and the output φA of the inversion delay circuit 74 becomes L level, the output of the NAND circuit 84 becomes H level and the inverter 8
5 output = H level, NOR circuit 87 output = H level, and NOR circuit 86 output = L level is maintained.

【0074】この結果、pMOSトランジスタ88の状
態=OFF、nMOSトランジスタ90の状態=ONと
なり、nMOSトランジスタ89の状態=OFFが維持
され、プレート電極駆動電圧φPL=VLとなる。その
後、反転遅延回路74の出力φA=Hレベルになると、
インバータ85の出力=Lレベル、NOR回路86の出
力=Hレベル、NOR回路87の出力=Lレベルとな
り、NAND回路84の出力=Hレベルが維持される。
As a result, the state of the pMOS transistor 88 is OFF, the state of the nMOS transistor 90 is ON, the state of the nMOS transistor 89 is maintained OFF, and the plate electrode drive voltage φPL = VL. After that, when the output φA of the inverting delay circuit 74 becomes H level,
The output of the inverter 85 = L level, the output of the NOR circuit 86 = H level, the output of the NOR circuit 87 = L level, and the output of the NAND circuit 84 = H level is maintained.

【0075】この結果、nMOSトランジスタ89の状
態=ON、nMOSトランジスタ90の状態=OFFと
なり、pMOSトランジスタ88の状態=OFFが維持
され、プレート電極駆動電圧φPL=VCC/2に戻
る。また、図8はプレート電極駆動電圧発生回路23の
第3構成例を示す回路図であり、このプレート電極駆動
電圧発生回路23の第3構成例は、プレート電極駆動電
圧発生制御信号φ1、φ2、φ3、φ4に基づいてプレ
ート電極駆動電圧φPLを発生するというものである。
As a result, the state of the nMOS transistor 89 = ON, the state of the nMOS transistor 90 = OFF, the state of the pMOS transistor 88 is maintained OFF, and the plate electrode drive voltage φPL = VCC / 2 is restored. FIG. 8 is a circuit diagram showing a third configuration example of the plate electrode drive voltage generation circuit 23. In the third configuration example of the plate electrode drive voltage generation circuit 23, the plate electrode drive voltage generation control signals φ1, φ2, The plate electrode drive voltage φPL is generated based on φ3 and φ4.

【0076】図8中、92はプレート電極駆動電圧発生
制御信号φ1、φ2をNAND処理するNAND回路、
93はプレート電極駆動電圧発生制御信号φ1を反転す
るインバータ、94はインバータ93の出力とプレート
電極駆動電圧発生制御信号φ2とをNOR処理するNO
R回路である。
In FIG. 8, reference numeral 92 denotes a NAND circuit for performing NAND processing on the plate electrode drive voltage generation control signals φ1 and φ2,
Reference numeral 93 is an inverter that inverts the plate electrode drive voltage generation control signal φ1;
It is an R circuit.

【0077】また、95はNAND回路92の出力によ
りON、OFFが制御されるpMOSトランジスタ、9
6はNOR回路94の出力によりON、OFFが制御さ
れるnMOSトランジスタであり、pMOSトランジス
タ95のソースには電圧VHが印加され、nMOSトラ
ンジスタ96のソースには電圧VLが印加される。
Further, 95 is a pMOS transistor whose ON / OFF is controlled by the output of the NAND circuit 92, and 9
Reference numeral 6 is an nMOS transistor whose ON / OFF is controlled by the output of the NOR circuit 94. The voltage VH is applied to the source of the pMOS transistor 95, and the voltage VL is applied to the source of the nMOS transistor 96.

【0078】また、97はプレート電極駆動電圧発生制
御信号φ3、φ4をNAND処理するNAND回路、9
8はプレート電極駆動電圧発生制御信号φ3を反転する
インバータ、99はインバータ98の出力とプレート電
極駆動電圧発生制御信号φ4とをNOR処理するNOR
回路である。
Reference numeral 97 is a NAND circuit for performing NAND processing on the plate electrode drive voltage generation control signals φ3 and φ4, and 9
Reference numeral 8 is an inverter for inverting the plate electrode drive voltage generation control signal φ3, and 99 is NOR for NOR processing the output of the inverter 98 and the plate electrode drive voltage generation control signal φ4.
Circuit.

【0079】また、100はNAND回路97の出力に
よりON、OFFが制御されるpMOSトランジスタ、
101はNOR回路99の出力によりON、OFFが制
御されるnMOSトランジスタであり、pMOSトラン
ジスタ100のソースには電圧VHHが印加され、nM
OSトランジスタ101のソースには電圧VLLが印加
される。
Further, 100 is a pMOS transistor whose ON / OFF is controlled by the output of the NAND circuit 97,
Reference numeral 101 is an nMOS transistor whose ON / OFF is controlled by the output of the NOR circuit 99. The voltage VHH is applied to the source of the pMOS transistor 100, and
The voltage VLL is applied to the source of the OS transistor 101.

【0080】ここに、VHHはVHよりも高い電圧、V
LLはVLよりも低い電圧であり、例えば、VCC/2
=1. 5V、VH=2. 5V、VL=1. 0Vとすれ
ば、VHは、例えば、3. 0Vに設定され、VLLは、
例えば、0Vに設定される。また、102はプレート電
極駆動電圧発生制御信号φ1、φ3をNAND処理する
NAND回路、103はNAND回路102の出力によ
りON、OFFが制御されるnMOSトランジスタであ
り、nMOSトランジスタ103のドレインにはVCC
/2が印加される。
Here, VHH is a voltage higher than VH, and VH
LL is a voltage lower than VL, for example, VCC / 2
= 1.5V, VH = 2.5V, VL = 1.0V, VH is set to 3.0V, for example, and VLL is
For example, it is set to 0V. Further, 102 is a NAND circuit for performing NAND processing on the plate electrode drive voltage generation control signals φ1 and φ3, 103 is an nMOS transistor whose ON / OFF is controlled by the output of the NAND circuit 102, and the drain of the nMOS transistor 103 is VCC.
/ 2 is applied.

【0081】なお、この例では、pMOSトランジスタ
95、100のドレイン、nMOSトランジスタ96、
101のドレイン及びnMOSトランジスタ103のソ
ースは、共通接続され、その接続点にプレート電極駆動
電圧φPLが得られるように構成されている。
In this example, the drains of the pMOS transistors 95 and 100, the nMOS transistor 96,
The drain of 101 and the source of the nMOS transistor 103 are commonly connected, and the plate electrode drive voltage φPL is obtained at the connection point.

【0082】図9は、このプレート電極駆動電圧発生回
路23の第3構成例の動作を示す波形図であり、プレー
ト電極駆動電圧発生制御信号φ1、φ2、φ3、φ4及
びプレート電極駆動電圧φPLを示している。即ち、こ
のプレート電極駆動電圧発生回路23の第3構成例にお
いては、プレート電極駆動電圧発生制御信号φ1、φ
2、φ3、φ4=Lレベルの場合、NAND回路92の
出力=Hレベル、インバータ93の出力=Hレベル、N
OR回路94の出力=Lレベル、NAND回路97の出
力=Hレベル、インバータ98の出力=Hレベル、NO
R回路99の出力=Lレベル、NOR回路102の出力
=Hレベルとなる。
FIG. 9 is a waveform diagram showing the operation of the third configuration example of the plate electrode drive voltage generation circuit 23. The plate electrode drive voltage generation control signals φ1, φ2, φ3, φ4 and the plate electrode drive voltage φPL are shown in FIG. Shows. That is, in the third configuration example of the plate electrode drive voltage generation circuit 23, the plate electrode drive voltage generation control signals φ1, φ
When 2, φ3, φ4 = L level, output of NAND circuit 92 = H level, output of inverter 93 = H level, N
Output of OR circuit 94 = L level, output of NAND circuit 97 = H level, output of inverter 98 = H level, NO
The output of the R circuit 99 = L level and the output of the NOR circuit 102 = H level.

【0083】この結果、この場合には、pMOSトラン
ジスタ95、100の状態=OFF、nMOSトランジ
スタ96、101の状態=OFF、nMOSトランジス
タ103の状態=ONとなり、プレート電極駆動電圧φ
PL=VCC/2となる。この状態から、プレート電極
駆動電圧発生制御信号φ1、φ2=Hレベルとなると、
NAND回路92の出力=Lレベル、インバータ93の
出力=Lレベル、NOR回路102の出力=Lレベルと
なり、NOR回路94の出力=Lレベル、NAND回路
97の出力=Hレベル、インバータ98の出力=Hレベ
ル、NOR回路99の出力=Lレベルが維持される。
As a result, in this case, the states of the pMOS transistors 95 and 100 = OFF, the states of the nMOS transistors 96 and 101 = OFF, the states of the nMOS transistor 103 = ON, and the plate electrode drive voltage φ
PL = VCC / 2. From this state, when the plate electrode drive voltage generation control signals φ1, φ2 = H level,
The output of the NAND circuit 92 = L level, the output of the inverter 93 = L level, the output of the NOR circuit 102 = L level, the output of the NOR circuit 94 = L level, the output of the NAND circuit 97 = H level, the output of the inverter 98 = The H level and the output of the NOR circuit 99 = L level are maintained.

【0084】この結果、pMOSトランジスタ95の状
態=ON、nMOSトランジスタ103の状態=OFF
となり、pMOSトランジスタ100の状態=OFF、
nMOSトランジスタ96、101の状態=OFFが維
持され、プレート電極駆動電圧φPL=VHとなる。
As a result, the state of the pMOS transistor 95 = ON and the state of the nMOS transistor 103 = OFF.
And the state of the pMOS transistor 100 = OFF,
The state of the nMOS transistors 96 and 101 = OFF is maintained, and the plate electrode drive voltage φPL = VH.

【0085】この状態から、プレート電極駆動電圧発生
制御信号φ2=Lレベルとなると、NAND回路92の
出力=Hレベル、NOR回路94の出力=Hレベルとな
り、NAND回路97の出力=Hレベル、インバータ9
8の出力=Hレベル、NOR回路99の出力=Lレベ
ル、NOR回路102の出力=Lレベルが維持される。
From this state, when the plate electrode drive voltage generation control signal φ2 = L level, the output of the NAND circuit 92 = H level, the output of the NOR circuit 94 = H level, the output of the NAND circuit 97 = H level, the inverter 9
8 output = H level, NOR circuit 99 output = L level, NOR circuit 102 output = L level.

【0086】この結果、pMOSトランジスタ95の状
態=OFF、nMOSトランジスタ96の状態=ONと
なり、pMOSトランジスタ100の状態=OFF、n
MOSトランジスタ101、103の状態=OFFが維
持され、プレート電極駆動電圧φPL=VLとなる。
As a result, the state of the pMOS transistor 95 = OFF, the state of the nMOS transistor 96 = ON, and the state of the pMOS transistor 100 = OFF, n
The state of the MOS transistors 101 and 103 = OFF is maintained, and the plate electrode drive voltage φPL = VL.

【0087】この状態から、プレート電極駆動電圧発生
制御信号φ1=Lレベルとなると、インバータ93の出
力=Hレベル、NOR回路94の出力=Lレベル、NO
R回路102の出力=Hレベルとなり、NAND回路9
2の出力=Hレベル、NAND回路97の出力=Hレベ
ル、インバータ98の出力=Hレベル、NOR回路99
の出力=Lレベルが維持される。
From this state, when the plate electrode drive voltage generation control signal φ1 = L level, the output of the inverter 93 = H level, the output of the NOR circuit 94 = L level, NO.
The output of the R circuit 102 becomes H level, and the NAND circuit 9
2 output = H level, NAND circuit 97 output = H level, inverter 98 output = H level, NOR circuit 99
Output = L level is maintained.

【0088】この結果、nMOSトランジスタ96の状
態=OFF、nMOSトランジスタ103の状態=ON
となり、pMOSトランジスタ95、100の状態=O
FF、nMOSトランジスタ101の状態=OFFが維
持され、プレート電極駆動電圧φPL=VCC/2に戻
る。
As a result, the state of the nMOS transistor 96 = OFF and the state of the nMOS transistor 103 = ON.
And the state of the pMOS transistors 95 and 100 = O
The state of the FF and nMOS transistor 101 = OFF is maintained, and the plate electrode drive voltage φPL returns to VCC / 2.

【0089】この状態から、プレート電極駆動電圧発生
制御信号φ3、φ4=Hレベルとなると、NAND回路
97の出力=Lレベル、インバータ98の出力=Lレベ
ルとなり、NOR回路99の出力=Lレベル、NAND
回路92の出力=Hレベル、インバータ93の出力=H
レベル、NOR回路94の出力=Lレベルが維持され
る。
From this state, when the plate electrode drive voltage generation control signals φ3 and φ4 = H level, the output of the NAND circuit 97 = L level, the output of the inverter 98 = L level, the output of the NOR circuit 99 = L level, NAND
Output of circuit 92 = H level, output of inverter 93 = H
Level, the output of the NOR circuit 94 = L level is maintained.

【0090】この結果、pMOSトランジスタ100の
状態=ON、nMOSトランジスタ103の状態=OF
Fとなり、pMOSトランジスタ95の状態=OFF、
nMOSトランジスタ96、101の状態=OFFが維
持され、プレート電極駆動電圧φPL=VHHとなる。
As a result, the state of the pMOS transistor 100 = ON, the state of the nMOS transistor 103 = OF
F, the state of the pMOS transistor 95 = OFF,
The state of the nMOS transistors 96 and 101 = OFF is maintained, and the plate electrode drive voltage φPL = VHH.

【0091】この状態から、プレート電極駆動電圧発生
制御信号φ4=Lレベルとなると、NAND回路97の
出力=Hレベル、NOR回路99の出力=Hレベルとな
り、NAND回路92の出力=Hレベル、インバータ9
3の出力=Hレベル、NOR回路94の出力=Lレベ
ル、NOR回路102の出力=Lレベルが維持される。
In this state, when the plate electrode drive voltage generation control signal φ4 = L level, the output of the NAND circuit 97 = H level, the output of the NOR circuit 99 = H level, the output of the NAND circuit 92 = H level, the inverter 9
3 output = H level, NOR circuit 94 output = L level, NOR circuit 102 output = L level.

【0092】この結果、pMOSトランジスタ100の
状態=OFF、nMOSトランジスタ101の状態=O
Nとなり、pMOSトランジスタ95の状態=OFF、
nMOSトランジスタ96、103の状態=OFFが維
持され、プレート電極駆動電圧φPL=VLLとなる。
As a result, the state of the pMOS transistor 100 = OFF and the state of the nMOS transistor 101 = O
N, the state of the pMOS transistor 95 = OFF,
The state of the nMOS transistors 96 and 103 = OFF is maintained, and the plate electrode drive voltage φPL = VLL.

【0093】この状態から、プレート電極駆動電圧発生
制御信号φ3=Lレベルとなると、インバータ98の出
力=Hレベル、NOR回路99の出力=Lレベル、NO
R回路102の出力=Hレベルとなり、NAND回路9
7の出力=Hレベル、NAND回路92の出力=Hレベ
ル、インバータ93の出力=Hレベル、NOR回路94
の出力=Lレベルが維持される。
From this state, when the plate electrode drive voltage generation control signal φ3 = L level, the output of the inverter 98 = H level, the output of the NOR circuit 99 = L level, NO.
The output of the R circuit 102 becomes H level, and the NAND circuit 9
7 output = H level, NAND circuit 92 output = H level, inverter 93 output = H level, NOR circuit 94
Output = L level is maintained.

【0094】この結果、nMOSトランジスタ101の
状態=OFF、nMOSトランジスタ103の状態=O
Nとなり、pMOSトランジスタ95、100の状態=
OFF、nMOSトランジスタ96の状態=OFFが維
持され、プレート電極駆動電圧φPL=VCC/2に戻
る。
As a result, the state of the nMOS transistor 101 = OFF, the state of the nMOS transistor 103 = O
N, the state of the pMOS transistors 95 and 100 =
OFF, the state of the nMOS transistor 96 = OFF is maintained, and the plate electrode drive voltage φPL returns to VCC / 2.

【0095】また、図10及び図11は、本発明の強誘
電体メモリの実施の形態の一例におけるメモリセルに対
するデータの書込みをメモリセル29に対するデータの
書込みを例にして説明するための図であり、横軸にプレ
ート線PL0に対するビット線BLの電圧VBL−VPL0
、縦軸に強誘電体キャパシタ31の分極Pを示してい
る。
FIGS. 10 and 11 are views for explaining the data writing to the memory cell in the example of the embodiment of the ferroelectric memory of the present invention by taking the data writing to the memory cell 29 as an example. Yes, the horizontal axis represents the voltage V BL −VPL0 of the bit line BL with respect to the plate line PL0.
The vertical axis indicates the polarization P of the ferroelectric capacitor 31.

【0096】例えば、メモリセル29に「1」を書き込
む場合には、プレート線PL0の電圧VPL0 をVCC/
2として、セルトランジスタ33をON状態とし、ビッ
ト線BLの電圧VBLをVCC/2→VCC→VCC/2
と変化させる。このようにすると、強誘電体キャパシタ
31の分極Pの状態は、図10に示すように、A点→B
点→C点のように変化し、強誘電体キャパシタ31の分
極Pは正の分極PR となり、強誘電体キャパシタ31は
「1」を記憶することになる。なお、B点→C点→D点
→E点→B点からなる閉曲線は、ヒステリシス・ループ
を示している。
For example, when writing "1" to the memory cell 29, the voltage VPL0 of the plate line PL0 is set to VCC /
2, the cell transistor 33 is turned on, and the voltage V BL of the bit line BL is changed from VCC / 2 → VCC → VCC / 2.
And change. By doing so, the state of the polarization P of the ferroelectric capacitor 31 is, as shown in FIG.
The change occurs from point to point C, the polarization P of the ferroelectric capacitor 31 becomes a positive polarization PR, and the ferroelectric capacitor 31 stores "1". It should be noted that a closed curve consisting of B point → C point → D point → E point → B point shows a hysteresis loop.

【0097】これに対して、メモリセル29に「0」を
書き込む場合には、プレート線PL0の電圧VPL0 をV
CC/2として、セルトランジスタ33をON状態と
し、ビット線BLの電圧VBLをVCC/2→0V→VC
C/2と変化させる。このようにすると、強誘電体キャ
パシタ31の蓄積電極31Aのプレート電極31Bに対
する電圧は、0V→−VCC/2→0Vと変化し、強誘
電体キャパシタ31の分極Pは、図11に示すように、
A点→D点→E点のように変化し、強誘電体キャパシタ
31の分極Pは負の分極−PR となり、強誘電体キャパ
シタ31は「0」を記憶することになる。
On the other hand, when "0" is written in the memory cell 29, the voltage VPL0 of the plate line PL0 is set to V
As CC / 2, the cell transistor 33 is turned on, and the voltage V BL of the bit line BL is changed from VCC / 2 → 0V → VC.
Change to C / 2. By doing so, the voltage of the storage electrode 31A of the ferroelectric capacitor 31 with respect to the plate electrode 31B changes from 0V → −VCC / 2 → 0V, and the polarization P of the ferroelectric capacitor 31 is as shown in FIG. ,
The change occurs from point A to point D to point E, the polarization P of the ferroelectric capacitor 31 becomes a negative polarization -PR, and the ferroelectric capacitor 31 stores "0".

【0098】また、図12は本発明の強誘電体メモリの
実施の形態の一例におけるメモリセルからのデータの読
出し方法(本発明の強誘電体メモリにおけるデータの読
出し方法の実施の第1の形態)をメモリセル29からの
データの読出しを例にして説明するための波形図であ
り、図12Aはワード線WL0の電圧波形、図12Bは
プレート線PL0の電圧波形、図12Cは強誘電体キャ
パシタ31に「1」が書き込まれている場合におけるビ
ット線BL、/BLの電圧変化、図12Dは強誘電体キ
ャパシタ31に「0」が書き込まれている場合における
ビット線BL、/BLの電圧変化を示している。
FIG. 12 is a method of reading data from a memory cell in an example of the embodiment of the ferroelectric memory of the present invention (first embodiment of the method of reading data in the ferroelectric memory of the present invention. 12A is a waveform diagram for explaining reading of data from the memory cell 29 as an example, FIG. 12A is a voltage waveform of the word line WL0, FIG. 12B is a voltage waveform of the plate line PL0, and FIG. 12C is a ferroelectric capacitor. 12 shows voltage changes of the bit lines BL and / BL when "1" is written in 31. FIG. 12D shows voltage changes of the bit lines BL and / BL when "0" is written in the ferroelectric capacitor 31. Is shown.

【0099】即ち、メモリセル29からのデータの読出
しを開始する場合には、開始前に、プリチャージ制御信
号φPR=Hレベル、nMOSトランジスタ38〜40
の状態=ONとし、ビット線BL、/BLをVCC/2
にプリチャージする。次に、ワード・プレート・ドライ
バを介してワード線WL0をVCC+VTH(VTHは
セルトランジスタのスレッショルド電圧)に立ち上げ、
セルトランジスタ33をONとし、続いて、ワード・プ
レート・ドライバを介して、図5、図7又は図9に示す
ように、プレート電極駆動電圧φPLをVCC/2→V
H→VL→VCC/2と変化させる。
That is, when starting the reading of data from the memory cell 29, the precharge control signal φPR = H level and the nMOS transistors 38 to 40 are started before the start.
State = ON, and bit lines BL and / BL are set to VCC / 2.
Precharge to. Next, the word line WL0 is raised to VCC + VTH (VTH is the threshold voltage of the cell transistor) via the word plate driver,
The cell transistor 33 is turned on, and then the plate electrode drive voltage φPL is set to VCC / 2 → V via the word plate driver as shown in FIG. 5, FIG. 7 or FIG.
Change from H to VL to VCC / 2.

【0100】ここに、図13は、強誘電体キャパシタ3
1に「1」が書き込まれている場合におけるビット線B
Lの電圧変化を説明するための図であり、図13Aは強
誘電体キャパシタ31の分極Pの変化、図13Bは強誘
電体キャパシタ31の分極Pの変化とビット線BLの電
圧変化との関係を示している。
FIG. 13 shows the ferroelectric capacitor 3
Bit line B when "1" is written in 1
FIG. 13A is a diagram for explaining a voltage change of L, FIG. 13A is a change of polarization P of the ferroelectric capacitor 31, and FIG. 13B is a relationship between a change of polarization P of the ferroelectric capacitor 31 and a voltage change of the bit line BL. Is shown.

【0101】なお、直線105は、強誘電体キャパシタ
31からビット線BLに移動した電荷をQBL、ビット線
BLの容量値をCBLとした場合におけるQBL=CBLVBL
の関係を示す線である。即ち、強誘電体キャパシタ31
に「1」が書き込まれている場合においては、プレート
電極駆動電圧φPLをVCC/2→VH→VL→VCC
/2と変化させると、分極Pは、図13Aに示すよう
に、C点→Z1点→Z2点→Z3点→Z4点と変化し、
最終的には、ビット線BLの電圧VBLと強誘電体キャパ
シタ31の蓄積電極31Aの電圧とが等しくなる量の電
荷ΔQ3が強誘電体キャパシタ31からビット線BLに
移動し、ビット線BLの電圧VBLは、VCC/2+Vα
に上昇する。
[0102] Incidentally, the straight line 105, ferroelectric QBL the charge transferred to the bit line BL from the capacitor 31, QBL = CBLV BL when the capacitance value was CBL of the bit line BL
Is a line showing the relationship. That is, the ferroelectric capacitor 31
When "1" is written in, the plate electrode drive voltage φPL is changed to VCC / 2 → VH → VL → VCC.
When changed to / 2, the polarization P changes, as shown in FIG. 13A, from point C → Z1 point → Z2 point → Z3 point → Z4 point,
Eventually, an amount of charge ΔQ3 that makes the voltage V BL of the bit line BL equal to the voltage of the storage electrode 31A of the ferroelectric capacitor 31 moves from the ferroelectric capacitor 31 to the bit line BL, and the charge of the bit line BL. The voltage V BL is VCC / 2 + Vα
To rise.

【0102】このように、強誘電体キャパシタ31に
「1」が書き込まれていた場合には、ビット線BLの電
圧VBLは、VCC/2+Vαに上昇し、ビット線/BL
の電圧V/BL は、VCC/2に維持されるので、図12
Cに示すように、センスアンプ43によって、ビット線
BLの電圧VBLは、VCCに上昇すると共に、ビット線
/BLの電圧V/BL は、0Vに下降し、ビット線BL、
/BL間の電圧差が増幅される。
In this way, when "1" is written in the ferroelectric capacitor 31, the voltage V BL of the bit line BL rises to VCC / 2 + Vα, and the bit line / BL
Since the voltage V / BL of V is maintained at VCC / 2,
As shown in C, by the sense amplifier 43, the voltage V BL of the bit line BL rises to VCC and the voltage V / BL of the bit line / BL falls to 0 V, so that the bit line BL,
The voltage difference between / BL is amplified.

【0103】なお、この場合、プレート電極駆動電圧φ
PLはVCC/2に維持されるので、ビット線BLの電
圧VBLがVCC/2+VαからVCCに上昇することに
より、強誘電体キャパシタ31には、読み出されたデー
タである「1」が再書込みされる。
In this case, the plate electrode drive voltage φ
Since PL is maintained at VCC / 2, by the voltage V BL of the bit line BL is raised to VCC from VCC / 2 + V.alpha, the ferroelectric capacitor 31, a read data "1" is again Written.

【0104】また、図14は強誘電体キャパシタ31に
「0」が書き込まれている場合におけるビット線BLの
電圧変化を説明するための図であり、図14Aは強誘電
体キャパシタ31の分極Pの変化、図14Bは強誘電体
キャパシタ31の分極Pの変化とビット線BLの電圧変
化との関係を示している。
FIG. 14 is a diagram for explaining the voltage change of the bit line BL when “0” is written in the ferroelectric capacitor 31, and FIG. 14A is the polarization P of the ferroelectric capacitor 31. 14B shows the relationship between the change in polarization P of the ferroelectric capacitor 31 and the change in voltage of the bit line BL.

【0105】即ち、強誘電体キャパシタ31に「0」が
書き込まれている場合においては、プレート電極駆動電
圧φPLをVCC/2→VH→VL→VCC/2と変化
させると、分極Pは、図14Aに示すように、E点→W
1点→W2点→W3点→W4点と変化し、最終的には、
ビット線BLの電圧VBLと強誘電体キャパシタ31の蓄
積電極3Aの電圧とが等しくなる量の電荷ΔQ4がビッ
ト線BLから強誘電体キャパシタ31に移動し、ビット
線BLの電圧VBLは、VCC/2−Vβに下降する。
That is, when "0" is written in the ferroelectric capacitor 31, if the plate electrode drive voltage φPL is changed from VCC / 2 → VH → VL → VCC / 2, the polarization P becomes As shown in 14A, point E → W
It changes from 1 point → W2 point → W3 point → W4 point, and finally,
The amount of charge ΔQ4 where the voltage of the storage electrode 3A of the voltage V BL and the ferroelectric capacitor 31 of the bit line BL becomes equal to move the dielectric capacitor 31 strength from the bit line BL, and the voltage V BL of the bit line BL, and VCC / 2−Vβ.

【0106】このように、強誘電体キャパシタ31に
「0」が書き込まれていた場合には、ビット線BLの電
圧VBLは、VCC/2−Vβに下降し、ビット線/BL
の電圧V/BL は、VCC/2に維持されるので、図12
Dに示すように、センスアンプ43により、ビット線B
Lの電圧VBLは、0Vに下降すると共に、ビット線/B
Lの電圧V/BL は、VCCに上昇し、ビット線BL、/
BL間の電圧差が増幅される。
As described above, when "0" is written in the ferroelectric capacitor 31, the voltage V BL of the bit line BL drops to VCC / 2-Vβ, and the bit line / BL.
Since the voltage V / BL of V is maintained at VCC / 2,
As shown in D, the sense amplifier 43 causes the bit line B
The voltage V BL of L drops to 0V and the bit line / B
The voltage V / BL of L rises to VCC and the bit lines BL, /
The voltage difference between BL is amplified.

【0107】また、この場合、プレート電極駆動電圧φ
PLはVCC/2が維持されるので、ビット線BLの電
圧VBLがVCC/2−Vβから0Vに下降することによ
り、強誘電体キャパシタ31には、読み出されたデータ
である「0」が再書込みされる。
In this case, the plate electrode drive voltage φ
Since PL is VCC / 2 is maintained by the voltage V BL of the bit line BL is lowered to 0V from VCC / 2-V?, The ferroelectric capacitor 31, a read data "0" Is rewritten.

【0108】このように、本発明の強誘電体メモリの実
施の形態の一例においては、例えば、メモリセル29か
らデータを読出す場合、ビット線BL、/BLをVCC
/2にプリチャージした後、セルトランジスタ33をO
Nとし、強誘電体キャパシタ31のプレート電極31B
に印加する電圧をVCC/2→VH→VL→VCC/2
と変化させることにより、強誘電体キャパシタ31に
「1」が書き込まれている場合には、ビット線BLの電
圧VBLをVCC/2+Vαに上昇させ、強誘電体キャパ
シタ31に「0」が書き込まれている場合には、ビット
線BLの電圧VBLをVCC/2−Vβに下降させ、ビッ
ト線BL、/BL間の電圧差をセンスアンプ43で増幅
するとしている。
As described above, in the example of the embodiment of the ferroelectric memory of the present invention, for example, when data is read from the memory cell 29, the bit lines BL and / BL are set to VCC.
After precharging to / 2, turn on the cell transistor 33
N, the plate electrode 31B of the ferroelectric capacitor 31
Voltage to be applied to VCC / 2 → VH → VL → VCC / 2
When “1” is written in the ferroelectric capacitor 31, the voltage V BL of the bit line BL is increased to VCC / 2 + Vα, and “0” is written in the ferroelectric capacitor 31. In this case, the voltage V BL of the bit line BL is lowered to VCC / 2−Vβ, and the voltage difference between the bit lines BL and / BL is amplified by the sense amplifier 43.

【0109】即ち、本発明の強誘電体メモリの実施の形
態の一例によれば、選択されたメモリセルからビット線
に読み出されたデータを、ビット線をVCC/2にプリ
チャージする方式を採用するDRAMの場合と同様に検
出することができ、ダミーセルを必要としないので、長
期間にわたって安定した動作を確保することができる。
That is, according to the example of the embodiment of the ferroelectric memory of the present invention, the method of precharging the bit line to VCC / 2 with the data read from the selected memory cell to the bit line is adopted. The detection can be performed as in the case of the adopted DRAM, and since a dummy cell is not necessary, stable operation can be secured for a long period of time.

【0110】なお、本発明の強誘電体メモリの実施の形
態の一例において、プレート電極駆動電圧発生回路23
を図8に示すように構成する場合には、図15に示すよ
うに、プレート電極駆動電圧φPLをVCC/2→VH
→VL→VCC/2と変化させた後のデータの再書込み
時、プレート電極駆動電圧φPLをVCC/2→VHH
→VLL→VCC/2と変化させることにより、データ
の再書込みの確実性を高めることができる。
In the example of the embodiment of the ferroelectric memory of the present invention, the plate electrode drive voltage generating circuit 23
8 is configured as shown in FIG. 8, the plate electrode drive voltage φPL is changed to VCC / 2 → VH as shown in FIG.
→ When rewriting data after changing VL → VCC / 2, plate electrode drive voltage φPL is changed to VCC / 2 → VHH
The reliability of data rewriting can be improved by changing → VLL → VCC / 2.

【0111】即ち、再書込み時、プレート電極駆動電圧
φPLをVCC/2→VHH→VLL→VCC/2と変
化させる場合、例えば、強誘電体キャパシタ31に
「1」が書き込まれていた場合には、プレート線PL0
に対するビット線BLの電圧VBL−VPL0 をVCCとす
ることができ、記憶データが「1」であることを示す十
分な分極を得ることができる。
That is, at the time of rewriting, when the plate electrode drive voltage φPL is changed to VCC / 2 → VHH → VLL → VCC / 2, for example, when "1" is written in the ferroelectric capacitor 31, , Plate line PL0
The voltage V BL -VPL0 of the bit line BL with respect to can be set to VCC, and sufficient polarization indicating that the stored data is "1" can be obtained.

【0112】これに対して、強誘電体キャパシタ31に
「0」が書き込まれていた場合には、プレート線PL0
に対するビット線BLの電圧VBL−VPL0 を−VCCと
することができ、記憶データが「0」であることを示す
十分な分極を得ることができる。
On the other hand, when "0" is written in the ferroelectric capacitor 31, the plate line PL0
The voltage V BL -VPL0 of the bit line BL with respect to can be set to -VCC, and sufficient polarization indicating that the stored data is "0" can be obtained.

【0113】ここに、本発明の強誘電体メモリの実施の
形態の一例では、VHH(例えば、3. 0V)>VH
(例えば、2. 5V)、VLL(例えば、0V)<VL
(例え、1. 0V)とした場合について説明したが、必
ずしも、VHH>VH、VLL<VLである必要はな
い。
Here, in an example of the embodiment of the ferroelectric memory of the present invention, VHH (for example, 3.0 V)> VH
(Eg, 2.5V), VLL (eg, 0V) <VL
Although the case has been described (for example, 1.0 V), it is not always necessary that VHH> VH and VLL <VL.

【0114】また、本発明の強誘電体メモリの実施の形
態の一例において、書込み電圧よりも大きな電圧が強誘
電体キャパシタ31に加わるようにVHを設定すると、
即ち、強誘電体キャパシタ31の蓄積電極31Aとプレ
ート電極31Bとの間に加わる電圧=VBL−VPL0 =V
BL−VH<−VCC/2となるようにVHを設定する
と、強誘電体キャパシタ31に「0」が書き込まれてい
る場合には、強誘電体キャパシタ31の分極Pは、図1
6に示すように、E点から実線107に示すように変化
して、元のE点に戻ってしまい、ビット線BLの電圧V
BLがビット線/BLの電圧V/BL と等しくなってしまう
か、又は、分極Pが読出し前よりも負の方向に大きくな
り、ビット線BLの電圧VBLがビット線/BLの電圧V
/BL よりも高くなってしまい、データとして、誤データ
である「1」を読み出してしまう場合が発生する。
In the example of the embodiment of the ferroelectric memory of the present invention, if VH is set so that a voltage larger than the write voltage is applied to the ferroelectric capacitor 31,
That is, the voltage = V BL applied between the storage electrode 31A and the plate electrode 31B of the ferroelectric capacitor 31 -VPL0 = V
When VH is set so that BL −VH <−VCC / 2, when “0” is written in the ferroelectric capacitor 31, the polarization P of the ferroelectric capacitor 31 is as shown in FIG.
As shown in FIG. 6, the voltage changes from the point E to the solid line 107 and returns to the original point E, and the voltage V of the bit line BL is increased.
Or BL becomes equal to the voltage V / BL of the bit line / BL, or the polarization P becomes large and in the negative direction than the previous reading, the voltage of the voltage V BL is the bit line / BL of the bit line BL V
There is a case where it becomes higher than / BL and erroneous data “1” is read as data.

【0115】また、VH−VCC/2<VCC/2−V
LとなるようにVLを設定すると、強誘電体キャパシタ
31に「1」が書き込まれている場合には、同じく図1
6に示すように、強誘電体キャパシタ31の分極Pは、
C点から実線108に示すように変化し、元のC点に戻
ってしまい、ビット線BLの電圧VBLがビット線/BL
の電圧V/BL と等しくなってしまうか、又は、分極Pが
読出し前よりも正の方向に大きくなり、ビット線BLの
電圧VBLがビット線/BLの電圧V/BL よりも低くなっ
てしまい、データとして、誤データである「0」を読み
出してしまう場合が発生する。
Also, VH-VCC / 2 <VCC / 2-V
When VL is set so as to be L, when “1” is written in the ferroelectric capacitor 31, the same as in FIG.
As shown in 6, the polarization P of the ferroelectric capacitor 31 is
The voltage changes from the point C to the original point C as shown by the solid line 108, and the voltage V BL of the bit line BL changes to the bit line / BL.
Or become equal to the voltage V / BL, or the polarization P becomes larger in the positive direction than before read, voltage V BL of the bit line BL becomes lower than the voltage V / BL of the bit line / BL As a result, erroneous data “0” may be read as data.

【0116】したがって、本発明の強誘電体メモリの実
施の形態の一例においては、強誘電体キャパシタに書込
み電圧以上の電圧が加わらないように、VBL−VH>−
VCC/2となるようにVHの値を設定することが好適
であり、かつ、VCC/2−VL<VH−VCC/2と
なるように、VLの値を設定することが好適である。
Therefore, in one example of the embodiment of the ferroelectric memory of the present invention, V BL -VH>-is set so that a voltage higher than the write voltage is not applied to the ferroelectric capacitor.
It is preferable to set the value of VH so as to be VCC / 2, and it is preferable to set the value of VL so that VCC / 2−VL <VH−VCC / 2.

【0117】即ち、プレート電極に電圧VHを印加する
場合に強誘電体キャパシタに印加される電界の強度は、
強誘電体キャパシタにデータを書き込む場合に印加した
電界よりも小さく、プレート電極に電圧VLを印加する
場合に強誘電体キャパシタに印加される電界の強度は、
プレート電極に電圧VHを印加する場合に強誘電体キャ
パシタに印加される電界よりも小さくすることが好適で
ある。
That is, when the voltage VH is applied to the plate electrode, the strength of the electric field applied to the ferroelectric capacitor is
The strength of the electric field that is smaller than the electric field applied when writing data to the ferroelectric capacitor and that is applied to the ferroelectric capacitor when the voltage VL is applied to the plate electrode is
It is preferable to make it smaller than the electric field applied to the ferroelectric capacitor when the voltage VH is applied to the plate electrode.

【0118】また、本発明の強誘電体メモリの実施の形
態の一例においては、強誘電体キャパシタに「0」が書
き込まれている場合の読出しマージンと、強誘電体キャ
パシタに「1」が書き込まれている場合の読出しマージ
ンとを等しくするように、VH、VLを設定することが
好適である。
In the example of the embodiment of the ferroelectric memory of the present invention, the read margin when "0" is written in the ferroelectric capacitor and "1" is written in the ferroelectric capacitor. It is preferable to set VH and VL so as to equalize the read margin in the case of being set.

【0119】ここに、図17は、書込み電圧を5Vと
し、データ読出し時、強誘電体キャパシタの蓄積電極と
プレート電極との間に最初に印加する電圧、即ち、VH
−VCC/2を5Vとした場合における強誘電体キャパ
シタの蓄積電極と、プレート電極との間に2番目に印加
する電圧、即ち、VL−VCC/2の大きさと、強誘電
体キャパシタの分極変化ΔP、即ち、電極に現れる電荷
量との関係を示す図であり、実線110は強誘電体キャ
パシタに「0」が書き込まれている場合、実線111は
強誘電体キャパシタに「1」が書き込まれている場合を
示している。この場合、VL−VCC/2=−1. 6V
となるようにVLを設定すると、強誘電体キャパシタに
「0」が書き込まれている場合の読出しマージンと、強
誘電体キャパシタに「1」が書き込まれている場合の読
出しマージンとを等しくすることができる。
In FIG. 17, the write voltage is set to 5 V, and the voltage initially applied between the storage electrode and the plate electrode of the ferroelectric capacitor at the time of data reading, that is, VH.
The voltage applied second between the storage electrode of the ferroelectric capacitor and the plate electrode when -VCC / 2 is 5V, that is, the magnitude of VL-VCC / 2 and the polarization change of the ferroelectric capacitor. FIG. 9 is a diagram showing the relationship with ΔP, that is, the amount of charge appearing on the electrodes. When a solid line 110 is written with “0” in the ferroelectric capacitor, a solid line 111 is written with “1” in the ferroelectric capacitor. It shows the case. In this case, VL-VCC / 2 = -1.6V
When VL is set so that the read margin when "0" is written in the ferroelectric capacitor is equal to the read margin when "1" is written in the ferroelectric capacitor. You can

【0120】また、図18は、書込み電圧=5V、VH
−VCC/2=2. 5Vとした場合におけるVL−VC
C/2の大きさと、強誘電体キャパシタの分極変化ΔP
との関係を示す図であり、実線113は強誘電体キャパ
シタに「0」が書き込まれている場合、実線114は強
誘電体キャパシタに「1」が書き込まれている場合を示
している。
Further, in FIG. 18, write voltage = 5V, VH
VL-VC when -VCC / 2 = 2.5V
The magnitude of C / 2 and the polarization change ΔP of the ferroelectric capacitor
The solid line 113 shows the case where "0" is written in the ferroelectric capacitor, and the solid line 114 shows the case where "1" is written in the ferroelectric capacitor.

【0121】この場合、VL−VCC/2=−1. 3V
となるようにVLを設定すると、強誘電体キャパシタに
「0」が書き込まれている場合の読出しマージンと、強
誘電体キャパシタに「1」が書き込まれている場合の読
出しマージンとを等しくすることができる。
In this case, VL-VCC / 2 = -1.3V
When VL is set so that the read margin when "0" is written in the ferroelectric capacitor is equal to the read margin when "1" is written in the ferroelectric capacitor. You can

【0122】また、センスアンプ43によりビット線B
L、/BL間の電圧差を増幅するためには、1セルあた
り最低限10fCの電荷を必要とすると、強誘電体キャ
パシタの面積が1μm2 として、必要な分極ΔPは、1
μC/cm2 となる。したがって、強誘電体キャパシタ
のプレート電極に印加するパルスは、この条件を満たす
範囲で小さくすることができ、このようにする場合に
は、強誘電体キャパシタの反転疲労が小さくなり、素子
の寿命を長くすることができると共に、強誘電体キャパ
シタに対する電荷の充電量及び強誘電体キャパシタから
の電荷の放電量を少なくすることができるので、読出し
動作の高速化と、消費電力の低減化とを図ることができ
る。
Further, the sense amplifier 43 causes the bit line B
In order to amplify the voltage difference between L and / BL, a charge of at least 10 fC is required for each cell. If the area of the ferroelectric capacitor is 1 μm 2, the required polarization ΔP is 1
It becomes μC / cm 2. Therefore, the pulse applied to the plate electrode of the ferroelectric capacitor can be made small within the range where this condition is satisfied, and in this case, the inversion fatigue of the ferroelectric capacitor becomes small and the life of the element is shortened. In addition to being able to increase the length, it is possible to reduce the charge amount of the electric charge in the ferroelectric capacitor and the discharge amount of the electric charge from the ferroelectric capacitor, so that the read operation can be speeded up and the power consumption can be reduced. be able to.

【0123】また、図19は本発明の強誘電体メモリの
実施の形態の一例におけるメモリセルからのデータの他
の読出し方法(本発明の強誘電体メモリにおけるデータ
の読出し方法の実施の第2の形態)をメモリセル29か
らのデータの読出しを例にして説明するための波形図で
あり、図19Aはワード線WL0の電圧波形、図19B
はプレート線PL0の電圧波形、図19Cは強誘電体キ
ャパシタ31に「1」が書き込まれている場合における
ビット線BL、/BLの電圧変化、図19Dは強誘電体
キャパシタ31に「0」が書き込まれている場合におけ
るビット線BL、/BLの電圧変化を示している。
FIG. 19 shows another method of reading data from a memory cell in the example of the embodiment of the ferroelectric memory of the present invention (second embodiment of the method of reading data in the ferroelectric memory of the present invention. FIG. 19A is a waveform diagram for explaining data read from the memory cell 29 by way of example, FIG. 19A shows a voltage waveform of the word line WL0, and FIG.
Is a voltage waveform of the plate line PL0, FIG. 19C is a voltage change of the bit lines BL and / BL when “1” is written in the ferroelectric capacitor 31, and FIG. 19D is “0” in the ferroelectric capacitor 31. The change in voltage of the bit lines BL and / BL when written is shown.

【0124】即ち、本発明の強誘電体メモリの実施の形
態の一例においては、例えば、VCC/2を1. 5Vと
した場合、例えば、VLを0. 5V、VHを2. 0Vと
設定、プレート電極駆動電圧φPLをVCC/2→VL
→VH→VCC/2と変化させる場合においても、メモ
リセルからのデータの読出しを行うことができる。
That is, in the example of the embodiment of the ferroelectric memory of the present invention, for example, when VCC / 2 is set to 1.5V, for example, VL is set to 0.5V and VH is set to 2.0V. Change the plate electrode drive voltage φPL from VCC / 2 to VL
Data can be read from the memory cell even when changing from VH to VCC / 2.

【0125】ここに、図20は、強誘電体キャパシタ3
1に「1」が書き込まれている場合におけるビット線B
Lの電圧変化を説明するための図であり、図20Aは強
誘電体キャパシタ31の分極Pの変化、図20Bは強誘
電体キャパシタ31の分極Pの変化とビット線BLの電
圧変化との関係を示している。
FIG. 20 shows the ferroelectric capacitor 3
Bit line B when "1" is written in 1
20A is a diagram for explaining a voltage change of L, FIG. 20A is a change of polarization P of the ferroelectric capacitor 31, and FIG. 20B is a relationship between a change of polarization P of the ferroelectric capacitor 31 and a voltage change of the bit line BL. Is shown.

【0126】なお、直線116は、強誘電体キャパシタ
31からビット線BLに移動した電荷をQBL、ビット線
BLの容量値をCBLとした場合におけるQBL=CBLVBL
の関係を示す線である。即ち、強誘電体キャパシタ31
に「1」が書き込まれている場合においては、プレート
電極駆動電圧φPLをVCC/2→VL→VH→VCC
/2と変化させると、分極Pは、図20Aに示すよう
に、C点→S1点→S2点→S3点→S4点と変化し、
最終的には、ビット線BLの電圧VBLと強誘電体キャパ
シタ31の蓄積電極31Aの電圧とが等しくなる量の電
荷ΔQ5が強誘電体キャパシタ31からビット線BLに
移動し、ビット線BLの電圧VBLは、VCC/2+Vγ
に上昇する。
[0126] Incidentally, the straight line 116, ferroelectric QBL the charge transferred to the bit line BL from the capacitor 31, QBL = CBLV BL when the capacitance value was CBL of the bit line BL
Is a line showing the relationship. That is, the ferroelectric capacitor 31
When "1" is written in, the plate electrode drive voltage φPL is changed to VCC / 2 → VL → VH → VCC.
When it is changed to / 2, the polarization P changes as shown in FIG. 20A in the order of C point → S1 point → S2 point → S3 point → S4 point,
Eventually, the amount of charge ΔQ5 that makes the voltage V BL of the bit line BL equal to the voltage of the storage electrode 31A of the ferroelectric capacitor 31 moves from the ferroelectric capacitor 31 to the bit line BL, and The voltage V BL is VCC / 2 + Vγ
To rise.

【0127】このように、強誘電体キャパシタ31に
「1」が書き込まれていた場合には、ビット線BLの電
圧VBLは、VCC/2+Vγに上昇し、ビット線/BL
の電圧V/BL は、VCC/2に維持されるので、図19
Cに示すように、センスアンプ43によって、ビット線
BLの電圧VBLは、VCCに上昇すると共に、ビット線
/BLの電圧V/BL は、0Vに下降し、ビット線BL、
/BL間の電圧差が増幅される。
In this way, when "1" is written in the ferroelectric capacitor 31, the voltage V BL of the bit line BL rises to VCC / 2 + Vγ, and the bit line / BL
Since the voltage V / BL of V is maintained at VCC / 2,
As shown in C, by the sense amplifier 43, the voltage V BL of the bit line BL rises to VCC and the voltage V / BL of the bit line / BL falls to 0 V, so that the bit line BL,
The voltage difference between / BL is amplified.

【0128】なお、この場合、プレート電極駆動電圧φ
PLはVCC/2に維持されるので、ビット線BLの電
圧VBLがVCC/2+VγからVCCに上昇することに
より、強誘電体キャパシタ31には、読み出されたデー
タである「1」が再書込みされる。
In this case, the plate electrode drive voltage φ
Since PL is maintained at VCC / 2, by the voltage V BL of the bit line BL is raised to VCC from VCC / 2 + V.gamma, the ferroelectric capacitor 31, a read data "1" is again Written.

【0129】また、図21は強誘電体キャパシタ31に
「0」が書き込まれている場合におけるビット線BLの
電圧変化を説明するための図であり、図21Aは強誘電
体キャパシタ31の分極Pの変化、図21Bは強誘電体
キャパシタ31の分極Pの変化とビット線BLの電圧変
化との関係を示している。
FIG. 21 is a diagram for explaining the voltage change of the bit line BL when “0” is written in the ferroelectric capacitor 31, and FIG. 21A is the polarization P of the ferroelectric capacitor 31. 21B shows the relationship between the change in polarization P of the ferroelectric capacitor 31 and the change in voltage of the bit line BL.

【0130】即ち、強誘電体キャパシタ31に「0」が
書き込まれている場合において、プレート電極駆動電圧
φPLをVCC/2→VL→VH→VCC/2と変化さ
せると、分極Pは、図21Aに示すように、E点→T1
点→T2点→T3点→T4点と変化し、最終的には、ビ
ット線BLの電圧VBLと、強誘電体キャパシタ31の蓄
積電極31Aの電圧とが等しくなる量の電荷ΔQ6がビ
ット線BLから強誘電体キャパシタ31に移動し、ビッ
ト線BLの電圧VBLは、VCC/2−Vδに下降する。
That is, when "0" is written in the ferroelectric capacitor 31 and the plate electrode drive voltage φPL is changed from VCC / 2 → VL → VH → VCC / 2, the polarization P becomes as shown in FIG. As shown in, point E → T1
The charge changes in the order of point → T2 point → T3 point → T4 point, and finally the voltage ΔBL of the bit line BL is equal to the voltage of the storage electrode 31A of the ferroelectric capacitor 31. The voltage moves from BL to the ferroelectric capacitor 31 and the voltage V BL of the bit line BL drops to VCC / 2−Vδ.

【0131】このように、強誘電体キャパシタ31に
「0」が書き込まれていた場合には、ビット線BLの電
圧VBLは、VCC/2−Vδに下降し、ビット線/BL
の電圧V/BL は、VCC/2に維持されるので、図19
Dに示すように、センスアンプ43によって、ビット線
BLの電圧VBLは0Vに下降すると共に、ビット線/B
Lの電圧V/BL はVCCに上昇し、ビット線BL、/B
L間の電圧差が増幅される。
In this way, when "0" is written in the ferroelectric capacitor 31, the voltage V BL of the bit line BL drops to VCC / 2-Vδ, and the bit line / BL
Since the voltage V / BL of V is maintained at VCC / 2,
As shown by D, the sense amplifier 43 lowers the voltage V BL of the bit line BL to 0 V, and the bit line / B
The voltage V / BL of L rises to VCC, and the bit lines BL, / B
The voltage difference between L is amplified.

【0132】また、この場合、プレート電極駆動電圧φ
PLはVCC/2に維持されるので、ビット線BLの電
圧VBLがVCC/2−Vδから0Vに下降することによ
り、強誘電体キャパシタ31には、読み出されたデータ
である「0」が再書込みされる。
In this case, the plate electrode drive voltage φ
Since PL is maintained at VCC / 2, by the voltage V BL of the bit line BL is lowered to 0V from VCC / 2-V8, the ferroelectric capacitor 31, a read data "0" Is rewritten.

【0133】ここに、例えば、VBL−VL>VCC/2
とする場合、強誘電体キャパシタ31に「1」が書き込
まれている場合には、強誘電体キャパシタ31の分極P
は、図22に示すように、C点から実線118に示すよ
うに変化して、元のC点に戻ってしまい、ビット線BL
の電圧VBLがビット線/BLの電圧V/BL と等しくなっ
てしまうか、又は、分極Pが読出し前よりも正の方向に
大きくなり、ビット線BLの電圧VBLがビット線/BL
の電圧V/BL よりも低くなってしまい、データとして、
誤データである「0」を読み出してしまう場合が発生す
る。
Here, for example, V BL -VL> VCC / 2
If “1” is written in the ferroelectric capacitor 31, then the polarization P of the ferroelectric capacitor 31.
22 changes from point C to the point shown by the solid line 118 and returns to the original point C, and the bit line BL
When the voltage V BL of becomes equal to the voltage V / BL of the bit line / BL, or the polarization P becomes larger in the positive direction than before reading the voltage V BL is the bit line / BL of the bit line BL
It becomes lower than the voltage V / BL of
There is a case where "0" which is erroneous data is read.

【0134】また、VCC/2−VL<VH−VCC/
2とする場合、強誘電体キャパシタ31に「0」が書き
込まれている場合には、同じく図22に示すように、強
誘電体キャパシタ31の分極Pは、E点から実線119
に示すように変化し、元のE点に戻り、ビット線BLの
電圧VBLがビット線/BLの電圧V/BL と等しくなって
しまうか、又は、分極Pが読出し前よりも負の方向に大
きくなり、ビット線BLの電圧VBLがビット線/BLの
電圧V/BL よりも高くなってしまい、データとして、誤
データである「1」を読み出してしまう場合が発生す
る。
Further, VCC / 2-VL <VH-VCC /
In the case where the value is 2, when "0" is written in the ferroelectric capacitor 31, similarly as shown in FIG. 22, the polarization P of the ferroelectric capacitor 31 is from the point E to the solid line 119.
Change to the original point E and the voltage V BL of the bit line BL becomes equal to the voltage V / BL of the bit line / BL, or the polarization P is in the negative direction as compared with that before reading. large becomes, voltage V BL of the bit line BL becomes too higher than the voltage V / BL of the bit line / BL, as data, if would read "1" is erroneous data occurs.

【0135】したがって、VBL−VL<VCC/2とな
るようにVLの値を設定する必要があり、また、VH−
VCC/2<VCC/2−VLとなるようにVHの値を
設定する必要がある。即ち、プレート電極に電圧VLを
印加する場合に強誘電体キャパシタに印加される電界の
強度は、強誘電体キャパシタにデータを書き込む場合に
印加した電界よりも小さく、プレート電極に電圧VHを
印加する場合に強誘電体キャパシタに印加される電界の
強度は、プレート電極に電圧VLを印加する場合に強誘
電体キャパシタに印加される電界よりも小さくすること
が好適である。
[0135] Therefore, it is necessary to set the value of the VL in such a way that V BL -VL <VCC / 2, also, VH-
The value of VH needs to be set so that VCC / 2 <VCC / 2-VL. That is, the strength of the electric field applied to the ferroelectric capacitor when applying the voltage VL to the plate electrode is smaller than the electric field applied when writing data to the ferroelectric capacitor, and the voltage VH is applied to the plate electrode. In this case, the strength of the electric field applied to the ferroelectric capacitor is preferably smaller than the electric field applied to the ferroelectric capacitor when the voltage VL is applied to the plate electrode.

【0136】また、この場合、プレート電極駆動電圧φ
PLをVCC/2(例えば、1. 5V)→VL(例え
ば、0. 5V)→VH(例えば、2. 0V)→VCC/
2と変させた後、プレート電極駆動電圧φPLをVCC
/2→VLL(例えば、0V)→VHH(例えば、3.
0V)→VCC/2と変化させる場合には、再書込みの
確実性を高めることができる。
In this case, the plate electrode drive voltage φ
PL is VCC / 2 (for example, 1.5V) → VL (for example, 0.5V) → VH (for example, 2.0V) → VCC /
After changing to 2, change the plate electrode drive voltage φPL to VCC.
/ 2 → VLL (for example, 0V) → VHH (for example, 3.
When changing from 0 V) to VCC / 2, the reliability of rewriting can be increased.

【0137】上述の説明では、本発明に係わる強誘電体
メモリにおいて、好適な電圧VH及びVLの設定方法に
ついて述べられた。しかし、実際には、読み出しマージ
ン(読み出し信号の大きさ)は、ビット線容量(ビット
線の寄生容量を示す)と強誘電体キャパシタとの容量比
によっても変化する。従って、十分な読み出し信号マー
ジンを得るためには、最適な容量比および電圧VH、V
Lを設定する必要がある。以下では、ビット線容量と強
誘電体キャパシタとの最適な容量比について説明する。
In the above description, the preferred method of setting the voltages VH and VL in the ferroelectric memory according to the present invention has been described. However, in reality, the read margin (the magnitude of the read signal) also changes depending on the capacitance ratio between the bit line capacitance (indicating the parasitic capacitance of the bit line) and the ferroelectric capacitor. Therefore, in order to obtain a sufficient read signal margin, the optimum capacitance ratio and voltages VH, V
It is necessary to set L. The optimum capacitance ratio between the bit line capacitance and the ferroelectric capacitor will be described below.

【0138】まず、上述の本発明に係わる強誘電体メモ
リの基本動作についてまとめる。図28は、本発明に係
わる強誘電体メモリの概略的な回路構成例である。図2
9は、強誘電体キャパシタのヒステリシス特性であり、
論理“1”、“0”の情報はそれぞれ図中のa,bの状
態として記憶されている。図30は、読み出し動作のタ
イミングチャートを示す。
First, the basic operation of the ferroelectric memory according to the present invention described above will be summarized. FIG. 28 is a schematic circuit configuration example of a ferroelectric memory according to the present invention. FIG.
9 is the hysteresis characteristic of the ferroelectric capacitor,
The information of logic "1" and "0" is stored as the states of a and b in the figure, respectively. FIG. 30 shows a timing chart of the read operation.

【0139】データの保持期間中にはプレート線(P
L)およびビット線(BL)は、Vcc/2に保たれて
いる。データを読み出すとき、ワード線(WL)の電位
を上げセルトランジスタ202をオンにし、プレート線
(PL)に、交互の極性を持つパルスを入力する。図2
9の横軸は、プレート線電圧VPLとビット線電圧VBL
の電位差(=VBL−VPL)を示しており、強誘電体キャ
パシタ204の分極は、図29に示すように変化する。
最終的にビット線電圧VBLは、保持していた分極の向き
によってVcc/2から正または負の方向に変化する。
During the data retention period, the plate line (P
L) and the bit line (BL) are kept at Vcc / 2. When reading data, the potential of the word line (WL) is raised to turn on the cell transistor 202, and pulses having alternating polarities are input to the plate line (PL). FIG.
The horizontal axis of 9 indicates the potential difference (= V BL −V PL ) between the plate line voltage V PL and the bit line voltage V BL, and the polarization of the ferroelectric capacitor 204 changes as shown in FIG. .
Finally, the bit line voltage V BL changes from Vcc / 2 to a positive or negative direction depending on the direction of the held polarization.

【0140】このとき、ビット線電圧の変化(dVB
L)は、キャパシタの残留分極の減少分(ΔPr S)と
ビット線容量CBLとによって、dVBL=ΔPr S/C
BLと表される。補ビット線(/BL)の電位はVcc/
2であるので、ビット線BL,/BL間の電位差はセン
スアンプ206により増幅され、データの外部への読出
しとキャパシタへの再書込みが行われる。
At this time, the change of the bit line voltage (dVB
L) is dVBL = ΔP r S / C depending on the decrease amount (ΔP r S) of the remanent polarization of the capacitor and the bit line capacitance C BL.
Expressed as BL . The potential of the complementary bit line (/ BL) is Vcc /
Since it is 2, the potential difference between the bit lines BL and / BL is amplified by the sense amplifier 206, and data is read out to the outside and rewritten to the capacitor.

【0141】読み出し信号の大きさは、プレート線PL
に入力するパルスの大きさに依存する。Vcc/2から
測って、プレート線電圧の第1、第2のパルスの電位V
H、VLを、それぞれΔVH、ΔVLとすると、強誘電
体キャパシタ204に論理“1”が書き込まれている場
合の読み出しマージンは、ΔVHが大きくΔVLが小さ
いほど大きく、強誘電体キャパシタ204に論理“0”
が書き込まれている場合の読み出しマージンは、ΔVL
が大きいほど大きい。
The magnitude of the read signal is the plate line PL.
Depends on the magnitude of the pulse input to. The potential V of the first and second pulses of the plate line voltage measured from Vcc / 2
When H and VL are respectively ΔVH and ΔVL, the read margin when the logic “1” is written in the ferroelectric capacitor 204 is larger as ΔVH is larger and ΔVL is smaller, and the logic “1” is written in the ferroelectric capacitor 204. 0 "
Read margin is ΔVL
Is larger the larger.

【0142】上述の強誘電体メモリでは、強誘電体キャ
パシタ204に論理“1”が書き込まれている場合の読
み出しマージンと強誘電体キャパシタ204に論理
“0”が書き込まれている場合の読み出しマージンとが
等しくなるように、電圧VH、VLを設定することが示
されている。
In the above-mentioned ferroelectric memory, the read margin when the logic "1" is written in the ferroelectric capacitor 204 and the read margin when the logic "0" is written in the ferroelectric capacitor 204. It is shown that the voltages VH and VL are set so that and become equal.

【0143】しかし、前述したように、読み出しマージ
ン(読み出し信号の大きさ)は、ビット線容量と強誘電
体キャパシタとの容量比によって変化する。以下に、本
発明に係わる強誘電体メモリにおいて、最適な容量比お
よび電圧VH、VLを設定する方法について説明する。
However, as described above, the read margin (the size of the read signal) changes depending on the capacitance ratio between the bit line capacitance and the ferroelectric capacitor. A method for setting the optimum capacitance ratio and the voltages VH and VL in the ferroelectric memory according to the present invention will be described below.

【0144】図31は、図28に示す回路における強誘
電体キャパシタの読み出し時の分極変化を示す図であ
る。(A)は、プレート線電圧の変化、(B)は、強誘
電体キャパシタから論理“1”が読み出される場合、
(C)は、強誘電体キャパシタから論理“0”が読み出
される場合を示す。動作条件は、図中に示されている。
FIG. 31 is a diagram showing a change in polarization at the time of reading the ferroelectric capacitor in the circuit shown in FIG. (A) is a change in plate line voltage, (B) is a case where logic "1" is read from the ferroelectric capacitor,
(C) shows a case where logic "0" is read from the ferroelectric capacitor. The operating conditions are shown in the figure.

【0145】図31の(A)のようにプレート線にパル
スを入力すると、(B)又は(C)に示すように、強誘
電体キャパシタ204の分極が変化し、ビット線に現れ
る電圧変化dVBLが読出信号となる。以上の動作は、
図12〜図14を参照して、すでに詳細に説明されてい
る。
When a pulse is input to the plate line as shown in FIG. 31A, the polarization of the ferroelectric capacitor 204 changes and the voltage change dVBL appearing on the bit line as shown in FIG. 31B. Becomes a read signal. The above operation is
This has already been described in detail with reference to FIGS.

【0146】図32は、図31で示される動作におい
て、ビット線の電圧変化dVBLに対するビット線容量
BLの依存性を示す図である。電圧ΔVLが−0.8V
の場合、論理“1”及び論理“0”の呼出しのためのビ
ット線電圧変化dVBLの大きさはほぼ等しい。この場
合、ビット線容量CBLが4.26nFのとき、読み出し
信号のマージンが最大値となる。従って、安定な読み出
し動作が期待できる。このとき、ビット線BLと強誘電
体キャパシタ204との容量比は、CBL[F]/Pr
[C]=1.9[V-1]である。
FIG. 32 is a diagram showing the dependence of the bit line capacitance C BL on the voltage change dVBL of the bit line in the operation shown in FIG. Voltage ΔVL is -0.8V
In this case, the magnitudes of the bit line voltage changes dVBL for calling the logic "1" and the logic "0" are almost equal. In this case, when the bit line capacitance C BL is 4.26 nF, the read signal margin has the maximum value. Therefore, a stable read operation can be expected. At this time, the capacitance ratio between the bit line BL and the ferroelectric capacitor 204 is C BL [F] / P r S
[C] = 1.9 [V -1 ].

【0147】しかし、ビット線容量CBLは、消費電力や
動作速度にも影響する。以下に、ビット線容量CBLが1
nFと8nFの場合とを比較する。図32において、ビ
ット線容量CBLが1nFと8nFの場合に対するビット
線電圧変化dVBLは、ほぼ同じ値を有している。図3
3は、ビット線容量CBLが1nFと8nFの場合の分極
の変化を示す図である。(A)は、強誘電体キャパシタ
から論理“1”が読み出される場合、(B)は、強誘電
体キャパシタから論理“0”が読み出される場合を示
す。
However, the bit line capacitance C BL also affects power consumption and operating speed. Below, the bit line capacity C BL is 1
Compare the case of nF and the case of 8 nF. In FIG. 32, the bit line voltage change dVBL for the case where the bit line capacitance C BL is 1 nF and 8 nF has almost the same value. FIG.
FIG. 3 is a diagram showing changes in polarization when the bit line capacitance C BL is 1 nF and 8 nF. (A) shows the case where the logic "1" is read from the ferroelectric capacitor, and (B) shows the case where the logic "0" is read from the ferroelectric capacitor.

【0148】図33に示すように、ビット線容量CBL
8nFの場合における分極の変化が、ビット線容量CBL
が1nFの場合に比べて大きい。即ち、ビット線容量C
BLが8nFの場合、これは消費電力の増加や動作速度の
低下を招く。従って、ビット線容量CBLは、より小さい
方が望ましい。
As shown in FIG. 33, the change in polarization when the bit line capacitance C BL is 8 nF is the bit line capacitance C BL.
Is larger than that of 1 nF. That is, the bit line capacitance C
When BL is 8 nF, this causes an increase in power consumption and a decrease in operating speed. Therefore, it is desirable that the bit line capacitance C BL be smaller.

【0149】結果的に、前述した読み出しマージンを大
きくする方法(ビット線BLと強誘電体キャパシタ20
4との容量比CBL[F]/Pr S[C]を1.9
[V-1]に設定)を考慮すると、読出信号dVBLが最
大となる値を超えないことが好ましく、ビット線BLと
強誘電体キャパシタ204との容量比は、0.5
[V-1]<CBL[F]/Pr S[C]<2なる条件を満
足することが好ましい。
As a result, the above-mentioned method of increasing the read margin (bit line BL and ferroelectric capacitor 20)
4 and the capacity ratio C BL [F] / P r S [C] is 1.9.
[V −1 ]), it is preferable that the read signal dVBL does not exceed the maximum value, and the capacitance ratio between the bit line BL and the ferroelectric capacitor 204 is 0.5.
It is preferable to satisfy the condition of [V −1 ] <C BL [F] / P r S [C] <2.

【0150】また、プレート線の駆動電圧VHを内部昇
圧電源などによりVccより高くすることによって、読
み出し信号(ビット線電圧変化)dVBLを大きくする
ことができる。図34は、電圧ΔVHを2.65Vとし
た場合の、ビット線電圧変化dVBLに対するビット線
容量CBLの依存性を示す図である。この場合、電圧ΔV
Lが−1.0Vのとき、論理“1”及び論理“0”に対
する読出しマージンがほぼ等しく、ビット線容量CBL
2〜3nFのとき、読み出し信号マージンが+90mV
及び−80mVで最大となる。
Further, the read signal (bit line voltage change) dVBL can be increased by increasing the drive voltage VH of the plate line higher than Vcc by an internal boosting power source or the like. FIG. 34 is a diagram showing the dependence of the bit line capacitance C BL on the bit line voltage change dVBL when the voltage ΔVH is set to 2.65V. In this case, the voltage ΔV
When L is -1.0 V, the read margins for the logic "1" and the logic "0" are almost equal, and when the bit line capacitance C BL is 2 to 3 nF, the read signal margin is +90 mV.
And becomes maximum at -80 mV.

【0151】図35は、図34の動作条件における強誘
電体キャパシタの分極変化を示す図である。図31の条
件と比較して、動作中の分極変化の幅は実質的に同じで
あるが、最終的に得られる信号マージンは大きい。これ
はビット線容量CBLが小さいことによる。このようにビ
ット線容量CBLを小さくし、電圧VHとして昇圧電源に
よる電圧を用いることによって、消費電力を増加させず
に(即ち、分極変化が低減される)、大きい読み出し信
号を得ることができる。
FIG. 35 is a diagram showing changes in polarization of the ferroelectric capacitor under the operating conditions of FIG. Compared with the condition of FIG. 31, the width of the polarization change during operation is substantially the same, but the signal margin finally obtained is large. This is because the bit line capacitance C BL is small. By thus reducing the bit line capacitance C BL and using the voltage from the boosted power supply as the voltage VH, a large read signal can be obtained without increasing the power consumption (that is, the polarization change is reduced). .

【0152】また、上記の電圧VL及びVHは、例え
ば、図36の(A)及び(B)に示す内部降圧電源回路
及び内部昇圧電源回路で構成することができる。内部降
圧電源回路は、比較回路を含んでいる。内部昇圧回路
は、リングオシレータを含んでいる。これらの回路は良
く知られているので、回路の動作の説明はここでは省略
する。
Further, the voltages VL and VH can be formed by, for example, the internal step-down power supply circuit and the internal step-up power supply circuit shown in FIGS. 36 (A) and (B). The internal step-down power supply circuit includes a comparison circuit. The internal booster circuit includes a ring oscillator. Since these circuits are well known, a description of their operation will be omitted here.

【0153】上述したように、ビット線BLと強誘電体
キャパシタ204との容量比を最適化し、或いはプレー
ト線の駆動電圧VHを増加することによって、大きな読
み出し信号を得ることができ、長期間安定に動作するメ
モリ素子を実現することが可能となる。
As described above, by optimizing the capacitance ratio between the bit line BL and the ferroelectric capacitor 204 or increasing the drive voltage VH of the plate line, a large read signal can be obtained and stable for a long period of time. It is possible to realize a memory element that operates in the above manner.

【0154】上述の本発明の説明では、ダミーセルを設
けることなく、メモリセルからのデータの読出しを安定
に行うことができる強誘電体メモリについて説明した。
しかし、発明者の解析によって、ダミーセルを設けた強
誘電体メモリも、長期にわたり安定な読み出しを行なえ
ることが分かった。以下に、本発明に係わるダミーセル
を設けた強誘電体メモリの構成について説明する。
In the above description of the present invention, the ferroelectric memory capable of stably reading the data from the memory cell without providing the dummy cell has been described.
However, the inventor's analysis has revealed that a ferroelectric memory provided with a dummy cell can also perform stable reading for a long period of time. The structure of the ferroelectric memory provided with the dummy cell according to the present invention will be described below.

【0155】まず、本発明に係わる強誘電体メモリの説
明の前に、従来のダミーセルを有する強誘電体メモリの
動作について以下にまとめる。図37は、強誘電体キャ
パシタの分極のヒステリシス特性、図38は、従来のダ
ミーセルを有する強誘電体メモリの構造例、および図3
9は、図38に示す強誘電体メモリの各線の電位変化を
示す図である。
First, before the description of the ferroelectric memory according to the present invention, the operation of the conventional ferroelectric memory having dummy cells will be summarized below. FIG. 37 is a polarization hysteresis characteristic of a ferroelectric capacitor, FIG. 38 is a structural example of a conventional ferroelectric memory having dummy cells, and FIG.
9 is a diagram showing a potential change of each line of the ferroelectric memory shown in FIG.

【0156】図37において、分極P0,P1はそれぞ
れ、データの論理“0”、論理“1”に対応する。横軸
は、プレート線の電位に対するビット線の電位を示す。
強誘電体メモリの動作では、初めビット線とプレート線
の電位はほぼ等しい。次に、図39のPL、DPLに示
すようにプレート線の電位が上昇すると、図37中の矢
印の様に分極が変化し、ビット線上でΔP0またはΔP
1だけ電位が変化する。このビット線の電位変化の大小
によって、書き込まれているデータが判別される。
In FIG. 37, the polarizations P0 and P1 correspond to the logic "0" and logic "1" of the data, respectively. The horizontal axis represents the potential of the bit line with respect to the potential of the plate line.
In the operation of the ferroelectric memory, the potentials of the bit line and the plate line are almost equal at first. Next, when the potential of the plate line rises as indicated by PL and DPL in FIG. 39, the polarization changes as indicated by the arrow in FIG. 37 and ΔP0 or ΔP on the bit line.
The potential changes by 1. The written data is discriminated by the magnitude of the potential change of the bit line.

【0157】この場合、ダミーセルによって供給される
参照電位によって、ビット線の電位が比較され、その電
位差がセンスアンプによって増幅されて、論理“0”か
或いは論理“1”かが判別される。上記の動作では、メ
モリセルとダミーセルのプレート線に与える駆動電圧
は、実質的に同じ電圧が供給されていた。上記の動作
は、本明細書の「従来の技術」の項において詳細に説明
している。
In this case, the reference potentials supplied by the dummy cells compare the potentials of the bit lines, the potential difference is amplified by the sense amplifier, and it is determined whether it is a logic "0" or a logic "1". In the above operation, the driving voltage applied to the plate lines of the memory cell and the dummy cell is substantially the same voltage. The above operation is described in detail in the "Prior Art" section of this specification.

【0158】上記の動作では、前述したように、ダミー
セルはデータの読み出しの度に駆動されるため、反転疲
労により特性が変化し、読出マージンが小さくなるとい
う問題がある。従って、従来のダミーセルの使用方法で
は、安定した読出動作を行うことができなかった。
In the above-mentioned operation, as described above, the dummy cell is driven every time data is read, so that there is a problem that the characteristics change due to inversion fatigue and the read margin becomes small. Therefore, the conventional method of using a dummy cell cannot perform a stable read operation.

【0159】以下に、本発明に係わるダミーセルを有す
る強誘電体メモリについて説明する。本発明に係わる強
誘電体メモリでは、ダミーセルの参照電位を発生させる
場合、ダミーセルのプレート線DPLの駆動電圧をメモ
リセルのプレート線PLの駆動電圧に比べ低く設定され
ることを特徴としている。
The ferroelectric memory having dummy cells according to the present invention will be described below. The ferroelectric memory according to the present invention is characterized in that, when the reference potential of the dummy cell is generated, the drive voltage of the plate line DPL of the dummy cell is set lower than the drive voltage of the plate line PL of the memory cell.

【0160】強誘電体キャパシタ単体の反転疲労は、三
原らが示したように〔応用物理64,1188(199
5)〕、キャパシタの駆動電圧に大きく依存する。駆動
電圧を低くすることにより、反転疲労は指数関数的に改
善される。しかしながら、上記報告は、キャパシタ単体
に関するもので、メモリへの応用は教示していない。本
発明に係わる強誘電体キャパシタを使用したメモリにお
いては、参照電位を発生させるめのダミーセル内のキャ
パシタの駆動電圧が低く設定され、従って、ダミーセル
の反転疲労が低減される。その結果、安定したデータの
読み出しが可能となる。
Inversion fatigue of a single ferroelectric capacitor is as described by Mihara et al. [Applied Physics 64, 1188 (199).
5)], greatly depends on the driving voltage of the capacitor. Reversal fatigue is exponentially improved by lowering the driving voltage. However, the above report does not teach the application to the memory as it relates to the capacitor alone. In the memory using the ferroelectric capacitor according to the present invention, the drive voltage of the capacitor in the dummy cell for generating the reference potential is set low, and therefore the inversion fatigue of the dummy cell is reduced. As a result, stable reading of data becomes possible.

【0161】図40に、メモリセル或いはダミーセルに
おけるプレート線の駆動電圧と、ビット線(BL或いは
/BL)の電位変化との関係を示す。ただし、プレート
線PL、DPLの駆動電圧は、図39に示すようにユニ
ット関数状に印加されている。即ち、プレート線PL、
DPLの駆動電圧は、例えば、0V→VP(プレート線
電圧)のように変化する。
FIG. 40 shows the relationship between the drive voltage of the plate line in the memory cell or the dummy cell and the potential change of the bit line (BL or / BL). However, the drive voltages of the plate lines PL and DPL are applied in a unit function form as shown in FIG. That is, the plate line PL,
The drive voltage of the DPL changes, for example, as 0V → VP (plate line voltage).

【0162】図40において、プレート線の駆動電圧が
1.75V以上の場合、強誘電体キャパシタの自発分極
の向きに応じて、ビット線電位に違いが現れる。従っ
て、ダミーセルが、これらのビット線電位の中間になる
ように参照電位を発生すれば、強誘電体キャパシタの自
発分極の向きが容易に判定できる。
In FIG. 40, when the drive voltage of the plate line is 1.75 V or more, a difference appears in the bit line potential depending on the direction of spontaneous polarization of the ferroelectric capacitor. Therefore, if the dummy cell generates the reference potential so as to be in the middle of these bit line potentials, the direction of spontaneous polarization of the ferroelectric capacitor can be easily determined.

【0163】例えば、メモリセルのプレート線の駆動電
圧を5Vに維持し、ダミーセルのプレート線の駆動電圧
が3〜4.5Vに設定されると、ビット線BLの電位
は、2.7V(論理“1”に相当)或いは1.3V(論
理“0”に相当)になり、参照電圧としてのビット線/
BLの電位(自発分極が反転する時)は、1.5〜2.
5Vとなる。即ち、参照電圧は、メモリセルの論理
“1”および論理“0”の両状態の電位の中間に位置で
きる。このようにして、ダミーセルのプレート線の駆動
電圧をメモリセルのプレート線の駆動電圧よりも低くす
ることにより、適切な参照電位を発生させることが出来
ることがわかる。
For example, when the drive voltage of the plate line of the memory cell is maintained at 5V and the drive voltage of the plate line of the dummy cell is set to 3 to 4.5V, the potential of the bit line BL becomes 2.7V (logic). (Corresponding to "1") or 1.3 V (corresponding to logic "0"), and the bit line /
The potential of BL (when spontaneous polarization is inverted) is 1.5 to 2.
It becomes 5V. That is, the reference voltage can be located in the middle of the potential of both the logic "1" and logic "0" states of the memory cell. In this way, it can be seen that an appropriate reference potential can be generated by lowering the drive voltage of the plate line of the dummy cell below the drive voltage of the plate line of the memory cell.

【0164】前述したように、ダミーセルはデータの読
み出しの度に駆動されるため、メモリセルに比べて早く
反転疲労を生じる。本発明に係わる強誘電体メモリで
は、ダミーセルのプレート線の駆動電圧が低く設定され
て反転疲労が抑制されるため、安定な読み出し動作が期
待できる。図41は、強誘電体キャパシタの反転疲労特
性を示す。横軸は、反転回数を示し、縦軸は、残留分極
(2×Pr:remanent polarizati
on)を示す。残留分極が、減少することは、疲労の増
大を示す。
As described above, since the dummy cell is driven every time data is read, inversion fatigue occurs earlier than the memory cell. In the ferroelectric memory according to the present invention, since the drive voltage of the plate line of the dummy cell is set low and the inversion fatigue is suppressed, a stable read operation can be expected. FIG. 41 shows the inversion fatigue characteristics of the ferroelectric capacitor. The horizontal axis represents the number of inversions, and the vertical axis represents the remanent polarization (2 × Pr: remanent polarizati).
on). A decrease in remanent polarization indicates increased fatigue.

【0165】強誘電体キャパシタを5Vで駆動させた場
合、105 回反転させると残留分極2Prが半減する。
それに対し、強誘電体キャパシタを2Vで駆動させた場
合、107 回以上反転を繰り返しても残留分極2Prは
減少せず、疲労が見られない。ダミーセルの反転疲労を
抑制するため、プレート線の駆動電圧は、参照電位を発
生させることができる範囲でできる限り低く設定するこ
とが望ましい。
When the ferroelectric capacitor is driven at 5 V, reversal polarization 2Pr is halved when it is inverted 10 5 times.
On the other hand, when the ferroelectric capacitor is driven at 2V, the remanent polarization 2Pr does not decrease and fatigue is not observed even when the inversion is repeated 10 7 times or more. In order to suppress the inversion fatigue of the dummy cell, it is desirable that the drive voltage of the plate line be set as low as possible within the range where the reference potential can be generated.

【0166】図42は、メモリセル或いはダミーセルに
おけるプレート線の駆動電圧と、ビット線(BL或いは
/BL)の電位変化との関係を示す。ただし、プレート
線PL、DPLの駆動電圧は、矩形のパルス状に印加さ
れている。即ち、プレート線PL、DPLの駆動電圧
は、例えば、0V→VP(プレート線電圧)→0Vのよ
うに変化する。
FIG. 42 shows the relationship between the drive voltage of the plate line in the memory cell or the dummy cell and the potential change of the bit line (BL or / BL). However, the drive voltages of the plate lines PL and DPL are applied in a rectangular pulse shape. That is, the drive voltage of the plate lines PL and DPL changes, for example, 0V → VP (plate line voltage) → 0V.

【0167】図42では、強誘電体キャパシタの自発分
極が反転しない場合、ビット線の電位は、図40の場合
のように駆動電圧に対して大きく増加しない。従って、
参照電位を設定するマージンが増大する。例えば、メモ
リセルのプレート線の駆動電圧を5Vに設定し、ダミー
セルのプレート線の駆動電圧を1.75〜3.5Vに設
定されると、ビット線BLの電位は、0.68V(論理
“1”に相当)或いは0.08V(論理“0”に相当)
になり、参照電圧としてのビット線/BLの電位(自発
分極が反転する時)は、0.2〜0.5Vとなる。即
ち、参照電圧は、メモリセルの論理“1”および論理
“0”の両状態の電位の中間に位置できる。
In FIG. 42, when the spontaneous polarization of the ferroelectric capacitor is not inverted, the potential of the bit line does not increase greatly with respect to the drive voltage as in the case of FIG. Therefore,
The margin for setting the reference potential increases. For example, when the drive voltage of the plate line of the memory cell is set to 5V and the drive voltage of the plate line of the dummy cell is set to 1.75 to 3.5V, the potential of the bit line BL becomes 0.68V (logic " 1 ") or 0.08V (equivalent to logic" 0 ")
Then, the potential of the bit line / BL as the reference voltage (when the spontaneous polarization is inverted) becomes 0.2 to 0.5V. That is, the reference voltage can be located in the middle of the potential of both the logic "1" and logic "0" states of the memory cell.

【0168】従って、ユニット関数状の駆動電圧によっ
て読み出し動作を行う場合(図40で示される)に比べ
て、矩形のパルス状の駆動電圧によって読み出し動作を
行う場合(図42で示される)の方が、ダミーセルのプ
レート線の駆動電圧をより低く設定できる。
Therefore, compared with the case where the read operation is performed by the unit function drive voltage (shown in FIG. 40), the read operation is performed by the rectangular pulse drive voltage (shown in FIG. 42). However, the drive voltage of the plate line of the dummy cell can be set lower.

【0169】上述した本発明に係わるダミーセルを有す
る強誘電体メモリでは、メモリセルとダミーセルのプレ
ート線に異なる電圧を印加する。該電圧を発生する電源
のばらつきを考慮に入れると、それぞれに専用の電源を
用意するよりも、同一の電源を用いるのが望ましい。
In the ferroelectric memory having dummy cells according to the present invention described above, different voltages are applied to the plate lines of the memory cells and the dummy cells. Considering the variation of the power supplies that generate the voltage, it is desirable to use the same power supply rather than preparing a dedicated power supply for each.

【0170】図43は、本発明に係わるダミーセルを有
する強誘電体メモリの構成例を示す図である。図43に
示す強誘電体メモリでは、メモリセル302とダミーセ
ル304は並列に配列され同じ電源(図示せず)に結合
される。ただし、供給タイミングは、メモリセル302
およびダミーセル304に応じて異なる。さらに、ダミ
ーセルのプレート線DPLの駆動電圧を低くするため
に、キャパシタ308或いは抵抗(図43では、キャパ
シタ)が強誘電体キャパシタ306と直列に接続され
る。特にキャパシタ308を強誘電体キャパシタで構成
することにより、強誘電体キャパシタ306のばらつき
も相殺され、安定に動作する強誘電体メモリを実現する
ことが出来る。
FIG. 43 is a diagram showing an example of the structure of a ferroelectric memory having dummy cells according to the present invention. In the ferroelectric memory shown in FIG. 43, memory cells 302 and dummy cells 304 are arranged in parallel and coupled to the same power supply (not shown). However, the supply timing is the memory cell 302.
And the dummy cell 304. Further, in order to lower the drive voltage of the plate line DPL of the dummy cell, the capacitor 308 or the resistor (capacitor in FIG. 43) is connected in series with the ferroelectric capacitor 306. In particular, by forming the capacitor 308 with a ferroelectric capacitor, variations in the ferroelectric capacitor 306 are canceled out, and a stable ferroelectric memory can be realized.

【0171】上述したように、本発明に係わるダミーセ
ルを有する強誘電体メモリでは、ダミーセルの強誘電体
キャパシタの駆動電圧をメモリセルの強誘電体キャパシ
タの駆動電圧よりも低く設定することにより、ダミーセ
ルの反転疲労が低減され、長期にわたり安定な書き込み
および読み出し動作が達成できる。
As described above, in the ferroelectric memory having the dummy cell according to the present invention, the driving voltage of the ferroelectric capacitor of the dummy cell is set lower than the driving voltage of the ferroelectric capacitor of the memory cell, so that the dummy cell Inversion fatigue is reduced, and stable write and read operations can be achieved for a long period of time.

【0172】また、その他の本発明に係わる強誘電体メ
モリも提案される。この本発明に係わる強誘電体メモリ
は、従来技術において説明した特公平7−13877で
開示された強誘電体メモリの問題点を解決するものであ
る。本発明に係わる強誘電体メモリでは、電源がオンさ
れたとき、プレート線及びビット線電位がVcc/2に
設定される。次に、各ワード線毎に、ワード線電位が上
昇され、対応するプレート線の電位が、Vcc/2→
(Vcc/2+Vα)→(Vcc/2−Vβ)→Vcc
/2の順に変化させられる(ただし、Vα及びVβは、
所定の電圧)。このようにして、データの読出し、及び
再書き込みが行なわれる。全てのメモリセルの残留分極
を蓄積電荷に変換した後、メモリはDRAMモードに設
定される。
Another ferroelectric memory according to the present invention is also proposed. The ferroelectric memory according to the present invention solves the problems of the ferroelectric memory disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-13877 described in the prior art. In the ferroelectric memory according to the present invention, the potential of the plate line and the bit line is set to Vcc / 2 when the power is turned on. Next, the word line potential is raised for each word line, and the potential of the corresponding plate line becomes Vcc / 2 →
(Vcc / 2 + Vα) → (Vcc / 2−Vβ) → Vcc
/ 2 in order (however, Vα and Vβ are
Predetermined voltage). In this way, reading and rewriting of data are performed. After converting the remnant polarization of all memory cells into accumulated charge, the memory is set to DRAM mode.

【0173】上述の読出し方法によって、電源オン時の
データのリコールが行なわれるので、ダミーセルの特性
に係わらず、安定した読出し動作を行うことができる。
以上、本発明の実施例により説明したが、本発明はこれ
らの実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内
で改良及び変形が可能であることは言うまでもない。
Since the data is recalled when the power is turned on by the above-described read method, a stable read operation can be performed regardless of the characteristics of the dummy cell.
The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to these embodiments, and it goes without saying that improvements and modifications can be made within the scope of the present invention.

【0174】[0174]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ダミー
セルを設けることなく、メモリセルからのデータの読出
しを行うことができるので、長期間にわたって安定した
動作を確保することができる。
As described above, according to the present invention, since data can be read from the memory cell without providing a dummy cell, stable operation can be secured for a long period of time.

【0175】上述の強誘電体メモリにおいて、さらにビ
ット線BLと強誘電体キャパシタとの容量比を最適化
し、或いはプレート線の駆動電圧VHを増加することに
よって、大きな読み出し信号を得ることができ、長期間
安定に動作するメモリ素子を実現することが可能とな
る。
In the above ferroelectric memory, a large read signal can be obtained by further optimizing the capacitance ratio between the bit line BL and the ferroelectric capacitor or increasing the plate line drive voltage VH. It is possible to realize a memory element that operates stably for a long period of time.

【0176】また、本発明に係わるダミーセルを有する
強誘電体メモリでは、ダミーセルの強誘電体キャパシタ
の駆動電圧をメモリセルの強誘電体キャパシタの駆動電
圧よりも低く設定することにより、ダミーセルの反転疲
労が低減され、長期にわたり安定な書き込みおよび読み
出し動作が達成できる。
Further, in the ferroelectric memory having the dummy cell according to the present invention, the inversion fatigue of the dummy cell is set by setting the drive voltage of the ferroelectric capacitor of the dummy cell lower than the drive voltage of the ferroelectric capacitor of the memory cell. Is reduced, and stable write and read operations can be achieved over a long period of time.

【0177】また、本発明に係わる不揮発性強誘電体メ
モリの読出し方法及び不揮発性強誘電体メモリでは、電
源がオンされたとき、全てのメモリセルの残留分極を蓄
積電荷に変換され、データのリコールが行なわれる。従
って、ダミーセルの特性に係わらず、安定したデータの
読出し動作を行うことができる。
Further, in the reading method of the nonvolatile ferroelectric memory and the nonvolatile ferroelectric memory according to the present invention, when the power is turned on, the residual polarization of all the memory cells is converted into the accumulated charge, and the data is stored. A recall is performed. Therefore, a stable data read operation can be performed regardless of the characteristics of the dummy cell.

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

【図1】本発明の強誘電体メモリの実施の形態の一例の
要部を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a main part of an example of an embodiment of a ferroelectric memory of the present invention.

【図2】本発明の強誘電体メモリの実施の形態の一例が
設けるメモリセルアレイ、センスアンプ列及び列選択ゲ
ート列の一部を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a part of a memory cell array, a sense amplifier array, and a column selection gate array provided in an example of an embodiment of a ferroelectric memory of the present invention.

【図3】本発明の強誘電体メモリの実施の形態の一例が
設ける行デコーダ及びワード・プレート・ドライバ列の
一部を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a part of a row decoder and a word plate driver column provided in an example of an embodiment of a ferroelectric memory of the present invention.

【図4】本発明の強誘電体メモリの実施の形態の一例が
設けるプレート電極駆動電圧発生回路の第1構成例を示
す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a first configuration example of a plate electrode drive voltage generation circuit provided in an example of an embodiment of a ferroelectric memory of the present invention.

【図5】本発明の強誘電体メモリの実施の形態の一例が
設けるプレート電極駆動電圧発生回路の第1構成例の動
作を示す波形図である。
FIG. 5 is a waveform diagram showing an operation of the first configuration example of the plate electrode drive voltage generation circuit provided in the example of the embodiment of the ferroelectric memory of the present invention.

【図6】本発明の強誘電体メモリの実施の形態の一例が
設けるプレート電極駆動電圧発生回路の第2構成例を示
す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a second configuration example of a plate electrode drive voltage generating circuit provided in an example of an embodiment of a ferroelectric memory of the present invention.

【図7】本発明の強誘電体メモリの実施の形態の一例が
設けるプレート電極駆動電圧発生回路の第2構成例の動
作を示す波形図である。
FIG. 7 is a waveform chart showing an operation of a second configuration example of the plate electrode drive voltage generating circuit provided in the example of the embodiment of the ferroelectric memory of the present invention.

【図8】本発明の強誘電体メモリの実施の形態の一例が
設けるプレート電極駆動電圧発生回路の第3構成例を示
す回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a third configuration example of the plate electrode drive voltage generation circuit provided in the example of the embodiment of the ferroelectric memory of the present invention.

【図9】本発明の強誘電体メモリの実施の形態の一例が
設けるプレート電極駆動電圧発生回路の第3構成例の動
作を示す波形図である。
FIG. 9 is a waveform diagram showing an operation of a third configuration example of the plate electrode drive voltage generating circuit provided in the example of the embodiment of the ferroelectric memory of the present invention.

【図10】本発明の強誘電体メモリの実施の形態の一例
におけるメモリセルに対するデータの書込みを特定のメ
モリセルに対するデータの書込みを例にして説明するた
めの図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining writing of data to a memory cell in an example of an embodiment of a ferroelectric memory of the present invention by taking writing of data to a specific memory cell as an example.

【図11】本発明の強誘電体メモリの実施の形態の一例
におけるメモリセルに対するデータの書込みを特定のメ
モリセルに対するデータの書込みを例にして説明するた
めの図である。
FIG. 11 is a diagram for explaining writing of data to a memory cell in an example of an embodiment of a ferroelectric memory of the present invention by taking writing of data to a specific memory cell as an example.

【図12】本発明の強誘電体メモリの実施の形態の一例
におけるメモリセルからのデータの読出し方法(本発明
の強誘電体メモリにおけるデータの読出し方法の実施の
第1の形態)を特定のメモリセルからのデータの読出し
を例にして説明するための波形図である。
FIG. 12 specifies a method of reading data from a memory cell in the example of the embodiment of the ferroelectric memory of the present invention (first embodiment of the method of reading data in the ferroelectric memory of the present invention). FIG. 6 is a waveform diagram for explaining data reading from a memory cell as an example.

【図13】図12に示すメモリセルからのデータの読出
し方法を実行する場合において、強誘電体キャパシタに
「1」が書き込まれている場合におけるビット線の電圧
変化を説明するための図である。
13 is a diagram for explaining the voltage change of the bit line when "1" is written in the ferroelectric capacitor when the method of reading data from the memory cell shown in FIG. 12 is executed. .

【図14】図12に示すメモリセルからのデータの読出
し方法を実行する場合において、強誘電体キャパシタに
「0」が書き込まれている場合におけるビット線の電圧
変化を説明するための図である。
FIG. 14 is a diagram for explaining a voltage change of a bit line when “0” is written in the ferroelectric capacitor when the method of reading data from the memory cell shown in FIG. 12 is executed. .

【図15】本発明の強誘電体メモリの実施の形態の一例
において、データの再書込みを確実に行う方法を説明す
るための波形図である。
FIG. 15 is a waveform diagram for explaining a method for surely rewriting data in the example of the embodiment of the ferroelectric memory of the present invention.

【図16】本発明の強誘電体メモリの実施の形態の一例
における強誘電体キャパシタのプレート電極に印加する
電圧の好適な値を説明するための図である。
FIG. 16 is a diagram for explaining preferable values of the voltage applied to the plate electrode of the ferroelectric capacitor in the example of the embodiment of the ferroelectric memory of the present invention.

【図17】本発明の強誘電体メモリの実施の形態の一例
において、強誘電体キャパシタに印加する書込み電圧
と、データ読出し時、強誘電体キャパシタの蓄積電極と
プレート電極との間に印加される電圧と、強誘電体キャ
パシタの分極変化との関係を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing an example of an embodiment of a ferroelectric memory of the present invention, in which a write voltage applied to a ferroelectric capacitor and a storage capacitor and a plate electrode of the ferroelectric capacitor are applied at the time of data reading. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the voltage applied to the ferroelectric capacitor and the polarization change of the ferroelectric capacitor.

【図18】本発明の強誘電体メモリの実施の形態の一例
において、強誘電体キャパシタに印加する書込み電圧
と、データ読出し時、強誘電体キャパシタの蓄積電極と
プレート電極との間に印加される電圧と、強誘電体キャ
パシタの分極変化との関係を示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing an example of the embodiment of the ferroelectric memory of the present invention, in which the write voltage applied to the ferroelectric capacitor and the voltage applied between the storage electrode and the plate electrode of the ferroelectric capacitor at the time of data reading. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the voltage applied to the ferroelectric capacitor and the polarization change of the ferroelectric capacitor.

【図19】本発明の強誘電体メモリの実施の形態の一例
におけるメモリセルからのデータの他の読出し方法(本
発明の強誘電体メモリにおけるデータの読出し方法の実
施の第2の形態)を特定のメモリセルからのデータの読
出しを例にして説明するための波形図である。
FIG. 19 shows another method of reading data from a memory cell in the example of the embodiment of the ferroelectric memory of the present invention (second embodiment of the method of reading data in the ferroelectric memory of the present invention). FIG. 6 is a waveform diagram for explaining data reading from a specific memory cell as an example.

【図20】図19に示すメモリセルからのデータの読出
し方法を実行する場合において、強誘電体キャパシタに
「1」が書き込まれている場合におけるビット線の電圧
変化を説明するための図である。
20 is a diagram for explaining the voltage change of the bit line when "1" is written in the ferroelectric capacitor when the method of reading data from the memory cell shown in FIG. 19 is executed. .

【図21】図19に示すメモリセルからのデータの読出
し方法を実行する場合において、強誘電体キャパシタに
「0」が書き込まれている場合におけるビット線の電圧
変化を説明するための図である。
FIG. 21 is a diagram for explaining a voltage change of the bit line when “0” is written in the ferroelectric capacitor when the method of reading data from the memory cell shown in FIG. 19 is executed. .

【図22】図19に示すメモリセルからのデータの読出
し方法を実行する場合において、強誘電体キャパシタの
プレート電極に印加する電圧の好適な値を説明するため
の図である。
22 is a diagram for explaining a preferable value of the voltage applied to the plate electrode of the ferroelectric capacitor when the method of reading data from the memory cell shown in FIG. 19 is executed.

【図23】従来の強誘電体メモリの一例の要部を示す回
路図である。
FIG. 23 is a circuit diagram showing a main part of an example of a conventional ferroelectric memory.

【図24】図23に示す従来の強誘電体メモリにおける
メモリセルに対するデータの書込みを特定のメモリセル
に対するデータの書込みを例にして説明するための図で
ある。
FIG. 24 is a diagram for explaining writing of data to a memory cell in the conventional ferroelectric memory shown in FIG. 23 by taking an example of writing data to a specific memory cell.

【図25】図23に示す従来の強誘電体メモリにおける
メモリセルに対するデータの書込みを特定のメモリセル
に対するデータの書込みを例にして説明するための図で
ある。
FIG. 25 is a diagram for explaining writing of data to a memory cell in the conventional ferroelectric memory shown in FIG. 23 by taking data writing to a specific memory cell as an example.

【図26】図23に示す従来の強誘電体メモリにおける
メモリセルからのデータの読出し方法を特定のメモリセ
ルからのデータの読出しを例にして説明するための波形
図である。
FIG. 26 is a waveform diagram for explaining a method of reading data from a memory cell in the conventional ferroelectric memory shown in FIG. 23, taking data reading from a specific memory cell as an example.

【図27】図23に示す従来の強誘電体メモリにおける
メモリセルからのデータの読出し方法を特定のメモリセ
ルからのデータの読出しを例にして説明するための図で
ある。
FIG. 27 is a diagram for explaining a method of reading data from a memory cell in the conventional ferroelectric memory shown in FIG. 23, taking data reading from a specific memory cell as an example.

【図28】本発明に係わる強誘電体メモリの概略的な回
路構成例。
FIG. 28 is a schematic circuit configuration example of a ferroelectric memory according to the present invention.

【図29】強誘電体キャパシタのヒステリシス特性。FIG. 29 is a hysteresis characteristic of a ferroelectric capacitor.

【図30】読み出し動作のタイミングチャート。FIG. 30 is a timing chart of a read operation.

【図31】図28に示す回路における強誘電体キャパシ
タの読み出し時の分極変化を示す図。(A)は、プレー
ト線電圧の変化、(B)は、強誘電体キャパシタから論
理“1”が読み出される場合、(C)は、強誘電体キャ
パシタから論理“0”が読み出される場合。
FIG. 31 is a diagram showing polarization changes during reading of the ferroelectric capacitor in the circuit shown in FIG. 28. (A) is a change in plate line voltage, (B) is a case where a logic "1" is read from the ferroelectric capacitor, and (C) is a case where a logic "0" is read from the ferroelectric capacitor.

【図32】図31で示される動作において、ビット線の
電圧変化dVBLに対するビット線容量CBLの依存性を
示す図。
32 is a diagram showing the dependency of the bit line capacitance C BL on the voltage change dVBL of the bit line in the operation shown in FIG. 31.

【図33】ビット線容量CBLが1nFと8nFの場合の
分極の変化を示す図。(A)は、強誘電体キャパシタか
ら論理“1”が読み出される場合、(B)は、強誘電体
キャパシタから論理“0”が読み出される場合。
FIG. 33 is a diagram showing changes in polarization when the bit line capacitance C BL is 1 nF and 8 nF. (A) shows a case where a logic "1" is read from the ferroelectric capacitor, and (B) shows a case where a logic "0" is read from the ferroelectric capacitor.

【図34】電圧VHを2.65Vとした場合の、ビット
線電圧変化dVBLに対するビット線容量CBLの依存性
を示す図。
FIG. 34 is a diagram showing the dependency of the bit line capacitance C BL on the bit line voltage change dVBL when the voltage VH is set to 2.65V.

【図35】図34の動作条件における強誘電体キャパシ
タの分極変化を示す図。
FIG. 35 is a diagram showing changes in polarization of the ferroelectric capacitor under the operating conditions of FIG. 34.

【図36】電圧VL及びVHの出力回路の構成例。
(A)は内部降圧電源回路、(B)は、内部昇圧電源回
路。
FIG. 36 is a configuration example of an output circuit of voltages VL and VH.
(A) is an internal step-down power supply circuit, and (B) is an internal step-up power supply circuit.

【図37】強誘電体キャパシタの分極のヒステリシス特
性。
FIG. 37 is a hysteresis characteristic of polarization of a ferroelectric capacitor.

【図38】従来のダミーセルを有する強誘電体メモリの
構造例。
FIG. 38 is a structural example of a ferroelectric memory having a conventional dummy cell.

【図39】図38に示す強誘電体メモリの各線の電位変
化を示す図。
FIG. 39 is a diagram showing a potential change of each line of the ferroelectric memory shown in FIG.

【図40】メモリセル或いはダミーセルにおけるプレー
ト線の駆動電圧と、ビット線(BL或いは/BL)の電
位変化との関係を示す図。ただし、プレート線の駆動電
圧は、ユニット関数状に印加された場合。
FIG. 40 is a diagram showing a relationship between a drive voltage of a plate line and a potential change of a bit line (BL or / BL) in a memory cell or a dummy cell. However, the drive voltage of the plate line is applied in a unit function.

【図41】強誘電体キャパシタの反転疲労特性。FIG. 41 shows the inversion fatigue characteristics of the ferroelectric capacitor.

【図42】メモリセル或いはダミーセルにおけるプレー
ト線の駆動電圧と、ビット線(BL或いは/BL)の電
位変化との関係を示す図。ただし、プレート線の駆動電
圧は、矩形のパルス状に印加された場合。
FIG. 42 is a diagram showing a relationship between a drive voltage of a plate line and a potential change of a bit line (BL or / BL) in a memory cell or a dummy cell. However, when the plate line drive voltage is applied in the form of a rectangular pulse.

【図43】本発明に係わるダミーセルを有する強誘電体
メモリの構成例を示す図。
FIG. 43 is a diagram showing a configuration example of a ferroelectric memory having dummy cells according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

φWL ワード線駆動電圧 φPL プレート電極駆動電圧 1、2 メモリセル 3、4 強誘電体キャパシタ 5、6 セルトランジスタ 7、8 ダミーセル 9、10 強誘電体キャパシタ 11、12 セルトランジスタ 20 メモリセルアレイ 21 行デコーダ 22 ワード線駆動電圧発生回路 23 プレート電極駆動電圧発生回路 24 ワード・プレート・ドライバ列 25 センスアンプ列 26 列デコーダ 27 列選択ゲート列 29、30 メモリセル 31、32 強誘電体キャパシタ 33、34 セルトランジスタ 35 プリチャージ回路 36 プリチャージ電圧線 37 プリチャージ制御信号線 38〜40 nMOSトランジスタ 41 センスアンプ駆動電圧線 42 センスアンプ駆動電圧線 43 センスアンプ 44、45 pMOSトランジスタ 46、47 nMOSトランジスタ 48 列選択ゲート 49、50 nMOSトランジスタ 52 NAND回路 53 pMOSトランジスタ 54、55、56 nMOSトランジスタ 57 ノード 58 ワード・プレート・ドライバ 59 インバータ 60、61 nMOSトランジスタ 62 nMOSトランジスタ 63 nMOSトランジスタ 64、65 nMOSトランジスタ 67 NAND回路 68 インバータ 69 NOR回路 70 pMOSトランジスタ 71 nMOSトランジスタ 72 nMOSトランジスタ 74 反転遅延回路 75〜77 インバータ 78〜80 抵抗 81〜83 キャパシタ 84 NAND回路 85 インバータ 86 NOR回路 87 NOR回路 88 pMOSトランジスタ 89 nMOSトランジスタ 90 nMOSトランジスタ 92 NAND回路 93 インバータ 94 NOR回路 95 pMOSトランジスタ 96 nMOSトランジスタ 97 NAND回路 98 インバータ 99 NOR回路 100 pMOSトランジスタ 101 nMOSトランジスタ 102 NAND回路 103 nMOSトランジスタ 202 セルトランジスタ 204 強誘電体キャパシタ 206 センスアンプ 302 メモリセル 304 ダミーセル 306 強誘電体キャパシタ 308 キャパシタ φWL Word line drive voltage φPL Plate electrode drive voltage 1, 2 Memory cell 3, 4 Ferroelectric capacitor 5, 6 Cell transistor 7, 8 Dummy cell 9, 10 Ferroelectric capacitor 11, 12 Cell transistor 20 Memory cell array 21 Row decoder 22 Word line drive voltage generation circuit 23 Plate electrode drive voltage generation circuit 24 Word plate driver row 25 Sense amplifier row 26 Row decoder 27 Row selection gate row 29, 30 Memory cell 31, 32 Ferroelectric capacitor 33, 34 Cell transistor 35 Precharge circuit 36 Precharge voltage line 37 Precharge control signal line 38-40 nMOS transistor 41 Sense amplifier drive voltage line 42 Sense amplifier drive voltage line 43 Sense amplifier 44, 45 pMOS transistor 46, 4 7 nMOS Transistor 48 Column Select Gate 49, 50 nMOS Transistor 52 NAND Circuit 53 pMOS Transistor 54, 55, 56 nMOS Transistor 57 Node 58 Word Plate Driver 59 Inverter 60, 61 nMOS Transistor 62 nMOS Transistor 63 nMOS Transistor 64, 65 nMOS Transistor 67 NAND circuit 68 Inverter 69 NOR circuit 70 pMOS transistor 71 nMOS transistor 72 nMOS transistor 74 Inversion delay circuit 75-77 Inverter 78-80 Resistor 81-83 capacitor 84 NAND circuit 85 Inverter 86 NOR circuit 87 NOR circuit 88 pMOS transistor 89 nMOS Transistor 90 nMOS transistor 92 NAND circuit 93 inverter 94 NOR circuit 95 pMOS transistor 96 nMOS transistor 97 NAND circuit 98 inverter 99 NOR circuit 100 pMOS transistor 101 nMOS transistor 102 NAND circuit 103 nMOS transistor 202 cell transistor 204 ferroelectric capacitor 206 sense amplifier 302 memory cell 304 dummy cell 306 Ferroelectric capacitor 308 capacitor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/8242 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical indication location H01L 21/8242

Claims (40)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】強誘電体キャパシタを記憶媒体とするメモ
リセルを備える強誘電体メモリにおけるデータの読出し
方法であって、 (a)前記強誘電体キャパシタが電界の変化に対応して
分極を変化させるような、方向を逆とする第1、第2の
電界を前記強誘電体キャパシタに順次印加し、 (b)前記強誘電体キャパシタの分極の変化を検出する
ことにより、前記メモリセルが記憶するデータをデータ
線に読出す各段階を有することを特徴とする強誘電体メ
モリにおけるデータの読出し方法。
1. A method for reading data in a ferroelectric memory including a memory cell having a ferroelectric capacitor as a storage medium, comprising: (a) the ferroelectric capacitor changing polarization in response to a change in an electric field. The first and second electric fields having opposite directions are sequentially applied to the ferroelectric capacitor, and (b) the change in polarization of the ferroelectric capacitor is detected, whereby the memory cell is stored. The method for reading data in a ferroelectric memory is characterized in that it has respective steps of reading the data to be read to a data line.
【請求項2】第1の電荷入出力端をデータ線に接続され
た転送ゲートと、第1の電極を前記転送ゲートの第2の
電荷入出力端に接続され、第2の電極を駆動電圧線に接
続された強誘電体キャパシタとからなるメモリセルを備
える強誘電体メモリにおけるデータの読出し方法であっ
て、 (a)前記転送ゲートを非導通とし、 (b)前記データ線をプリチャージし、 (c)前記転送ゲートを導通とし、 (d)前記強誘電体キャパシタが電界の変化に対応して
分極を変化させるような、方向を逆とする第1、第2の
電界を前記強誘電体キャパシタに順次印加するための駆
動電圧を前記駆動電圧線を介して前記強誘電体キャパシ
タの第2の電極に印加し、 (e)前記メモリセルが記憶するデータを前記データ線
に読出す各段階を有することを特徴とする強誘電体メモ
リにおけるデータの読出し方法。
2. A transfer gate having a first charge input / output terminal connected to a data line, a first electrode connected to a second charge input / output terminal of the transfer gate, and a second electrode connected to a drive voltage. A method for reading data in a ferroelectric memory comprising a memory cell comprising a ferroelectric capacitor connected to a line, comprising: (a) making the transfer gate non-conductive; and (b) precharging the data line. , (C) the transfer gate is made conductive, and (d) the first and second electric fields having opposite directions such that the ferroelectric capacitor changes polarization in response to a change in electric field are applied to the ferroelectric. A drive voltage for sequentially applying to the body capacitor is applied to the second electrode of the ferroelectric capacitor via the drive voltage line, and (e) each of the data stored in the memory cell is read to the data line. Characterized by having stages Ferroelectric method of reading data in a memory.
【請求項3】第1の電荷入出力端を第1のデータ線に接
続され、第i(但し、i=1、3、・・・、2n−1)
のワード線により導通、非導通が制御される第iの転送
ゲートと、第1の電極を前記第iの転送ゲートの第2の
電荷入出力端に接続され、第2の電極を第iの駆動電圧
線に接続された第iの強誘電体キャパシタとからなる第
iのメモリセルと、第1の電荷入出力端を第2のデータ
線に接続され、第i+1のワード線により導通、非導通
が制御される第i+1の転送ゲートと、第1の電極を前
記第i+1の転送ゲートの第2の電荷入出力端に接続さ
れ、第2の電極を第i+1の駆動電圧線に接続された第
i+1の強誘電体キャパシタとからなる第i+1のメモ
リセルと、前記第1、第2のデータ線の電圧差を増幅す
るセンスアンプと、前記第1、第2のデータ線を選択す
る列選択ゲートとを備える強誘電体メモリにおけるデー
タの読出し方法であって、 (a)前記第1、第2、・・・、第2nの転送ゲートを
非導通とし、 (b)前記第1、第2のデータ線をプリチャージし、 (c)選択されたメモリセルの転送ゲートを導通とし、 (d)前記選択されたメモリセルの強誘電体キャパシタ
が電界の変化に対応して分極を変化させるような、方向
を逆とする第1、第2の電界を前記選択されたメモリセ
ルの強誘電体キャパシタに順次印加するための駆動電圧
を、選択された駆動電圧線を介して前記選択されたメモ
リセルの強誘電体キャパシタの第2の電極に印加し、 (e)前記選択されたメモリセルが記憶するデータを前
記第1、第2のデータ線のうちの対応するデータ線に読
出し、前記第1、第2のデータ線の電圧差を増幅する各
段階を有することを特徴とする強誘電体メモリにおける
データの読出し方法。
3. A first charge input / output terminal is connected to a first data line, and the i-th (where i = 1, 3, ..., 2n-1)
Connected to the second charge input / output terminal of the i-th transfer gate and the i-th transfer gate whose conduction / non-conduction is controlled by the second word line, and the second electrode is connected to the i-th transfer gate. An i-th memory cell including an i-th ferroelectric capacitor connected to a drive voltage line, a first charge input / output terminal connected to a second data line, and an i + 1th word line for conduction and non-conduction. The (i + 1) th transfer gate whose conduction is controlled and the first electrode are connected to the second charge input / output terminal of the (i + 1) th transfer gate, and the second electrode is connected to the (i + 1) th drive voltage line. An (i + 1) th memory cell composed of an (i + 1) th ferroelectric capacitor, a sense amplifier for amplifying a voltage difference between the first and second data lines, and a column selection for selecting the first and second data lines A method of reading data in a ferroelectric memory including a gate , (A) the first, second, ..., 2n transfer gates are made non-conductive, (b) the first and second data lines are precharged, and (c) selected The transfer gate of the memory cell is made conductive, and (d) first and second electric fields having opposite directions such that the ferroelectric capacitor of the selected memory cell changes polarization in response to a change in electric field. A driving voltage for sequentially applying to the ferroelectric capacitor of the selected memory cell is applied to the second electrode of the ferroelectric capacitor of the selected memory cell via the selected driving voltage line. (E) The data stored in the selected memory cell is read to the corresponding data line of the first and second data lines, and the voltage difference between the first and second data lines is amplified. In a ferroelectric memory characterized by having steps Data reading method.
【請求項4】前記第1の電界の強度は、データを書込む
場合に前記強誘電体キャパシタに印加した電界の強度よ
りも小さく、前記第2の電界の強度は、前記第1の電界
の強度よりも小さいことを特徴とする請求項1、2又は
3記載の強誘電体メモリにおけるデータの読出し方法。
4. The strength of the first electric field is smaller than the strength of the electric field applied to the ferroelectric capacitor when writing data, and the strength of the second electric field is smaller than that of the first electric field. 4. The method of reading data in a ferroelectric memory according to claim 1, wherein the intensity is smaller than the intensity.
【請求項5】データの再書込み時、前記強誘電体キャパ
シタが電界の変化に対応して分極を変化させるような、
方向を逆とする、かつ、それぞれ、その強度を前記第
1、第2の電界の強度よりも大とする第3、第4の電界
を前記強誘電体キャパシタに順次印加することを特徴と
する請求項1、2、3又は4記載の強誘電体メモリにお
けるデータの読出し方法。
5. When rewriting data, the ferroelectric capacitor changes polarization in response to a change in electric field,
It is characterized in that third and fourth electric fields having opposite directions and having strengths higher than those of the first and second electric fields are sequentially applied to the ferroelectric capacitor. A method of reading data in the ferroelectric memory according to claim 1, 2, 3, or 4.
【請求項6】前記第1、第2の電界は、前記強誘電体キ
ャパシタに論理1が書き込まれている場合の読出しマー
ジンと、前記強誘電体キャパシタに論理0が書き込まれ
ている場合の読出しマージンとが同一ないし略同一とな
るような強度とされることを特徴とする請求項1、2、
3、4又は5記載の強誘電体メモリにおけるデータの読
出し方法。
6. The first and second electric fields are a read margin when a logic 1 is written in the ferroelectric capacitor and a read margin when a logic 0 is written in the ferroelectric capacitor. The strength is set such that the margin is the same or substantially the same.
6. A method of reading data in a ferroelectric memory according to 3, 4, or 5.
【請求項7】前記データ線のプリチャージ電圧は、内部
電源電圧の2分の1ないし略2分の1の電圧であること
を特徴とする請求項2、3、4、5又は6記載の強誘電
体メモリにおけるデータの読出し方法。
7. The precharge voltage of the data line is a voltage which is ½ to approximately ½ of the internal power supply voltage. Data read method in ferroelectric memory.
【請求項8】強誘電体キャパシタを記憶媒体とするメモ
リセルを備える強誘電体メモリにおいて、 前記強誘電体キャパシタが電界の変化に対応して分極を
変化させるような、方向を逆とする第1、第2の電界を
前記強誘電体キャパシタに順次印加する印加手段と、 前記強誘電体キャパシタの分極の変化を検出することに
より、前記強誘電体キャパシタが記憶するデータをデー
タ線に読出すデータ読出し手段とを備えていることを特
徴とする強誘電体メモリ。
8. A ferroelectric memory including a memory cell having a ferroelectric capacitor as a storage medium, wherein the ferroelectric capacitor changes its polarization in response to a change in an electric field. Application means for sequentially applying first and second electric fields to the ferroelectric capacitor, and by detecting a change in polarization of the ferroelectric capacitor, data stored in the ferroelectric capacitor is read to a data line. A ferroelectric memory comprising a data reading means.
【請求項9】第1の電荷入出力端をデータ線に接続され
た転送ゲートと、第1の電極を前記転送ゲートの第2の
電荷入出力端に接続され、第2の電極を駆動電圧線に接
続された強誘電体キャパシタとからなるメモリセルと、 前記データ線をプリチャージするプリチャージ手段と、 前記転送ゲートを非導通とし、前記プリチャージ手段に
より前記データ線をプリチャージした後、前記転送ゲー
トを導通とした状態の下で、前記強誘電体キャパシタが
電界の変化に対応して分極を変化させるような、方向を
逆とする第1、第2の電界を前記強誘電体キャパシタに
順次印加するための駆動電圧を前記駆動電圧線を介して
前記強誘電体キャパシタの第2の電極に印加する駆動電
圧供給手段とを備え、前記転送ゲートを非導通として、
前記データ線をプリチャージした後、前記転送ゲートを
導通とし、前記第1、第2の電界を前記強誘電体キャパ
シタに順次印加することにより、前記メモリセルが記憶
するデータを前記データ線に読出すように構成されてい
ることを特徴とする強誘電体メモリ。
9. A transfer gate having a first charge input / output terminal connected to a data line, a first electrode connected to a second charge input / output terminal of the transfer gate, and a second electrode connected to a drive voltage. A memory cell consisting of a ferroelectric capacitor connected to a line, a precharge means for precharging the data line, a non-conduction of the transfer gate, and precharging the data line by the precharge means, Under the condition that the transfer gate is made conductive, first and second electric fields having opposite directions such that the ferroelectric capacitor changes polarization in response to a change in electric field are applied to the ferroelectric capacitor. Drive voltage supply means for applying a drive voltage for sequentially applying to the second electrode of the ferroelectric capacitor via the drive voltage line, and the transfer gate is made non-conductive.
After precharging the data line, the transfer gate is made conductive, and the first and second electric fields are sequentially applied to the ferroelectric capacitor to read the data stored in the memory cell to the data line. A ferroelectric memory characterized by being configured to emit.
【請求項10】第1の電荷入出力端を第1のデータ線に
接続され、第i(但し、i=1、3、・・・、2n−
1)のワード線により導通、非導通が制御される第iの
転送ゲートと、第1の電極を前記第iの転送ゲートの第
2の電荷入出力端に接続され、第2の電極を第iの駆動
電圧線に接続された第iの強誘電体キャパシタとからな
る第iのメモリセルと、 第1の電荷入出力端を第2のデータ線に接続され、第i
+1のワード線により導通、非導通が制御される第i+
1の転送ゲートと、第1の電極を前記第i+1の転送ゲ
ートの第2の電荷入出力端に接続され、第2の電極を第
i+1の駆動電圧線に接続された第i+1の強誘電体キ
ャパシタとからなる第i+1のメモリセルと、 前記第1、第2のデータ線の電圧差を増幅するセンスア
ンプと、 前記第1、第2のデータ線を選択する列選択ゲートとを
備える強誘電体メモリにおいて、前記第1、第2のデー
タ線をプリチャージするプリチャージ手段と、 前記第1、第2、・・・、第2nの転送ゲートを非導通
とし、前記プリチャージ手段により前記第1、第2のデ
ータ線をプリチャージした後、選択されたメモリセルの
転送ゲートを導通とした状態の下で、前記選択されたメ
モリセルの強誘電体キャパシタが電界の変化に対応して
分極を変化させるような、方向を逆とする第1、第2の
電界を前記選択されたメモリセルの強誘電体キャパシタ
に順次印加するための駆動電圧を、選択された駆動電圧
線を介して前記選択されたメモリセルの強誘電体キャパ
シタの第2の電極に印加する駆動電圧供給手段とを備
え、前記第1、第2、・・・、第2nの転送ゲートを非
導通として、前記第1、第2のデータ線をプリチャージ
した後、前記選択された転送ゲートを導通とし、前記第
1、第2の電界を前記選択されたメモリセルの強誘電体
キャパシタに順次印加することにより、前記選択された
メモリセルが記憶するデータを対応するデータ線に読出
し、前記第1、第2のデータ線の電圧差を増幅するよう
に構成されていることを特徴とする強誘電体メモリ。
10. A first charge input / output terminal is connected to a first data line, and the i-th (where i = 1, 3, ..., 2n−
1) The i-th transfer gate whose conduction / non-conduction is controlled by the word line and the first electrode are connected to the second charge input / output terminal of the i-th transfer gate, and the second electrode is connected to the second electrode. An i-th memory cell including an i-th ferroelectric capacitor connected to an i-drive voltage line and a first charge input / output terminal connected to a second data line,
I + th, whose conduction and non-conduction are controlled by the +1 word line
No. 1 transfer gate and the first electrode are connected to the second charge input / output terminal of the (i + 1) th transfer gate, and the second electrode is connected to the (i + 1) th drive voltage line. A ferroelectric including an (i + 1) th memory cell including a capacitor, a sense amplifier that amplifies a voltage difference between the first and second data lines, and a column selection gate that selects the first and second data lines. In the body memory, the precharge means for precharging the first and second data lines and the transfer gates for the first, second, ... After precharging the first and second data lines, the ferroelectric capacitor of the selected memory cell is polarized in response to the change of the electric field under the condition that the transfer gate of the selected memory cell is made conductive. Like to change A driving voltage for sequentially applying first and second electric fields having opposite directions to the ferroelectric capacitors of the selected memory cell is applied to the selected memory cell via the selected driving voltage line. Drive voltage supply means for applying to the second electrode of the ferroelectric capacitor, the first, second, ..., 2n transfer gates are made non-conductive, and the first and second data lines are provided. After precharging, the selected transfer gate is made conductive, and the first and second electric fields are sequentially applied to the ferroelectric capacitors of the selected memory cell, whereby the selected memory cell is A ferroelectric memory, which is configured to read data to be stored on a corresponding data line and amplify a voltage difference between the first and second data lines.
【請求項11】前記駆動電圧は、前記第1の電界の強度
がデータを書込む場合に前記強誘電体キャパシタに印加
した電界の強度よりも小さく、前記第2の電界の強度が
前記第1の電界の強度よりも小さくなるような電圧であ
ることを特徴とする請求項9又は10記載の強誘電体メ
モリ。
11. The driving voltage is smaller than the strength of the electric field applied to the ferroelectric capacitor when writing the data, and the strength of the second electric field is the first electric field. 11. The ferroelectric memory according to claim 9 or 10, wherein the voltage is smaller than the strength of the electric field.
【請求項12】前記駆動電圧供給手段は、データの再書
込み時、前記強誘電体キャパシタが電界の変化に対応し
て分極を変化させるような、方向を逆とする、かつ、そ
れぞれ、その強度を前記第1、第2の電界の強度よりも
大とする第3、第4の電界を前記強誘電体キャパシタに
順次印加するための駆動電圧を供給するように構成され
ていることを特徴とする請求項9、10又は11記載の
強誘電体メモリ。
12. The drive voltage supply means reverses the direction so that the ferroelectric capacitor changes polarization in response to a change in an electric field at the time of rewriting data, and the strengths thereof are respectively reversed. Is configured to supply a drive voltage for sequentially applying a third electric field and a fourth electric field, which are higher than the strengths of the first electric field and the second electric field, to the ferroelectric capacitor. The ferroelectric memory according to claim 9, 10 or 11.
【請求項13】前記駆動電圧供給手段は、前記強誘電体
キャパシタに論理1が書き込まれている場合の読出しマ
ージンと、前記強誘電体キャパシタに論理0が書き込ま
れている場合の読出しマージンとが同一ないし略同一と
なるような駆動電圧を供給するように構成されているこ
とを特徴とする請求項9、10、11又は又は12記載
の強誘電体メモリ。
13. The drive voltage supply means has a read margin when a logic 1 is written in the ferroelectric capacitor and a read margin when a logic 0 is written in the ferroelectric capacitor. 13. The ferroelectric memory according to claim 9, wherein the ferroelectric memory is configured to supply drive voltages that are the same or substantially the same.
【請求項14】前記プリチャージ手段は、前記データ線
を内部電源電圧の2分の1ないし略2分の1の電圧にプ
リチャージすることを特徴とする請求項9、10、1
1、12又は13記載の強誘電体メモリ。
14. The precharge means precharges the data line to a voltage that is ½ to approximately ½ of the internal power supply voltage.
The ferroelectric memory according to 1, 12, or 13.
【請求項15】前記データ線の寄生容量CBLは、論理1
及び論理0のデータを読み出す時に前記データ線に現れ
る電位差が実質的に最大となる値以下に設定されている
ことを特徴とする請求項1又は2記載の強誘電体メモリ
におけるデータ読出し方法。
15. The parasitic capacitance C BL of the data line has a logic 1
3. The method of reading data in a ferroelectric memory according to claim 1, wherein the potential difference appearing on the data line when reading data of logic 0 is set to a value that is substantially the maximum or less.
【請求項16】前記第1のデータ線の寄生容量CBLは、
論理1及び論理0のデータを読み出す時に前記データ線
に現れる電位差が実質的に最大となる値以下に設定され
ていることを特徴とする請求項3記載の強誘電体メモリ
におけるデータ読出し方法。
16. The parasitic capacitance C BL of the first data line is
4. The method of reading data in a ferroelectric memory according to claim 3, wherein the potential difference appearing on the data line when reading data of logic 1 and logic 0 is set to a value that is substantially the maximum or less.
【請求項17】前記第1、第2の電界のうち一方は、内
部の電源電圧より大きく、読出し時に前記データ線に現
れる電圧が増加することを特徴とする請求項15又は1
6記載の強誘電体メモリにおけるデータの読出し方法。
17. The one of the first and second electric fields is higher than the internal power supply voltage, and the voltage appearing on the data line at the time of reading increases.
7. A method of reading data in a ferroelectric memory according to item 6.
【請求項18】前記強誘電体キャパシタは、Pb(Z
r,Ti)O3 を含み、前記データ線の寄生容量CBL
前記強誘電体キャパシタの容量PrSとの比は、実質的
に 0.5 [V-1] <(CBL [F] /PrS [C] )<2 [V-1] なる関係を有することを特徴とする請求項17記載の強
誘電体メモリにおけるデータの読出し方法。
18. The ferroelectric capacitor comprises Pb (Z
The ratio of the parasitic capacitance C BL of the data line to the capacitance PrS of the ferroelectric capacitor, including r, Ti) O 3 , is substantially 0.5 [V −1 ] <(C BL [F] / 18. The method of reading data in a ferroelectric memory according to claim 17, wherein the relationship PrS [C]) <2 [V -1 ] is satisfied.
【請求項19】前記データ線の寄生容量CBLは、論理1
及び論理0のデータを読み出す時に前記データ線に現れ
る電位差が実質的に最大となる値以下に設定されている
ことを特徴とする請求項8又は9記載の強誘電体メモ
リ。
19. The parasitic capacitance C BL of the data line has a logic 1
10. The ferroelectric memory according to claim 8 or 9, wherein the potential difference appearing on the data line when data of logic 0 is read is set to a value that is substantially the maximum or less.
【請求項20】前記第1のデータ線の寄生容量CBLは、
論理1及び論理0のデータを読み出す時に前記データ線
に現れる電位差が実質的に最大となる値以下に設定され
ていることを特徴とする請求項10記載の強誘電体メモ
リ。
20. The parasitic capacitance C BL of the first data line is
11. The ferroelectric memory according to claim 10, wherein the potential difference appearing on the data line when reading data of logic 1 and logic 0 is set to a value that is substantially the maximum or less.
【請求項21】前記第1、第2の電界のうち一方は、内
部の電源電圧より大きく、読出し時に前記データ線に現
れる電圧が増加することを特徴とする請求項19又は2
0記載の強誘電体メモリ。
21. One of the first and second electric fields is higher than an internal power supply voltage, and the voltage appearing on the data line at the time of reading increases.
0. The ferroelectric memory described in 0.
【請求項22】前記強誘電体キャパシタは、Pb(Z
r,Ti)O3 を含み、前記データ線の寄生容量CBL
前記強誘電体キャパシタの容量PrSとの比は、実質的
に 0.5 [V-1] <(CBL [F] /PrS [C] )<2 [V-1] なる関係を有することを特徴とする請求項21記載の強
誘電体メモリ。
22. The ferroelectric capacitor comprises Pb (Z
The ratio of the parasitic capacitance C BL of the data line to the capacitance PrS of the ferroelectric capacitor, including r, Ti) O 3 , is substantially 0.5 [V −1 ] <(C BL [F] / 22. The ferroelectric memory according to claim 21, having a relationship of PrS [C]) <2 [V -1 ].
【請求項23】強誘電体キャパシタを記憶媒体とするメ
モリセルと強誘電体キャパシタを有するダミーセルとを
備え、前記メモリセルの強誘電体キャパシタの分極の向
きによってデータが記憶される強誘電体メモリにおける
データの読出し方法であって、 (a)前記メモリセルの強誘電体キャパシタに第1の駆
動電圧を印加し、 (b)前記メモリセルが記憶するデータに応じてデータ
線に第1及び第2の電圧のうち一方を発生し、 (c)前記ダミーセルの強誘電体キャパシタに前記第1
の駆動電圧よりも低い第2の駆動電圧を印加して参照電
位を発生し、 (d)前記段階(b)において発生した前記第1及び第
2の電圧を前記参照電位を基に識別して前記データを読
出す各段階を有することを特徴とする強誘電体メモリに
おけるデータの読出し方法。
23. A ferroelectric memory comprising a memory cell having a ferroelectric capacitor as a storage medium and a dummy cell having a ferroelectric capacitor, wherein data is stored according to a polarization direction of the ferroelectric capacitor of the memory cell. (A) applying a first drive voltage to a ferroelectric capacitor of the memory cell, and (b) first and second data lines according to the data stored in the memory cell. One of the two voltages is generated, and (c) the first capacitor is applied to the ferroelectric capacitor of the dummy cell.
A second driving voltage lower than the driving voltage is applied to generate a reference potential, and (d) the first and second voltages generated in the step (b) are discriminated based on the reference potential. A method of reading data in a ferroelectric memory, comprising the steps of reading the data.
【請求項24】前記段階(c)は、前記第1及び第2の
電圧の間に前記参照電位が発生するように、前記ダミー
セルの前記第2の駆動電圧を設定する段階(c−1)を
含むことを特徴とする請求項23記載の強誘電体メモリ
におけるデータの読出し方法。
24. The step (c) includes the step (c-1) of setting the second drive voltage of the dummy cell so that the reference potential is generated between the first and second voltages. 24. The method of reading data in a ferroelectric memory according to claim 23, comprising:
【請求項25】前記段階(c)は、前記ダミーセルの前
記第2の駆動電圧を必要最小限の値に設定する段階(c
−2)を含むことを特徴とする請求項23又は24記載
の強誘電体メモリにおけるデータの読出し方法。
25. The step (c) includes the step (c) of setting the second drive voltage of the dummy cell to a necessary minimum value.
25. The method of reading data in a ferroelectric memory according to claim 23, further comprising: -2).
【請求項26】前記段階(c)は、前記ダミーセルの強
誘電体キャパシタに前記第2の駆動電圧を印加し、所定
期間後、前記第2の駆動電圧の供給を停止する段階(c
−3)を含み、前記段階(d)は、前記段階(c)の後
に行なわれることを特徴とする請求項23乃至25のう
ちいずれか1項記載の強誘電体メモリにおけるデータの
読出し方法。
26. The step (c) is a step (c) of applying the second drive voltage to the ferroelectric capacitor of the dummy cell and stopping the supply of the second drive voltage after a predetermined period.
26. The method of reading data in a ferroelectric memory according to claim 23, further comprising: -3), wherein the step (d) is performed after the step (c).
【請求項27】前記メモリセルと前記ダミーセルを並列
に配列し、同一電源で駆動させることを特徴とする請求
項23乃至25のうちいずれか1項記載の強誘電体メモ
リにおけるデータの読出し方法。
27. The method of reading data in a ferroelectric memory according to claim 23, wherein the memory cells and the dummy cells are arranged in parallel and driven by the same power source.
【請求項28】前記ダミーセルの強誘電体キャパシタに
直列にキャパシタを接続し、該キャパシタによって前記
強誘電体キャパシタに印加する前記第2の駆動電圧を調
整することを特徴とする請求項27記載の強誘電体メモ
リにおけるデータの読出し方法。
28. The ferroelectric capacitor of the dummy cell is connected in series with a capacitor, and the second drive voltage applied to the ferroelectric capacitor is adjusted by the capacitor. Data read method in ferroelectric memory.
【請求項29】前記ダミーセルの強誘電体キャパシタに
直列に接続したキャパシタは、強誘電体キャパシタで構
成されていることを特徴とする請求項28記載の強誘電
体メモリにおけるデータの読出し方法。
29. The method of reading data in a ferroelectric memory according to claim 28, wherein the capacitor connected in series to the ferroelectric capacitor of the dummy cell is composed of a ferroelectric capacitor.
【請求項30】前記ダミーセルの強誘電体キャパシタに
直列に抵抗を接続し、該抵抗によって前記強誘電体キャ
パシタに印加する前記第2の駆動電圧を調整することを
特徴とする請求項27記載の強誘電体メモリにおけるデ
ータの読出し方法。
30. The resistance is connected in series to the ferroelectric capacitor of the dummy cell, and the second drive voltage applied to the ferroelectric capacitor is adjusted by the resistance. Data read method in ferroelectric memory.
【請求項31】強誘電体キャパシタを記憶媒体とするメ
モリセルと強誘電体キャパシタを有するダミーセルとを
備え、前記メモリセルの強誘電体キャパシタの分極の向
きによってデータが記憶され、読出し時には前記データ
に応じてデータ線に第1及び第2の電圧のうち一方が発
生される強誘電体メモリであって、 前記メモリセルの強誘電体キャパシタに第1の駆動電圧
を印加する第1の手段と、 前記ダミーセルの強誘電体キャパシタに前記第1の駆動
電圧よりも低い第2の駆動電圧を印加して参照電位を発
生する第2の手段と、 データの読出し時に発生した前記第1及び第2の電圧を
前記参照電位を基に識別して前記データを読出す第3の
手段とを有することを特徴とする強誘電体メモリ。
31. A memory cell having a ferroelectric capacitor as a storage medium, and a dummy cell having a ferroelectric capacitor, wherein data is stored according to a polarization direction of the ferroelectric capacitor of the memory cell, and the data is stored at the time of reading. A ferroelectric memory in which one of a first voltage and a second voltage is generated in a data line in accordance with the above, and a first means for applying a first drive voltage to a ferroelectric capacitor of the memory cell. Second means for applying a second drive voltage lower than the first drive voltage to the ferroelectric capacitor of the dummy cell to generate a reference potential, and the first and second means generated at the time of reading data. And a third means for reading out the data by discriminating the voltage of 1 based on the reference potential.
【請求項32】前記ダミーセルの前記第2の駆動電圧
は、前記第1及び第2の電圧の間に前記参照電位が発生
するように設定されていることを特徴とする請求項31
記載の強誘電体メモリ。
32. The second drive voltage of the dummy cell is set so that the reference potential is generated between the first voltage and the second voltage.
The ferroelectric memory described.
【請求項33】前記ダミーセルの前記第2の駆動電圧
は、必要最小限の値に設定されていることを特徴とする
請求項31又は32記載の強誘電体メモリ。
33. The ferroelectric memory according to claim 31, wherein the second drive voltage of the dummy cell is set to a necessary minimum value.
【請求項34】前記第2の駆動電圧が前記ダミーセルの
強誘電体キャパシタに印加され、所定期間後、前記第2
の駆動電圧の供給が停止され、その後に、前記データの
読出しが行なわれることを特徴とする請求項31乃至3
3のうちいずれか1項記載の強誘電体メモリ。
34. The second drive voltage is applied to a ferroelectric capacitor of the dummy cell, and after a predetermined period of time, the second drive voltage is applied to the second capacitor.
4. The supply of the drive voltage according to claim 1 is stopped, and then the data is read out.
3. The ferroelectric memory according to any one of 3.
【請求項35】前記メモリセルと前記ダミーセルが並列
に配列され、同一電源で駆動されていることを特徴とす
る請求項31乃至34のうちいずれか1項記載の強誘電
体メモリ。
35. The ferroelectric memory according to claim 31, wherein the memory cells and the dummy cells are arranged in parallel and are driven by the same power source.
【請求項36】前記ダミーセルの強誘電体キャパシタに
直列に接続されたキャパシタを有し、、該キャパシタに
よって前記強誘電体キャパシタに印加される前記第2の
駆動電圧が調整されることを特徴とする請求項35記載
の強誘電体メモリ。
36. A capacitor connected in series to a ferroelectric capacitor of the dummy cell, wherein the second drive voltage applied to the ferroelectric capacitor is adjusted by the capacitor. 36. The ferroelectric memory according to claim 35.
【請求項37】前記ダミーセルの強誘電体キャパシタに
直列に接続したキャパシタは、強誘電体キャパシタで構
成されていることを特徴とする請求項36記載の強誘電
体メモリ。
37. The ferroelectric memory according to claim 36, wherein the capacitor connected in series to the ferroelectric capacitor of the dummy cell is composed of a ferroelectric capacitor.
【請求項38】前記ダミーセルの強誘電体キャパシタに
直列に接続された抵抗を有し、該抵抗によって前記強誘
電体キャパシタに印加される前記第2の駆動電圧が調整
されることを特徴とする請求項35記載の強誘電体メモ
リ。
38. A resistor connected in series to the ferroelectric capacitor of the dummy cell, wherein the second drive voltage applied to the ferroelectric capacitor is adjusted by the resistor. The ferroelectric memory according to claim 35.
【請求項39】強誘電体キャパシタを用い、通常使用時
には実質的にDRAMモードとして動作し、電源を切断
した時には前記強誘電体キャパシタの残留分極によって
データを保持する不揮発性強誘電体メモリにおけるデー
タの読出し方法であって、 (a)電源を投入した時に、プレート電極及びビット線
の電位を実質的に内部電源電圧(Vcc)の2分の1に
設定し、 (b)前記プレート電極の電位をVcc/2→(Vcc
/2+Vα)→(Vcc/2−Vβ)→Vcc/2、
(但し、Vα及びVβは、第1及び第2の所定の電圧)
の順に変化させる段階を含み、電源を投入したとき、前
記データが残留分極からDRAMモードで情報を保持す
る蓄積電荷へ変換されることを特徴とする強誘電体メモ
リにおけるデータの読出し方法。
39. Data in a non-volatile ferroelectric memory that uses a ferroelectric capacitor and operates substantially in a DRAM mode during normal use, and retains data by remanent polarization of the ferroelectric capacitor when the power is cut off. (A) When the power is turned on, the potential of the plate electrode and the bit line is set to substantially one half of the internal power supply voltage (Vcc), and (b) the potential of the plate electrode. To Vcc / 2 → (Vcc
/ 2 + Vα) → (Vcc / 2−Vβ) → Vcc / 2,
(However, Vα and Vβ are first and second predetermined voltages)
The method for reading data in a ferroelectric memory is characterized in that the data is converted from remanent polarization into accumulated charges that retain information in a DRAM mode when the power is turned on.
【請求項40】強誘電体キャパシタを用い、通常使用時
には実質的にDRAMモードとして動作し、電源を切断
した時には前記強誘電体キャパシタの残留分極によって
データを保持する不揮発性強誘電体メモリであって、 電源を投入した時に、プレート電極及びビット線の電位
を実質的に内部電源電圧(Vcc)の2分の1に設定す
る第1の電圧設定手段と、 前記プレート電極の電位をVcc/2→(Vcc/2+
Vα)→(Vcc/2−Vβ)→Vcc/2、(但し、
Vα及びVβは、第1及び第2の所定の電圧)の順に変
化させる第2の電圧設定手段とを含み、電源を投入した
とき、前記データが残留分極からDRAMモードで情報
を保持する蓄積電荷へ変換されることを特徴とする不揮
発性強誘電体メモリ。
40. A non-volatile ferroelectric memory which uses a ferroelectric capacitor, operates substantially in a DRAM mode during normal use, and retains data by residual polarization of the ferroelectric capacitor when the power is cut off. Then, when the power is turned on, a first voltage setting means for setting the potentials of the plate electrode and the bit line to substantially one half of the internal power supply voltage (Vcc), and the potential of the plate electrode is Vcc / 2. → (Vcc / 2 +
Vα) → (Vcc / 2−Vβ) → Vcc / 2, (however,
Vα and Vβ include a second voltage setting unit that changes in the order of first and second predetermined voltages), and when the power is turned on, the accumulated charge that holds the information in the DRAM mode from the remnant polarization of the data. A nonvolatile ferroelectric memory characterized by being converted into.
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