KR100713063B1 - Apparatus for generating reference voltage in ferroelectric memory device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 강유전체 메모리 소자를 장시간 고온에서 보관한 뒤에도 안정적인 기준 전압을 발생하여 소자의 신뢰도를 높일 수 있는 강유전체 메모리 소자의 기준 전압 발생 장치를 제공하기 위한 것으로, 이를 위해 본 발명은 강유전체 메모리 소자의 기준 전압 발생 장치에 있어서, 제1 부비트라인 및 제1 스토리지 노드 사이에 연결되며, 게이트가 기준워드라인에 연결되는 제1 스위칭 트랜지스터; 상기 제1 스토리지 노드 및 기준플레이트라인 사이에 연결되되, 항상 제1 레벨의 데이터를 저장하는 저장용 제1 강유전체 커패시터; 및 상기 제1 스토리지 노드 및 제1 기준초기화라인 사이에 연결되며, 게이트가 기준초기화제어라인에 연결되는 제2 스위칭 트랜지스터를 구비한 제1 기준셀; 및 제2 부비트라인 및 제2 스토리지 노드 사이에 연결되며, 게이트가 상기 기준워드라인에 연결되는 제3 스위칭 트랜지스터; 상기 제2 스토리지 노드 및 상기 기준플레이트라인 사이에 연결되되, 항상 제2 레벨의 데이터를 저장하는 저장용 제2 강유전체 커패시터; 및 상기 제2 스토리지 노드 및 제2 기준초기화라인 사이에 연결되며, 게이트가 상기 기준초기화제어라인에 연결되는 제4 스위칭 트랜지스터를 구비한 제2 기준셀을 포함한다.
The present invention is to provide a reference voltage generator of a ferroelectric memory device that can increase the reliability of the device by generating a stable reference voltage even after the ferroelectric memory device is stored at a high temperature for a long time, and the present invention provides a reference of the ferroelectric memory device 12. A voltage generating device comprising: a first switching transistor connected between a first sub bit line and a first storage node and having a gate connected to a reference word line; A first ferroelectric capacitor for storage connected between the first storage node and the reference plate line and always storing a first level of data; And a first reference cell connected between the first storage node and the first reference initialization line and having a second switching transistor connected at a gate thereof to the reference initialization control line. And a third switching transistor connected between the second sub bit line and the second storage node and having a gate connected to the reference word line. A second ferroelectric capacitor for storage connected between the second storage node and the reference plate line and always storing a second level of data; And a second reference cell connected between the second storage node and the second reference initialization line, the second reference cell having a fourth switching transistor having a gate connected to the reference initialization control line.

강유전체 메모리 소자, 강유전체 커패시터, 분극 완화 현상, 기준 전압 발생 장치, 기준 전압Ferroelectric memory device, ferroelectric capacitor, polarization relaxation phenomenon, reference voltage generator, reference voltage

Description

강유전체 메모리 소자의 기준 전압 발생 장치{APPARATUS FOR GENERATING REFERENCE VOLTAGE IN FERROELECTRIC MEMORY DEVICE} Reference voltage generator for ferroelectric memory devices {APPARATUS FOR GENERATING REFERENCE VOLTAGE IN FERROELECTRIC MEMORY DEVICE}             

도 1은 강유전체 커패시터의 특성을 나타내는 전기장-분극의 이력 곡선 그래프.1 is a hysteresis curve graph of the electric field-polarization characterizing a ferroelectric capacitor.

도 2는 강유전체 커패시터를 사용한 강유전체 메모리 소자의 기본셀에 대한 회로도.2 is a circuit diagram of a basic cell of a ferroelectric memory device using a ferroelectric capacitor.

도 3은 종래 기술에 따른 기준 전압 발생 장치의 회로도.3 is a circuit diagram of a reference voltage generator according to the prior art.

도 4는 분극 완화에 의해 변환된 전기장-분극의 이력 곡선 그래프.4 is a hysteresis curve graph of electric field-polarization converted by polarization relaxation.

도 5a는 분극 완화 현상에 의해 기준셀 내 강유전체 커패시터의 P"1"과 P"0"의 절대값이 감소된 분극의 위치를 도시한 이력 곡선 그래프.5A is a hysteresis curve graph showing the positions of polarizations in which the absolute values of P "1" and P "0" of the ferroelectric capacitor in the reference cell are reduced by polarization relaxation phenomenon.

도 5b는 손실된 분극을 회복시키기 위하여 기준셀의 강유전체 커패시터에 소정 전압을 인가하였을 때의 분극 위치를 도시한 이력 곡선 그래프.Fig. 5B is a hysteresis curve graph showing the polarization position when a predetermined voltage is applied to the ferroelectric capacitor of the reference cell to recover the lost polarization.

도 5c는 기준셀의 구동 시점에서 손실된 분극이 회복된 분극 위치를 도시한 이력 곡선 그래프.5C is a hysteresis curve graph showing the polarization position at which the polarization lost at the time of driving the reference cell is recovered.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 기준 전압 발생 장치의 회로도.
6 is a circuit diagram of a reference voltage generator according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명* Description of the main parts of the drawing

N1, N2, N3, N4 : 스위칭 트랜지스터N1, N2, N3, N4: switching transistor

FC1, FC2 : 정보저장용 강유전체 커패시터FC1, FC2: Ferroelectric Capacitors for Data Storage

200, 220 : 기준셀
200, 220: reference cell

본 발명은 강유전체 커패시터 메모리 셀을 사용한 비휘발성 강유전체 반도체 메모리 소자에 관한 것으로서, 특히 저장된 정보의 '읽기' 시 감지 증폭 동작의 기준 전압이 되는 기준 전압을 발생하기 위한 기준 전압 발생 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a nonvolatile ferroelectric semiconductor memory device using a ferroelectric capacitor memory cell, and more particularly, to a reference voltage generator for generating a reference voltage which becomes a reference voltage of a sense amplification operation upon 'reading' stored information.

도 1은 강유전체 커패시터의 특성을 나타내는 전기장-분극의 이력 곡선으로서, 강유전체 커패시터는 양단의 전압이 "0"V 일 때 잔류 분극이 존재함으로써 분극 방향에 따라 각각 "1" 및 "0"으로 정의하여 2진 형태의 데이터를 저장할 수 있다. 이러한 특성을 이용하여 강유전체 커패시터는 비휘발성 메모리 소자의 기억수단으로 이용된다.1 is a hysteresis curve of an electric field-polarization characterizing a ferroelectric capacitor. The ferroelectric capacitor is defined as "1" and "0" according to the polarization direction because residual polarization exists when the voltage at both ends is "0" V. Can store binary data. By utilizing these characteristics, the ferroelectric capacitor is used as a storage means of the nonvolatile memory device.

한편, 강유전체 메모리 소자의 셀 어레이는 다수의 워드라인과 다수의 비트라인이 서로 교차된 매트릭스 형태로 구성되며, 하나의 메모리 셀은 도 2에 도시된 바와 같이, 스위칭 트랜지스터 1개와 정보저장용 커패시터 1개로 구성된다. On the other hand, the cell array of the ferroelectric memory device is configured in a matrix form where a plurality of word lines and a plurality of bit lines cross each other, one memory cell as shown in Figure 2, one switching transistor and the information storage capacitor 1 Consists of dogs.

도 2는 상기 특성을 가지는 강유전체 커패시터를 사용한 강유전체 메모리 소 자의 기본셀에 대한 회로도로서, 스위칭 트랜지스터(T1)의 소스는 정비트라인(BL0)에 연결되며 스위칭 트랜지스터(T1)의 게이트는 워드라인(WL0)에 연결되고, 강유전체 커패시터(C1) 전극의 한쪽은 스위칭 트랜지스터(T1)의 드레인에 연결되며 다른 한쪽은 강유전체 커패시터(C1)를 구동하기 위한 셀 플레이트 라인(CP0)으로 연결된다. FIG. 2 is a circuit diagram of a basic cell of a ferroelectric memory device using a ferroelectric capacitor having the above characteristics, wherein a source of the switching transistor T1 is connected to a positive bit line BL0, and a gate of the switching transistor T1 is a word line. One of the electrodes of the ferroelectric capacitor C1 is connected to the drain of the switching transistor T1, and the other of the electrodes of the ferroelectric capacitor C1 is connected to the cell plate line CP0 for driving the ferroelectric capacitor C1.

상기와 같은 강유전체 메모리 소자의 기본셀은 1T1C로 이루어져, DRAM 저장셀과 동일한 구성을 가진다. 그러나, 강유전체 메모리 소자의 비휘발성을 갖게 하는 정보저장용 커패시터(C1)의 유전층으로 Pb(Zr, Ti)O3 (PZT), SrBi2Ta2O 9 (SBT) 등의 강유전체 물질을 사용하고, 전극으로는 Pt, Ru, Ir 등의 노블 메탈(Novel Metal)과 RuO2, IrO2 등 노블 메탈의 산화물로 이루어진다.The base cell of the ferroelectric memory device as described above is made of 1T1C and has the same configuration as a DRAM storage cell. However, a ferroelectric material such as Pb (Zr, Ti) O 3 (PZT), SrBi 2 Ta 2 O 9 (SBT) is used as the dielectric layer of the information storage capacitor C1 which makes the ferroelectric memory device nonvolatile. The electrode is made of a noble metal such as Pt, Ru, Ir, or an oxide of a noble metal such as RuO 2 or IrO 2 .

구동 방식에 있어서의 강유전체 메모리 소자와 DRAM과의 차이점은, DRAM의 경우 정보저장용 커패시터의 일측 전극인 셀 플레이트(CP)의 전압이 구동 전압의 절반(Vcc/2)으로 고정되어 있으나, 강유전체 메모리 소자의 경우는 각 메모리 기본셀을 구동시킬 때마다 셀 플레이트(CP)의 전압이 "0"V에서 "Vcc"로 가변 구동된다는 점이다. 이때, 셀 플레이트(CP)를 구동하는데 걸리는 시간은 셀 플레이트의 커패시턴스가 커질수록 커지는데, 이 커패시턴스를 줄이기 위하여 셀 플레이트를 라인 형태로 하고, 메모리 셀이 구동될 때마다 연결된 셀 플레이트(CP)를 선택 구동시킨다.The difference between the ferroelectric memory device and the DRAM in the driving method is that in the case of DRAM, the voltage of the cell plate CP, which is one electrode of the information storage capacitor, is fixed at half of the driving voltage (V cc / 2). In the case of the memory device, the voltage of the cell plate CP is variably driven from " 0 " V to " V cc " for each memory basic cell. At this time, the time taken to drive the cell plate CP increases as the capacitance of the cell plate increases. In order to reduce the capacitance, the cell plate is in the form of a line, and the connected cell plate CP is connected every time the memory cell is driven. Select drive

또한, DRAM에서는 저장된 데이터, 즉 "1" 또는 "0"에 따라 정비트라인(BL)의 전압이 프리차지 전압인 Vcc/2에서 상승 또는 강하되고, 감지 증폭기에서 상기 전압의 상승 또는 강하를 Vcc/2로 고정된 부비트라인(/BL)의 기준 전압과 비교/증폭함으로써 저장된 데이터의 "1" 또는 "0"을 판독한다. Further, the data stored in the DRAM, i.e., the rise or drop of the voltage from "1" or "0", the voltage of the maintenance Tra of (BL) precharging is raised or drop in voltage of V cc / 2, depending on the sense amplifier The " 1 " or " 0 " of the stored data is read by comparing / amplifying with the reference voltage of the sub bit line / BL fixed at V cc / 2.

그러나, 강유전체 메모리 소자의 읽기 구동 시에 셀 플레이트 라인(CP)이 구동되면 강유전체 커패시터에 저장된 데이터 "1" 또는 "0"에 관계없이 항상 정비트라인(BL)의 전압이 상승하게 된다. 다만, 강유전체 커패시터에 "1"이 저장되어 있을 경우에는 정비트라인(BL)의 전압 변화량(ΔVBL"1")이 "0"이 저장되어 있을 때의 정비트라인(BL)의 전압 변화량(ΔVBL"0")보다 크다. However, when the cell plate line CP is driven during read driving of the ferroelectric memory device, the voltage of the positive bit line BL always increases regardless of the data "1" or "0" stored in the ferroelectric capacitor. However, when "1" is stored in the ferroelectric capacitor, the voltage change amount of the positive bit line BL when the voltage change amount ΔV BL "1" of the positive bit line BL is stored as "0" ( ΔV BL ″ 0 ″ ).

따라서, 읽기 동작 시 감지 증폭기에서 정비트라인의 상기 미세한 전압 변화를 감지하여 증폭하기 위해 데이터 "1"을 읽을 때의 정비트라인 전압값과 데이터 "0"을 읽을 때의 정비트라인 전압값 사이의 중간 전압값의 기준전압을 발생시키는 별도의 기준 전압 발생 장치가 필요하다. Therefore, between the positive bit line voltage value when reading data "1" and the positive bit line voltage value when reading data "0" in order to sense and amplify the minute voltage change of the positive bit line in the sense amplifier during a read operation. There is a need for a separate reference voltage generator for generating a reference voltage of an intermediate voltage value.

도 3은 종래 기술에 따른 기준 전압 발생 장치의 일실시 회로도로서, 기준 전압을 발생하기 위하여 강유전 메모리 셀과 동일한 구조를 갖는 2개의 기준셀(100, 110)을 구비한다.3 is a circuit diagram of a reference voltage generator according to the related art, and includes two reference cells 100 and 110 having the same structure as a ferroelectric memory cell to generate a reference voltage.

2개의 기준셀(100, 110)은 각각 "1"과 "0"을 항상 저장하고 있다. 읽기 동작 시 기준워드라인(RWL)을 "하이"로 하여 스위칭 트랜지스터(RT1, RT2)를 턴온시키고, 기준플레이트라인(RCP)을 "하이"로 구동하면, 각각의 셀로부터 ΔVBL"1"과 ΔVBL"0"을 발생시킬 크기의 전하가 발생된다. 이때, 부비트라인(/BL1, /BL0)을 연결해 놓으면 2개의 기준셀에서 발생된 전하에 의해 2개의 부비트라인(/BL)이 동시에 전압 상승이 일어나, (ΔVBL"1"+ΔVBL"0")/2의 전압을 유지하게 된다. 따라서, 부비트라인의 (ΔVBL"1"+ΔVBL"0")/2 전압이 감지 증폭기의 기준 전압으로 사용되어 메모리 셀에 저장된 데이터 "1" 또는 "0"를 읽어낸다.The two reference cells 100 and 110 always store "1" and "0", respectively. When the reference word line RWL is "high" and the switching transistors RT1 and RT2 are turned on during the read operation, and the reference plate line RCP is driven "high", ΔV BL "1" A charge is generated that will generate ΔV BL ″ 0 ” . At this time, if the sub bit lines / BL1 and / BL0 are connected, the voltages of the two sub bit lines / BL rise simultaneously due to the charge generated in the two reference cells, and thus (ΔV BL ″ 1 ″ + ΔV BL). Maintain a voltage of " 0 " ) / 2. Therefore, the voltage (ΔV BL ″ 1 ″ + ΔV BL ″ 0 ″ ) / 2 of the subbit line is used as the reference voltage of the sense amplifier to read data “1” or “0” stored in the memory cell.

한편, 전기장을 제거한 상태에서 일정 데이터가 쓰여진 강유전체 커패시터를 수 밀리초 이상 수십년 정도로 장시간 보관하게 되면, 강유전체 커패시터의 이력곡선에서 P"1"과 P"0"의 절대값이 감소하게 되는 데, 이러한 현상을 통상 분극 완화(relaxation) 현상이라 한다. 이러한 분극 완화에 의해 변환된 전기장-분극의 이력 곡선을 도 4에 도시하였다. On the other hand, if the ferroelectric capacitor with constant data is written for a long time for several milliseconds or decades while the electric field is removed, the absolute values of P "1" and P "0" decrease in the hysteresis curve of the ferroelectric capacitor. This phenomenon is commonly referred to as polarization relaxation. The hysteresis curve of the electric field-polarization converted by this polarization relaxation is shown in FIG. 4.

이러한 분극 완화 현상은 고온에서 빨리 일어나며, 분극 완화 현상이 일어나게 되면 기준셀을 수 밀리초 이내에 반복적으로 구동할 때와 기준셀을 일정 시간 후에 구동할 때 서로 다른 크기의 기준 전압을 발생하게 된다. 따라서, 강유전체 메모리 소자의 구동 전원을 제거하고, 장시간 고온에서 보관한 뒤 이전에 저장하였던 데이터를 읽는 경우 비휘발성 메모리인 강유전체 메모리 소자의 동작에 문제가 발생하게 된다.
This polarization relaxation occurs quickly at high temperatures, and when the polarization relaxation occurs, reference voltages of different magnitudes are generated when the reference cell is repeatedly driven within a few milliseconds and when the reference cell is driven after a certain time. Therefore, when the driving power of the ferroelectric memory device is removed, stored at a high temperature for a long time, and the previously stored data is read, a problem occurs in the operation of the ferroelectric memory device, which is a nonvolatile memory.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 강유전체 메모 리 소자를 장시간 고온에서 보관한 뒤에도 안정적인 기준 전압을 발생하여 소자의 신뢰도를 높일 수 있는 강유전체 메모리 소자의 기준 전압 발생 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the above problems, and provides a reference voltage generator of a ferroelectric memory device that can increase the reliability of the device by generating a stable reference voltage even after the ferroelectric memory device is stored at a high temperature for a long time. There is a purpose.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 강유전체 메모리 소자의 기준 전압 발생 장치에 있어서, 제1 부비트라인 및 제1 스토리지 노드 사이에 연결되며, 게이트가 기준워드라인에 연결되는 제1 스위칭 트랜지스터; 상기 제1 스토리지 노드 및 기준플레이트라인 사이에 연결되되, 항상 제1 레벨의 데이터를 저장하는 저장용 제1 강유전체 커패시터; 및 상기 제1 스토리지 노드 및 제1 기준초기화라인 사이에 연결되며, 게이트가 기준초기화제어라인에 연결되는 제2 스위칭 트랜지스터를 구비한 제1 기준셀; 및 제2 부비트라인 및 제2 스토리지 노드 사이에 연결되며, 게이트가 상기 기준워드라인에 연결되는 제3 스위칭 트랜지스터; 상기 제2 스토리지 노드 및 상기 기준플레이트라인 사이에 연결되되, 항상 제2 레벨의 데이터를 저장하는 저장용 제2 강유전체 커패시터; 및 상기 제2 스토리지 노드 및 제2 기준초기화라인 사이에 연결되며, 게이트가 상기 기준초기화제어라인에 연결되는 제4 스위칭 트랜지스터를 구비한 제2 기준셀을 포함하여 이루어진다.According to an aspect of the present invention, there is provided a reference voltage generator of a ferroelectric memory device, comprising: a first switching transistor connected between a first sub bit line and a first storage node and having a gate connected to a reference word line; A first ferroelectric capacitor for storage connected between the first storage node and the reference plate line and always storing a first level of data; And a first reference cell connected between the first storage node and the first reference initialization line and having a second switching transistor connected at a gate thereof to the reference initialization control line. And a third switching transistor connected between the second sub bit line and the second storage node and having a gate connected to the reference word line. A second ferroelectric capacitor for storage connected between the second storage node and the reference plate line and always storing a second level of data; And a second reference cell connected between the second storage node and the second reference initialization line, the second reference cell having a fourth switching transistor connected to a gate of the reference initialization control line.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. do.                     

본 발명은 장시간 보관된 강유전체 메모리 소자를 사용할 때, 기준셀의 구동 전까지 기준셀의 강유전체 커패시터에 소정 전압을 인가하여 분극 완화 현상에 의해 손실된 분극을 회복시킨 후 기준셀의 구동 직전에 전기장을 제거하여 항상 일정한 기준 전압을 발생하도록 한다.According to the present invention, when a ferroelectric memory device stored for a long time is used, a predetermined voltage is applied to the ferroelectric capacitor of the reference cell until the reference cell is driven to recover the polarization lost by the polarization relaxation phenomenon, and then remove the electric field immediately before driving the reference cell. Always generate a constant reference voltage.

도 5a는 분극 완화 현상에 의해 기준셀 내 강유전체 커패시터의 P"1"과 P"0"의 절대값이 감소된 분극의 위치를 도시한 이력 곡선 그래프이고, 도 5b는 손실된 분극을 회복시키기 위하여 기준셀의 강유전체 커패시터에 소정 전압을 인가하였을 때의 분극 위치를 도시한 이력 곡선 그래프이며, 도 5c는 기준셀의 구동 시점에서 손실된 분극이 회복된 분극 위치를 도시한 이력 곡선 그래프이다.FIG. 5A is a hysteresis curve graph showing the positions of the polarizations in which the absolute values of P "1" and P "0" of the ferroelectric capacitor in the reference cell are reduced by polarization relaxation phenomenon, and FIG. 5B is a diagram illustrating the recovery of the lost polarization. FIG. 5C is a hysteresis curve graph showing a polarization position when a predetermined voltage is applied to a ferroelectric capacitor of a reference cell. FIG. 5C is a hysteresis curve graph showing a polarization position where a polarization lost at the time of driving a reference cell is recovered.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 기준 전압 발생 장치의 회로도이다.6 is a circuit diagram of a reference voltage generator according to an embodiment of the present invention.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 기준 전압 발생 장치는 부비트라인(/BL0)과 스토리지 노드(SN1) 사이에 연결되며 기준워드라인(RWL)이 게이트단에 연결되는 스위칭 트랜지스터(N1), 스토리지 노드(SN1)와 기준플레이트라인(RCP) 사이에 연결되는 정보저장용 강유전체 커패시터(FC1) 및 스토리지 노드(SN1)와 기준초기화라인(Reference Initialize line)(RI1) 사이에 연결되며 기준초기화제어라인(RIC)이 게이트단에 연결되는 스위칭 트랜지스터(N2)를 구비하는 기준셀(200)과, 부비트라인(/BL1)과 스토리지 노드(SN2) 사이에 연결되며 기준워드라인(RWL)이 게이트단에 연결되는 스위칭 트랜지스터(N4), 스토리지 노드(SN2)와 기준플레이트라인(RCP) 사이에 연결되는 정보저장용 강유전체 커패시터(FC2) 및 스토리지 노드(SN2)와 기준초기화라인(RI0) 사이에 연결되며 기준초기화제어라인(RIC)이 게이트단에 연결되는 스위칭 트랜지스터(N3)를 구비하는 기준셀(220)로 이루어지며, 상기 기준셀(200)에는 항상 데이터 "1"이 저장되어 있고, 다른 하나의 상기 기준셀(220)에는 항상 데이터 "0"이 저장되어 있다.As shown in the figure, the reference voltage generator according to an embodiment of the present invention is a switching between the sub bit line / BL0 and the storage node (SN1) and the reference word line (RWL) is connected to the gate terminal Information storage ferroelectric capacitor FC1 connected between transistor N1, storage node SN1 and reference plate RCP, and between storage node SN1 and Reference Initialize line RI1. The reference initialization control line RIC is connected between the reference cell 200 including the switching transistor N2 connected to the gate terminal, the sub bit line / BL1 and the storage node SN2, and the reference word line RWL is connected to the gate transistor switching transistor (N4), the storage node (SN2) and the reference plate (RCP) information storage ferroelectric capacitor (FC2) and storage node (SN2) and the reference initialization line (RI0). ) Between The reference initialization control line RIC is formed of a reference cell 220 having a switching transistor N3 connected to a gate terminal. The reference cell 200 always stores data "1", and the other The data "0" is always stored in the reference cell 220.

이와 같이 구성된 본 발명의 기준전압 발생 장치는 종래의 기준전압 발생 장치와 동일한 방식으로 기준전압을 발생하되, 기준전압 발생 전에 기준플레이트라인(RCP)을 Vcc/2로, 기준초기화라인(RI1)을 Vcc로, 또다른 기준초기화라인(RI0)을 Vss로 각각 구동한 상태에서 기준초기화제어라인(RIC)을 Vcc로 구동하여 기준셀(200)의 스토리지 노드(SN1)를 기준초기화라인(RI1)에, 기준셀(220)의 스토리지 노드(SN2)를 기준초기화라인(RI0)에 각각 연결하여 강유전체 커패시터(FC1, FC2)의 양단에 전압차를 인가함으로써 강유전체 커패시터(FC1, FC2)가 상기 도 5b의 분극 상태로 된다.The reference voltage generator of the present invention configured as described above generates the reference voltage in the same manner as the conventional reference voltage generator, but before the reference voltage is generated, the reference plate line (RCP) to V cc / 2, the reference initialization line (RI1) Is driven to V cc and another reference initialization line RI0 to V ss , respectively, and the reference initialization control line RIC is driven to V cc to drive the storage node SN1 of the reference cell 200 to the reference initialization line. At RI1, the ferroelectric capacitors FC1 and FC2 are connected by applying the voltage difference across the ferroelectric capacitors FC1 and FC2 by connecting the storage node SN2 of the reference cell 220 to the reference initialization line RI0, respectively. The polarization state of FIG. 5B is obtained.

이후, 기준전압 발생 동작은 종래의 기준전압 발생 장치에서와 동일하게 이루어진다.Thereafter, the reference voltage generation operation is performed in the same manner as in the conventional reference voltage generator.

따라서, 본 발명의 기준전압 발생 장치는 강유전체 메모리 소자가 장시간 보관된 후 사용될 때 나타나는 분극 완화 현상을 본격적인 기준전압 발생 전에 제거하여 기준전압을 발생함으로써 안정적인 기준전압 생성이 가능하다.Accordingly, the reference voltage generator of the present invention can generate a stable reference voltage by removing the polarization relaxation phenomenon that occurs when the ferroelectric memory device is used for a long time before generating the reference voltage in earnest.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은, 기준셀의 스토리지 노드에 연결되는 별도의 스위칭 트랜지스터를 구비하고, 기준셀의 구동 전에 이 스위칭 트랜지스터를 턴온시켜 기준셀의 강유전체 커패시터 양단에 소정 전압을 인가해줌으로써 분극 완화 현상에 의해 손실된 분극을 회복시키고, 이후에 기준 전압을 발생함으로써 분극 완화 현상과 관계없이 안정적인 기준전압을 발생할 수 있으며, 그에 따라 강유전체 메모리 소자의 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있다.The present invention as described above comprises a separate switching transistor connected to the storage node of the reference cell, and by turning on the switching transistor before driving the reference cell by applying a predetermined voltage across the ferroelectric capacitor of the reference cell to reduce polarization By recovering the polarization lost by the phenomenon, and subsequently generating a reference voltage, a stable reference voltage can be generated regardless of the polarization relaxation phenomenon, thereby improving the operating reliability of the ferroelectric memory device.

Claims (3)

삭제delete 강유전체 메모리 소자의 기준 전압 발생 장치에 있어서,In the reference voltage generator of the ferroelectric memory device, 제1 부비트라인 및 제1 스토리지 노드 사이에 연결되며 게이트가 기준워드라인에 연결되는 제1 스위칭 트랜지스터와, 상기 제1 스토리지 노드 및 기준플레이트라인 사이에 연결되고 제1 레벨의 데이터를 저장하는 저장용 제1 강유전체 커패시터와, 상기 제1 스토리지 노드 및 제1 기준초기화라인 사이에 연결되며 게이트가 기준초기화제어라인에 연결되는 제2 스위칭 트랜지스터를 구비한 제1 기준셀; 및A first switching transistor connected between the first sub-bitline and the first storage node and having a gate connected to the reference word line, and stored between the first storage node and the reference plateline and storing a first level of data; A first reference cell having a first ferroelectric capacitor, and a second switching transistor connected between the first storage node and the first reference initialization line and whose gate is connected to a reference initialization control line; And 제2 부비트라인 및 제2 스토리지 노드 사이에 연결되며 게이트가 상기 기준워드라인에 연결되는 제3 스위칭 트랜지스터와, 상기 제2 스토리지 노드 및 상기 기준플레이트라인 사이에 연결되고 제2 레벨의 데이터를 저장하는 저장용 제2 강유전체 커패시터와, 상기 제2 스토리지 노드 및 제2 기준초기화라인 사이에 연결되며 게이트가 상기 기준초기화제어라인에 연결되는 제4 스위칭 트랜지스터를 구비한 제2 기준셀을 포함하고,A third switching transistor connected between a second sub-bit line and a second storage node and having a gate connected to the reference word line, and connected between the second storage node and the reference plate line to store a second level of data; A second reference cell having a storage second ferroelectric capacitor, and a fourth switching transistor connected between the second storage node and the second reference initialization line and having a gate connected to the reference initialization control line, 기준 전압 발생 전에 상기 기준플레이트라인을 (전원전압레벨/2)로, 상기 제1 기준초기화라인을 전원전압레벨로, 상기 제2 기준초기화라인을 접지전원레벨로 각각 구동한 후 상기 기준초기화제어라인을 전원전압레벨로 구동하여 상기 제1 및 제2 강유전체 커패시터의 분극 완화 현상이 제거되도록 구성됨을 특징으로 하는 기준 전압 발생 장치.The reference initialization control line after driving the reference plate line to (power supply voltage level / 2), the first reference initialization line to the power supply voltage level, and the second reference initialization line to the ground power supply level before generating a reference voltage, respectively. Driving to the power supply voltage level to eliminate the polarization relaxation phenomenon of the first and second ferroelectric capacitors. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 제1 레벨은 논리 "1"이고, 상기 제2 레벨은 논리 "0"인 것을 특징으로 하는 기준 전압 발생 장치.And the first level is logic " 1 " and the second level is logic " 0 ".
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