KR20010039812A - Ferroelectric random access memory device having a reference circuit which generates a reference voltage changed according to a variation of a polarization state of a ferroelectric capacitor - Google Patents

Ferroelectric random access memory device having a reference circuit which generates a reference voltage changed according to a variation of a polarization state of a ferroelectric capacitor Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A ferroelectric random access memory(RAM) device including a reference circuit generating a reference voltage varying according to a polarization state variation of a ferroelectric capacitor of a memory cell is provided to generate an optimum reference voltage having a middle value of bit line voltages corresponding to data state even if the polarization state of the ferroelectric capacitor varies. CONSTITUTION: The ferroelectric random access memory device(1000) includes: a memory cell array(800) which includes a plurality of memory cells arranged in a matrix form of column and row, and wherein each memory cell has a ferroelectric capacitor and an access transistor; a sense amplifier circuit sensing data state of each memory cell using a reference voltage; a dumping voltage supplying circuit(200) which includes a reference circuit providing the reference voltage to the sense amplifier circuit and wherein the reference circuit generates dumping voltages having different level each other when the power is supplied; a polarization state discriminating circuit(100) which has a plurality of dummy cells each including a ferroelectric capacitor and an access transistor, and discriminates the polarization state of each ferroelectric capacitor in response to the dumping voltages corresponding to each dummy cell, and outputs pass/fail signals corresponding to each dummy cell as a discrimination result, and each pass/fail signal indicates whether a voltage corresponding to the polarization state of the ferroelectric capacitor is lower or higher than the corresponding dumping voltage; a decoder circuit(400) generating selection signals by decoding the pass/fail signals from the polarization state discriminating circuit; and a reference voltage generating circuit(600) generating distribution voltages of different level corresponding to each selection signal when the power is supplied and outputting one of the distribution voltages as the reference voltage in response to the selection signals.

Description

강유전체 커패시터의 분극 상태 변화에 따라 가변되는 기준 전압을 발생하는 기준 회로를 갖는 강유전체 랜덤 액세스 메모리 장치{FERROELECTRIC RANDOM ACCESS MEMORY DEVICE HAVING A REFERENCE CIRCUIT WHICH GENERATES A REFERENCE VOLTAGE CHANGED ACCORDING TO A VARIATION OF A POLARIZATION STATE OF A FERROELECTRIC CAPACITOR}FERROELECTRIC RANDOM ACCESS MEMORY DEVICE HAVING A REFERENCE CIRCUIT WHICH GENERATES A REFERENCE VOLTAGE CHANGED ACCORDING TO A VARIATION OF A POLARIZATION STATE OF A POLARIZATION FERROELECTRIC CAPACITOR}

본 발명은 집적 회로 메모리들에 관한 것으로서, 구체적으로는 강유전체 랜덤 액세스 메모리 장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to integrated circuit memories, and more particularly, to a ferroelectric random access memory device.

강유전체 랜덤 액세스 메모리 (ferroelectric random access memory, 이하 "FRAM"이하 칭함)는 각 메모리 셀의 저장 소자로서 강유전체 커패시터를 사용하고 있다. 각 메모리 셀은 강유전체 커패시터의 전기적인 분극 (polarization)에 기초하여 로직 상태 (logic state)를 저장한다. 강유전체 커패시터는 양 전극들 또는 플레이트들 사이에 PZT (lead zirconate titanate)와 같은 강유전체를 포함하는 유전체를 갖는다. 강유전체 커패시터의 플레이트들에 전압이 인가될 때, 강유전체는 전계 방향으로 분극된다. 강유전체 커패시터의 분극 상태를 변화시키기 위한 스위칭 드레솔드 (switching threshold)를 강제 전압 (coercive voltage)이라 한다. 강유전체 커패시터는 히스테리시스 (hysterisis)를 나타내며, 분극 상태에 따른 전류가 커패시터로 흐른다. 커패시터에 인가되는 전압이 강제 전압보다 크면, 강유전체 커패시터는 인가된 전압의 극성에 따라 분극 상태들을 변화시킬 것이다. 분극 상태는 전원이 제거된 후 유지되며, 그 결과 불 휘발성을 제공한다. 강유전체 커패시터는 약 1 ns (nanosecond) 내에서 분극 상태들 사이에서 변화될 수 있고, 상기 약 1 ns는 EPROM들(erasable programmable read only memories), EEPROM들(electrically erasable programmable read only memories), 또는 플래시 EEPROM들과 같은 대부분의 다른 불 휘발성 메모리들의 프로그램 시간보다 빠르다.Ferroelectric random access memory (hereinafter referred to as "FRAM") uses a ferroelectric capacitor as a storage element of each memory cell. Each memory cell stores a logic state based on the electrical polarization of the ferroelectric capacitor. Ferroelectric capacitors have a dielectric comprising a ferroelectric such as lead zirconate titanate (PZT) between both electrodes or plates. When a voltage is applied to the plates of the ferroelectric capacitor, the ferroelectric is polarized in the electric field direction. The switching threshold for changing the polarization state of the ferroelectric capacitor is called the coercive voltage. Ferroelectric capacitors represent hysteresis, and currents in the polarization state flow to the capacitor. If the voltage applied to the capacitor is greater than the forced voltage, the ferroelectric capacitor will change the polarization states according to the polarity of the applied voltage. The polarization state is maintained after the power is removed, resulting in non-volatile. The ferroelectric capacitor may vary between polarization states within about 1 ns (nanosecond), wherein about 1 ns is erasable programmable read only memories (EPROMs), electrically erasable programmable read only memories (EPEROMs), or flash EEPROM. Faster than the program time of most other nonvolatile memories, such as

메모리 셀에 저장된 데이터는 다음과 같이 읽혀진다. 먼저, 메모리 셀의 강유전체 커패시터의 전극들 양단에 전압이 인가된다. 그 다음에, 상기 메모리 셀에 연결된 비트 라인 상에 유기되는 전하들의 변화량이 감지된다. 비트 라인 상에 유기된 전하들의 변화량, 즉, 비트 라인 상의 전압 변화를 감지하기 위해서는, 데이터 '1'에 대응하는 전압과 데이터 '0'에 대응하는 전압 사이의 중간값을 가지는 기준 전압을 발생하는 회로를 필요로 한다. 일반적으로, 메모리 셀과 동일한 특성을 가지는 강유전체 커패시터를 포함하는 기준 셀 (reference cell)을 이용하여 기준 전압을 생성한다.The data stored in the memory cell is read as follows. First, a voltage is applied across the electrodes of the ferroelectric capacitor of the memory cell. Then, the amount of change in charges induced on the bit line connected to the memory cell is sensed. In order to detect the change amount of charges induced on the bit line, that is, the voltage change on the bit line, a reference voltage having an intermediate value between a voltage corresponding to data '1' and a voltage corresponding to data '0' is generated. Requires a circuit. In general, a reference voltage is generated by using a reference cell including a ferroelectric capacitor having the same characteristics as a memory cell.

메모리 셀 내의 강유전체 커패시터의 분극 상태를 감지하는 데 있어서 주된 문제점은 시간의 경과에 따라 강유전체 커패시터의 전계/분극 특성 루프 (히스테리시스 루프)가 변화한다는 사실이며, 이는 사용하기 때문에 생기는 노화 또는 오랜 시간 동안 임의의 분극 상태로 놓여져 있기 때문에 생기는 노화로 인한 것이다. 일반적으로, 시간이 경과함에 따라 생기는 분극 특성의 변화로 인해서 결국 히스테리시스 곡선이 쇠약해진다. 이는 전계/분극 순환 하에서 강유전체의 적어도 일부분에서 생기는 비반전성 (non-reversibility)으로 인한 근본적인 물질적 현상이다. 이러한 강유전체의 변화는 강유전체 메모리 셀의 분극 상태를 결정하기 위해 강유전체 커패시터를 포함한 기준 셀을 사용하는 것이 매우 어렵게 한다.The main problem in detecting the polarization state of ferroelectric capacitors in a memory cell is the fact that the field / polarization characteristic loop (hysteresis loop) of the ferroelectric capacitor changes over time, which can cause any This is due to aging due to the polarization of. In general, hysteresis curves eventually deteriorate due to changes in polarization characteristics that occur over time. This is a fundamental physical phenomenon due to the non-reversibility of at least a portion of the ferroelectric under the electric field / polarization cycle. This change in ferroelectric makes it very difficult to use a reference cell containing a ferroelectric capacitor to determine the polarization state of the ferroelectric memory cell.

앞서 언급된 문제점을 극복하기 위한 다양한 방법들이 제안되어 왔다. 그 중 한가지 방법이 USP No. 5,432,731에 "FERROELECTRIC MEMORY CELL AND METHOD OF SENSING AND WRITING THE POLARIZATION STATE THEREOF"라는 제목으로 게재되어 있으며, 레퍼런스로 포함된다. 상기 '731 특허에 개시된 기준 셀을 가지는 일 커패시터 강유전체 메모리 셀 (one capacitor ferroelectric memory cell)이 도 1에 도시되어 있다.Various methods have been proposed to overcome the above mentioned problems. One of them is USP No. 5,432,731, entitled "FERROELECTRIC MEMORY CELL AND METHOD OF SENSING AND WRITING THE POLARIZATION STATE THEREOF", incorporated by reference. One capacitor ferroelectric memory cell having a reference cell disclosed in the '731 patent is shown in FIG. 1.

상기 '731 특허의 기준 셀 (12)은 전압 덤핑 구조 (voltage dumping structure)에 따라 기준 전압이 비트 라인 (BITC) 상에 공급되도록 구성되어 있다. 좀 더 구체적으로 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, '731 특허는 기준 셀 (12)을 개시하고 있으며, 상기 기준 셀 (12)은 제 1 스위칭 트랜지스터 (35), 제 2 스위칭 트랜지스터 (37) 그리고 레퍼런스 커패시터 (39)를 포함한다. 제 1 스위칭 트랜지스터 (35)의 게이트는 REF WORD 라인 (40)에 연결되고 소오스는 BITC 라인 (25)에 연결된다. 레퍼런스 커패시터 (39)의 일 플레이트는 접지에 연결되고 다른 플레이트는 상기 제 1 스위칭 트랜지스터 (35)의 드레인에 그리고 상기 제 2 스위칭 트랜지스터 (37)의 소오스에 연결된다. 상기 제 2 스위칭 트랜지스터 (37)의 드레인은 레퍼런스 전위 (REF INIT)에 연결되고, 게이트는 레퍼런스 초기 신호 (reference initial signal)를 받아들이도록 연결된다.The reference cell 12 of the '731 patent is configured such that a reference voltage is supplied on a bit line (BITC) according to a voltage dumping structure. More specifically, as shown in FIG. 1, the '731 patent discloses a reference cell 12, which includes a first switching transistor 35 and a second switching transistor 37. And a reference capacitor 39. The gate of the first switching transistor 35 is connected to the REF WORD line 40 and the source is connected to the BITC line 25. One plate of the reference capacitor 39 is connected to ground and the other plate is connected to the drain of the first switching transistor 35 and to the source of the second switching transistor 37. The drain of the second switching transistor 37 is connected to a reference potential REF INIT, and the gate is connected to receive a reference initial signal.

앞서 설명된 '731 특허의 전압 덤핑 구조를 이용하여 DC 레벨의 기준 전압을 발생함으로써, 상술한 문제점 (강유전체 커패시터를 포함하는 기준 셀을 사용할 때 생기는 문제점)은 해결될 수 있을 것이다. 하지만, 메모리 셀 역시 시간의 경과에 따라 강유전체 커패시터의 히스테리시스 루프가 변화되는 현상을 겪는다. 즉, 도 2a에 도시된 바와 같이, 메모리 셀의 강유전체 커패시터의 분극 상태는 초기에 이상적인 히스테리시스 곡선 (실선으로 표시됨)을 따라 변화되고, 상기 메모리 셀의 강유전 커패시터는 소정의 시간이 경과한 후 열화된 또는 쇠약해진 히스테리시스 곡선 (점선으로 표시됨)을 따라 변화될 것이다. 도 2a에서 알 수 있듯이, 데이터 '1'이 저장된 강유전체 커패시터의 분극 레벨은 점 "C"에서 점 "C'"으로 감소되는 반면에, 데이터 '0'가 저장된 강유전체 커패시터의 분극 레벨은 점 "A"에서 점 "A'"으로 증가된다.By generating a DC level reference voltage using the voltage dumping structure of the '731 patent described above, the above-described problem (problem when using a reference cell including a ferroelectric capacitor) can be solved. However, memory cells also suffer from a change in the hysteresis loop of the ferroelectric capacitor over time. That is, as shown in FIG. 2A, the polarization state of the ferroelectric capacitor of the memory cell is initially changed according to an ideal hysteresis curve (indicated by the solid line), and the ferroelectric capacitor of the memory cell deteriorates after a predetermined time has elapsed. Or along the weakened hysteresis curve (indicated by dashed lines). As can be seen in FIG. 2A, the polarization level of the ferroelectric capacitor in which data '1' is stored is reduced from point "C" to point "C", while the polarization level of the ferroelectric capacitor in which data "0" is stored is point "A". Is increased from "to point" A '".

데이터 상태에 따라 비트 라인 상에 유기되는 전압 및 시간의 변화를 보여주는 도 2b를 참조하면, 데이터 '1' (D1)에 대응하는 비트 라인 전압이 감소하는 비율과 데이터 '0' (D0)에 대응하는 비트 라인 전압이 증가하는 비율이 서로 다름을 알 수 있다. 이로 인해서, 소정의 시간 (t1)이 경과 후 최적의 감지 마진 (데이터 '1'에 대응하는 비트 라인 전압과 기준 전압 (VREF) 간의 감지 마진 (MD1)과 데이터 '0'에 대응하는 비트 라인 전압과 기준 전압 (VREF) 간의 감지 마진 (MD2)이 요구되는 마진보다 크거나 그와 동일하게 설정되는 것을 의미한다)을 확보하는 것이 불가능하다. 예를 들면, 도 2b의 시간 (t1)에서 감지 마진 (MD1)이 요구되는 마진보다 적고 감지 마진 (MD0)이 요구되는 마진보다 클 경우, 데이터 (MD1)의 감지 동작이 불가능하다. 그러므로, 히스테리시스 곡선이 도 2a와 같이 쇠약해질 때, 도 1의 기준 회로를 이용하여 데이터 '1'의 비트 라인 전압과 데이터 '0'의 비트 라인 전압의 중간값을 갖는 기준 전압 (VREF)을 생성하는 것이 불가능하다. 이는 FRAM 장치의 수명이 짧아짐을 또는 신뢰성이 저하됨을 의미한다.Referring to FIG. 2B, which shows a change in voltage and time induced on a bit line according to a data state, the rate at which the bit line voltage corresponding to data '1' (D1) decreases and the data '0' (D0) correspond to The rate at which the bit line voltage increases is different. As a result, after a predetermined time t1 elapses, an optimal sensing margin (the sensing margin MD1 between the bit line voltage corresponding to the data '1' and the reference voltage VREF and the bit line voltage corresponding to the data '0'). It is impossible to ensure that the sense margin MD2 between the reference voltage VREF and the reference voltage VREF is set equal to or greater than the required margin. For example, when the detection margin MD1 is smaller than the required margin and the detection margin MD0 is larger than the required margin at time t1 of FIG. 2B, the sensing operation of the data MD1 is impossible. Therefore, when the hysteresis curve is deteriorated as shown in FIG. 2A, the reference circuit of FIG. 1 is used to generate a reference voltage VREF having an intermediate value between the bit line voltage of data '1' and the bit line voltage of data '0'. It is impossible to do. This means that the lifetime of the FRAM device is shortened or the reliability is degraded.

본 발명의 목적은 시간의 경과로 인한 메모리 셀의 강유전 커패시터의 분극 상태 변화에 따라 가변되는 기준 전압을 발생하는 기준 회로를 포함하는 강유전체 랜덤 액세스 메모리 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a ferroelectric random access memory device including a reference circuit for generating a reference voltage that varies with a change in polarization state of a ferroelectric capacitor of a memory cell over time.

본 발명의 다른 목적은 시간의 경과로 인해 메모리 셀의 강유전체 커패시터의 분극 상태가 변화되더라도 데이터 상태들에 각각 대응하는 비트 라인 전압들의 중간값을 갖는 최적의 기준 전압을 발생하는 기준 회로를 포함하는 강유전체 랜덤 액세스 메모리 장치를 제공하는 것이다.Another object of the invention is a ferroelectric comprising a reference circuit that generates an optimal reference voltage having an intermediate value of the bit line voltages corresponding to the data states, even if the polarization state of the ferroelectric capacitor of the memory cell changes over time. It is to provide a random access memory device.

도 1은 종래 기술에 따른 강유전체 랜덤 액세스 메모리 장치를 보여주는 회로도;1 is a circuit diagram showing a ferroelectric random access memory device according to the prior art;

도 2a는 이상적인 히스테리시스 특성 및 열화된 히스테리시스 특성을 보여주는 그래프;2A is a graph showing ideal hysteresis characteristics and degraded hysteresis characteristics;

도 2b는 강유전체 메모리 셀에 저장된 데이터 상태에 대응하는 전압과 시간의 변화를 보여주는 그래프;2B is a graph showing changes in voltage and time corresponding to data states stored in ferroelectric memory cells;

도 3은 본 발명에 따른 강유전체 랜덤 액세스 메모리 장치를 보여주는 블록도;3 is a block diagram showing a ferroelectric random access memory device in accordance with the present invention;

도 4는 도 3의 분극 상태 판별 회로의 바람직한 실시예;4 is a preferred embodiment of the polarization state determination circuit of FIG. 3;

도 5는 도 3의 덤핑 전압 발생기의 바람직한 실시예;5 is a preferred embodiment of the dumping voltage generator of FIG. 3;

도 6은 도 3의 드라이버 회로의 바람직한 실시예;6 is a preferred embodiment of the driver circuit of FIG. 3;

도 7은 도 3의 데이터 입력 회로의 바람직한 실시예;7 is a preferred embodiment of the data input circuit of FIG. 3;

도 8은 도 3의 디코더 회로를 보여주는 블록도;8 is a block diagram illustrating the decoder circuit of FIG. 3;

도 9a 내지 도 9c는 도 8에 도시된 디코더 회로의 각 디코더의 바람직한 실시예들;9A-9C show preferred embodiments of each decoder of the decoder circuit shown in FIG. 8;

도 10은 도 3의 기준 전압 발생 회로의 바람직한 실시예;10 is a preferred embodiment of the reference voltage generator circuit of FIG. 3;

도 11은 도 3의 디폴트 값 제어 회로의 바람직한 실시예;11 is a preferred embodiment of the default value control circuit of FIG. 3;

도 12는 분극 상태 판별 회로의 동작을 설명하기 위한 타이밍도; 그리고12 is a timing diagram for explaining the operation of the polarization state determination circuit; And

도 13은 데이터 '1' 및 데이터 '0'에 대응하는 비트 라인 유기 전압들 및 덤핑 전압들의 관계를 보여주는 도면이다.FIG. 13 is a diagram illustrating a relationship between bit line induced voltages and dumping voltages corresponding to data '1' and data '0'.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

100 : 분극 상태 판별 회로 200 : 덤핑 전압 공급 회로100: polarization state determination circuit 200: dumping voltage supply circuit

300 : 데이터 입력 회로 400 : 디코더 회로300: data input circuit 400: decoder circuit

500 : 래치 회로 600 : 기준 전압 발생 회로500: latch circuit 600: reference voltage generation circuit

700 : 디폴트 값 제어 회로 800 : 메모리 셀 어레이700: default value control circuit 800: memory cell array

900 : 기준 회로 1000 : FRAM900: reference circuit 1000: FRAM

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기준 회로는 불휘발성 반도체 메모리 장치 즉, 강유전체 랜덤 액세스 메모리 장치에서 기준 전압을 발생하는 회로로서 사용될 것이다. 상기 기준 회로는 분극 상태 판별 회로, 디코더 회로 및 기준 전압 발생 회로를 포함한다. 상기 분극 상태 판별 회로는 강유전체 커패시터들을 갖는 더미 셀들을 이용하여 시간의 경과에 따라 생기는 강유전체 커패시터의 분극 상태의 변화 정도를 알리는 패스/페일 신호들을 발생한다. 그렇게 생성된 패스/페일 신호들은 상기 디코더 회로에 의해서 디코딩되며, 상기 기준 전압 발생 회로는 전원 전압을 이용하여 서로 다른 레벨의 기준 전압들을 내부적으로 생성하고, 상기 패스/페일 신호들을 선택 정보로서 이용하여 상기 기준 전압들 중 하나를 출력한다.The reference circuit of the present invention for achieving the above object will be used as a circuit for generating a reference voltage in a nonvolatile semiconductor memory device, that is, a ferroelectric random access memory device. The reference circuit includes a polarization state determination circuit, a decoder circuit, and a reference voltage generator circuit. The polarization state determination circuit generates dummy paths having ferroelectric capacitors to generate pass / fail signals indicating a degree of change in the polarization state of the ferroelectric capacitor generated over time. The pass / fail signals thus generated are decoded by the decoder circuit, and the reference voltage generator circuit internally generates reference voltages of different levels using a power supply voltage, and uses the pass / fail signals as selection information. One of the reference voltages is output.

이러한 기준 회로에 의하면, 시간이 경과함에 따라 생기는 강유전체 커패시터의 분극 상태 변화에 감응하는 최적의 기준 전압을 발생할 수 있다.According to such a reference circuit, it is possible to generate an optimum reference voltage in response to the change in the polarization state of the ferroelectric capacitor generated over time.

이하 본 발명의 바람직한 실시예가 참조 도면들에 의거하여 상세히 설명된다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention are described in detail below on the basis of reference drawings.

본 발명에 따른 신규한 기준 회로는 강유전체 랜덤 액세스 메모리 장치 (FRAM 장치)에 사용되며, 강유전체 커패시터들을 갖는 더미 셀들을 이용하여 시간의 경과에 따라 생기는 강유전체 커패시터의 분극 상태 변화를 자동적으로 추적하고(tracking), 그렇게 추적된 분극 상태 변화를 기준 전압에 반영하도록 구성되어 있다. 즉, 기준 전압은 메모리 셀의 강유전체 커패시터의 분극 상태 변화에 자동적으로 감응하여 변화된다. 그러므로, 본 발명의 기준 회로는 분극 상태 변화에 따라 변화되고, 데이터 '1'에 대응하는 전압과 데이터 '0'에 대응하는 전압의 중간값을 갖는 최적의 기준 전압을 생성한다. 결과적으로, FRAM 장치의 수명이 연장될 뿐만 아니라, 신뢰성이 향상될 수 있다.The novel reference circuit according to the present invention is used in ferroelectric random access memory devices (FRAM devices) and automatically tracks the polarization state change of the ferroelectric capacitors over time by using dummy cells with ferroelectric capacitors. And the polarization state change so tracked is reflected in the reference voltage. That is, the reference voltage is automatically changed in response to the change in the polarization state of the ferroelectric capacitor of the memory cell. Therefore, the reference circuit of the present invention changes according to the change in polarization state, and generates an optimal reference voltage having an intermediate value between the voltage corresponding to data '1' and the voltage corresponding to data '0'. As a result, not only the life of the FRAM device can be extended, but also the reliability can be improved.

상술한 바와 같은 기준 전압을 생성하는 기준 회로를 구비한 FRAM 장치가 블록도 형태로 도 3에 도시되어 있다. 본 발명의 FRAM 장치 (1000)는 메모리 셀 어레이 (memory cell array) (800)와 기준 회로 (reference circuit) (900)를 포함한다. 메모리 셀 어레이 (800)는 데이터 정보를 저장하기 위한 것으로서, 각각이 강유전 커패시터를 갖는 메모리 셀들 (미도시됨)과 각 메모리 셀의 데이터를 감지하기 위한 감지 증폭기들 (미도시됨)을 포함한다. 기준 회로 (900)는 시간의 경과에 따른 강유전 커패시터의 분극 상태 변화를 자동적으로 추적하고, 그렇게 추적된 분극 상태 변화에 따라 가변되는 기준 전압 (VREF)을 상기 메모리 셀 어레이 (800)에 공급한다. 기준 회로 (900)는 분극 상태 판별 회로 (polarization state discriminating circuit) (100), 덤핑 전압 공급 회로 (dumping voltage supplying circuit) (200), 데이터 입력 회로 (data input circuit) (300), 디코더 회로 (decoder circuit) (400), 래치 회로 (latch circuit) (500), 기준 전압 발생 회로 (reference voltage generating circuit) (600), 그리고 디폴트 값 제어 회로 (default value control circuit) (700)를 포함한다. 앞서 설명된 기준 회로 (900)의 각 블록 (100∼700)에 대한 회로 구성 및 동작 설명이 도 4 내지 도 11에 의거하여 이하 상세히 설명될 것이다.A FRAM device having a reference circuit for generating the reference voltage as described above is shown in FIG. 3 in block diagram form. The FRAM device 1000 of the present invention includes a memory cell array 800 and a reference circuit 900. The memory cell array 800 is for storing data information, and includes memory cells (not shown) each having ferroelectric capacitors and sense amplifiers (not shown) for sensing data of each memory cell. The reference circuit 900 automatically tracks the polarization state change of the ferroelectric capacitor over time and supplies the memory cell array 800 with a reference voltage VREF that varies according to the tracked polarization state change. The reference circuit 900 includes a polarization state discriminating circuit 100, a dumping voltage supplying circuit 200, a data input circuit 300, and a decoder circuit. circuit 400, latch circuit 500, reference voltage generating circuit 600, and default value control circuit 700. The circuit configuration and operation description for each block 100 to 700 of the above-described reference circuit 900 will be described in detail below with reference to FIGS. 4 to 11.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 분극 상태 판별 회로의 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 분극 상태 판별 회로 (100)는 복수 개의 더미 셀들 (110), 상기 더미 셀들 (110)에 각각 대응하는 더미 감지 증폭기들 (118), 제 1 더미 비트 라인들 (DBLj, j=1∼8), 그리고 제 2 더미 비트 라인들 (DBLjB)을 포함한다. 상기 각 더미 셀 (110)은 액세스 트랜지스터 (112)와 강유전체 커패시터 (114)로 구성된다. 상기 각 커패시터는 메모리 셀 어레이 (800)에 제공되는 강유전체 커패시터들과 실질적으로 동일하게 제조된다. 상기 강유전 커패시터들 (114)의 일 플레이트 전극들은 대응하는 액세스 트랜지스터들 (112)의 전류 통로들을 통해 대응하는 제 1 더미 비트 라인들 (DBL1∼DBL8)에 각각 연결되며, 다른 플레이트 전극들은 더미 플레이트 라인 (DPL)에 공통으로 연결된다. 상기 액세스 트랜지스터들 (112)의 게이트들은 더미 워드 라인 (DWL)에 공통으로 연결된다.4, a preferred embodiment of the polarization state determination circuit according to the present invention is shown. The polarization state determining circuit 100 includes a plurality of dummy cells 110, dummy sense amplifiers 118 corresponding to the dummy cells 110, first dummy bit lines DBLj, j = 1 to 8, And second dummy bit lines DBLjB. Each dummy cell 110 includes an access transistor 112 and a ferroelectric capacitor 114. Each capacitor is manufactured substantially the same as ferroelectric capacitors provided to the memory cell array 800. One plate electrodes of the ferroelectric capacitors 114 are respectively connected to corresponding first dummy bit lines DBL1 to DBL8 through current paths of corresponding access transistors 112, and the other plate electrodes are dummy plate lines. Commonly connected to (DPL). Gates of the access transistors 112 are commonly connected to the dummy word line DWL.

여기서, 상기 더미 셀들 (110) 중 절반, 예를 들면, 상기 제 1 더미 비트 라인들 (DBL1∼DBL4)에 연결된 더미 셀들 (110)은 제 1 로직 상태의 데이터 (예를 들면, 데이터 '1')을 각각 저장하고, 나머지 더미 셀들 (110), 예를 들면, 상기 제 1 더미 비트 라인들 (DBL5∼DBL8)에 연결된 더미 셀들 (110)은 제 2 로직 상태의 데이터 (예를 들면, 데이터 '0')를 각각 저장한다.Here, half of the dummy cells 110, for example, the dummy cells 110 connected to the first dummy bit lines DBL1 to DBL4, may have data of a first logic state (eg, data '1'). ), And the remaining dummy cells 110, for example, the dummy cells 110 connected to the first dummy bit lines DBL5 to DBL8, may store data in a second logic state (eg, data ' 0 ') respectively.

계속해서 도 4를 참조하면, 상기 제 2 더미 비트 라인들 (DBL1B∼DBL8B)에 각각 대응하는 커패시터들 (C1∼C8)이 상기 분극 상태 판별 회로 (100)에 더 제공된다. 상기 커패시터들 (C1∼C8)의 일 플레이트 전극들은 상기 덤핑 전압 공급 회로 (200)로부터 제공되는 덤핑 전압들 (VDMP1_1∼VDMP1_4, VDMP0_1∼VDMP0_4)을 각각 공급받도록 연결되고, 다른 플레이트 전극들은 대응하는 NMOS 트랜지스터들 (116)을 통해 대응하는 제 2 더미 비트 라인들 (DBL1B∼DBL8B)에 각각 연결된다. 상기 NMOS 트랜지스터들 (116)은 스위치 제어 신호 (DMPRS)의 로직 상태에 따라 동시에 턴 온/오프된다.4, capacitors C1 to C8 respectively corresponding to the second dummy bit lines DBL1B to DBL8B are further provided to the polarization state determination circuit 100. One plate electrodes of the capacitors C1 to C8 are connected to receive the dumping voltages VDMP1_1 to VDMP1_4 and VDMP0_1 to VDMP0_4 provided from the dumping voltage supply circuit 200, respectively, and the other plate electrodes are connected to the corresponding NMOS. The transistors 116 are connected to corresponding second dummy bit lines DBL1B to DBL8B, respectively. The NMOS transistors 116 are simultaneously turned on / off according to the logic state of the switch control signal DMPRS.

상기 더미 감지 증폭기들 (118)은 상기 제 1 더미 비트 라인들 (DBL1∼DBL8)과 제 2 더미 비트 라인들 (DBL1B∼DBL8B) 사이에 각각 연결되어 있다. 상기 각 더미 감지 증폭기 (118)는 대응하는 제 1 및 제 2 더미 비트 라인들 사이의 전압차를 감지하며, 감지 결과에 따라 대응하는 제 1 더미 비트 라인의 전압을 제 1 로직 상태 (예를 들면, 전원 전압) 또는 제 2 로직 상태 (예를 들면, 접지 전압)로 그리고 제 2 더미 비트 라인의 전압을 제 2 로직 상태 또는 제 1 로직 상태로 각각 증폭한다. 즉, 대응하는 제 1 및 제 2 더미 비트 라인들은 대응하는 감지 증폭기에 의해서 서로 상반된 로직 상태로 설정된다. 상기 더미 감지 증폭기들 (118)에 의해서 감지 증폭된 제 1 더미 비트 라인들의 로직 상태들은 상기 더미 셀들 (110)에 각각 대응하는 패스/페일 신호들 (PF1∼PF8)로서 사용된다.The dummy sense amplifiers 118 are connected between the first dummy bit lines DBL1 to DBL8 and the second dummy bit lines DBL1B to DBL8B, respectively. Each dummy sense amplifier 118 senses a voltage difference between the corresponding first and second dummy bit lines, and according to the detection result, the dummy sense amplifier 118 detects the voltage of the corresponding first dummy bit line in a first logic state (eg, Power supply voltage) or a second logic state (eg, ground voltage) and amplify the voltage of the second dummy bit line to a second logic state or a first logic state, respectively. That is, the corresponding first and second dummy bit lines are set to logic states opposite to each other by corresponding sense amplifiers. The logic states of the first dummy bit lines sensed and amplified by the dummy sense amplifiers 118 are used as pass / fail signals PF1 to PF8 respectively corresponding to the dummy cells 110.

상기 제 1 더미 비트 라인들 (DBL1∼DBL8)은 NMOS 트랜지스터들 (120)을 통해 도 3의 디코더 회로 (400)에 연결되며, 상기 NMOS 트랜지스터들 (120)은 스위치 제어 신호 (DYSW)의 로직 상태에 따라 동시에 턴 온/오프된다. 그리고, 상기 제 1 및 제 2 더미 비트 라인들 (DBL1∼DBL8, DBL1B∼DBL8B)은 대응하는 NMOS 트랜지스터들 (또는 비트 라인 프리챠지 트랜지스터들) (122)을 통해 접지 전압으로 프리챠지된다. 상기 NMOS 트랜지스터들 (122)은 프리챠지 신호 (DBLP)가 로직 하이 레벨일 때 동시에 턴 온되며, 프리챠지 회로를 구성한다.The first dummy bit lines DBL1 to DBL8 are connected to the decoder circuit 400 of FIG. 3 through NMOS transistors 120, and the NMOS transistors 120 are in a logic state of a switch control signal DYSW. At the same time turn on / off. The first and second dummy bit lines DBL1 to DBL8 and DBL1B to DBL8B are precharged to the ground voltage through corresponding NMOS transistors (or bit line precharge transistors) 122. The NMOS transistors 122 are simultaneously turned on when the precharge signal DBLP is at a logic high level, and constitute a precharge circuit.

이러한 회로 구성에 의하면, 분극 상태 판별 회로 (100)는 덤핑 전압 공급 회로 (200)로부터 제공되는 복수 개의 덤핑 전압들 (VDMP1_1∼VDMP1_4, VDMP0_1∼VDMP0_4)에 응답하여 상기 강유전체 커패시터들 (114) 각각의 분극 상태를 판별한다. 분극 상태 판별 회로 (100)는 판별 결과로서 더미 셀들 (110) 각각에 대응하는 패스/페일 신호들 (PFj, j=1∼8)을 발생한다. 여기서, 상기 덤핑 전압들 (VDMP1_1∼VDMP1_4, VDMP0_1∼VDMP0_4)은 서로 다른 전압 레벨들을 가지며, 상기 더미 셀들 (110)에 각각 대응한다. 결과적으로, 상기 패스/페일 신호들 (PF1∼PF8)은 대응하는 강유전체 커패시터들의 분극 상태들에 대응하는 전압들 (대응하는 비트 라인들에 각각 유기되는 전압들)이 대응하는 덤핑 전압들보다 높은 지 또는 낮은 지의 여부를 나타낸다.According to this circuit configuration, the polarization state determination circuit 100 responds to each of the ferroelectric capacitors 114 in response to a plurality of dumping voltages VDMP1_1 to VDMP1_4 and VDMP0_1 to VDMP0_4 provided from the dumping voltage supply circuit 200. Determine the polarization state. The polarization state determination circuit 100 generates pass / fail signals PFj, j = 1 to 8 corresponding to each of the dummy cells 110 as a determination result. Here, the dumping voltages VDMP1_1 to VDMP1_4 and VDMP0_1 to VDMP0_4 have different voltage levels and correspond to the dummy cells 110, respectively. As a result, the pass / fail signals PF1 to PF8 may be configured such that voltages corresponding to polarization states of corresponding ferroelectric capacitors (voltages respectively induced in corresponding bit lines) are higher than corresponding dumping voltages. Or low.

예를 들면, 더미 비트 라인 (DBL1)에 대응하는 강유전체 커패시터의 분극 상태에 대응하는 비트 라인 유기 전압이 대응하는 덤핑 전압보다 높을 때, 대응하는 패스/페일 신호 (PF1)는 하이 레벨 즉, "1"을 갖는다. 그리고, 더미 비트 라인 (DBL1)에 대응하는 강유전체 커패시터의 분극 상태에 대응하는 비트 라인 유기 전압이 대응하는 덤핑 전압보다 낮을 때, 대응하는 패스/페일 신호 (PF1)는 로우 레벨 즉, "0"을 갖는다. 이와 반대로, 더미 비트 라인 (DBL5)에 대응하는 강유전체 커패시터의 분극 상태에 대응하는 비트 라인 유기 전압이 대응하는 덤핑 전압보다 높을 때, 대응하는 패스/페일 신호 (PF5)는 하이 레벨 즉, "1"을 갖는다. 그리고, 더미 비트 라인 (DBL5)에 대응하는 강유전체 커패시터의 분극 상태에 대응하는 비트 라인 유기 전압이 대응하는 덤핑 전압보다 낮을 때, 대응하는 패스/페일 신호 (PF5)는 로우 레벨 즉, "0"을 갖는다. 그러므로, 더미 비트 라인들 (DBL1∼DBL4)에 유기되는 전압들이 대응하는 덤핑 전압들보다 높을 때, 신호들 (PF1∼PF4)은 모두 패스 상태를 나타내는 "1"을 갖는다. 마찬가지로, 더미 비트 라인들 (DBL5∼DBL8)에 유기되는 전압들이 대응하는 덤핑 전압들보다 낮을 때, 신호들 (PF5∼PF8)은 모두 패스 상태를 나타내는 "0"을 갖는다.For example, when the bit line induced voltage corresponding to the polarization state of the ferroelectric capacitor corresponding to the dummy bit line DBL1 is higher than the corresponding dumping voltage, the corresponding pass / fail signal PF1 is at a high level, that is, “1”. Has. In addition, when the bit line induced voltage corresponding to the polarization state of the ferroelectric capacitor corresponding to the dummy bit line DBL1 is lower than the corresponding dumping voltage, the corresponding pass / fail signal PF1 has a low level, that is, "0". Have In contrast, when the bit line induced voltage corresponding to the polarization state of the ferroelectric capacitor corresponding to the dummy bit line DBL5 is higher than the corresponding dumping voltage, the corresponding pass / fail signal PF5 is at a high level, that is, "1". Has Then, when the bit line induced voltage corresponding to the polarization state of the ferroelectric capacitor corresponding to the dummy bit line DBL5 is lower than the corresponding dumping voltage, the corresponding pass / fail signal PF5 becomes low level, that is, "0". Have Therefore, when the voltages induced in the dummy bit lines DBL1 to DBL4 are higher than the corresponding dumping voltages, the signals PF1 to PF4 all have a "1" indicating a pass state. Similarly, when the voltages induced in the dummy bit lines DBL5 to DBL8 are lower than the corresponding dumping voltages, the signals PF5 to PF8 all have a "0" indicating a pass state.

다시 도 3을 참조하면, 덤핑 전압 공급 회로 (200)는 덤핑 전압 발생기 (220)와 구동 회로 (240)로 구성된다. 덤핑 전압 발생기 (220)의 바람직한 실시예가 도 5에 도시되어 있고, 구동 회로 (240)의 바람직한 실시예가 도 6에 도시되어 있다. 도 5에서, 덤핑 전압 발생기 (200)는 도시된 바와 같이 연결된 복수 개의 저항들 (251∼260) 및 NMOS 트랜지스터들 (261∼264)을 이용한 전압 분배기로서, 이 분야의 통상적인 지식을 습득한 자들에게 잘 알려져 있다. "VDMP_DEN"로 표기된 신호는 기준 회로 (900)가 적정한 기준 전압 (VREF)을 생성한 후 덤핑 전압 발생기 (200)에서 생길 수 있는 전력 손실을 방지하기 위해 사용된다.Referring again to FIG. 3, the dumping voltage supply circuit 200 includes a dumping voltage generator 220 and a driving circuit 240. A preferred embodiment of the dumping voltage generator 220 is shown in FIG. 5, and a preferred embodiment of the drive circuit 240 is shown in FIG. 6. In FIG. 5, the dumping voltage generator 200 is a voltage divider using a plurality of resistors 251 to 260 and NMOS transistors 261 to 264 connected as shown, and those skilled in the art have learned. Well known to The signal labeled “VDMP_DEN” is used to prevent power loss that may occur in the dumping voltage generator 200 after the reference circuit 900 generates the proper reference voltage VREF.

도 6에서, 구동 회로 (240)는 전단에 위치한 덤핑 전압 발생기 (220)에서 생성된 덤핑 전압들 (VDMP1_A∼VDMP1_D, VDMP0_A∼VDMP0_D)을 분극 상태 판별 회로 (100)로 전달하기 위한 것으로서, 상기 덤핑 전압들 (VDMP1_A∼VDMP1_D, VDMP0_A∼VDMP0_D)에 각각 대응하는 복수 개의 드라이버들 (240_1∼240_8)로 구성된다. 드라이버들 (240_1∼240_8)은 "RDVEN"로 표기된 신호에 의해서 공통으로 활성화되거나 비활성화된다. 도면에는 단지 하나의 덤핑 전압 (VDMP1_A)에 대한 드라이버 (240_1)의 상세 회로가 도시되어 있지만, 나머지 덤핑 전압들에 각각 대응하는 드라이버들 (240_2∼240_8) 역시 동일하게 구성될 것이다. 이러한 구동 회로 (240)는 분극 상태 판별 회로 (100)에 연결된 덤핑 전압 발생기 (220)의 부담 (예를 들면, 덤핑 전압을 전달하기 위한 신호 라인 로딩)을 줄이기 위해 사용된다. 드라이버들 (240_1∼240_8)은 덤핑 전압 발생기 (220)로부터 제공되는 전압들과 실질적으로 동일한 레벨의 안정된 덤핑 전압들 (VDMP1_1∼VDMP1_4, VDMP0_1∼VDMP0_4)을 각각 출력한다.In FIG. 6, the driving circuit 240 transmits the dumping voltages VDMP1_A to VDMP1_D and VDMP0_A to VDMP0_D generated by the dumping voltage generator 220 positioned at the front end to the polarization state determination circuit 100. A plurality of drivers 240_1 to 240_8 corresponding to the voltages VDMP1_A to VDMP1_D and VDMP0_A to VDMP0_D, respectively. The drivers 240_1 to 240_8 are commonly activated or deactivated by a signal labeled "RDVEN". Although a detailed circuit of the driver 240_1 for only one dumping voltage VDMP1_A is shown in the figure, the drivers 240_2 to 240_8 respectively corresponding to the remaining dumping voltages will be configured in the same manner. This drive circuit 240 is used to reduce the burden (eg, signal line loading for delivering the dumping voltage) of the dumping voltage generator 220 connected to the polarization state determination circuit 100. The drivers 240_1 to 240_8 output stable dumping voltages VDMP1_1 to VDMP1_4 and VDMP0_1 to VDMP0_4 at substantially the same level as the voltages provided from the dumping voltage generator 220, respectively.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 데이터 입력 회로의 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 도 7의 데이터 입력 회로 (300)는 파워 업시 상기 분극 상태 판별 회로 (100)에 제공되는 더미 셀들 (110)에 쓰여질 데이터 '1'과 데이터 '0'를 공급하기 위한 것으로서, 도시된 바와 같이 연결된 PMOS 트랜지스터들 (302, 304, 306, 308) 및 NMOS 트랜지스터들 (310, 312, 314, 316)로 구성된다. 상기 NMOS 트랜지스터들 (310, 312, 314, 316)은 "DINEN"로 표기된 신호의 로직 상태에 따라 동시에 턴 온/오프되며, 상기 PMOS 트랜지스터들 (302, 304, 306, 308)은 "DINENB"로 표기된 신호의 로직 상태에 따라 동시에 턴 온/오프된다. 상기 신호 (DINEN)는 파워 업시 수행될 상기 더미 셀들 (110)의 쓰기 동작 (이하 상세히 설명됨) 동안 활성화되는 신호이다. 본 발명의 기준 회로 (900)가 구현되는 FRAM 장치에 전원이 공급될 때, 상기 분극 상태 판별 회로 (100)에 제공되는 더미 셀들 (110)의 절반에는 데이터 입력 회로 (300)를 통해 데이터 '1'이 쓰여지고, 나머지 더미 셀들에는 데이터 입력 회로 (300)를 통해 데이터 '0'가 쓰여진다. 이에 대한 설명은 이후 상세히 설명된다.Referring to Fig. 7, a preferred embodiment of a data input circuit according to the present invention is shown. The data input circuit 300 of FIG. 7 is for supplying data '1' and data '0' to be written to the dummy cells 110 provided to the polarization state determination circuit 100 at power up, and are connected as shown. PMOS transistors 302, 304, 306, 308 and NMOS transistors 310, 312, 314, 316. The NMOS transistors 310, 312, 314, 316 are simultaneously turned on / off in accordance with the logic state of the signal labeled "DINEN", and the PMOS transistors 302, 304, 306, 308 are switched to "DINENB". It is simultaneously turned on / off according to the logic state of the indicated signal. The signal DINEN is a signal that is activated during a write operation (described in detail below) of the dummy cells 110 to be performed at power up. When power is supplied to the FRAM device in which the reference circuit 900 of the present invention is implemented, half of the dummy cells 110 provided to the polarization state determination circuit 100 are connected to the data '1 through the data input circuit 300. 'Is written, and data' 0 'is written to the remaining dummy cells through the data input circuit 300. This will be described in detail later.

도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 디코더 회로를 보여주는 블록도가 도시되어 있다. 도 8의 디코더 회로 (400)는 분극 상태 판별 회로 (100)로부터 출력되는 패스/페일 신호들 (PF1∼PF8)을 디코딩하여 강유전체 커패시터의 분극 상태 변화에 따른 최적의 기준 전압을 선택하기 위한 선택 신호들 (SEL1∼SEL6)을 발생한다. 디코더 회로 (400)는 3-단 디코딩 구조를 갖도록 7개의 디코더들 (402∼414)로 구성된다. 각 디코더의 상세 회로가 도 9A 내지 도 9C에 도시되어 있다. 이러한 회로 구성에 있어서, "DEC_EN"로 표기된 신호가 로우 레벨로 유지될 때, 디코더 회로 (400)의 출력 신호들 (SEL1∼SEL6)은 로우 레벨의 비활성 상태로 유지된다.8, a block diagram illustrating a decoder circuit in accordance with the present invention is shown. The decoder circuit 400 of FIG. 8 decodes the pass / fail signals PF1 to PF8 output from the polarization state determination circuit 100 to select an optimal reference voltage according to the polarization state change of the ferroelectric capacitor. (SEL1 to SEL6) are generated. The decoder circuit 400 is composed of seven decoders 402-414 to have a three-stage decoding structure. Detailed circuitry of each decoder is shown in Figs. 9A to 9C. In this circuit configuration, when the signal denoted as "DEC_EN" is maintained at the low level, the output signals SEL1 to SEL6 of the decoder circuit 400 are kept in the low level inactive state.

상기 분극 상태 판별 회로 (100)로부터 출력되는 신호들 (PF1∼PF8) 모두가 패스 상태 ('11110000')를 또는 페일 상태 ('00001111')를 나타낼 때, 디코더 회로 (400)의 모든 출력 신호들 (SEL1∼SEL6)은 로우 레벨의 비활성 상태로 유지된다. 상기 선택 신호들 (SEL1∼SEL6)은 래치 회로 (500)에 래치된다. 게다가, 제조 공정 중의 파티클로 인해 분극 상태 판별 회로 (100)의 출력 신호들 (PF1∼PF8)이 비정상적인 값들을 가질 때, 상기 디코더 회로 (400)의 출력 신호들 (SEL1∼SEL6)은 모두 로우 레벨의 비활성 상태로 유지된다. 예컨대, 분극 상태 판별 회로 (100)의 출력 신호들 (PF1∼PF4)이 "1011", "1101", "1110"와 같은 값들을 가질 때, 디코더 회로 (400)의 출력 신호들 (SEL1∼SEL6)은 모두 로우 레벨의 비활성 상태로 유지된다. 마찬가지로, 분극 상태 판별 회로 (100)의 출력 신호들 (PF5∼PF8)이 "1000", "0100", "0010'과 같은 값들을 가질 때, 디코더 회로 (400)의 출력 신호들 (SEL1∼SEL6)은 모두 로우 레벨의 비활성 상태로 유지된다.All output signals of the decoder circuit 400 when all of the signals PF1 to PF8 output from the polarization state determination circuit 100 indicate a pass state '11110000' or a fail state '00001111'. SEL1 to SEL6 remain in the low level inactive state. The selection signals SEL1 to SEL6 are latched in the latch circuit 500. In addition, when the output signals PF1 to PF8 of the polarization state determination circuit 100 have abnormal values due to particles during the manufacturing process, the output signals SEL1 to SEL6 of the decoder circuit 400 are all at a low level. Will remain inactive. For example, when the output signals PF1 to PF4 of the polarization state determination circuit 100 have values such as "1011", "1101", and "1110", the output signals SEL1 to SEL6 of the decoder circuit 400. ) All remain low level inactive. Similarly, when the output signals PF5 to PF8 of the polarization state determination circuit 100 have values such as "1000", "0100", and "0010 ', the output signals SEL1 to SEL6 of the decoder circuit 400. ) All remain low level inactive.

앞서 언급된 경우들에서는 디폴트 값의 기준 전압 (VREF)이 기준 전압 발생 회로 (600)로부터 출력된다. 그리고, 앞서 언급된 경우들을 제외하면, 상기 디폴트 값보다 낮거나 또는 높은 레벨의 기준 전압 (VREF)이 기준 전압 발생 회로 (600)로부터 출력되도록, 상기 디코더 회로 (400)의 출력 신호들 (SEL1∼SEL6) 중 어느 하나가 하이 레벨로 활성화된다. 이는 이후 상세히 설명된다.In the above-mentioned cases, the reference voltage VREF of the default value is output from the reference voltage generating circuit 600. The output signals SEL1 to the decoder circuit 400 may be output from the reference voltage generator circuit 600 so that the reference voltage VREF having a level lower or higher than the default value is output from the reference voltage generator circuit 600. Any one of SEL6) is activated to a high level. This is described in detail later.

도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 기준 전압 발생 회로의 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 도 10의 기준 전압 발생 회로 (600)는 "REFEN"로 표기된 신호에 의해서 활성화되며, 래치 회로 (500)의 출력 신호들 (LAT1∼LAT6)과 디폴트 값 제어 회로 (700)의 출력 신호 (VREF_DEN)에 응답하여 기준 전압 (VREF)을 출력한다. 상기 신호 (VREF_DEN)는, 디폴트 값 제어 회로 (700)를 보여주는 도 11를 참조하면, 전원이 공급되고 래치 회로 (500)의 출력 신호들 (LAT1∼LAT6)이 모두 로우 레벨로 유지되는 동안 하이 레벨을 갖는다. 이에 반해서, 상기 출력 신호들 (LAT1∼LAT6) 중 어느 하나가 하이 레벨이 될 때, 상기 신호 (VREF_DEN)는 로우 레벨이 된다. 도 11에서, "VCCH"로 표기된 신호는 전원이 공급되고 상기 전원이 일정 레벨 이상 높아질 때 하이 레벨로 유지되는 신호이다.10, a preferred embodiment of a reference voltage generator circuit according to the present invention is shown. The reference voltage generator circuit 600 of FIG. 10 is activated by a signal labeled "REFEN", and output signals LAT1 to LAT6 of the latch circuit 500 and output signals VREF_DEN of the default value control circuit 700. In response, the reference voltage VREF is output. The signal VREF_DEN is high level while referring to FIG. 11 showing the default value control circuit 700, while power is supplied and the output signals LAT1 to LAT6 of the latch circuit 500 are all held at a low level. Has In contrast, when any one of the output signals LAT1 to LAT6 is at the high level, the signal VREF_DEN is at the low level. In Fig. 11, the signal labeled "VCCH" is a signal that is maintained at a high level when power is supplied and the power is raised above a certain level.

전원이 공급된 후, 기준 전압 발생 회로 (600)의 출력단 (VREF)은 신호 (VREF_DEN)에 의해 턴 온된 NMOS 트랜지스터 (664)를 통해 소정의 전압 (이하 "디폴트 전압"이라 칭함)으로 충전된다. 이후, 앞서 설명된 바와 같이, 분극 상태 판별 회로 (100)로부터 출력된 패스/페일 신호들 (PF1∼PF8)이 모두 패스 상태들 또는 페일 상태들을 가질 때 그리고 제조 공정 중의 파티클로 인해 패스/페일 신호들 (PF1∼PF8)이 비정상적인 로직 값들을 가질 때, 디코더 회로 (400)의 출력 신호들 (SEL1∼SEL6)은 모두 로우 레벨로 유지된다. 이는 도 10의 NMOS 트랜지스터들 (658, 660, 662, 666, 668, 670)이 래치 회로 (500)의 출력 신호들 (LAT1∼LAT6)에 의해서 턴 오프되게 한다. 그러므로, 기준 전압 발생 회로 (600)는 기준 전압 (VREF)으로서 상기 디폴트 전압을 출력한다. 반면에, 디코더 회로 (400)의 출력 신호들 (SEL1∼SEL6) 중 어느 하나가 하이 레벨이 되면, 디폴트 값 제어 회로 (700)의 출력 신호 (VREF_DEN)가 로우 레벨이 되며, 이는 기준 전압 발생 회로 (600)가 디폴트 전압보다 낮거나 높은 레벨의 기준 전압 (VREF)을 생성하게 한다.After the power is supplied, the output terminal VREF of the reference voltage generating circuit 600 is charged to a predetermined voltage (hereinafter referred to as "default voltage") through the NMOS transistor 664 turned on by the signal VREF_DEN. Then, as described above, when the pass / fail signals PF1 to PF8 output from the polarization state determination circuit 100 all have pass states or fail states, and pass / fail signals due to particles during the manufacturing process. When the ones PF1 to PF8 have abnormal logic values, the output signals SEL1 to SEL6 of the decoder circuit 400 are all kept at a low level. This causes the NMOS transistors 658, 660, 662, 666, 668, 670 of FIG. 10 to be turned off by the output signals LAT1-LAT6 of the latch circuit 500. Therefore, the reference voltage generator circuit 600 outputs the default voltage as the reference voltage VREF. On the other hand, when any one of the output signals SEL1 to SEL6 of the decoder circuit 400 becomes high level, the output signal VREF_DEN of the default value control circuit 700 becomes low level, which is a reference voltage generator circuit. Causes 600 to generate a reference voltage VREF at a level lower or higher than the default voltage.

앞서 설명된 바와 같이, 본 발명의 기준 회로 (1000)가 구현되는 FRAM 장치에 전원이 공급될 때, 상기 분극 상태 판별 회로 (100)에 제공되는 더미 셀들 (110)의 절반에는 데이터 입력 회로 (300)를 통해 데이터 '1'이 쓰여지고, 나머지 더미 셀들에는 데이터 입력 회로 (300)를 통해 데이터 '0'가 쓰여진다. 분극 상태 판별 회로 (100)에 데이터가 쓰여진 후, 상기 분극 상태 판별 회로 (100)에 제공되는 더미 셀들의 분극 상태들을 판별하기 위한 읽기 동작이 수행된다. 이에 대한 설명은 이하 도 12를 참조하여 상세히 설명된다. 도 12에는 분극 상태 판별 회로의 쓰기 동작 및 읽기 동작을 설명하기 위한 동작 타이밍도가 도시되어 있다.As described above, when power is supplied to the FRAM device in which the reference circuit 1000 of the present invention is implemented, half of the dummy cells 110 provided to the polarization state determination circuit 100 have a data input circuit 300. Data '1' is written through), and data '0' is written through the data input circuit 300 to the remaining dummy cells. After data is written to the polarization state determination circuit 100, a read operation for determining the polarization states of the dummy cells provided to the polarization state determination circuit 100 is performed. Description of this will be described in detail with reference to FIG. 12. 12 is an operation timing diagram for explaining a write operation and a read operation of the polarization state determination circuit.

먼저 분극 상태 판별 회로 (100)의 더미 셀들에 데이터를 쓰기 위한 동작이 설명될 것이다. 도 12를 참조하면, 파워 업시 제어 신호들 (DINEN, VREF_DEN, VDMP_DEN, RDVEN)는 모두 하이 레벨로 활성화된다. 데이터 입력 회로 (300)의 PMOS 및 NMOS 트랜지스터들 (302∼316)은 제어 신호 (DINEN)의 로우-하이 천이와 제어 신호 (DINENB)의 하이-로우 천이에 의해서 모두 턴 온되며, 그 결과 분극 상태 판별 회로 (100)의 출력 신호 라인들 (PF1∼PF4)은 하이 레벨로 각각 충전되고, 다른 출력 신호 라인들 (PF5∼PF8)은 로우 레벨로 각각 충전된다. 이와 동시에, 덤핑 전압 공급 회로 (200)는 제어 신호들 (VDMP_DEN, RDVEN)의 로우-하이 천이에 따라 서로 다른 레벨의 덤핑 전압들 (VDMP1_1∼VDMP1_4, VDMP0_1∼VDMP0_4)을 발생한다. 이때, 디코더 회로 (400)는 로우 레벨로 유지되는 제어 신호 (DEC_EN)에 의해서 비활성화된다.First, an operation for writing data to the dummy cells of the polarization state determination circuit 100 will be described. Referring to FIG. 12, the control signals DINEN, VREF_DEN, VDMP_DEN, and RDVEN at power up are all activated to a high level. The PMOS and NMOS transistors 302-316 of the data input circuit 300 are both turned on by the low-high transition of the control signal DINEN and the high-low transition of the control signal DINENB, resulting in a polarization state. The output signal lines PF1 to PF4 of the discrimination circuit 100 are respectively charged to a high level, and the other output signal lines PF5 to PF8 are respectively charged to a low level. At the same time, the dumping voltage supply circuit 200 generates different levels of dumping voltages VDMP1_1 to VDMP1_4 and VDMP0_1 to VDMP0_4 according to the low-high transition of the control signals VDMP_DEN and RDVEN. At this time, the decoder circuit 400 is inactivated by the control signal DEC_EN maintained at the low level.

이러한 조건 하에서, 제 1 및 제 2 더미 비트 라인들 (DBL1∼DBL8, DBL1B∼DBL8B)은 하이 레벨의 프리챠지 신호 (DBLP)에 의해서 턴 온된 대응하는 NMOS 트랜지스터들 (122)을 통해 접지 전압 (Vss)으로 각각 프리챠지된다. 프리챠지 신호 (DBLP)가 로직 하이 레벨에서 로직 로우 레벨로 천이된 후, 더미 워드 라인 신호 (DWL)가 로직 로우 레벨에서 로직 하이 레벨로 천이하며, 그 결과 각 더미 셀 (110)의 액세스 트랜지스터 (112)는 턴 온된다.Under these conditions, the first and second dummy bit lines DBL1 to DBL8 and DBL1B to DBL8B are connected to the ground voltage Vss through corresponding NMOS transistors 122 turned on by the high level precharge signal DBLP. Each is precharged). After the precharge signal DBLP transitions from the logic high level to the logic low level, the dummy word line signal DWL transitions from the logic low level to the logic high level, resulting in an access transistor ( 112 is turned on.

그 다음에, 도 12에 도시된 바와 같이, 스위치 제어 신호 (DMPRS)가 하이로 활성화됨에 따라 상기 덤핑 전압 공급 회로 (200)로부터 제공되는 서로 다른 레벨들을 갖는 덤핑 전압들 (VDMP1_1∼VDMP1_4, VDMP0_1∼VDMP_4)이 대응하는 제 2 더미 비트 라인들 (DBL1B∼DBL8B)로 각각 전달된다. 그리고, 더미 플레이트 라인 신호 (DPL)가 펄스 형태로 활성화됨에 따라 각 더미 셀의 강유전체 커패시터 양단에는, 더미 플레이트 라인 (DPL)에서 제 1 더미 비트 라인으로 전압이 인가된다. 즉, 음의 전압이 강유전체 커패시터 양단에 인가된다. 소정 시간이 경과한 후, 더미 플레이트 라인 (DPL) 신호가 비활성화됨에 따라 커패시터 양단에 인가되는 전압이 제거된다. 이러한 동작의 결과로서, 각 더미 셀의 강유전체 커패시터는 도 2a의 점 "A"의 분극 상태를 갖는다.Then, as shown in FIG. 12, as the switch control signal DMPRS is activated high, dumping voltages VDMP1_1 to VDMP1_4 and VDMP0_1 to different levels provided from the dumping voltage supply circuit 200. VDMP_4 is transferred to corresponding second dummy bit lines DBL1B to DBL8B, respectively. As the dummy plate line signal DPL is activated in the form of a pulse, a voltage is applied from the dummy plate line DPL to the first dummy bit line across the ferroelectric capacitor of each dummy cell. That is, a negative voltage is applied across the ferroelectric capacitor. After a predetermined time has elapsed, the voltage applied across the capacitor is removed as the dummy plate line (DPL) signal is deactivated. As a result of this operation, the ferroelectric capacitor of each dummy cell has a polarization state at point " A "

이러한 상태 하에서, 도 12에 도시된 바와 같이, 스위치 제어 신호 (DYSW)가 하이 레벨로 활성화됨에 따라 제 1 더미 비트 라인들 (DBL1∼DBL4) 각각은 데이터 입력 회로 (300)의 PMOS 트랜지스터들 (302∼308)을 통해 공급되는 전원 전압 (Vcc)으로 구동되고 (또는 충전되고), 나머지 제 1 더미 비트 라인들 (DBL5∼DBL8)은 데이터 입력 회로 (300)의 NMOS 트랜지스터들 (310∼316)을 통해 접지된다. 이때, 전원 전압 (Vcc)을 갖는 제 1 더미 비트 라인들 (DBL1∼DBL4)에 연결된 더미 셀들 (110)의 강유전체 커패시터들 (114) 양단에는 양의 전압이 인가되기 때문에, 상기 제 1 더미 비트 라인들 (DBL1∼DBL4)에 연결된 더미 셀들 (110)의 강유전체 커패시터들 (114)의 분극 상태들은 점 "A"에서 점 "C"로 변화된다. 즉, 더미 비트 라인들 (DBL1∼DBL4)에 연결된 더미 셀들 (110)에는 데이터 '1'이 쓰여진다.Under this condition, as shown in FIG. 12, each of the first dummy bit lines DBL1 to DBL4 becomes PMOS transistors 302 of the data input circuit 300 as the switch control signal DYSW is activated to a high level. Driven (or charged) to the power supply voltage Vcc supplied through ˜308, the remaining first dummy bit lines DBL5 to DBL8 are connected to the NMOS transistors 310 to 316 of the data input circuit 300. Grounded through. In this case, since a positive voltage is applied across the ferroelectric capacitors 114 of the dummy cells 110 connected to the first dummy bit lines DBL1 to DBL4 having the power supply voltage Vcc, the first dummy bit line Polarization states of the ferroelectric capacitors 114 of the dummy cells 110 connected to the fields DBL1 to DBL4 are changed from the point "A" to the point "C". That is, data '1' is written in the dummy cells 110 connected to the dummy bit lines DBL1 to DBL4.

이에 반해, 접지된 제 1 더미 비트 라인들 (DBL5∼DBL8)에 연결된 더미 셀들 (110)의 강유전체 커패시터들 (114) 양단에는, 이상적으로, 전압차가 생기지 않기 때문에, 제 1 더미 비트 라인들 (DBL5∼DBL8)에 연결된 더미 셀들 (110)의 강유전체 커패시터들 (114)의 분극 상태들은 계속해서 점 "A" 상태로 유지된다. 즉, 제 1 더미 비트 라인들 (DBL5∼DBL8)에 연결된 더미 셀들 (110)에는 데이터 '0'이 쓰여진다. 그 다음에, 더미 플레이트 라인 신호 (DPL)가 다시 펄스 형태로 활성화된 후, 스위치 제어 신호 (DYSW) 및 더미 워드 라인 신호 (DWL)가 순차적으로 비활성화된다. 이러한 일련의 과정을 통해 분극 상태 판별 회로의 쓰기 동작이 종료된다. 쓰기 동작이 종료됨에 따라 제어 신호들 (DINEN, DINENB)은 로우 레벨과 하이 레벨로 각각 비활성화되며, 그 결과 데이터 입력 회로 (300)는 분극 상태 판별 회로 (100)와 전기적으로 분리된다.In contrast, ideally, since there is no voltage difference across the ferroelectric capacitors 114 of the dummy cells 110 connected to the grounded first dummy bit lines DBL5 to DBL8, the first dummy bit lines DBL5. The polarization states of the ferroelectric capacitors 114 of the dummy cells 110 connected to ˜DBL8 continue to remain at the point “A” state. That is, data '0' is written in the dummy cells 110 connected to the first dummy bit lines DBL5 to DBL8. Then, after the dummy plate line signal DPL is activated again in the form of a pulse, the switch control signal DYSW and the dummy word line signal DWL are sequentially deactivated. Through this series of processes, the write operation of the polarization state determination circuit is terminated. As the write operation is terminated, the control signals DINEN and DINENB are inactivated to the low level and the high level, respectively, so that the data input circuit 300 is electrically disconnected from the polarization state determination circuit 100.

파워 업시 수행되는 쓰기 동작이 완료된 후, 더미 셀들 (110) 각각에 제공되는 강유전체 커패시터 (114)의 분극 상태에 따른 기준 전압 (VREF)을 생성하기 위해 더미 셀들 (110) 각각의 강유전체 커패시터 (114)의 분극 상태가 판별된다. 이는 도 12를 참조하여 이하 상세히 설명된다.After the write operation performed at power-up is completed, the ferroelectric capacitor 114 of each of the dummy cells 110 to generate the reference voltage VREF according to the polarization state of the ferroelectric capacitor 114 provided to each of the dummy cells 110. The polarization state of is determined. This is described in detail below with reference to FIG. 12.

먼저, 제 1 및 제 2 더미 비트 라인들 (DBL1∼DBL8, DBL1B∼DBL8B)은 하이 레벨의 프리챠지 신호 (DBLP)에 의해서 턴 온된 대응하는 NMOS 트랜지스터들 (122)을 통해 접지 전압 (Vss)으로 각각 프리챠지된다. 상기 프리챠지 신호 (DBLP)가 하이 레벨에서 로우 레벨로 천이된 후, 더미 워드 라인 신호 (DWL)가 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이하며, 그 결과 더미 셀들 (110)의 액세스 트랜지스터들 (112)은 동시에 턴 온된다.First, the first and second dummy bit lines DBL1 to DBL8 and DBL1B to DBL8B are connected to the ground voltage Vss through corresponding NMOS transistors 122 turned on by the high level precharge signal DBLP. Each is precharged. After the precharge signal DBLP transitions from the high level to the low level, the dummy word line signal DWL transitions from the low level to the high level, so that the access transistors 112 of the dummy cells 110 are It is turned on at the same time.

그 다음에, 도 12에 도시된 바와 같이, 스위치 제어 신호 (DMPRS)가 하이로 활성화됨에 따라 상기 덤핑 전압 공급 회로 (200)로부터의 덤핑 전압들 (VDMP1_1∼VDMP1_4, VDMP0_1∼VDMP_4)이 NMOS 트랜지스터들 (116)을 통해 대응하는 제 2 더미 비트 라인들 (DBL1B∼DBL8B)로 전달된다. 더미 플레이트 라인 신호 (DPL)가 펄스 형태로 활성화됨에 따라 각 더미 셀 (110)의 강유전체 커패시터 양단에는, 더미 플레이트 라인 (DPL)에서 대응하는 제 1 더미 비트 라인으로 전압이 인가된다. 즉, 음의 전압이 강유전체 커패시터 양단에 인가된다. 소정 시간이 경과한 후, 상기 더미 플레이트 라인 신호가 비활성화됨에 따라 커패시터 양단에 인가되는 전압이 제거된다. 그 결과, 데이터 '1'이 저장된 더미 비트 라인들 (DBL1∼DBL4)에 연결된 더미 셀들의 강유전체 커패시터들의 분극 상태들은 도 2a에서 점 "C"에서 점 "A"로 스위칭되는 반면에, 데이터 '0'이 저장된 더미 비트 라인들 (DBL5∼DBL8)에 연결된 더미 셀들의 강유전체 커패시터들의 분극 상태들은 점 "A"에서 점 "D"를 경유하여 다시 점 "A"로 회귀한다. 그렇게 스위칭된 분극 상태들을 갖는 강유전체 커패시터들에 의해서 유기되는 제 1 더미 비트 라인들 (DBL1∼DBL8)의 전압들은 대응하는 감지 증폭기들 (118)에 의한 덤핑 전압들과의 레벨 비교 결과로서 하이 레벨의 전원 전압 또는 로우 레벨의 접지 전압으로 증폭될 것이다. 그렇게 설정된 제 1 더미 비트 라인들 (DBL1∼DBL8)의 로직 상태들은 스위치 제어 신호 (DYSW)가 활성화될 때 패스/페일 신호들 (PF1∼PF8)로서 상기 디코더 회로 (400)로 출력된다. 패스/페일 신호들 (PF1∼PF8)의 로직 상태들이 결정되는 것을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Then, as shown in FIG. 12, as the switch control signal DMPRS is activated high, the dumping voltages VDMP1_1 to VDMP1_4 and VDMP0_1 to VDMP_4 from the dumping voltage supply circuit 200 become NMOS transistors. The data is transferred to the corresponding second dummy bit lines DBL1B to DBL8B through 116. As the dummy plate line signal DPL is activated in the form of a pulse, a voltage is applied from the dummy plate line DPL to the corresponding first dummy bit line across the ferroelectric capacitor of each dummy cell 110. That is, a negative voltage is applied across the ferroelectric capacitor. After a predetermined time elapses, the voltage applied across the capacitor is removed as the dummy plate line signal is deactivated. As a result, the polarization states of the ferroelectric capacitors of the dummy cells connected to the dummy bit lines DBL1 to DBL4 in which the data '1' is stored are switched from the point "C" to the point "A" in FIG. 2A, while the data '0'. The polarization states of the ferroelectric capacitors of the dummy cells connected to the stored dummy bit lines DBL5 to DBL8 are returned to the point "A" via the point "D" at the point "A". The voltages of the first dummy bit lines DBL1 to DBL8 induced by the ferroelectric capacitors having such switched polarization states are of high level as a result of the level comparison with the dumping voltages by the corresponding sense amplifiers 118. It will be amplified to a supply voltage or a low level ground voltage. The logic states of the first dummy bit lines DBL1 to DBL8 thus set are output to the decoder circuit 400 as pass / fail signals PF1 to PF8 when the switch control signal DYSW is activated. In more detail, the logic states of the pass / fail signals PF1 to PF8 are determined as follows.

상기 분극 상태 판별 회로 (100)로 공급되는 덤핑 전압들 (VDMP1_1∼VDMP1_4, VDMP0_1∼VDMP0_4)은, 도 13를 참조하면, 데이터 '1'에 대응하는 비트 라인 유기 전압 (VD1)과 데이터 '0'에 대응하는 비트 라인 유기 전압 (VD0) 사이에 존재한다. 구체적으로는, 상기 덤핑 전압들 (VDMP1_1∼VDMP1_4)은 전압들 (VD1, VD0)의 중간값 (Vm) 및 상기 전압 (VD1) 사이에 존재하고, 상기 덤핑 전압들 (VDMP0_1∼VDMP0_4)은 상기 전압들 (Vm, VD0) 사이에 존재한다. 이러한 전압 분포를 갖는 덤핑 전압들과 데이터 '0' 및 데이터 '1'이 반반씩 저장된 더미 셀들 (110)을 이용함으로써, 시간의 경과에 따라 변화되는 강유전체 커패시터의 분극 상태를 판별할 수 있다.Referring to FIG. 13, the dumping voltages VDMP1_1 to VDMP1_4 and VDMP0_1 to VDMP0_4 supplied to the polarization state determination circuit 100 may include a bit line induced voltage VD1 and a data “0” corresponding to data “1”. Is present between the bit line induced voltage VD0 corresponding to. Specifically, the dumping voltages VDMP1_1 to VDMP1_4 exist between the intermediate value Vm of the voltages VD1 and VD0 and the voltage VD1, and the dumping voltages VDMP0_1 to VDMP0_4 are the voltage. (Vm, VD0) exists between. By using the dumping voltages having the voltage distribution, and the dummy cells 110 in which data '0' and data '1' are stored in half, the polarization state of the ferroelectric capacitor changed over time can be determined.

예컨대, 데이터 '1'이 저장된 더미 셀에 의해서 유기되는 제 1 더미 비트 라인의 전압 (VD1)이 대응하는 덤핑 전압보다 높을 때, 상기 제 1 더미 비트 라인의 전압은 대응하는 감지 증폭기에 의해서 데이터 '1'을 나타내는 전원 전압 (Vcc)으로 증폭된다. 이에 반해, 데이터 '1'이 저장된 더미 셀에 의해서 유기되는 제 1 더미 비트 라인의 전압 (VD1)이 대응하는 덤핑 전압보다 낮을 때, 상기 제 1 더미 비트 라인의 전압은 대응하는 감지 증폭기에 의해서 데이터 '0'을 나타내는 접지 전압 (Vss)이 된다. 마찬가지로, 데이터 '0'이 저장된 더미 셀에 의해서 유기되는 제 1 더미 비트 라인의 전압 (VD0)이 대응하는 덤핑 전압보다 낮을 때, 상기 제 1 더미 비트 라인의 전압은 대응하는 감지 증폭기에 의해서 데이터 '0'을 나타내는 접지 전압 (Vss)이 된다. 이에 반해, 데이터 '0'이 저장된 더미 셀에 의해서 유기되는 제 2 더미 비트 라인의 전압 (VD0)이 대응하는 덤핑 전압보다 높을 때, 상기 제 1 더미 비트 라인의 전압은 대응하는 감지 증폭기에 의해서 데이터 '1'을 나타내는 전원 전압 (Vcc)으로 증폭된다.For example, when the voltage VD1 of the first dummy bit line induced by the dummy cell in which data '1' is stored is higher than the corresponding dumping voltage, the voltage of the first dummy bit line is changed by the corresponding sense amplifier. Amplified to a power supply voltage Vcc representing 1 '. In contrast, when the voltage VD1 of the first dummy bit line induced by the dummy cell in which data '1' is stored is lower than the corresponding dumping voltage, the voltage of the first dummy bit line is set by the corresponding sense amplifier. It becomes the ground voltage (Vss) representing '0'. Similarly, when the voltage VD0 of the first dummy bit line induced by the dummy cell in which data '0' is stored is lower than the corresponding dumping voltage, the voltage of the first dummy bit line is changed by the corresponding sense amplifier. It becomes the ground voltage Vss indicating 0 '. In contrast, when the voltage VD0 of the second dummy bit line induced by the dummy cell in which data '0' is stored is higher than the corresponding dumping voltage, the voltage of the first dummy bit line is set by the corresponding sense amplifier. Amplified to a power supply voltage (Vcc) representing '1'.

앞서 설명으로부터 알 수 있듯이, 히스테리시스 곡선이 변화되기 이전에는, 데이터 '1'이 저장된 더미 셀들에 연결된 제 1 더미 비트 라인들 (DBL1∼DBL4) 상의 로직 상태들은 대응하는 감지 증폭기들 (118)에 의해서 로직 '1'의 하이 레벨 즉, 전원 전압 레벨을 갖고, 데이터 '0'이 저장된 더미 셀들에 연결된 제 1 더미 비트 라인들 (DBL5∼DBL8) 상의 로직 상태들은 대응하는 감지 증폭기들 (118)에 의해서 로직 '0'의 로우 레벨 즉, 접지 전압 레벨을 갖는다. 이는 데이터 '1'이 본래 쓰여진 상태로 읽혀질 때 패스/페일 신호가 하이 레벨 (로직 '1')이 되고, 데이터 '0'이 본래 쓰여진 상태로 읽혀질 때 패스/페일 신호가 로우 레벨 (로직 '0')이 됨을 의미한다.As can be seen from the foregoing description, before the hysteresis curve is changed, the logic states on the first dummy bit lines DBL1 to DBL4 connected to the dummy cells in which the data '1' is stored by the corresponding sense amplifiers 118. Logic states on the first dummy bit lines DBL5 to DBL8 having a high level of logic '1', that is, a power supply voltage level and connected to the dummy cells in which data '0' is stored, are corresponding to the sense amplifiers 118. Has a low level of logic '0', that is, a ground voltage level. This means that the pass / fail signal goes high level (logic '1') when data '1' is read in its original state, and the pass / fail signal goes low level (logic '0' when data '0' is read in its original state. ') Means.

시간이 경과함에 따라 강유전체 커패시터의 히스테리시스 곡선이 도 2a의 점선으로 표기된 바와 같이 쇠약해지는 경우, 데이터 '1'이 저장된 더미 셀에 의해서 유기되는 비트 라인의 전압 (VD1)은 낮아지고, 데이터 '0'이 저장된 더미 셀에 의해서 유기되는 비트 라인의 전압 (VD0)은 높아진다. 이로 인해서, 그렇게 낮아진 전압 (VD1) (예를 들면, 도 13의 점 X)보다 높은 레벨의 덤핑 전압들 (예를 들면, 도 13의 VDMP1_4, VDMP1_3)에 관련된 제 1 더미 비트 라인들 (예를 들면, DBL4, DBL3) 각각은 대응하는 감지 증폭기들에 의해서 데이터 '0'를 나타내는 접지 전압을 갖는다. 나머지 제 1 더미 비트 라인들 (예를 들면, DBL1, DBL2) 각각은 본래 쓰여진 데이터 '1'를 나타내는 전원 전압을 갖는다.If the hysteresis curve of the ferroelectric capacitor decays as indicated by the dotted line in FIG. 2A as time passes, the voltage VD1 of the bit line induced by the dummy cell in which data '1' is stored is lowered and data '0' The voltage VD0 of the bit line induced by this stored dummy cell becomes high. As a result, the first dummy bit lines (e.g., VDMP1_4, VDMP1_3 in FIG. 13) higher than the voltage VD1 (for example, point X in FIG. For example, DBL4 and DBL3 each have a ground voltage representing data '0' by corresponding sense amplifiers. Each of the remaining first dummy bit lines (eg, DBL1, DBL2) has a power supply voltage representing the data '1' originally written.

결과적으로, 제 1 더미 비트 라인들 (DBL1, DBL2)에 연결된 더미 셀들에 대한 읽기 동작이 정상적으로 수행되는 반면에, 제 1 더미 비트 라인들 (DBL3, DBL4)에 연결된 더미 셀들에 대한 읽기 동작은 정상적으로 수행되지 못한다 (읽기 패일이 생긴다). 그러므로, 상기 제 1 더미 비트 라인들 (DBL1, DBL2)에 대응하는 패스/페일 신호들 (PF1, PF2)은 로직 하이 레벨이 되고, 제 1 더미 비트 라인들 (DBL3, DBL4)에 대응하는 패스/페일 신호들 (PF3, PF4)은 로직 로우 레벨이 된다.As a result, a read operation on the dummy cells connected to the first dummy bit lines DBL1 and DBL2 is normally performed, while a read operation on the dummy cells connected to the first dummy bit lines DBL3 and DBL4 is normally performed. Not executed (a read failure occurs). Therefore, the pass / fail signals PF1 and PF2 corresponding to the first dummy bit lines DBL1 and DBL2 become logic high levels, and the pass / fail corresponding to the first dummy bit lines DBL3 and DBL4. The fail signals PF3 and PF4 are at a logic low level.

마찬가지로, 그렇게 높아진 전압 (VD0) (예를 들면, 도 13의 점 Y)보다 낮은 레벨의 덤핑 전압 (예를 들면, 도 13의 VDMP0_4, VDMP1_3)에 관련된 제 1 더미 비트 라인 (예를 들면, DBL8)이 대응하는 감지 증폭기에 의해서 데이터 '1'를 나타내는 전원 전압을 갖는다. 나머지 제 1 더미 비트 라인들 (예를 들면, DBL5, DBL6, DBL7) 각각은 본래 쓰여진 데이터 '0'를 나타내는 접지 전압을 갖는다. 결과적으로, 제 1 더미 비트 라인들 (DBL5, DBL6, DBL7)에 대응하는 패스/페일 신호들 (PF5, PF6, PF7)은 로우 레벨이 되고, 제 1 더미 비트 라인 (DBL8)에 대응하는 패스/페일 신호 (PF8)는 하이 레벨이 된다.Similarly, the first dummy bit line (e.g., DBL8) associated with the dumping voltage (e.g., VDMP0_4, VDMP1_3 in FIG. 13) at a level lower than the voltage VD0 (e.g., point Y in FIG. 13) that is so high. ) Has a power supply voltage representing data '1' by the corresponding sense amplifier. Each of the remaining first dummy bit lines (eg, DBL5, DBL6, DBL7) has a ground voltage representing the data '0' originally written. As a result, the pass / fail signals PF5, PF6, and PF7 corresponding to the first dummy bit lines DBL5, DBL6, and DBL7 go low, and the pass / fail corresponding to the first dummy bit lines DBL8. The fail signal PF8 goes high.

앞서 설명된 바와 같은 방법에 따라 생성되는 패스/페일 신호들 (PF1∼PF8)은 디코더 회로 (400)에 의해서 디코딩되며, 디코딩 결과에 따른 선택 신호들 (SEL1∼SEL6)은 래치 회로 (500)에 저장된다. 그 다음에, 상기 기준 전압 발생 회로 (600)는 내부적으로 서로 다른 레벨의 분배 전압들을 생성하며, 상기 래치 회로 (500)로부터 출력되는 선택 신호들 (SEL1∼SEL6) 중 활성화되는 선택 신호에 따라 그렇게 생성된 분배 전압들 중 어느 하나의 분배 전압이 강유전체 커패시터의 분극 상태 변화에 따른 최적의 기준 전압 (VREF)으로서 출력된다. 만약 앞서 설명된 경우들이 생기면 즉, 분극 상태 판별 회로 (100)로부터 출력된 패스/페일 신호들 (PF1∼PF8)이 모두 패스 상태들 또는 페일 상태들을 갖거나 제조 공정 중의 파티클로 인해 패스/페일 신호들 (PF1∼PF8)이 비정상적인 로직 값들을 가지면, 기준 전압 (VREF)으로서 디폴트 값이 출력될 것이다.The pass / fail signals PF1 to PF8 generated according to the method as described above are decoded by the decoder circuit 400, and the selection signals SEL1 to SEL6 according to the decoding result are stored in the latch circuit 500. Stored. Then, the reference voltage generator circuit 600 internally generates different levels of distribution voltages, and in accordance with the selection signal being activated among the selection signals SEL1 to SEL6 output from the latch circuit 500. The division voltage of any one of the generated division voltages is output as an optimal reference voltage VREF according to the change in the polarization state of the ferroelectric capacitor. If the cases described above occur, that is, the pass / fail signals PF1 to PF8 output from the polarization state determination circuit 100 all have pass states or fail states, or pass / fail signals due to particles during the manufacturing process. If the ones PF1 to PF8 have abnormal logic values, a default value will be output as the reference voltage VREF.

본 발명에 따르면, 상기 선택 신호들 (SEL1∼SEL6)을 생성하기 위한 읽기 동작 뿐만 아니라 데이터 '1' 및 데이터 '0'를 쓰기 위한 동작은 단지 파워 업시에만 수행된다. 이후, 파워 업시 생성된 선택 신호들 (SEL1∼SEL6)이 래치 회로 (500)에 저장되어 있기 때문에, 기준 전압 (VREF)은 분극 상태 판별 회로 (100)의 읽기 동작 없이 래치 회로 (500)에 저장된 선택 신호들 (SEL1∼SEL6)에 따라 자동적으로 생성될 것이다. 그리고, 본 발명에 따른 기준 회로 (900)는 이 분야에 잘 알려진 "오프 비트 라인 구조 (open bit line structure)" 뿐만 아니라 "폴디드 비트 라인 구조 (folded bit line structure)"에 모두 적용될 수 있음은 자명하다.According to the present invention, not only a read operation for generating the selection signals SEL1 to SEL6 but also an operation for writing data '1' and data '0' is performed only at power-up. Since the selection signals SEL1 to SEL6 generated at power up are stored in the latch circuit 500, the reference voltage VREF is stored in the latch circuit 500 without a read operation of the polarization state determination circuit 100. It will be automatically generated according to the selection signals SEL1 to SEL6. And, the reference circuit 900 according to the present invention can be applied to both the "open bit line structure" as well as the "folded bit line structure" well known in the art. Self-explanatory

상술한 바와 같이, 시간의 경과에 따라 변화되는 강유전체 커패시터의 분극 상태가 패스/페일 신호들의 로직 상태들에 의해서 판별될 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 FRAM 장치의 기준 회로는 시간의 경과로 인해 메모리 셀의 강유전체 커패시터의 분극 상태가 변화되더라도 데이터 상태들에 각각 대응하는 비트 라인 전압들의 중간값을 갖는 기준 전압을 발생할 수 있다.As described above, the polarization state of the ferroelectric capacitor that changes over time can be determined by the logic states of the pass / fail signals. Therefore, the reference circuit of the FRAM device according to the present invention can generate a reference voltage having an intermediate value of the bit line voltages corresponding to the data states even if the polarization state of the ferroelectric capacitor of the memory cell changes over time.

Claims (17)

행들과 열들의 매트릭스 형태로 배열된 복수 개의 메모리 셀들을 포함하며, 상기 각 메모리 셀이 강유전체 커패시터와 액세스 트랜지스터를 갖는 메모리 셀 어레이와;A memory cell array comprising a plurality of memory cells arranged in a matrix of rows and columns, each memory cell having a ferroelectric capacitor and an access transistor; 기준 전압을 이용하여 상기 각 메모리 셀의 데이터 상태를 감지하는 감지 증폭기 회로와;A sense amplifier circuit for sensing a data state of each memory cell using a reference voltage; 상기 감지 증폭기 회로에 상기 기준 전압을 제공하는 기준 회로를 포함하되,A reference circuit providing the reference voltage to the sense amplifier circuit, 상기 기준 회로는 전원이 공급될 때 각각이 서로 다른 레벨을 갖는 덤핑 전압들을 발생하는 덤핑 전압 공급 회로와;The reference circuit includes a dumping voltage supply circuit for generating dumping voltages each having a different level when power is supplied; 각각이 강유전체 커패시터와 액세스 트랜지스터를 포함하는 복수 개의 더미 셀들을 가지며, 상기 더미 셀들 각각에 대응하는 상기 덤핑 전압들에 응답해서 상기 강유전체 커패시터들 각각의 분극 상태를 판별하는 분극 상태 판별 회로와;A polarization state determination circuit having a plurality of dummy cells each including a ferroelectric capacitor and an access transistor, and determining a polarization state of each of the ferroelectric capacitors in response to the dumping voltages corresponding to each of the dummy cells; 상기 분극 상태 판별 회로는 판별 결과로서 상기 더미 셀들 각각에 대응하는 패스/페일 신호들을 출력하되, 상기 패스/페일 신호들 각각이 상기 강유전체 커패시터의 분극 상태에 대응하는 전압이 대응하는 덤핑 전압보다 높은 지 낮은 지의 여부를 나타내며;The polarization state determination circuit outputs pass / fail signals corresponding to each of the dummy cells as a determination result, wherein each of the pass / fail signals is higher than a corresponding dumping voltage to a polarization state of the ferroelectric capacitor. Low or not; 상기 분극 상태 판별 회로로부터 출력되는 상기 페스/페일 신호들을 디코딩하여 선택 신호들을 발생하는 디코더 회로 및;A decoder circuit for decoding the face / fail signals output from the polarization state determination circuit to generate selection signals; 상기 전원이 공급될 때 상기 선택 신호들에 각각 대응하는 서로 다른 레벨의 분배 전압들을 내부적으로 생성하며, 상기 선택 신호들에 응답해서 상기 분배 전압들 중 어느 하나를 상기 기준 전압으로서 출력하는 기준 전압 발생 회로를 포함하는 강유전체 랜덤 액세스 메모리 장치.Generating reference voltages internally to generate different levels of distribution voltages corresponding to the selection signals when the power is supplied, and outputting one of the distribution voltages as the reference voltage in response to the selection signals; A ferroelectric random access memory device comprising a circuit. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 디코더 회로 및 상기 기준 전압 발생 회로 사이에 연결되며, 상기 선택 신호들을 래치하는 래치 회로를 부가적으로 포함하는 강유전체 랜덤 액세스 메모리 장치.And a latch circuit coupled between the decoder circuit and the reference voltage generator circuit, the latch circuit latching the selection signals. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 복수 개의 더미 셀들은 제 1 그룹과 제 2 그룹의 더미 셀들로 분리되며, 상기 제 1 그룹의 더미 셀들은 제 1 로직 상태의 데이터를 저장하고 상기 제 2 그룹의 더미 셀들은 제 2 로직 상태의 데이터를 저장하는 강유전체 랜덤 액세스 메모리 장치.The plurality of dummy cells are divided into dummy cells of a first group and a second group, wherein the dummy cells of the first group store data of a first logic state and the dummy cells of the second group are of a second logic state. A ferroelectric random access memory device for storing data. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 분극 상태 판별 회로는,The polarization state determination circuit, 상기 더미 셀들에 각각 연결된 복수 개의 제 1 더미 비트 라인들과;A plurality of first dummy bit lines connected to the dummy cells, respectively; 상기 제 1 더미 비트 라인들에 각각 대응하는 제 2 더미 비트 라인들과;Second dummy bit lines corresponding to the first dummy bit lines, respectively; 상기 제 1 더미 비트 라인들 상의 로직 상태들이 상기 패스/페일 신호들로서 출력되도록 제 1 스위치 제어 신호에 응답해서 상기 제 1 더미 비트 라인들을 상기 디코더 회로에 연결하는 복수 개의 제 1 스위치 트랜지스터들과;A plurality of first switch transistors coupling the first dummy bit lines to the decoder circuit in response to a first switch control signal such that logic states on the first dummy bit lines are output as the pass / fail signals; 상기 덤핑 전압들에 각각 대응하며, 각각이 대응하는 덤핑 전압에 연결된 제 1 플레이트 전극과 제 2 스위치 트랜지스터를 통해 대응하는 제 2 더미 비트 라인에 연결된 제 2 플레이트 전극을 갖는 복수 개의 커패시터들 및;A plurality of capacitors respectively corresponding to the dumping voltages, each capacitor having a first plate electrode connected to a corresponding dumping voltage and a second plate electrode connected to a corresponding second dummy bit line through a second switch transistor; 상기 커패시터들에 각각 대응하는 제 2 스위치 트랜지스터들은 제 2 스위치제어 신호에 응답하여 동작하며;Second switch transistors respectively corresponding to the capacitors operate in response to a second switch control signal; 상기 제 1 및 제 2 더미 비트 라인들 사이에 각각 연결되며, 각각이 대응하는 제 1 및 제 2 더미 비트 라인들 사이의 전압차를 감지하고 감지 결과로서 대응하는 제 1 더미 비트 라인을 제 1 로직 상태와 제 2 로직 상태 중 하나로 증폭하는 복수 개의 감지 증폭기들을 포함하며,A first logic connected between each of the first and second dummy bit lines, each sensing a voltage difference between corresponding first and second dummy bit lines and as a result of the first logic A plurality of sense amplifiers that amplify to one of a state and a second logic state, 상기 패스/페일 신호들의 로직 상태들은 대응하는 감지 증폭기들에 의해서 감지 증폭된 제 1 더미 비트 라인들의 로직 상태들에 의해서 결정되는 강유전체 랜덤 액세스 메모리 장치.And logic states of the pass / fail signals are determined by logic states of first dummy bit lines sensed and amplified by corresponding sense amplifiers. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 덤핑 전압들은 상기 제 1 로직 상태의 데이터와 상기 제 2 로직 상태의 데이터에 대응하는 전압들 사이에 존재하는 강유전체 랜덤 액세스 메모리 장치.And the dumping voltages are between voltages corresponding to data of the first logic state and data of the second logic state. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 분극 상태 판별 회로는 상기 제 1 및 제 2 더미 비트 라인들을 접지 전압으로 충전하는 비트 라인 프리챠지 회로를 부가적으로 포함하는 강유전체 랜덤 액세스 메모리 장치.And the polarization state determination circuit further comprises a bit line precharge circuit for charging the first and second dummy bit lines to a ground voltage. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 기준 회로는 상기 제 1 더미 비트 라인들에 연결되는 데이터 입력 회로를 부가적으로 포함하며, 상기 데이터 입력 회로는 상기 전원이 인가될 때 활성화되는 데이터 입력 신호에 응답하여 상기 제 1 그룹의 더미 셀들에 대응하는 제 1 더미 비트 라인들로 전원 전압을 각각 전달하고 상기 제 2 그룹의 더미 셀들에 대응하는 제 1 더미 비트 라인들로 접지 전압을 각각 전달하는 강유전체 랜덤 액세스 메모리 장치.The reference circuit additionally includes a data input circuit coupled to the first dummy bit lines, wherein the data input circuit includes dummy cells of the first group in response to a data input signal activated when the power is applied. A ferroelectric random access memory device for transmitting a power supply voltage to first dummy bit lines corresponding to and transmitting a ground voltage to first dummy bit lines corresponding to the dummy cells of the second group, respectively. 행들과 열들의 매트릭스 형태로 배열된 복수 개의 메모리 셀들을 포함하며, 상기 각 메모리 셀이 강유전체 커패시터와 액세스 트랜지스터를 갖는 메모리 셀 어레이와;A memory cell array comprising a plurality of memory cells arranged in a matrix of rows and columns, each memory cell having a ferroelectric capacitor and an access transistor; 기준 전압을 이용하여 상기 각 메모리 셀의 데이터 상태를 감지하는 감지 증폭기 회로와;A sense amplifier circuit for sensing a data state of each memory cell using a reference voltage; 상기 감지 증폭기 회로에 상기 기준 전압을 제공하는 기준 회로를 포함하되,A reference circuit providing the reference voltage to the sense amplifier circuit, 상기 기준 회로는 전원이 공급될 때 각각이 서로 다른 레벨을 갖는 덤핑 전압들을 발생하는 덤핑 전압 공급 회로와;The reference circuit includes a dumping voltage supply circuit for generating dumping voltages each having a different level when power is supplied; 각각이 강유전체 커패시터와 액세스 트랜지스터를 포함하는 복수 개의 더미 셀들을 가지며, 상기 더미 셀들 각각에 대응하는 상기 덤핑 전압들에 응답해서 상기 강유전체 커패시터들 각각의 분극 상태를 판별하는 분극 상태 판별 회로와;A polarization state determination circuit having a plurality of dummy cells each including a ferroelectric capacitor and an access transistor, and determining a polarization state of each of the ferroelectric capacitors in response to the dumping voltages corresponding to each of the dummy cells; 상기 분극 상태 판별 회로는 판별 결과로서 상기 더미 셀들 각각에 대응하는 패스/페일 신호들을 출력하되, 상기 패스/페일 신호들 각각이 상기 강유전체 커패시터의 분극 상태에 대응하는 전압이 대응하는 덤핑 전압보다 높은 지 낮은 지의 여부를 나타내며;The polarization state determination circuit outputs pass / fail signals corresponding to each of the dummy cells as a determination result, wherein each of the pass / fail signals is higher than a corresponding dumping voltage to a polarization state of the ferroelectric capacitor. Low or not; 상기 분극 상태 판별 회로로부터 출력되는 상기 페스/페일 신호들을 디코딩하여 선택 신호들을 발생하는 디코더 회로와;A decoder circuit for decoding the face / fail signals output from the polarization state determination circuit to generate selection signals; 상기 전원이 공급될 때 상기 선택 신호들에 각각 대응하는 서로 다른 레벨의 분배 전압들을 내부적으로 생성하며, 상기 선택 신호들 중 어느 하나가 활성화될 때 상기 분배 전압들 중 어느 하나를 상기 기준 전압으로서 출력하는 기준 전압 발생 회로 및;Internally generate different voltage distribution voltages corresponding to the selection signals when the power is supplied, and output one of the distribution voltages as the reference voltage when any one of the selection signals is activated A reference voltage generator circuit; 상기 전원이 인가될 때 제어 신호를 발생하되, 상기 선택 신호들 중 어느 하나가 활성화될 때 상기 제어 신호를 비활성시키고 상기 선택 신호들이 모두 비활성 상태로 유지될 때 상기 제어 신호를 활성화 상태로 유지시키는 제어 회로로 구성되며,A control signal is generated when the power is applied, and the control signal is deactivated when any one of the selection signals is activated, and the control signal is kept activated when all of the selection signals remain inactive. Consists of circuits, 상기 기준 전압 발생 회로는 상기 선택 신호들이 모두 비활성화 상태로 유지될 때 생성된 상기 제어 신호에 응답하여 상기 기준 전압으로서 디폴트 값을 출력하는 강유전체 랜덤 액세스 메모리 장치.And the reference voltage generator circuit outputs a default value as the reference voltage in response to the control signal generated when all of the selection signals remain in an inactive state. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 디폴트 값은 상기 분배 전압들 중 어느 하나이며, 상기 선택 신호들 중 어느 하나가 활성화될 때 상기 기준 전압으로서 출력되는 분배 전압은 상기 디폴트 값보다 높거나 낮은 강유전체 랜덤 액세스 메모리 장치.And the default value is any one of the division voltages, and the division voltage output as the reference voltage when any one of the selection signals is activated is higher or lower than the default value. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 기준 전압 발생 회로의 출력단은 상기 제어 신호에 의해서 상기 디폴트 값으로 프리챠지되는 강유전체 랜덤 액세스 메모리 장치.And an output terminal of the reference voltage generator circuit is precharged to the default value by the control signal. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 패스/페일 신호들 모두가 패스 상태의 로직 상태를 가질 때, 상기 패스/페일 신호들 모두가 페일 상태의 로직 상태를 가질 때, 또는 상기 패스/페일 신호들이 비정상적인 로직 상태들을 가질 때, 상기 디코더 회로는 상기 선택 신호들 모두를 비활성화시키는 강유전체 랜덤 액세스 메모리 장치.When all of the pass / fail signals have a logic state of a pass state, when all of the pass / fail signals have a logic state of a fail state, or when the pass / fail signals have abnormal logic states, the decoder Circuitry deactivates all of the selection signals. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 디코더 회로 및 상기 기준 전압 발생 회로 사이에 연결되며, 상기 선택 신호들을 래치하는 래치 회로를 부가적으로 포함하는 강유전체 랜덤 액세스 메모리 장치.And a latch circuit coupled between the decoder circuit and the reference voltage generator circuit, the latch circuit latching the selection signals. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 복수 개의 더미 셀들은 제 1 그룹과 제 2 그룹의 더미 셀들로 분리되며, 상기 제 1 그룹의 더미 셀들은 제 1 로직 상태의 데이터를 저장하고 상기 제 2 그룹의 더미 셀들은 제 2 로직 상태의 데이터를 저장하는 강유전체 랜덤 액세스 메모리 장치.The plurality of dummy cells are divided into dummy cells of a first group and a second group, wherein the dummy cells of the first group store data of a first logic state and the dummy cells of the second group are of a second logic state. A ferroelectric random access memory device for storing data. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 분극 상태 판별 회로는,The polarization state determination circuit, 상기 더미 셀들에 각각 연결된 복수 개의 제 1 더미 비트 라인들과;A plurality of first dummy bit lines connected to the dummy cells, respectively; 상기 제 1 더미 비트 라인들에 각각 대응하는 제 2 더미 비트 라인들과;Second dummy bit lines corresponding to the first dummy bit lines, respectively; 상기 제 1 더미 비트 라인들 상의 로직 상태들이 상기 패스/페일 신호들로서 출력되도록 제 1 스위치 제어 신호에 응답해서 상기 제 1 더미 비트 라인들을 상기 디코더 회로에 연결하는 복수 개의 제 1 스위치 트랜지스터들과;A plurality of first switch transistors coupling the first dummy bit lines to the decoder circuit in response to a first switch control signal such that logic states on the first dummy bit lines are output as the pass / fail signals; 상기 덤핑 전압들에 각각 대응하며, 각각이 대응하는 덤핑 전압에 연결된 제 1 플레이트 전극과 제 2 스위치 트랜지스터를 통해 대응하는 제 2 더미 비트 라인에 연결된 제 2 플레이트 전극을 갖는 복수 개의 커패시터들 및;A plurality of capacitors respectively corresponding to the dumping voltages, each capacitor having a first plate electrode connected to a corresponding dumping voltage and a second plate electrode connected to a corresponding second dummy bit line through a second switch transistor; 상기 커패시터들에 각각 대응하는 제 2 스위치 트랜지스터들은 제 2 스위치제어 신호에 응답하여 동작하며;Second switch transistors respectively corresponding to the capacitors operate in response to a second switch control signal; 상기 제 1 및 제 2 더미 비트 라인들 사이에 각각 연결되며, 각각이 대응하는 제 1 및 제 2 더미 비트 라인들 사이의 전압차를 감지하고 감지 결과로서 대응하는 제 1 더미 비트 라인을 제 1 로직 상태와 제 2 로직 상태 중 하나로 증폭하는 복수 개의 감지 증폭기들을 포함하며,A first logic connected between each of the first and second dummy bit lines, each sensing a voltage difference between corresponding first and second dummy bit lines and as a result of the first logic A plurality of sense amplifiers that amplify to one of a state and a second logic state, 상기 패스/페일 신호들의 로직 상태들은 대응하는 감지 증폭기들에 의해서 감지 증폭된 제 1 더미 비트 라인들의 로직 상태들에 의해서 결정되는 강유전체 랜덤 액세스 메모리 장치.And logic states of the pass / fail signals are determined by logic states of first dummy bit lines sensed and amplified by corresponding sense amplifiers. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 덤핑 전압들은 상기 제 1 로직 상태의 데이터와 상기 제 2 로직 상태의 데이터에 대응하는 전압들 사이에 존재하는 강유전체 랜덤 액세스 메모리 장치.And the dumping voltages are between voltages corresponding to data of the first logic state and data of the second logic state. 제 15 항에 있어서,The method of claim 15, 상기 분극 상태 판별 회로는 상기 제 1 및 제 2 더미 비트 라인들을 접지 전압으로 충전하는 비트 라인 프리챠지 회로를 부가적으로 포함하는 강유전체 랜덤 액세스 메모리 장치.And the polarization state determination circuit further comprises a bit line precharge circuit for charging the first and second dummy bit lines to a ground voltage. 제 15 항에 있어서,The method of claim 15, 상기 기준 회로는 상기 제 1 더미 비트 라인들에 연결되는 데이터 입력 회로를 부가적으로 포함하며, 상기 데이터 입력 회로는 상기 전원이 인가될 때 활성화되는 데이터 입력 신호에 응답하여 상기 제 1 그룹의 더미 셀들에 대응하는 제 1 더미 비트 라인들로 전원 전압을 각각 전달하고 상기 제 2 그룹의 더미 셀들에 대응하는 제 1 더미 비트 라인들로 접지 전압을 각각 전달하는 강유전체 랜덤 액세스 메모리 장치.The reference circuit additionally includes a data input circuit coupled to the first dummy bit lines, wherein the data input circuit includes dummy cells of the first group in response to a data input signal activated when the power is applied. A ferroelectric random access memory device for transmitting a power supply voltage to first dummy bit lines corresponding to and transmitting a ground voltage to first dummy bit lines corresponding to the dummy cells of the second group, respectively.
KR10-2000-0046678A 1999-10-01 2000-08-11 Ferroelectric random access memory device having a reference circuit which generates a reference voltage changed according to a variation of a polarization state of a ferroelectric capacitor KR100373854B1 (en)

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