KR20040103026A - A method for connecting ferroelectric random access memory cells and a ferroelectric random access memory having such a connecting structure - Google Patents

A method for connecting ferroelectric random access memory cells and a ferroelectric random access memory having such a connecting structure Download PDF

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KR20040103026A
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Abstract

PURPOSE: A connecting method of a ferroelectric memory cell and a ferroelectric memory thereby are provided to perform a reading process and a writing process on a selected cell alone without interference between cells by connecting upper electrodes and sources of FETs(Field Effect Transistors) in columns and lower electrodes and drains of the FETs in rows using bit lines and word lines. CONSTITUTION: A ferroelectric memory cell array includes a plurality of ferroelectric memory cells. Each cell(1) includes a FET. The FET includes an upper electrode(2) and a lower electrode(3) of a gate with a metal-ferroelectric-metal-insulator-silicon structure, a source(4) and a drain(5). The upper electrode is connected to a write bit line(6) in column. The lower electrode is connected to a write word line(7) in row. The source is connected to a read bit line(9) in column. The drain is connected to a read word line(8) in row.

Description

강유전체 메모리 셀의 연결방법 및 그 연결방법에 의한 강유전체 메모리 {A METHOD FOR CONNECTING FERROELECTRIC RANDOM ACCESS MEMORY CELLS AND A FERROELECTRIC RANDOM ACCESS MEMORY HAVING SUCH A CONNECTING STRUCTURE}A method of connecting a ferroelectric memory cell and a ferroelectric memory by the connection method {A METHOD FOR CONNECTING FERROELECTRIC RANDOM ACCESS MEMORY CELLS AND A FERROELECTRIC RANDOM ACCESS MEMORY HAVING SUCH A CONNECTING STRUCTURE}

본 발명은 강유전체 메모리 셀의 연결방법 및 그 연결방법에 의한 강유전체 메모리에 관한 것으로서, 특히 서로 간섭없이 원하는 메모리 셀에서만 읽기 및 쓰기 동작이 수행될 수 있도록 한 강유전체 메모리 셀의 연결방법 및 그 연결방법에 의한 강유전체 메모리에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of connecting a ferroelectric memory cell and a method of connecting a ferroelectric memory cell, and more particularly, to a method of connecting a ferroelectric memory cell and a method of connecting the ferroelectric memory cell so that read and write operations can be performed only in a desired memory cell without interference with each other. By ferroelectric memory.

현재 가장 널리 쓰이는 1트랜지스터 1커패시터 형태의 DRAM에서는 워드선이 커패시터에 충전된 전하를 비트선으로 보냄으로써 각 셀에 저장된 데이터를 읽는다. 원하는 위치에 있는 데이터를 읽기 위해서는 행렬로 배열된 구조에서 하나의 셀의 행 및 열을 지시하는 디코딩 신호가 사용된다.In today's most commonly used one-transistor, one-capacitor DRAM, word lines read the data stored in each cell by sending the charges charged to the capacitor to the bit lines. In order to read data at a desired position, a decoded signal indicating a row and a column of one cell in a matrix arranged structure is used.

읽기 동작에서는 행 어드레스 디코딩 신호가 입력된 워드선이 선택되어 커패시터의 전하가 비트선으로 이동하고, 열 어드레스 디코딩 신호가 입력된 비트선이 선택되어 그 비트선의 신호가 센스 앰프로 전송된다.In the read operation, the word line to which the row address decoding signal is input is selected, the charge of the capacitor moves to the bit line, the bit line to which the column address decoding signal is input is selected, and the signal of the bit line is transmitted to the sense amplifier.

쓰기 동작에서는 반대로 열 어드레스 디코딩 신호에 의해 선택된 비트선으로 데이터가 보내지고, 행 어드레스 디코딩 신호가 입력된 워드선이 선택되어 커패시터에 데이터가 저장된다.In the write operation, data is sent to the bit line selected by the column address decoding signal, the word line to which the row address decoding signal is input is selected, and the data is stored in the capacitor.

이에 대하여 금속-강유전체-금속-절연체-실리콘(Metal-Ferroelectric-Metal-Insulator-Silicon)(이하, MFMIS라고 함) 구조의 게이트를 가지는 1 전계효과 트랜지스터(FET) 형태의 강유전체 메모리(MFMIS 1T Type FRAM)에서는 셀이 선택될 때 필요한 신호가 일반적인 DRAM과 다르기 때문에 메모리의 동작을 위해서는 새로운신호의 생성과 셀의 배열이 필요하다.On the other hand, a ferroelectric memory (MFMIS 1T Type FRAM) in the form of a 1 field effect transistor (FET) having a gate of a metal-ferroelectric-metal-insulator-silicon (hereinafter referred to as MFMIS) structure Since the signal required when a cell is selected is different from that of a general DRAM, generation of a new signal and arrangement of cells are required for the operation of the memory.

도 1은 강유전체 메모리 어레이를 구성하는 메모리 셀로서의 MFMIS 트랜지스터를 나타낸다. 도 1에서 도시된 바와 같이, MFMIS 구조의 게이트를 가지는 FET를 메모리 셀로서 효과적으로 구동시키기 위해서, 일반적으로 FET의 소스 및 드레인 단자와 함께 게이트의 상부전극과 하부전극을 분리시켜 신호를 가해 준다.1 shows an MFMIS transistor as a memory cell constituting a ferroelectric memory array. As shown in FIG. 1, in order to effectively drive a FET having a gate of an MFMIS structure as a memory cell, a signal is applied by separating an upper electrode and a lower electrode of the gate together with the source and drain terminals of the FET.

표 1은 MFMIS 1T Type FRAM의 동작 특성을 나타낸다.Table 1 shows the operating characteristics of the MFMIS 1T Type FRAM.

상부전극Upper electrode 하부전극Bottom electrode 드레인drain 소스sauce 읽기 동작Read action VreadVread 플로우팅Floating +Vcc+ Vcc Read OutRead Out '0'쓰기 동작'0' write operation 접지grounding VwriteVwrite 플로우팅Floating 플로우팅Floating '1'쓰기 동작'1' write operation VwriteVwrite 접지grounding 플로우팅Floating 플로우팅Floating

표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 읽기 동작의 경우 상부전극에는 읽기전압(Vread)이 인가되고 하부전극은 플로우팅(floating)되고 드레인에는 전원전압(+Vcc)이 인가되어, 소스에서 전류나 전압을 읽음으로써 데이터를 독출(Read Out)한다.As can be seen from Table 1, in the read operation, a read voltage (Vread) is applied to the upper electrode, a floating electrode is applied to the lower electrode, and a power supply voltage (+ Vcc) is applied to the drain. Read out data by reading.

'0' 쓰기 동작의 경우 상부전극은 접지되고 하부전극에는 쓰기전압(Vwrite)이 인가되며, '1' 쓰기 동작의 경우 상부전극에는 쓰기전압이 인가되고 하부전극은 접지된다. 쓰기 동작에서는 드레인 및 소스가 모두 플로우팅된다.In the case of the '0' write operation, the upper electrode is grounded and the write voltage Vwrite is applied to the lower electrode. In the '1' write operation, the write voltage is applied to the upper electrode, and the lower electrode is grounded. In the write operation, both the drain and the source are floating.

또한, 메모리 동작 시 셀간의 간섭을 방지하기 위해 선택되지 않은 셀의 상부전극 및 하부전극은 모두 플로우팅된다.In addition, in order to prevent interference between cells during the memory operation, both the upper electrode and the lower electrode of the unselected cells are floated.

이와 같이, 행 및 열을 지시하는 디코딩 신호에 의해 셀이 선택되었을 때 상부전극에서는 읽기전압, 접지전압, 쓰기전압, 플로우팅신호가 생성되어야 하고, 하부전극에서는 쓰기전압, 접지전압, 플로우팅신호가 생성되어야 하기 때문에 종래의 방법으로는 셀을 구동시킬 수 없다는 문제점이 있다.As such, when a cell is selected by a decoding signal indicating a row and a column, a read voltage, a ground voltage, a write voltage, and a floating signal should be generated at the upper electrode, and a write voltage, ground voltage, and floating signal at the lower electrode. There is a problem in that the cell cannot be driven by the conventional method because needs to be generated.

본 발명의 상기의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 간섭이 없도록 메모리 셀을 연결하고, 메모리의 읽기 및 쓰기 동작에 필요한 구동신호를 생성하여 그 구동신호를 메모리 셀의 연결구조에 맞게 출력함으로써 선택된 메모리 셀을 구동시킬 수 있는 강유전체 메모리 셀의 연결방법 및 그 연결방법에 의한 강유전체 메모리를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is designed to solve the above problems of the present invention, and is selected by connecting a memory cell so that there is no interference, generating a driving signal necessary for reading and writing the memory, and outputting the driving signal in accordance with the connection structure of the memory cell. An object of the present invention is to provide a method of connecting a ferroelectric memory cell capable of driving a memory cell, and a ferroelectric memory by the connecting method.

이를 위해, 본 발명은, 금속-강유전체-금속-절연체-실리콘 구조의 게이트의 상부전극과 하부전극, 소스 및 드레인을 가지는 전계효과 트랜지스터로 구성된 강유전체 메모리 셀을 어레이로 구성할 때 상기 강유전체 메모리 셀을 연결하는 방법에 있어서,To this end, the present invention, when the ferroelectric memory cell consisting of a field-effect transistor having an upper electrode and a lower electrode, a source and a drain of the gate of the metal-ferroelectric-metal-insulator-silicon structure in an array In the connection method,

상기 상부전극은 열로 배열된 복수의 쓰기 비트선(WBL)에 연결되고, 상기 하부전극은 행으로 배열된 복수의 쓰기 워드선(WWL)에 연결되고, 상기 소스는 열로 배열된 복수의 읽기 비트선(RBL)에 연결되고, 상기 드레인은 행으로 배열된 복수의 읽기 워드선(RWL)에 연결된다.The upper electrode is connected to a plurality of write bit lines WBL arranged in columns, the lower electrode is connected to a plurality of write word lines WWL arranged in rows, and the source is a plurality of read bit lines arranged in columns. The drain is connected to a plurality of read word lines RWL arranged in rows.

또한, 본 발명은, 금속-강유전체-금속-절연체-실리콘 구조의 게이트의 상부전극과 하부전극, 소스 및 드레인을 가지는 전계효과 트랜지스터로 구성된 강유전체 메모리 셀의 어레이를 가지는 강유전체 메모리에 있어서,In addition, the present invention relates to a ferroelectric memory having an array of ferroelectric memory cells composed of a field effect transistor having an upper electrode and a lower electrode, a source and a drain of a gate of a metal-ferroelectric-metal-insulator-silicon structure,

상기 상부전극은 열로 배열된 복수의 쓰기 비트선(WBL)에 연결되고, 상기 하부전극은 행으로 배열된 복수의 쓰기 워드선(WWL)에 연결되고, 상기 소스는 열로 배열된 복수의 읽기 비트선(RBL)에 연결되고, 상기 드레인은 행으로 배열된 복수의 읽기 워드선(RWL)에 연결되어 어레이를 구성하고,The upper electrode is connected to a plurality of write bit lines WBL arranged in columns, the lower electrode is connected to a plurality of write word lines WWL arranged in rows, and the source is a plurality of read bit lines arranged in columns. The drain is connected to a plurality of read word lines RWL arranged in rows to form an array;

상기 열로 배열된 복수의 쓰기 비트선에 연결된 쓰기 비트선 구동회로와, 상기 행으로 배열된 복수의 쓰기 워드선 및 읽기 워드선에 연결된 쓰기/읽기 워드선 구동회로와, 상기 열로 배열된 복수의 읽기 비트선 각각에 연결된 데이터 전송회로와, 상기 데이터 전송회로 각각에 연결된 센싱회로를 포함한다.A write bit line driving circuit connected to the plurality of write bit lines arranged in the column, a write / read word line driving circuit connected to the plurality of write word lines and read word lines arranged in the row, and a plurality of reads arranged in the column And a sensing circuit connected to each of the bit lines, and a sensing circuit connected to each of the data transmission circuits.

도 1은 강유전체 메모리 어레이를 구성하는 메모리 셀인 MFMIS 트랜지스터의 구조를 나타낸 기호도.1 is a symbol diagram showing the structure of an MFMIS transistor which is a memory cell constituting a ferroelectric memory array.

도 2는 본 발명에 의한 강유전체 메모리의 내부 구성도.2 is an internal configuration diagram of a ferroelectric memory according to the present invention.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 의한 강유전체 메모리에 대한 읽기/쓰기 동작을 실시한 결과를 나타낸 그래프도.3A to 3C are graphs showing a result of performing a read / write operation on a ferroelectric memory according to the present invention.

** 도면의 주요부분에 대한 부호설명 **** Explanation of Signs of Major Parts of Drawings **

1 : 메모리 셀 2 : 상부전극1: memory cell 2: upper electrode

3 : 하부전극 4 : 소스3: lower electrode 4: source

5 : 드레인 6 : 쓰기 비트선(WBL)5: drain 6: write bit line (WBL)

7 : 쓰기 워드선(WWL) 8 : 읽기 워드선(RWL)7: Write word line (WWL) 8: Read word line (RWL)

9 : 읽기 비트선(RBL) 10 : 쓰기 비트선 구동회로9: read bit line (RBL) 10: write bit line driving circuit

11 : 쓰기/읽기 워드선 구동회로 12 : 데이터 전송회로11: write / read word line driver circuit 12: data transfer circuit

13 : 센싱회로13: sensing circuit

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 의한 강유전체 메모리의 구조를 나타낸다.2 shows a structure of a ferroelectric memory according to the present invention.

우선, 본 발명에 의한 강유전체 메모리에서 메모리 셀의 연결구조를 보면, 도 2에서 도시된 바와 같이, MFMIS 트랜지스터로 구성된 메모리 셀(1)이 배열되어 있고, 각 메모리 셀(1)의 상부전극(2)은 열로 배열된 복수의 쓰기 비트선(WBL)(6)에 연결되고, 하부전극(3)은 행으로 배열된 복수의 쓰기 워드선(WWL)(7)에 연결되고, 소스(4)는 열로 배열된 복수의 읽기 비트선(RBL)(9)에 연결되고, 드레인(5)은 행으로 배열된 복수의 읽기 워드선(RWL)(8)에 연결되어 있다.First, in the ferroelectric memory according to the present invention, as shown in FIG. 2, as shown in FIG. 2, memory cells 1 composed of MFMIS transistors are arranged, and upper electrodes 2 of each memory cell 1 are arranged. ) Is connected to a plurality of write bit lines (WBL) 6 arranged in a column, the lower electrode 3 is connected to a plurality of write word lines (WWL) 7 arranged in a row, and the source 4 is A plurality of read bit lines (RBL) 9 arranged in a column are connected, and a drain 5 is connected to a plurality of read word lines RWL 8 arranged in a row.

본 발명에 의한 강유전체 메모리는 상기한 메모리 셀의 연결구조로 메모리 어레이를 구성하고, 상기 열로 배열된 복수의 쓰기 비트선(6)에 연결된 쓰기 비트선 구동회로(10)와, 상기 행으로 배열된 복수의 쓰기 워드선(7) 및 읽기 워드선(8)에 연결된 쓰기/읽기 워드선 구동회로(11)와, 상기 열로 배열된 복수의 읽기 비트선(9) 각각에 연결된 데이터 전송회로(12)와, 상기 데이터 전송회로(12)에 연결된 센싱회로(13)를 포함한다.The ferroelectric memory according to the present invention constitutes a memory array with a connection structure of the above-described memory cells, and includes a write bit line driver circuit 10 connected to a plurality of write bit lines 6 arranged in rows, and arranged in the rows. Write / read word line driver circuits 11 connected to a plurality of write word lines 7 and read word lines 8, and data transfer circuits 12 connected to each of the plurality of read bit lines 9 arranged in the column. And a sensing circuit 13 connected to the data transmission circuit 12.

쓰기 비트선 구동회로(10)는 쓰기 비트선(6)에 쓰기 전압, 읽기 전압, 접지 전압 및 플로우팅 전압을 생성하고, 쓰기/읽기 워드선 구동회로(11)는 쓰기 워드선(7)에 쓰기 전압, 접지 전압 및 플로우팅 전압을 생성하고, 읽기 워드선(8)에 전원 전압(+Vcc) 및 플로우팅 전압을 생성한다.The write bit line driver circuit 10 generates a write voltage, a read voltage, a ground voltage, and a floating voltage in the write bit line 6, and the write / read word line driver circuit 11 is connected to the write word line 7. A write voltage, a ground voltage and a floating voltage are generated, and a power supply voltage (+ Vcc) and a floating voltage are generated on the read word line 8.

본 발명의 강유전체 메모리에 있어서, 읽기 동작 시, 열 어드레스에 의해 선택된 쓰기 비트선(6)에 읽기 전압(Vread)을 인가하고, 행 어드레스에 의해 선택된 쓰기 워드선(7)에 플로우팅 전압을 인가하고, 행 어드레스에 의해 선택된 읽기 워드선(8)에 전원 전압(Vcc)을 인가하고, 선택되지 않은 모든 비트선 및 워드선에 플로우팅 전압을 인가하고, 선택된 읽기 비트선에서 전압 또는 전류를 감지함으로써, 선택된 메모리 셀에 대해 읽기 동작이 수행된다.In the ferroelectric memory of the present invention, during a read operation, a read voltage Vread is applied to the write bit line 6 selected by the column address, and a floating voltage is applied to the write word line 7 selected by the row address. And applying a power supply voltage Vcc to the read word line 8 selected by the row address, applying a floating voltage to all unselected bit lines and word lines, and detecting a voltage or current at the selected read bit line. As a result, a read operation is performed on the selected memory cell.

선택된 셀에 '0'이 쓰여 있는지 또는 '1'이 쓰여 있는지에 따라서 문턱전압의 이동이 발생하므로 인가된 읽기 전압에 의해 '0'이 쓰여져 있으면 트랜지스터는 여전히 오프 상태라서 소스(4)에 전류가 흐르지 못하고, '1'이 쓰여져 있으면 트랜지스터가 온 상태가 되어 소스(4)로 전류가 흐른다. 이 때, 선택되지 않은 열은 읽기 전압이 인가되지 않으므로 여전히 오프 상태이고, 선택되지 않은 행은 상부전극(2)에 읽기 전압이 가해진 열이 있더라도 드레인(5)이 플로우팅이므로 역시 전류가 흐르지 않아 간섭을 일으키지 않는다.As the threshold voltage shifts depending on whether '0' or '1' is written in the selected cell, if '0' is written by the applied read voltage, the transistor is still off, so that the current in the source 4 If it fails to flow and '1' is written, the transistor is turned on and current flows to the source 4. At this time, the unselected column is still off because no read voltage is applied, and the unselected row does not flow current because the drain 5 is floating even though there is a column to which the read voltage is applied to the upper electrode 2. Does not cause interference

읽기 시에 선택된 셀에 흐르는 전류는 선택된 읽기 비트선(9)을 따라 데이터 전송회로(12)를 거쳐 센싱회로(13)로 전달되어 '0'이 쓰여 있는지 '1'이 쓰여 있는지가 판단되는데, 선택되지 않은 읽기 비트선(9)의 신호는 데이터 전송회로(12)를 통과하지 못하므로 센싱회로(13)에 신호가 전달되지 못하고 선택된 읽기 비트선(9)의 신호만이 전달된다.The current flowing in the selected cell at the time of reading is transferred to the sensing circuit 13 along the selected read bit line 9 through the data transmission circuit 12 to determine whether '0' or '1' is written. Since the signal of the unselected read bit line 9 does not pass through the data transmission circuit 12, no signal is transmitted to the sensing circuit 13, and only the signal of the selected read bit line 9 is transmitted.

'0' 쓰기 동작 시, 선택된 쓰기 비트선(6)에 접지 전압을 인가하고, 선택된 쓰기 워드선(7)에 쓰기 전압(Vwrite)을 인가하고, 선택된 읽기 워드선(8)에 플로우팅 전압을 인가하고, 선택된 읽기 비트선(9)에 플로우팅 전압을 인가하고, 선택되지 않은 모든 비트선 및 워드선에 플로우팅 전압을 인가함으로써, 선택된 메모리 셀에 대해 '0' 쓰기 동작이 수행된다.In a '0' write operation, a ground voltage is applied to the selected write bit line 6, a write voltage Vwrite is applied to the selected write word line 7, and a floating voltage is applied to the selected read word line 8. By applying, applying a floating voltage to the selected read bit line 9, and applying a floating voltage to all unselected bit lines and word lines, a '0' write operation is performed for the selected memory cell.

상부전극(2)을 접지시키고 하부전극(3)에 읽기 전압을 인가하면 분극이 반대로 바뀌게 된다. 선택되지 않은 행은 플로우팅이므로 아무런 분극의 변화를 일으키지 못하고 선택되지 않은 열은 하부전극(3)에 읽기 전압이 인가되더라도 상부전극(2)이 플로우팅이므로 역시 분극의 변화를 일으키지 못한다.When the upper electrode 2 is grounded and a read voltage is applied to the lower electrode 3, the polarization is reversed. Since the unselected rows are floating, no change in polarization occurs, and the unselected columns do not cause polarization changes even when the read voltage is applied to the lower electrode 3 because the upper electrode 2 is floating.

'0' 쓰기 동작은 소거 동작과 동일하게 간주될 수 있는데 간섭을 피하기 위해 행 단위로 소거를 수행할 수 있다. 이 경우 상부전극(2)을 모두 접지시키고 선택된 행에만 읽기 전압을 인가하여 행 전체를 한번에 '0'으로 쓸 수 있다(즉, 소거할 수 있다). 이것은 '0' 쓰기 동작에서 간섭을 줄일 수 있는 장점을 가진다.A write operation of '0' may be regarded as an erase operation, and erase may be performed in units of rows to avoid interference. In this case, the entire upper electrode 2 may be grounded and a read voltage may be applied to only the selected row so that the entire row may be written as '0' at once (that is, erased). This has the advantage of reducing interference in '0' write operations.

'1' 쓰기 동작 시, 선택된 쓰기 비트선(6)에 쓰기 전압(Vwrite)을 인가하고, 선택된 쓰기 워드선(7)에 접지 전압을 인가하고, 선택된 읽기 워드선(8)에 플로우팅 전압을 인가하고, 선택된 읽기 비트선(9)에 플로우팅 전압을 인가하고, 선택되지 않은 모든 비트선 및 워드선에 플로우팅 전압을 인가함으로써, 선택된 메모리 셀에 대해 '1' 쓰기 동작이 수행된다.In a '1' write operation, a write voltage Vwrite is applied to the selected write bit line 6, a ground voltage is applied to the selected write word line 7, and a floating voltage is applied to the selected read word line 8. By applying, applying a floating voltage to the selected read bit line 9 and applying a floating voltage to all unselected bit lines and word lines, a '1' write operation is performed on the selected memory cell.

선택된 열의 상부전극(2)에 쓰기 전압이 인가되고 하부전극은 접지된다. 이 때 선택되지 않은 열은 상부전극(2)이 플로우팅이므로 아무런 변화를 일으키지 못하고, 선택되지 않은 행은 상부전극(2)에 쓰기 전압이 인가되더라도 다음의 수학식(1)에 의해 하부전극(3)이 플로우팅이면 강유전체의 분극을 변화시킬 만큼의 전압(Vc)이 걸리지 못하므로 역시 분극의 변화를 일으키지 못한다.A write voltage is applied to the upper electrode 2 of the selected column and the lower electrode is grounded. At this time, the unselected column does not cause any change because the upper electrode 2 is floating, and the unselected row is shown by the following equation (1) even if a write voltage is applied to the upper electrode 2. If 3) is floating, the voltage Vc is not applied enough to change the polarization of the ferroelectric, and thus the polarization does not change.

도 3은 본 발명에 의한 MFMIS 1T Type FRAM에 대한 읽기/쓰기 동작을 실시한 결과를 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing a result of performing a read / write operation on the MFMIS 1T Type FRAM according to the present invention.

도 3a는 읽기 동작 시 선택된 셀에서의 신호를 나타낸다. 도 3a에서, 첫 번째 그래프는 드레인(5)에 연결되는 읽기 워드선(8)의 신호를 나타낸 것으로 전원전압(+Vcc)을 나타내고, 두 번째 그래프는 상부전극(2)에 연결되는 쓰기 비트선(6)의 신호를 나타낸 것으로 읽기 전압(Vread)를 나타내고, 세 번째 그래프는 하부전극(3)에 연결되는 쓰기 워드선(7)의 신호를 나타낸 것으로 플로우팅을 나타낸다.3A illustrates a signal in a selected cell during a read operation. In FIG. 3A, the first graph shows the signal of the read word line 8 connected to the drain 5, and the power supply voltage (+ Vcc), and the second graph shows the write bit line connected to the upper electrode 2. The signal of (6) is shown to show the read voltage (Vread), and the third graph shows the signal of the write word line (7) connected to the lower electrode (3).

도 3b는 '0' 쓰기 시 선택된 셀의 신호를 나타낸다. 도 3b에서, 첫 번째 그래프는 플로우팅 되어 있는 읽기 워드선을 나타내고, 두 번째 그래프는 접지된 쓰기 비트선을 나타내고, 세 번째 그래프는 쓰기 전압이 인가된 쓰기 워드선을 나타낸다.3B illustrates a signal of a selected cell when writing '0'. In FIG. 3B, the first graph shows a floating read word line, the second graph shows a grounded write bit line, and the third graph shows a write word line to which a write voltage is applied.

도 3c는 '1' 쓰기 시 선택된 셀의 신호를 나타낸다. 도 3c에서, 첫 번째 그래프는 플로우팅 되어 있는 읽기 워드선을 나타내고, 두 번째 그래프는 쓰기 전압이 인가된 쓰기 비트선을 나타내고, 세 번째 그래프는 접지된 쓰기 워드선을 나타낸다.3C illustrates a signal of a selected cell when writing '1'. In FIG. 3C, the first graph represents a floating read word line, the second graph represents a write bit line to which a write voltage is applied, and the third graph represents a grounded write word line.

이와 같은 읽기/쓰기에 대한 시뮬레이션을 통하여 본 발명의 강유전체 메모리가 효과적으로 동작함을 알 수 있다.Simulation of such read / write shows that the ferroelectric memory of the present invention operates effectively.

상기와 같이, 본 발명은 MFMIS 1T Type FRAM 셀을 상기한 연결방법으로 연결하고, 이러한 연결구조의 메모리 어레이에 원하는 신호를 생성하기 위한 구동회로를 설치하여 강유전체 메모리를 구성함으로써, 선택된 셀에 대한 읽기/쓰기 동작을 간섭없이 효과적으로 수행할 수 있다.As described above, the present invention connects the MFMIS 1T Type FRAM cell with the above-described connection method, and configures the ferroelectric memory by installing a driving circuit for generating a desired signal in the memory array having such a connection structure, thereby reading the selected cell. Can effectively perform / write operation without interference.

또한, 본 발명에 의하여, MFMIS 1T Type FRAM에서 메모리 셀의 집적화가 이루어질 수 있으며 이에 따라 강유전체 메모리 칩의 상용화가 더욱 가속화될 것이다.In addition, according to the present invention, memory cells may be integrated in an MFMIS 1T Type FRAM, thereby accelerating the commercialization of ferroelectric memory chips.

Claims (7)

금속-강유전체-금속-절연체-실리콘 구조의 게이트의 상부전극과 하부전극, 소스 및 드레인을 가지는 전계효과 트랜지스터로 구성된 강유전체 메모리 셀을 어레이로 구성할 때 상기 강유전체 메모리 셀을 연결하는 방법에 있어서,A method of connecting ferroelectric memory cells when an array of ferroelectric memory cells composed of field effect transistors having an upper electrode and a lower electrode, a source and a drain of a gate of a metal-ferroelectric-metal-insulator-silicon structure, comprising: 상기 상부전극은 열로 배열된 복수의 쓰기 비트선(WBL)에 연결되고, 상기 하부전극은 행으로 배열된 복수의 쓰기 워드선(WWL)에 연결되고, 상기 소스는 열로 배열된 복수의 읽기 비트선(RBL)에 연결되고, 상기 드레인은 행으로 배열된 복수의 읽기 워드선(RWL)에 연결된 것을 특징으로 하는 강유전체 메모리 셀의 연결방법.The upper electrode is connected to a plurality of write bit lines WBL arranged in columns, the lower electrode is connected to a plurality of write word lines WWL arranged in rows, and the source is a plurality of read bit lines arranged in columns. And a drain connected to a plurality of read word lines RWL arranged in rows. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 읽기 동작 시, 선택된 쓰기 비트선에 읽기 전압(Vread)을 인가하고, 선택된 쓰기 워드선에 플로우팅 전압을 인가하고, 선택된 읽기 워드선에 전원 전압(Vcc)을 인가하고, 선택되지 않은 모든 비트선 및 워드선에 플로우팅 전압을 인가하고, 선택된 읽기 비트선에서 전압 또는 전류를 감지함으로써, 선택된 메모리 셀에 대해 읽기 동작이 수행되는 것을 특징으로 하는 강유전체 메모리 셀의 연결방법.In the read operation, a read voltage Vread is applied to the selected write bit line, a floating voltage is applied to the selected write word line, a power supply voltage Vcc is applied to the selected read word line, and all unselected bit lines are applied. And applying a floating voltage to the word line and sensing a voltage or a current at the selected read bit line to perform a read operation on the selected memory cell. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, '0' 쓰기 동작 시, 선택된 쓰기 비트선에 접지 전압을 인가하고, 선택된 쓰기 워드선에 쓰기 전압(Vwrite)을 인가하고, 선택된 읽기 워드선에 플로우팅 전압을 인가하고, 선택된 읽기 비트선에 플로우팅 전압을 인가하고, 선택되지 않은 모든 비트선 및 워드선에 플로우팅 전압을 인가함으로써, 선택된 메모리 셀에 대해 '0' 쓰기 동작이 수행되는 것을 특징으로 하는 강유전체 메모리 셀의 연결방법.In a '0' write operation, a ground voltage is applied to the selected write bit line, a write voltage Vwrite is applied to the selected write word line, a floating voltage is applied to the selected read word line, and a flow is applied to the selected read bit line. A method for connecting a ferroelectric memory cell, characterized in that a '0' write operation is performed on a selected memory cell by applying a floating voltage and applying a floating voltage to all unselected bit lines and word lines. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, '1' 쓰기 동작 시, 선택된 쓰기 비트선에 쓰기 전압(Vwrite)을 인가하고, 선택된 쓰기 워드선에 접지 전압을 인가하고, 선택된 읽기 워드선에 플로우팅 전압을 인가하고, 선택된 읽기 비트선에 플로우팅 전압을 인가하고, 선택되지 않은 모든 비트선 및 워드선에 플로우팅 전압을 인가함으로써, 선택된 메모리 셀에 대해 '1' 쓰기 동작이 수행되는 것을 특징으로 하는 강유전체 메모리 셀의 연결방법.In a '1' write operation, a write voltage Vwrite is applied to the selected write bit line, a ground voltage is applied to the selected write word line, a floating voltage is applied to the selected read word line, and a flow is applied to the selected read bit line. A method of connecting a ferroelectric memory cell, characterized in that a '1' write operation is performed on a selected memory cell by applying a floating voltage and applying a floating voltage to all unselected bit lines and word lines. 금속-강유전체-금속-절연체-실리콘 구조의 게이트의 상부전극과 하부전극, 소스 및 드레인을 가지는 전계효과 트랜지스터로 구성된 강유전체 메모리 셀의 어레이를 가지는 강유전체 메모리에 있어서,A ferroelectric memory having an array of ferroelectric memory cells consisting of field effect transistors having an upper electrode and a lower electrode, a source and a drain of a gate of a metal-ferroelectric-metal-insulator-silicon structure, 상기 상부전극은 열로 배열된 복수의 쓰기 비트선(WBL)에 연결되고, 상기 하부전극은 행으로 배열된 복수의 쓰기 워드선(WWL)에 연결되고, 상기 소스는 열로 배열된 복수의 읽기 비트선(RBL)에 연결되고, 상기 드레인은 행으로 배열된 복수의 읽기 워드선(RWL)에 연결되어 어레이를 구성하고,The upper electrode is connected to a plurality of write bit lines WBL arranged in columns, the lower electrode is connected to a plurality of write word lines WWL arranged in rows, and the source is a plurality of read bit lines arranged in columns. The drain is connected to a plurality of read word lines RWL arranged in rows to form an array; 상기 열로 배열된 복수의 쓰기 비트선에 연결된 쓰기 비트선 구동회로와,A write bit line driver circuit connected to the plurality of write bit lines arranged in the column; 상기 행으로 배열된 복수의 쓰기 워드선 및 읽기 워드선에 연결된 쓰기/읽기워드선 구동회로와,A write / read word line driver circuit connected to the plurality of write word lines and read word lines arranged in the row; 상기 열로 배열된 복수의 읽기 비트선 각각에 연결된 데이터 전송회로와,A data transmission circuit connected to each of the plurality of read bit lines arranged in the column; 상기 데이터 전송회로에 연결된 센싱회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 강유전체 메모리.And a sensing circuit connected to the data transmission circuit. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 쓰기 비트선 구동회로는 쓰기 전압, 읽기 전압, 접지 전압 및 플로우팅 전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 강유전체 메모리.And the write bit line driver circuit generates a write voltage, a read voltage, a ground voltage, and a floating voltage. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 쓰기/읽기 워드선 구동회로는 상기 쓰기 워드선에 쓰기 전압, 접지 전압 및 플로우팅 전압을 생성하고, 상기 읽기 워드선에 전원 전압 및 플로우팅 전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 강유전체 메모리.And the write / read word line driver circuit generates a write voltage, a ground voltage and a floating voltage on the write word line, and generates a power supply voltage and a floating voltage on the read word line.
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