經濟部中央橾準局WC工消费合作杜印裂 4 25548 A7 B7 五、發明説明（1 ) 本發明有關於包含鐵電電容器之鐵電記憶體裝置，且 更明確地係有關於一種鐵電記憶體裝置•其在其中之一鐵 電電容器儲存3個以上之值* 半導體記憶體裝置一般係被分類為如DARM(動態隨機 存取記憶體）之依電性半導體記億體裝置其需有電力來保 留於其中被寫出之資料，與如閃記憶體與EEPROMC電氣可 擦拭可程式唯讀記憶體）之非依電性半導體記憶體裝置其 不需有電力來保留被寫出之資料•半導體記.憶體裝置之績 效經常以其儲存容量、存取速度與電力消耗來表示· 閃記憶體與EEPROM主要用於楢案系統、記憶體卡與可 攜帶式設備之類|作為非依電性半導體記憶體裝置而具有 大容量及低電力耗用《然而，閃記憶體需要實質上長的時 間來於其中寫出資料。 同時，鐵電記憶體裝置在其記憶體格包含鐵電電容器 最近已被發展成具有DRAM與閃記憶體及EEPROM二者之優 點的半導體記憶體裝置。 鐵電記憶體裝置可藉由使用殘餘介質捶化來儲存二進 位資料，其就算在施加到鐵電電容器之電壓變為〇時仍能 保留· 第1圓顯示此種鐵電記憶體裝置之記憶體格的組配。 在第1圖中，一記憶體格1包含一鐵電電容器3與一 電晶體5,其為一傳送閘•電晶體5由一 NMOS(N波道金屬 氧化物半導體）形成· 一板線路PL被連接至鐵電電容器3之電極3a用於施加 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4現格（210X297公釐） ----------裝-- (請先閲讀背面之注意本填寫本頁) ,?τ- 線
五、發明説明（2 ) 電壓至此處，電晶體5之一傳送電極5a被連接於鐵電電容 器3之其他電極3b。 (請先閱讀背面之注意事填寫本頁) 一位元線路BL係為資料之傳輸線路，其被連接於電晶 體5之其他傳送電極6b· —句線路WL用於切換電晶體5 之開與關，其被連接於電晶體5之閘電極5C · 第2圖顯示被施用於鐵電電容器3之電極3a與3b間 之電壓E與其極化充電密度P間之關係（由”a” | "b"，Kc" 與”d"構成之磁滯迴圈）·被施加之電壓E為位元線路BL之 電壓VBL相對於板線路PL之基準電磨（即電壓VBL-電壓 VPL)。 以下，在記憶體格中寫出資料之作業將被解釋· 當資料"Γ被寫出於上面之記憶體格時，板線路PL被 設定為0V且句線路WL被設定為高位準（如第3圖顯示 者）。在此狀態下，位元線路由0V被改變為VCC再變為0V· 0V為接地電壓且VCC為電源電壓· 施加於句線路WL之高位準電壓被設定為VCC及高於電 晶體5之門檻值之電壓的和，且施加於位元線路BL之VCC 確定被傳輸到鐵電電容器3之電極3b· 經濟部中央梯準局頁工消費合作社印製 其結果為如第4圓顯示者，鐵電電容器3之極化變化 為由” e"變為"b"再變為c”。就算在此寫出作業前之鐵電電 容器3的殘餘介質極化值不為” e"，該極化充電因此寫出作 業總是由b"變為” c" ·其結果為於其間寫出資料"Γ’之作業 後的鐵電電容器3之殘餘介質極化值變為正的極化充電值 Pr(Mc")。此為其中資料"”被儲存之狀態。 -6 - 本紙張尺度適用中國國家揉準（CMS ) Α4規格（210 X 297公釐） 425548 A7 B7 五、發明説明（3 ) 經濟部中央梯準局炅工消费合作社印装 另一方面1當資料"(Γ被寫出於記憶體格1時，板線路 PL被設定為VCC且句線路WL被設定為高位準（如第5圖顯 示者），且位元線路BL由VCC變為0V，再由0V變為VCC。 其結果為如第6圖顯示者，鐵電電容器3之極化充電 由”f"經由"d"變為"a"。就算此寫出作業前之鐵電電容器3 的殘餘介質極化值不為"Γ，該極化充電因此寫出作業總是 由"d"變為"a" »其結果為於其間寫出資料B 0"之作業後的鐵 電電容器3之殘餘介質極化值變為負的極化充電值-Pr ("a”）*此為其中資料"0"被儲存之狀態· 第7圖顯示句線路.ffL與板線路PL之作業時機與位元 線路BL在讀取該寫岀於記憶體格之資料的作業中之電壓 變化。該讀取作業係藉由將板線路PL之電壓由0V變為VCC 再變為0V而句線路WL被設定為高位準而被實施*當位元 線路BL之電壓在此讀取作業前，且在該資料被讀取之浮動 狀態中被設定為0V。 第8圖顯示鐵電電容器3在讅取作業之際的極化充電 變化。 當資料ΜΓ被寫出於記憶體格1時，鐵電電容器3之極 化充電藉由讀取作業由” c"變為” (Γ ·被此極化充電變化所 產生之電氣充電AQl被分配，其方式為使得位元線路之電 壓與鐵電電容器3之電極3b為被等值化*其結果如第7圈 顯示者，位元線路BL之電壓上升為VI· 另一方面，當資料"(Γ被寫出於記憶體格1時，鐵電電 容器3之極化充電藉由讀取作業由"變為"d__ (如第8圖顯 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) A4见格（210X297公釐） 請 先 閱 讀 背 面 之 注 裝 訂 線 425548 A7 B7 五、發明説明（4 ) 示者）。被此極化充電變化所產生之電氣充電AQ2被分配* 其方式為使得位元線路之電壓與鐵電電容器3之電極3b為 被等值化。其結果如第7圖顯示者，位元線路BL之電壓上 升為V0 * 然後位元線路BL之電壓被一個未畫出之感應放大器 由VI變為VCC，或由V0變為0V·儲存在記憶體格1之資 料”1"或"0”便被讀取· 在讀取完成後，鐵電電容器3之極化充電在板線路PL 之電壓變成0V時變為-Pr(NaN) <因此之故，若在鐵電電容 器3內被寫出之資料為”1"，被儲存的資料被逆轉，且再寫 出為必需的* . 資料之再寫出在位元線略BL之電壓被該感應放大器 放大時被實施•在放大之際，板線路之電壓為0V。在讀取 資料為"Γ之情形中，被感應放大器放大之位元線路的電壓 變成VCC，且鐵電電容器3之極化充電因此變為，及資 料” 1"如第4圓顯示之情形般地被寫出於其間· 二元資料"1"與"Q"之讀取與用於作業已在上面被解 釋。鐵電電容器3之殘餘介質極化值一般係回應於位元線 路BL之電壓.相對於寫出之際板線路PL之基準電壓而變 化· 因此，如第9圖顯示者，例如在鐵電電容器3之殘餘 介質極化值為"a"的情形中，當位元線路電壓（VBL-VPL) 時，其值變為P1 » 類似地，在鐵電電容器3之殘餘介質極化值為"a"的情 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS Μ4規格（210X297公釐） ----------^-- (請λ-閱讀背*之注意畜\填寫本頁) 訂 經濟部中央梂準局貝工消费合作社印装 v 4255 4 8 A7 B7__ 五、發明説明（5 ) 形中，當位元線路BL之電壓（VBL-VPL)變成V3時，鐵電電 容器3之殘餘介質極化值變成P2· 換言之，鐵電電容器3之殘餘介質極化的狀態視施加 於位元線路BL之電壓而變化*因此，藉由使用鐵電電容器 3之殘餘介質極化來儲存3個以上的值正在各種方面被討 論· 然而，在試圖實現於鐵電電容器3儲存3個以上之值 的鐵電記憶髖裝置，下列不會發生於儲存二元資料之情形 的問題會出現。 第一個問題是由鐵電電容器3之殘餘介質極化不僅隨 著所施加之電壓，亦隨著磁滯而變所造成。 例如，如第10圖顯示者•對應於一邏輯值之電壓V3 被施加至該鐵電電容器3且該邏輯值被寫出於該記憶體格 1內。在此寫出作業後，電壓V3被施加至鐵電電容器3以 再次寫出該邏輯值於其內。 經濟部中央樣準扃負工消费合作社印装 此時，鐵電電容器3之極化充電以” a"，" g"，" h"，" j" 與"k”的順序變化•因此，就算當相同的電壓被施加至鐵電 電容器3以寫出相同的邏輯值時*其殘餘介質極化變為數 個值（在此情形中為P3與P4)·其結果為所被寫出之钃輯 值未被適當地恢復* 第二問題因在寫出作業中施加一電壓至位元線路BL 之極化充電值與寫出後之殘餘介質極化值間不同所造成· 例如，在第2圓顯示之磁滯迴圈中，於施加電壓VCC 至位元線路BL之際的極化充電在寫出作業中變為"b”》同 本紙張尺渡適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 4 2 55 4 8 1 A7 ___B7_'_ 五、發明説明（6 ) 時|殘餘介質極化在寫出作業後變為"C”》因此，殘餘介質 極化值小於極化充電· 隨後•每當資料被讀取，位元線路BL之電壓在寫出該 資料之際小於其電壓*因此，該資料無法藉由簡單地比較 讀取與寫出之際的電壓而適當地被讀取* 進而言之，當資料再寫出為必要時，若在讅取之際僅 4 被用來作為再寫出，變為與再寫出前不同的殘餘介質極化 值將被觀察到。在二元資料的情形中，讀取之際的電壓可 被感應放大器放大且無此問題會發生· 第三問題是由於寫出資料之際在記億體格1內寄生電 容器的充電》 如第11圖顯示者，寄生電容器Cp存在於鐵電電容器3 之電極3b與記憶體格1中之電晶髋5的傳送閘5a之間》 寄生電容器Cp在回應於施加至位元線路BL之電壓於寫出 資料之際被充電。 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印裝 (請先閲讀背面之注$ Ύ填寫本頁) 因此|如第12圖顯示者|緊接在資料寫出完成後的殘 餘介質極化為P5,其為自然殘餘介質極化Pr與寄生電容 器Cp之充電的和*在寄生電容器Cp之電氣充電隨時間逐 淅地放電，造成殘餘介質極化值P5隨著時間變為Pr· 其結果為，在寫出後隨著時間的經過，將被讀取之資 料會變化。在二元資料的情形中|由於資料被第8圖顯示 之電氣充電AQ1與Δ(ί2讀取，在寄生電容器Cp中之電氣 充電可被處理為一錯誤· 由於前面的描述，其便已有問題要加以解決以便在Μ -10- 本紙張尺度適用中國國家標準< CNS ) Α4規格< 210X297公釐） 經濟部中央棣準扃員工消费合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（7 ) 電電容器3儲存三個以上之資料及適當地讀取該儲存資 料。 本發明已被創立以解決上面之問題，且本發明之一目 標為要提供一鐵電記憶體裝置，其可在其內的鐵電電容器 儲存及讀取三個以上之值的任何之一資料。 本發明之另一目標為要提供一鐵電記憶體裝置，其確 定可將儲存於其內之鐵電電容器的資料恢^為原始數位 值。 本發明還有之另一目標為要在儲存於鐵電電容器內之 資料被讀取時比較由鐵.電電容器被讀取之讀取類比電壓與 具有確定值及大精確專之基準讀取類比電壓。 本發明尚有之另一目標為要在館存於鐵電電容器內之 資料未被適當地恢復時•藉由輸出錯誤資訊來偵測在電路 之類的錯誤· 本發明還有之另一目標為在鐵電電容器寫出資料之前 藉由取消原始或先前的殘餘介質極化之影響來維持一鐵電 電容器之殘餘介質極化值對應於寫出資料。 本發明之另一目標為要讀取適當的資料而不會被儲存 於鐵電電容器中之寄生電容器內的電氣充電所影響· 本發明之另一目標為要藉由使用由讀取類比電壓被恢 復之原始數位值來確定地實施一再寫出作業· 本發明之一種鐵電記憶體裝置，包含一記憶體格包括 有一鐵電電容器，一DA轉換器用j接收3數位值的任何之 一作為寫出資料與用於施用對應於該輸入數位值之一寫出 -11- ^ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29?公釐） (請先閲讀背*-之注意#<4豸本頁) *言 A7 B7 425548 五、發明説明（8 ) 類比電壓至一鐵電電容器之一電極以在該鐵電電容器內造 成殘餘介質極化，以及一 AD轉換電路用於接收依照該鐵電 電容器之殘餘介質極化值所獲得之一讀取類比電壓與用於 m 將該讀取類比電壓恢復為原始數位值。 該DA轉換器接收將被寫出之數位值，並將對應於該輸 入數位值之寫出類比電壓施加至該鐵電電容器之電極•其 結果為，對應於該寫出類比電壓之殘餘介質極化在該鐵電 電容器內發生*該殘餘介質極化之值可隨該讀取類比電壓 而定地被設定為數個值。因此，三個以上之值的任何之一 資料可被儲存在該鐵電.電容器內· 該AD轉換電路捧收回應於該鐵電電容器之殘餘介質 極化值所被獲得之讀取類比電壓，並將該讀取類比電壓恢 復為其原始數位值•換言之，被寫出之資料（該殘餘介質極 化值）被該AD轉換單元讀取· 在此方式下，其可能在該鐵電電容器儲存三個以上之 值的資料及讀取被儲存之該資料。 依據本發明之一層面•該AD轉換電路包含數個基準記 憶體格，一 DA轉換單元，一比較單元與一儲存單元* 該DA轉換單元施加一基準寫出類比電壓，具有一值與 該被原始數位值於該記憶體格之寫出類比電壓不同•其被 施加至在每一個基準記憶體格之鐵電電容器的一電極*其 結果為，殘餘介質極化發生於對應於該基準寫出類比電壓 的鐵電電容器內。 該比較單元比較回應於每一基準記憶體格中之鐵電電 12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 請 先 閲 背 Λ 之 注 意 裝 訂 經濟部中央樣率局貝工消费合作社印^ 經濟部中央揉準局男工消費合作社印装 4 2 55 4 8 Α7 Β7 五、發明説明（9 ) 容器的殘餘介質極化所被獲得之基準讀取類比電壓與回應 於在記憶體格中之鐵電電容器的殘餘介質極化所被獲得之 讀取類比電壓。 該恢復單元根據該比較單元之比較結果來恢復該原始 數位值。 因此，被該DA轉換器寫出之該數位值可被恢復為具有 確定值之原始數位值。 依據本發明之另一層面，一 DA轉換單元將每一基準寫 出類比電壓設定為對應於每一數位值之每一寫出類比電壓 間的一中間值。因此，.當資料被讀取時，讀取類比電壓與 基準諝取類比電壓間的差異為大的，其導致二電壓間之容 易比較。 依據本發明之另一磨面，該記憶體格與該等基準記憶 體格以相同的大小與形狀被形成*因此，該記憶體格與該 等基準記憶體格之特徴為相同的*其結果為，當資料被寫 出時，對應於一寫出類比電壓或一基準寫出類比電壓之預 先決定的殘餘介質極化值在該記憶體格與該等基準記憶體 格之每一鐵電電容器內被設定》 同時，當資料被讀取時，讀取類比電壓可精確地與每 一基準讀取類比電壓被比較。 依據本發明之另一層面•連接DA轉換器與記憶體格之 位元線路之電容與連接DA轉換單元與毎一基準記憶體格 之每一基準位元線路的電容相同。因此，在資料讀取之際， 一讀取類比電壓與一基準讀取類比電壓，此二者適當地反 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨Ο X 297公釐） 0¾ (請先閱讀背面之注^^，^填寫本頁) -Φ % A7 B7 2 55 4 8 五、發明説明（10 ) 映每一鐵電電容器之殘餘介質極化值，其可精確地被獲得 與比較》 依據本發明之另一層面·一恢復單元在原始數位值無 法根據由比較單元獲得之比較結果被恢復時輸出錯誤資 訊，且因鐵電電容器故障或品質降低的在一電路內之錯誤 可被偵測》 依據本發明之另一層面，一極化預置電路設定其間之 鐵霉電容器的殘餘介質極化值為一預先決定之值•因此， 由起始或先前的殘餘介質極化來之影響可被取消· 依據本發明之另一.層面，一極化預置電路在一寫出作 業前設定一鐵電電容¥之殘餘介質極化值為一預先決定之 值。因此，每當相同的寫出類比電壓或基準寫出類比電壓 在一寫出作業之際被施加於該鐵電電容器之時，該殘餘介 質極化值具有相同的值。其結果為對應於寫出資料的鐵電 電容器之殘餘介質極化值為相同的。 依據本發明之另一層面，一放電電路將鐵電電容器之 一寄生電容器之電氣充電加以放電*因此，該讀取作業未 被儲存於寄生電容器之電氣充電所影響|且適當的資料'可 被讀取* 依據本發明之另一層面，一放電電路在一寫出作業後 或在一讀取作業之前將一寄生電容器中之電氣充電加以放 電•因此，儲存在一鐵電電容器之寄生電容器之電氣充電 在寫出資料之際於一讀取作業之前被加以放電，且僅有對 應於該鐵電電容器之殘餘介質極化可被獲得作為一讀取類 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------^------tr------^ {請先Hr讀背舟之注意事，y填寫本頁) ) 經濟部中央梯準局男工消费合作社印裝 425548 A7 __B7_'_ 五、發明説明（11 ) 比電壓或一基準讀取類比電壓· 依據本發明之另一層面，資料藉由輸入一恢復後的原 始數位值至一 DA轉換器內而被再寫出至一記憶體格內•藉 由使用被輸入該恢復後原始數位值至該DA轉換器內所獲 得之寫出類比電壓而非使用由_記憶體格所讀取之讀取類 比電壓，利用實施資料之再寫出，對應於該原始數位值之 鐵電電容器的一殘餘介質極化值被適當地設定。 第1圖為一電路圖•顯示一慣用鐵電記憶體裝置之一 記憶體格； 第2圖顯示被施加.於第1圖之鐵電電容器的電壓與其 極化充電密度間的關輝； 第3圖為一電路圖，顯示其中資料”1"被寫出於第1圖 顯示之記憶體格中的狀態； 第4圖顯示當資料"Γ被寫出至該記憶體格內時，在第 3圖顯示之鐵電電容器的極化充電變化； 第5圖為一電路圖，顯示其中資料"0"被寫出於第1圖 顯示之記憶體格中的狀態； 第6圖顯示當資料"(Γ被寫出至該記憶體格內時，在第 5圖顯示之鐵電電容器的極化充電變化； 第7圖為一時機圖，顯示第1圖之被寫出於該記憶體 格的讀取資料作業： 第8圈顯示當被寫出於該記憶體格之資料被讀取時， 在第7圖顯示之鐵電電容器的極化充電變化； 第9圖顯示對應於被施加至第1圖顯示之鐵電電容器 -15 — 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4規格（210X297公釐） A7 · 1 425548 B7 五、發明説明（12 ) 的殘餘介質極化變化； 第10圖顯示第1圖之鐵電電容器的殘餘介質極化對磁 滞的相依性例子： 第11圖為一電路囫，顯示在第1圖之記憶體格中的寄 生電容器；以及 第12圖顯示一狀態，其中顯示於第11圖之寄生電容 器中的電氣充電被加到一自然的踡餘％質極化值。 第13圖為一方塊圖，顯示第鐵電記憶體裝置的 第一實施例之基本原理； ί」 - · · 第14圔顯示本發.明之鐵電記僚It裝置的第一實施例 的輪廊； 第15圖為該第一實施例中之外部信號，內部信號與控 制信號的時機圖； 第16圖為顯示於第14圖之資料控制單元與記憶體格 單元的電路圄； 第17圖為顯示於第16圖之AD轉換電路圖； 第18圖顯示在該第一實施例寫出資料至一鐵電電容 器之作業； 第19圖顯示在該第一實施例由該鐵電電容器讀取資 料之作業； 第20圖為一時機圖，顯示該第一實施例之寫出與讀取 作業； 第21圖為一方塊圖，顯示本發明之鐵電記憶體裝置的 第二實施例中之一編碼器* —16 一 本紙張尺度通用中國國家捸準（CNS ) A4規格（210X297公釐） , I I I 批本 I I I I I 訂 線 * {諳先閲讀背面之注意事-^填寫本瓦) } 經濟部中央樣準局貝工消费合作杜印製 t 255 4 8 42 A7 B7 五、發明説明（13 經濟部中央橾準局肩工消費合作社印裝 此後1本發明之實施例將參照附圖被詳細地解釋。 第13圖為一方塊圖，顯示本發明之鐵電記憶體裝置的 第一與第二實施例之基本原理。本發明之鐵電記憶體包含 —DA轉換器，一記憶體格1包括一鐵電電容器3,與一AD 轉換電路· 該AD轉換電路包含一 DA轉換單元31，數個基準記憶 體格35其每一個包括一鐵電電容器36, 一比較單元37與 —恢復單元》該恢復單元對應於一編碼器39，其將在稍後 被解釋· 第14圖顯示本發明之鐵電記憶體裝置的第一實施 例*在此實施例中，該鏵電記憶體被製作成一記億體晶片。 在第14圓中，此實施例之鐵電記憶體裝置包含一輸入 /輸出介面單元100其控制外部信號之輸入與輸出，一信號 控制單元200其由輸入的外部信號產生各種的控制信號並 控制整個裝置，一資料控制單元300其控制輸入資料Din 與輸出資料Dout，與一記憶體格單元400其儲存資料· 一時鐘信號CLK，一晶片I®能信號/CE，一寫出賦能信 號位址信號AD與資料信號DQ被供應至输入/輸出介 面單元100 ·資料信號DQ為输入/输出信號而不為資料信 號DQ之其他信號全部為外部輸入信號•顯示成粗箭頭之如 位址信號AD與資料信號DQ的信號為使用數條線路之匯流 排信號* 輸入/輸出介面單元100以一未畜出之輸入緩衝器接 收時鐘信號CLK，晶片賦能信號/CE，寫出賦能信號/ffE， -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X297公釐） 請 閲 讀 背 之 注 填寫裝 本衣 頁 訂 線 經洗部中央標準局貝工消费合作社印装 425548 A7 A 7 ___B7_· ’五、發明説明（u ) 位址信號AD與資料信號DQ，並輸出一內部時鐘CLK in，一 內部晶片賦能信號CE in，一內部寫出賦能信號WE in，內部 位址信號AD in至信號控制單元2Q0 ·在本說明書中，用於 /CE與/WE之”1"的表示法例如意為負通輯之信號，即在低 位準時會變成有源的信號· 輸入/輸出介面單元100輸出該輸入資料Din其為寫出 至資料控制單元30 0之資料，且接收輸出資料Dout其為由 資料控制單元30 0讀取之資料》輸入資料Din與輸出資料 Dout被未畫出之輸入緩衝器與輸出緩衝器連接至資料信號 DQ之線路· 信號控制單元20 0.根據由輸入/輸出介面單元100來之 輸入信號產生一選擇信號SEL，一 DA賦能信號ME，一預 置信號INT，一閂信號CK，一基準句線路之信號WLr與一 基準板線路之信號PLr，並將所產生之信號輸出至資料控 制單元300 · 在使用內部時鐘信號CLKin，內部晶片賦能信號 CEU，內部寫出賦能信號WEin與內部位址信號ADin下， 信號控制單元20 0選擇一預先決定的句線路WL與一預先決 定的板線路PL，並輸出所選擇之線路至記憶體格單元 400 · 位元線路BL被連接於資料控制單元3Q0與記憶體格單 元40 0間· 第15圖顯示被信號控制單元20 0所產生之外部信號， 內部信號與控制信號的時機圖。在此鐵電記憶體裝置的實 — 18- (請先聞讀背面之注意本' W填寫本頁} 裝. ' *tT. 線 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4^t格（210X297公釐） 425548 Α7 Β7 五、發明説明（15 ) 經濟部中央橾準局貝工消费合作杜印製 施例中，內部控制係與由外部被輸入之時鐘CLK同步地被實 施。一寫出作業在包含有由第一週期C1至第三週期C3之三 個時鐘週期的寫出週期內被實施。一讀取作業在包含有由 第四週期C4至第七週期C7之四個時鐘週期內被實施。 外部信號輸入之時機係被定義為一時機規格，且該等 外部信號係依據此規格被輸入· 信號控制單元200包含一通輯電路，其在第15圖顯示 之時機輸出控制信號。此後在每一時鐘週期內之信號控制 單元200的作業將被解釋· 在第一週期C1中.，信號控制單元20Q將預置信號 INT，句線路WL，基準句線路WLr，板線路PL與基準板線 路PLr設定為高位堪，且將其他的信號設定為低位準。在 第二週期C2中，信號控制單元200將DA賦能信號DAE， 句線路WL與基準句線路WLr設定為高位準，且將其他的信 號設定為低位準》在第三週期C3中，信號控制單元200將 預置信號INT，句線路ffL與基準句線路WLr設定為高位 準|且將其他的信號設定為低位準· 在第四週期C4中，控制單元20 0將句線路WL，基準 句線路WLr，板線路PL與基準板線路PLr設定為高位準， 且將其他的信號設定為低位準*在第五週期C5中，控制單 元200將預置信號I NT，閂信號CK，句線路WL，基準句線 路WLr，板線路PL與基準板線路PLr設定為高位準，且將 其他信號設定為低位準。在第六週期C6中，控制單元2 00 將選擇信號SEL，句線路WL與基準句線路WLr設定為高位 本紙張尺度適用中國國家疏準( CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 請 先 Μ 之 注 Μ % % 本 頁 裝 訂 線 -425548 A7 B7 五、發明説明（16 經濟部中央樣半局員工消費合作社印装 準，且將其他的信號設定為低位準•在第七週期C7中，控 制單元200將選擇信號SEL，Μ賦能信號DAE，預置信號 ΙΝΤ·句線路ffL與基準句線路ffLr設定為高位準，且將其 他信號設定為低位準* 第16圖顯示資料控制單元3 00與記憶體格單元40 0之 電路組配的輪廓*記憶體格單元40 0被虛線圍繞·為了解 釋方便起見，第16圖顯示了最小的組配，以2位元之輸入 資料Din 1與Din 2來儲存四個值。 第16圖中，資料控制單元300包含DA轉換器21，AD 轉換電路23，一 NMOS .25，選擇開關27a與27b，與一控 制開關29 . DA轉換器21包括輸入接頭21a與21b，2位元的資料 可被輸入至此，並具有一功能來輸出與其由輸入接頭21a 與21b輸入之4數位值的任何之一成比例的寫出類比電 壓· DA轉換器可藉由將其基準接頭Ref( + )與Ref(-)設定 為預先決定的值來改變其最小输出電壓與最大輸出電壓· 輸入接頭21a經由選擇開關27a被連接於輸入資料Din 2或輸出資料Dout 2之任一的線路•输入接頭21b經由選 擇開關27b被連接於輸入資料Din 1或输出資料Dout 1之 任一的線路。 選擇開關2 7a與27b被選擇信號SEL切換為開與關《選 擇開關27a與27b在選擇信號SEL為低位準時以輸入資料 Din 1與Din 2之線路連接輸入接頭21a與21b·選擇開關 27a與27b在選擇信號SEL為高位準時以輸入資料Din 1與 -20- 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（2丨0X297公釐） 請 先 閱 之 注 意 裝 頁 訂 線 經濟部中央橾準局負工消費合作社印裝 4^55 4 8 a? B7 五、發明説明（17 )
Din 2之線路連接輸入接頭21a與21b。 DA轉換器21之一输出接頭21c經由控制開關29被連 接於位元線路。DA賦能信號DAE將控制開關29切換為 開與關*控制開關29在DA賦能信號DAE為低位準時將輸 出接頭21C由位元線路BL鬆開為不連接，且在DA賦能信 號DAE為高位準時將接頭21c連接至位元線路BL。 毎一選擇開關27a與27b及控制開關29係由CMOS開 關組成，其中NM0S之源極與PM0S之排極被連接，且一補 充信號線路被連接於NM0S與PM0S之每一閘極· NM0S 25之排極被連接於位元線路BL且NM0S之源極 被設定為QV(接地電琴）·預置信號INT之線路被連接至 NM0S 25之閘極。 AD轉換電路23接收位元線路BL，預置信號INT與DA 賦能信號ME，且輸出輸出信號Dout 1與Dout 2。 在記憶體格單元400中，數個記憶體格1被垂直地與 水平地對齊·該等記憶體格1與第1圖顯示之慣用的記憶 體格1有相同的組配*每一記憶體格1包括一鐵電電容器3 與一個由NM0S組成之電晶體5 » 為了方便解釋起見，僅有二個記憶體格1被顯示*句 線路WL1，板線路PL1與位元線路BL被連接至該等記憶體 格1之一，且句線路WL2,板線路PL2與位元線路被連接 至其他的記憶體格1，一寄生電容器Cp存在於每一記憶體 格1中的鐵電電容器3與電晶體5之間。 第Π圓顯示AD轉換電路23之組配· AD轉換電路23 -21- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） ---- I——聋-- (請先閲讀背面之注意事，·y填寫本頁) J'e 425548 A7 B7 五、發明説明（18 ) 經濟部中央橾準局負工消費合作杜印装 包含一DA轉換單元31包括三個DA轉換器31-1，3卜2， 31-3,三個控制開關33,三個基準記憶體格35-1，35-2 與35-3, 一比較單元37包括三個比較器37-1，37-2’37-3， 與三個正反器電路38-1，38-2與38-3，一編碼器39，與 三個NMOS 41· —個稍後被解釋之讀取作業將藉由採用比 該輸入數位值（在此情形中為4)小以1的電路元件數目（在 此情形中為3)而變成可能的，但編碼器39是除外的· 每一Μ轉換器31-1，31-2與31-3具有輸入接頭31a 與31b，2位元資料可被輸入於此* DA轉換器31-1，31-2 與31-3具有輸出與輸入接頭3U與31b輸入之數位值成比 例的四個基準寫出類坊電壓之功能· DA轉換器31-1’ 31-2與31-3具有對資料控制單元3ΰΟ中之DA轉換器21成偏 置之1/2LSB電壓。DA轉換器藉由將其基準接頭Ref( + )與 Re f(-)設定為預先決定之值而可改變最大與最小輸出電 壓。 0V被輸入至DA轉換器31-1之输入接頭31a與31b二 者。0V與VCC被輸入DA轉換器3卜2之輸入接頭31a與 3Ib=VCC與0V被輸入至DA轉換器31-3的輸入接頭31a 與 31b。 因此，DA轉換器31-1之輸出接頭31c輸出對應於數 位值"0”之基準寫出類比電壓·ϋΑ轉換器31-2之輸出接頭 31c輸出對應於數位值’’Γ之基準寫出類比電壓，且DA轉 換器31-3之輸出接頭31c輸出對應於數位值"2”之基準寫 出類比電壓。 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 請 先 閲 面― 之 注 意 京 妾 裝 訂 經濟部中央揉準局—工消費合作社印策 "'42554 8 at _B7_ 五、發明説明（19 ) 藉由上述之1/2LSB偏置，DA轉換器3卜1，31-2與31-3 輸出之基準寫出類比電壓以1/2LSB大於被DA轉換器21在 回應於每一數位值所輸出之寫出類比電壓。 其結果為，DA轉換器3卜1之基準寫出類比電壓具有 一中間值介於回應於數位值"(Γ與” Γ由DA轉換器21被輸 出的寫出類比電壓之間· DA轉換器3卜2之基準寫出類比 電壓具有一中間值介於回應於數位值"1"與-2"由DA轉換 器21被輸出的寫出類比電壓之間*DA轉換器31-3之基準 寫出類比電壓具有一中間值介於回應於數位值"2”與"3"由 DA轉換器21被輸出的寫出類比電壓之間》 DA轉換器31-1，-2與31-3之每一輸出接頭31c經 由每一控制開關33被連接於位元線路BLrl，BLr2與 BLr3 ·控制開關33被DA賦能信號DAE切換為開與關•當 DA賦能信號DAE為底位準時，控制開關33分別將輸出接 頭31c由基準位元線路BLrl，BLr2與BLr3鬆開連接，且 在DA賦能信號DAE為高基準時將输出接頭31c連接至該等 基準位元線路。 每一控制開關33如上面的控制開關29般地由一CMOS 開關組成· 基準位元線路BLr卜BLr2與BLr3分別連接至NM0S 41 之每一排極閘* NM0S 41之源極被接地（即設定為OV)· NM0S 41之閛電極被連接至預置信號I NT之線路· 基準記憶體格35-1，35-2與35-3具有與上述記憶體 格1相同之大小與形狀。因此，在基準記憶體格35-1· 35-2 -23- 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------1------1T------^ (請先閲讀背*'之注意畜：才填寫本頁) 一 425548 Α7 Β7 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 五、發明説明（20 ) 與3 5-3內之鐵電電容器36的特徵與記憶體格1內之鐵電 電容器3者相同•寄生電容器Cp在記憶體格3 5-1，35-2 與35-3內與在記憶體格1內相同地亦存在於鐵電電容器 36與電晶體5之間· 基準位元線路BLrl，BLr2與BLr3分別被連接至記憶 體格35-1，35-2與35-3 ·基準句線路ffLr，基準板PLr亦 被連接至基準記憶體格35-1，35-2與35-3 ·基準位元線 路BLrl，BLr2與BLr3之負載電容與位元線路BL者相同。 例如，基準位元線路BLrl，BLr2與BLr3之配線長度與配 線寬度與位元線路BL者在相同配線層為相同的* 在基準位元線路叫rl* BLr2與BLr3與位元線路BL有 相同負載電容下，基準位元線路BLrl，BLr2與BLr3之電 壓可精確地與位元線路BL·之電壓比較· 基準位元線路BLrl，BLr2與BLr3之電壓分別被輸入 比較器37-1，37-2與37-3之接頭•位元線路BL被連 接於比較器37-1，37-2與37-3之# + ”接頭•因此，當位 元線路BL之電壓大於毎一基準位元線路BLrl，BLr2與 BLr3之電應時，每一比較器37-1，37-2與37-3輸出高位 準。 比較器37-1，37-2與37-3之输出接頭分別被連接至 正反器電路38-1，38-2與3 8-3之_入接頭•閂信號CK被 連接於正反器電路3 8-1，38-2與38-3的時鐘输入接頭。 正反器電路38-卜38-2與3 8-3在閂信號CK上揚之際分別 獲得由比較器37-1，3 7-2與37-3來之輸出。 -24- 本紙國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐) I . I I I I I I I I 訂— I I I ―― ί 線 (請讀背6之注意*#填寫本1) ) 4 2 554 p A7 B7 五、發明説明（ 21 正反器電路38-1，38-2與38-3之輸出接頭分別被連 接於編碼器39之輸入接頭LI，L2與L3。編碼器39之輸 出接頭Q1與Q2分別被連接至輸出資料信號Dout 1與Dout 2之線路。 編碼器39根據第1表顯示之真值表將信號輸入編碼至 其輸入接頭L1 · L2與L3。編碼結果被输出作為輸出資料 信號Dout 1與Dout 2*因此，裤寫出於鐵電電容器3中 之一數位值被編碼器39恢復· 第1表 請 先 閲 讀 背 Λ 之 注 -w-' 填 寫 本 頁 裝 輸入 數位值 輸. 入 输 出 L3 .L2 L1 Q2(Dout2) Q1(Dout1) 3 1 1 1 1 1 2 〇 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 一- 其他組合 未定義 未定義 訂 線 經濟部中央標準局男工消费合作社印裝 接著，在上述鐵電記憶體裝置中寫出資料的作業將被 解釋》 在該寫出作業之前，在記憶體格1與基準記憶體格 35-1，35-2與35-3內之殘餘介質極化的預置被實施。在 記憶體格1的預置中，預置信號I NT為在高位準且位元線 路BLt在0V。板線路PL為在電源電壓VCC，且句線路WL 為高位準•在基準記憶體格35-1，35-2與35-3之預置中* 預置信號INT為高位準且基準位元線路BLrl，BLr2與BLr3 -25- 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印裝 _B7___ 五、發明説明（22 ) 為在0V*基準板線路PLr為在電源電壓VCC*且基準句線 路WLr為高位準。 藉由如第18圖顯示之殘餘介質極化的預置，鐵電電容 器3與36之極化充電在預置完成時變為” (Γ再變為"a"。其 結果為*記憶體格1與基準記憶髄格35-1 | 35-2與35-3 之截電電容器3與36的殘餘介質極化值在寫出作業開始時 總是為"a”，且無起始或先前殘餘介質極化的影響被觀察 到。 DA轉換器21接收輸入資料Dinl與Din2,且將分別 對應於輸入數位值"Γ，" 2"與"3"之寫出類比篦壓WO， ffl，W2與W3的任何之一輸出至位元線路BL ·由於板線路 PL之電壓永遠為0,輸出至位元線路BL之電壓為被施加於 鐵電電容器3二者電極間之電壓。在此情況下，DA賦能信 號DAE與句線路WL被設定為高位準。 Μ轉換器31-1，31-2與31-3之輸出接頭31c分別輸 出基準寫出類比電壓Wrl，Wr2與Wr3,其為如上面已描述 的被DA轉換器21所輸出之寫出類比電壓W0，tfl，W2與W3 間的中間電壓· DA轉換器21與DA轉換器31-1，31-2與31-3之基準 接頭Ref( + )與Ref(-)被設定為預先決定的值，且由DA轉 換器21與31-1，31-2及31-3來之最大輸出電壓低於VCC， 而最小输出電壓高於0V»換言之，每一 DA轉換器21與DA 轉換器31-1，31-2與3卜3输出第18圖中之寫出使用範圍 內的電壓。 — 26- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------裝|_ (請先閲讀背面之注意事rw填寫本頁 訂 線 A7 B7 425548 五、發明説明（Μ ) 藉由將基準接頭Ref(〇與Ref(-)如上面地設定，第18 圖中具有磁滯迴圈之較緩和斜度而有小的殘餘介質極化值 差異之G1與G2部份未被使用。因此，將在稍後被描述之 在資料讀取之際的資料比較可確定地被執行。 施加於句線路WL與基準句線路ffLr之髙位準電壓被設 定為一值|其為VCC與高於電晶體5之門檻電壓的電壓之 和。施加於位元線路BL與基準.位汚線路BLrl，.BLr2與BLr3 ‘ 之電壓以確定被饋送至鐵電電容器3與36 · 在記憶體格1之鐵電電容器3的殘餘介質極化值藉由 DA轉換器21之資料寫出分別變成對應於數位值， ”2”與”3"之PW0，PW1，PW2與PW3的任何之一。在基準記 憶體格35-1，35-2與35-3之每一鐵電電容器36的殘餘介 質極化值藉由DA轉換器3卜1，31-2與31-3之資料寫出分 別變成Prl，Pr2與Pr3·該等殘餘介質極化值的順序為Pw3 > Pr3> Pw2> Pr2> Pwl> Prl> PwO · 換言之，藉由使用三個DA轉換器31-1，31-2與31-3 與三個基準記憶體格35-1，35-2與35-3，其數目（在此情 形為3)為比輸出數位值之數目（在此情形為4)小1，具有 殘餘介質極化值Pwl，Pwl，Pw2與Pw3之中間值的Prl， Pr2與Pr3之殘餘介質極化會發生· 在記憶體格1與基準記憶體格35-1，35-2與35-3中 被寫出作業產生之寄生電容器Cp內的電氣充電被放霉*在 此情況下，預置信號I NT為高位準且位元線路BL為0V。 板線路PL為0V且句線路為高位準》在此方式下，放電被 -27- 本紙張尺度適用t國國家榇準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） ----------裝I (請先閲讀背面之注广W填寫本頁 訂 線 經濟部中央梯準局貝工消費合作社印製 4 8 A7 B7 經濟部中央標準局男工消費合作社印«. 五、發明説明（24) 實施且寫出作茱被完成》 接著將解釋由鐵電記憶體裝置之讀取資料的作業· 該讀取作業是在句線路WL為高位準時藉由造成板線 路PL變成VCC而被實施。 在此情形下，如第19圖顯示者，電氣充電AClwO，Δ Qwl，Δ(^2與AQw3的任何之一被產生而對應於記憶體格1 內之鐵電電容器3的殘餘介質極.化值PwO ’ Pwl ’ Pw2與 Pw3。所產生的電氣充電Δ〇νΟ(Δ(ϊ*1，Δ〇νί2或Δ“3)被分 配，其方式為使得位元線路BL之電壓與鐵電電容器3之電 壓被等值化。其結果為，位元線路BL之電壓在回應於殘餘 介質極化值PwO，Pud、Pw2或Pw3而増加。 電氣充電AQrl，厶叶2與Δ(^3被產生而分別對應於在 基準記憶體格35-1，35-2與35-3中之鐵電電容器36的殘 餘介質極化值Prl，Pr2與Pr3 *每一個所產生的電氣充電 △ QH，Δ(}Γ2與厶Qr3被分配，其方式為使用基準位元線路 BLrl，BLr2，BLr3之電壓分別變成等於在基準記憶體格 35-卜35-2與35-3內之鐵電電容器36的甯壓•其結果為， 基準位元線路BLr卜BLr2，BLr3之電壓分別依照殘餘介質 極化值Prl，Pr2與Pr3被增加至預先決定的值》 然後，位元線路BL與基準位元線路BLrl，BLr2與BLr3 之電壓被比較單元比較· 例如，當數位值”2"被儲存時，殘餘介質極化值為Pw2， 且電氣充電AQw2在讀取作業之際於鐵電電容器3內被產 生。由於 AQr3(BLr3)> AQw2(BL)> ΔζίβίΒίΓ〗），位元 -28- 本紙張尺Α適用中國國家標準{ CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事广 -裝. 訂 -線_ 五、發明説明（ A7 B7 經濟部中央樣準局WC工消費合作社印製 線路BL之電壓高於基準位元線路BLr2之電壓且低於基準 位元線路BLr3者*因此，由比較器37-1與37-2來之輸出 走為高位準，而由比較器37-3來之輸出為低位準· 換言之，藉由三個比較器37-1，37-2與37-3 ’其數 目C在此情形為3)比輸出數位值之數目（在此情形為4)小 1，對應於在位元線路BL所產生之電氣充電Δ(^1 · △ Qw2與Δ Qw3任何之一的電壓與在每一基.準位元線路 BLrl，BLr2與BLr3被產生的電壓可容易地被比較。 比較器37-1，37-2與37-3输出比較結果至編碼器 39。編碼器39造成輸出資料Dout 1與Dout 2依據第1表 之真值表分別變成高男低•換言之，寫出後之資料"2”的讀 取作業被完成。 藉由資料之讀取*鐵電電容器3與36之電氣充電經由 "d”之鄰近變為接近於” a"。電氣充電值不會準確地變成"d" 與_’a"。在諏取資料之際，位元線路BL與基準位元線路 BLrl，BLr2與BLr3之電壓增加至預先決定的電壓，且因 而位元線路BL之電壓（VBL-VPL)與基準位元線路BLrl’ BLr2與BLr3之電壓相對於板線路PL與基準板線路PLr分 別不會準確地變成-VCC。因此，殘餘介質極化值不會準確 地變成"d"與” a”。 其結杲為，鐵電電容器3與36之殘餘介質極化值大約 變成-Pr，造成被寫出之資料會被摧毀。因此’隨後的再寫 出作業是必需的。 為了造成鐵電電容器3與36之殘餘介質極化值準確地 -29- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210 X 297公釐} 請 先 閲 Λ 之 注 • ； r 本 頁 裝 訂 線 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印裂 4255 48 A7 B7五、發明説明（26 ) 變成_Pr，記憶體格1與基準記憶體格35-1，35-2與35-3 之殘餘介質極化的預置在該再寫出作業前被實施。 該再寫出作業藉由以編碼器39所恢復之數位值輸入 至DA轉換器21而被實施。換言之，選擇信號SEL首先被 上揚為高位準且選擇開關27a與27b被切換•然後，DA賦 能信號DAE被改變成為高位準，句線路WL變成高位準，且 板線路PL變成0V。在此狀態下，.DA轉換器2.1與DA轉換 器31-1，31-2與31-3分別輸出寫出類比電壓tfO或1Π或 W2或W3，與基準寫出類比電壓Wrl，計2與Wr3。在此方 式下，再寫出作業被實‘施》 在再寫出作業後八記憶體格1與基準記憶體格35-1， 3 5-2與35-3內之寄生電容器Cp中的電氣充電被放電*該 讀取作業便被完成》 第20圖顯示上述寫出作業與讀取作業之時機園。在該 寫出作業中，於該寫出週期之第一週期C1中，鐵電電容器 3與36之殘餘介質極化的預置被實施•在第二週期C2中， 資料被寫出至記憶體格1內且該等預先決定的值被寫出至 基準記憶體格3 5-1，35-2與3 5-3內。在第三週期C3中’ 寄生電容器Cp內之電氣充電被放電，且寫出作業被完成。 在讀取週期之第四週期C4中，被寫出之資料由記憶體 格1被讀取且預先決定的資料由基準記憶體格35-1’ 35-2 與35-3被譖取。在第五週期C5中，殘餘介質極化被預置。 在第六週期C6中，數位值被再寫出至記憶體格1中，且該 等預先決定的值亦被寫出至基準記憶體格35-1，35-2與35-3 -30- 本紙張尺度通用中國國家揉準（CNS ) A4C#· ( 210X297公釐） 裝 In -in ^ mu I In ^ (請先閲讀背面之注意事\〕填寫本頁) ) 4255 4 8 A7 B7 五、發明説明（ 27 經濟部中央橾準局真工消費合作社印装 中*在此週期於記憶體格1之再寫出係藉由使用被編碼器 39恢復的數位值被實施•在第七週期C7中•儲存於寄生 電容器Cp中之電氣充電被放電且該再寫出作業被完成。 在上述組配的鐵電記憶體裝置中，對應於被DA轉換器 21所轉換之四個數位值的寫出類比電壓WO * Wl，W2與W3 的任何之一被施加至記憶體格1之鐵電電容器3,且值 PwO，Pwl，Pw2與Pw3任何之一的殘餘介質極化會發生》 進而言之，回應於電氣充電AQwG(或AQw卜Δ(}»2，AQvir3) 而變化的位元線路BL之電壓被AD轉換電路23偵測並被恢 復為該原始數位值，莫中電氣充電係由殘餘介質極化值 PwO(或Pwl，Pw2，Pwi)被獲得。因此，其可能在鐵電電容 器3儲存四個數位值且讀取被儲存之資料。 此外，AD轉換電路23包含基準記憶體格35-1，35-2 與3 5-3。因此，該原始數位值可藉由比較由殘餘介質極化 值Prl，Pr2與Pr3被獲得之基準讀取類比電壓與在記憶體 格1中由殘餘介質極化值PwO，Pwl，Pw2與Pw3任何之一 獲得之讀取類比電壓而確定地被恢復。 在本發明之鐵電記憶體裝置中，AD轉換電路23包含 DA轉換器3卜1，31-2與3卜3,比較器37-1’37-2與37-3， 及編碼器39»因此，DA轉換器31-1，31-2與31-3可在基 準記憶體格35-1，35-2與35-3中寫出基準寫出類比電壓 計1，Wr2與Wr3，其與寫出類比電壓WO，Wl，W2與W3不 同。其結果為，比較器37-1，37-2與37-3可比較被基準 記憶體格35-1，3 5-2與35-3被獲得之基準讀取類比電壓 -3卜 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 請 先 閲 讀 背 面 之 注 裝 訂 線 經濟部中央標準局貝工消費合作社印袋 A7 ___B7__ 五、發明説明（。。） 28 與由記憶體格1被獲得之讀取類比電麽，且編碼器39可恢 復該原始數位值》 因此，藉由使用三個DA轉換器31-1 ’31-2與31-3與 三個基準記憶體格35-1，35-2與35-3,其數目（在此情形 為3)比輸入數位值的數目（在此情形為4)小1’係為殘餘 介質極化值PwO，Pwl，Pw2與Pw3之中間值的殘餘介質極 化值Prl，Pr2與Pr3可被獲得•進而言之，藉由使用三個 比較器37-1，37-2與37-3，其數目（在此情形為3)比輸 入數位值的數目（在此情形為4)小1，對應於電氣充電Δ QwO(或AQwl，△Qw〗）之讀取類比電壓可與在基準位 元線路BLrl，BLr2與’BLr3中被產生之基準讀取類比電壓 比較。 此外，由DA轉換器31-1，31-2與31-3輸出之基準寫 出類比電壓Wrl，Wr2與Wr3被設定為寫出類比電壓WO， tfl，W2與W3之中間值，其可被寫出至記憶體格1中*因 此|基準讀取類比電壓與讀取類比電壓間的差在讀取資料 之際可為大的，且該等基準讀取類比電壓與讀取類比電壓 之比較因而可確定地被實施。 記值體格1與基準記憶體格3 5-1，35-2與35-3具有 相同的大小與形狀。因此，在記憶體格1中之鐵電電容器3 的特徵與在基準記憶體格35-1，35-2與35-3中之鐵電電 容器36者相同•因之，在寫出資料之際，寫出類比電壓ffO, ffl，ff2與W3的任何之一與對應於基準寫出類比電壓Wrl， Wr2與1fr3的預先決定之殘餘介質極化值可分別被設定至 -32- 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------1疼-- (請先閲讀背面之注意事浐寫本頁)
、1T 線 4255 48 Α7 Β7 經濟部中央標準局員工消费合作杜印製 五、發明説明（29 ) 記憶體格1與基準記憶體格35-1，35-2與35-3。在讀取 資料之際，基準讀取類比電壓Wrl，Wr2與Wr3可以相當大 之精確度與讀取類比電壓被比較· 位元線路BL與基準位元線路BLr卜BLr2與BLr3之負 載電容相同。因此，適當地反映鐵電電容器3與36之殘餘 介質極化值的讀取類比電壓與基準讀取類比電壓可被獲 得，且讀取類比電壓與基準諏取聲比電壓之比較可以相當 大的精確度被實k· 位元線路BL與基準位元線路BLrl，BLr2與BLr3經由 NMOS 4與25被接地（GV)，且這些線路之電壓可被預置信 號INT設定為0V。因.此，藉由造成句線路WLr走高及藉由 造成板線路PL與基準板線路PLr變成VCC，鐵電電容器3 與36之殘餘介質極化值可被預置為一預先決定的值（_Pr)。 其結果為|鐵電電容器3與36之殘餘介質極化值在寫 出作業前永遠可被設定為相同值，且起始或先前的殘餘介 質極化的影響未被觀察到。 位元線路BL與基準位元線路BLrl，BLr2與BLr3之電 壓可被預置信號I NT設定為0V。因此，藉由造成句線路WL 與基準句線路WLr變成高且板線路PL與基準板線路PLr為 0V，在鐵電電容盏3與36之寄生電容器Cp中的電氣充電可 被紐電，且適當的資料可被讀取而不會被寄生電容器Cp之 電氣充電影響· 其結果為，藉由在寫出作業後或讀取作業前將寄生電容 器Cp之電氣充電放電，儲存於寄生電容器Cp之電氣充電 -33- ----------^II (請先ΚΓ讀背Φ--之注意事r 寫本頁)
1T 線 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS )八4%格（2Η)Χ297公釐） 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 ’—4255 4 8 ， A7 _ B7_._ 五、發明説明（3〇 ) 在資料寫出之際可於讀取作業之前被放電•因此，僅有對 應於鐵電電容器3與36之殘餘介質極化的電氣充電可被獲 得作為讀取類比電壓與基準讀取類比電壓。 顯示被編碼器39所恢復之數位值的輸出資料Dout 1 與Dout 2的線路經由選擇開關2 7b與27a被連接於DA轉 換器21之输入接頭21b與21a·因此，再寫出資料至記憶 體格1中可藉由使用被恢復的原姶數位值而非使用由記憶 體格1被讀取之讀取類比電壓而確定地被實施· 第21圖顯示本發明之鐵電記憶雔裝置之第二實施例 的編碼器43。 除了編碼器43夕> 之組配與第一實施例相同* 在此實施例中，編碼器43使用錯誤信號用於输出錯誤 資訊。編碼器43在回應於輸入接頭LI，L2與L3之值依據 第2表所顯示的真值表輸出資料信號Dout 1與Dout 2及 錯誤信號· 第2表 輸入 數位值 輸 入 輸 出 L3 L2 L1 Q2(Dout2) Q1(Doutl) 錯誤 3 1 1 1 1 1 0 2 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 其他組合 未定義 未定義 1 換言之，當輸入接頭LI，L2與L3之輸入值不對應於 該輸入數位值時，編碼器43造成Error信號成為高位準。 -34- 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) A4*L格（2丨0X297公釐） ! 裝 訂 線 (請先«讀背面之注意事寫本贾) ) A7 B7 31 五、發明説明（ 例如，當輸入至輸入接頭U，L2與L3之值因基準記憶體 格35-1，35-2與35-3之品質降低或故障而不對應於被寫 出之數位值時，Error信號變成高位準。 因此，藉由使用另一個電路來監測Error信號下，在 該裝置之錯誤可被偵測· 在該第一實施例中，藉由使用2位元输入資料用於在 該記憶體格中儲存四個值之組配已被解釋•然而，本發明 並不受限於此實施例。例如•藉由使用3位元輸入資料用 於在該記憶體格中儲存八個值之組配也可被採用。替選的 是，其中四個值毎一個被儲存在二個記憶體格之組配亦為 可能的 在上面之第一實施例中，在寫出作業完成後將寄生電 容器Cp之電氣充電加以放電的例子已被解釋*然而，本發 明並不受限於此一實施例。例如，該放電可在讀取作業開 始之際被實施。* 在上面之第一實施例中，製作一記憶體晶片之例已被 解釋。然而，本發明並不受限於此一實施例。例如，該鐵 記憶體可在一系統LSI中由一模組組成· (請先聞讀背面之注$1^0^寫本頁 裝· —線 Λ 經濟部中央樣準局—工消費合作社印装 元件標 號對照 表 元件編號 譯 名 元件編號 譯 1 記憶體格 5 電晶體 3 鐵電電容器 5a 傳送電極 3a 電極 5b 傳送電極 3b 電極 5c 閘電極 -35- 名 本纸張尺度適用中圉國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）