JP2861925B2 - Ferroelectric memory device - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は強誘電体メモリ装置
に関し、特に強誘電体材料を用いた容量を含むメモリセ
ルを配列した構成の強誘電体メモリ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ferroelectric memory device, and more particularly to a ferroelectric memory device having a structure in which memory cells including capacitors using ferroelectric materials are arranged.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、Pb(Zr,Ti)O3などのヒ
ステリシス特性を有する強誘電体材料をメモリセルに用
いることにより、電源を切断しても記憶を保持する機能
をもつ不揮発性メモリが実現されている。このような強
誘電体メモリ装置の例としては、特開昭63−2019
98号公報、特開平1−158691号公報、1994
年2月の固体素子回路国際会議(Internatio
nal Solid−State Circuits
Conference.ISSCC)予稿集268ペー
ジに報告されているものなどがある。2. Description of the Related Art In recent years, by using a ferroelectric material having a hysteresis characteristic, such as Pb (Zr, Ti) O 3, for a memory cell, a nonvolatile memory having a function of retaining data even when power is turned off has been developed. Has been realized. An example of such a ferroelectric memory device is disclosed in JP-A-63-2019.
No. 98, JP-A-1-158691, 1994
International Conference on Solid-State Circuits (February 1998)
nal Solid-State Circuits
Conference. ISSCC) Proceedings 268 pages.
【0003】次に、この強誘電体メモリ装置に使用され
るメモリセルとして、1つのスイッチング用のトランジ
ストと、強誘電体の両面に電極を取付けた強誘電体容量
とからなる(以下、1T/1C型という)ものを用いた
場合に、そのメモリセルの特性及び動作について説明す
る。Next, a memory cell used in this ferroelectric memory device includes one switching transistor and a ferroelectric capacitor in which electrodes are attached to both surfaces of the ferroelectric (hereinafter, 1T /). The characteristics and operation of the memory cell will be described in the case of using a 1C type memory cell.
【0004】図29は、1T/1C型のメモリセルを用
いた回路図である。メモリセルMCは、スイッチング用
のトランジスタTrと、一方の電極がトランジスタTr
のソース、ドレインのうちのいずれか一方に接続された
強誘電体容量Cとで構成されており、強誘電体容量Cの
他方の電極は、プレート線PLに接続され、トランジス
タTrのゲートは、ワード線WLに接続され、トランジ
スタTrのソース、ドレインのうち強誘電体容量Cが接
続されいないものは、ビット線BLに接続されている。FIG. 29 is a circuit diagram using 1T / 1C type memory cells. The memory cell MC includes a switching transistor Tr and one electrode connected to the transistor Tr.
And a ferroelectric capacitor C connected to one of the source and the drain of the transistor Tr. The other electrode of the ferroelectric capacitor C is connected to the plate line PL, and the gate of the transistor Tr is Those connected to the word line WL and not connected to the ferroelectric capacitor C among the sources and drains of the transistor Tr are connected to the bit line BL.
【0005】このメモリセルMCにおける強誘電体容量
Cの両電極間の電圧Vに対する分極量pの特性(分極特
性)を図30(A),(B)に示す。図30(A),
(B)に示すように、強誘電体容量Cは、その両電極間
の電圧Vに対してヒステリシス特性を示し、電圧V=0
としたときの分極量Pの相違(a点、e点)により2値
情報を記憶する。例えば、a点を2値情報の一方のデー
タ“1”に対応させ、e点を他方のデータ“0”に対応
させる(以下の説明は、この対応とする)。The characteristics (polarization characteristics) of the polarization amount p with respect to the voltage V between both electrodes of the ferroelectric capacitor C in the memory cell MC are shown in FIGS. 30A and 30B. FIG. 30 (A),
As shown in (B), the ferroelectric capacitor C shows a hysteresis characteristic with respect to the voltage V between both electrodes, and the voltage V = 0
The binary information is stored according to the difference (points a and e) of the polarization amount P when For example, the point a is made to correspond to one data “1” of the binary information, and the point e is made to correspond to the other data “0” (the following description assumes this correspondence).
【0006】ワード線WLをハイレベルにしてトランジ
スタTrをオン状態にし、ビット線BL、プレート線P
L間に、強誘電体容量Cの両電極間の電圧Vが−Veと
なる電圧を印加すると、データ“1”(a点)では分極
量pがa→b→c→dと変化し、この変化に相当する電
荷Q1がビット線BLを介して得られる(図30
(A))。またデータ“0”(e点)では分極量Pがe
→dと変化し、この変化に相当する電荷Q0がビット線
BLを介して得られる(図30(B))。The word line WL is set to high level to turn on the transistor Tr, and the bit line BL and the plate line P
When a voltage at which the voltage V between both electrodes of the ferroelectric capacitor C becomes −Ve is applied between L, the polarization amount p changes from a → b → c → d at data “1” (point a), Charge Q1 corresponding to this change is obtained via bit line BL (FIG. 30).
(A)). At data “0” (point e), the polarization amount P is e
→ d, and a charge Q0 corresponding to this change is obtained via the bit line BL (FIG. 30B).
【0007】このようにして、メモリセルMCへのデー
タの読み書きを行う。この動作により明らかなようにQ
1−Q0に値する電荷量、すなわち強誘電体の残留分極
(Pr)の2倍(2Pr)がデータ“1”,“0”の読
み出しマージンとなる。In this manner, data is read from and written to the memory cell MC. As is apparent from this operation, Q
The charge amount corresponding to 1-Q0, that is, twice (2Pr) of the remanent polarization (Pr) of the ferroelectric substance, is a read margin for data "1" and "0".
【0008】このようなメモリセルMCを配列した従来
の強誘電体メモリ装置の一例を図31に示す。この強誘
電体メモリ装置は、メモリセルアレイ1と、制御信号X
Cに従ってプレート線PLに所定のタイミングでプレー
ト線電圧Vpを印加するプレート線電圧発生回路7と、
外部アドレス信号ADx及び制御信号XCに従ってワー
ド線WL1〜WLmのうちの1つを所定のタイミングで
選択レベルとするワード線選択制御回路6と、ディスチ
ャージ制御信号BLDCに従ってビット線BL11〜B
Lm2を所定のタイミングで接地電圧とするビット線デ
ィスチャージ回路2と、選択状態のメモリセルに接続す
るビット線と対をなすビット線に対し基準電位発生制御
信号RLC1,RLC2に従って所定のタイミングで基
準電圧を供給する基準電位発生回路3と、センス増幅制
御信号SACに従って活性化し対をなす第1及び第2の
ビット線間(例えばBL11,BL12間)に伝達され
た読み出しデータを増幅して出力し、書き込みデータを
対をなす第1及び第2のビット線に供給する複数のセン
ス増幅器4と、制御信号語XCに従ってビット線ディス
チャージ回路2、基準電位発生回路3、センス増幅器4
の制御を行うセンスアンプ制御回路5とを有する構成と
なっている。FIG. 31 shows an example of a conventional ferroelectric memory device in which such memory cells MC are arranged. This ferroelectric memory device includes a memory cell array 1 and a control signal X.
A plate line voltage generating circuit 7 for applying a plate line voltage Vp to the plate line PL at a predetermined timing according to C;
A word line selection control circuit 6 for setting one of the word lines WL1 to WLm to a selection level at a predetermined timing in accordance with an external address signal ADx and a control signal XC, and a bit line BL11 to B in accordance with a discharge control signal BLDC.
A bit line discharge circuit 2 for setting Lm2 to a ground voltage at a predetermined timing, and a reference voltage for a bit line paired with a bit line connected to a selected memory cell at a predetermined timing according to reference potential generation control signals RLC1 and RLC2. Amplifying and outputting read data transmitted between a pair of first and second bit lines (for example, between BL11 and BL12) activated in accordance with a sense amplification control signal SAC and a reference potential generation circuit 3 for supplying A plurality of sense amplifiers 4 for supplying write data to a pair of first and second bit lines; a bit line discharge circuit 2, a reference potential generating circuit 3, and a sense amplifier 4 in accordance with a control signal word XC
And a sense amplifier control circuit 5 that performs the above control.
【0009】またメモリセルアレイ1は、行方向及び列
方向に配置された複数の1T/1C型メモリセルMC1
1〜MCnmと、各列ごとにメモリセルMC11〜MC
nmのトランジスタTrのソースまたはドレインに接続
し、これらメモリセルの書き込みデータ及び読み出しデ
ータを伝達する対をなす第1及び第2のビット線BL1
1,BL12〜BLml,BLm2と、複数のメモリセ
ルMC11〜MCnmの各行ごとにそのトランジスタT
rのゲートに接続し選択レベルのときにメモリセル及び
対応するビット線間を接続して選択状態とする複数のワ
ード線WLl〜WLmと、メモリセルMC11〜MCm
nの強誘電体容量Cの一方の電極に接続するプレート線
PLとから構成されている。The memory cell array 1 includes a plurality of 1T / 1C memory cells MC1 arranged in a row direction and a column direction.
1 to MCnm and memory cells MC11 to MC for each column.
and a pair of first and second bit lines BL1 connected to the source or drain of a transistor Tr of nm and transmitting write data and read data of these memory cells.
1, BL12 to BLml, BLm2 and the transistors T for each row of the plurality of memory cells MC11 to MCnm.
a plurality of word lines WL1 to WLm which are connected to the gate of the memory cell r to select the memory cells and the corresponding bit lines when the memory cells are at the selected level, and the memory cells MC11 to MCm
and a plate line PL connected to one electrode of the n ferroelectric capacitors C.
【0010】次に図31に示された強誘電体メモリ装置
の読み出し動作について、図32に示された各部の電圧
波形図及びメモリセルMC11の分極状態を示す図を併
せて参照して説明する。まず期間T1において、ディス
チャージ制御信号BLDCをロウレベルとすることによ
り、ビット線BL11〜BLm2のディスチャージを解
除する。次に期間T2において、ワード線WL1とプレ
ート線PLとをそれぞれハイレベルに上げてメモリセル
MC11の分極状態を変化させ、メモリセルMC11の
記憶データに対応する電荷をビット線BL11に出力す
る。Next, the read operation of the ferroelectric memory device shown in FIG. 31 will be described with reference to the voltage waveform diagram of each part shown in FIG. 32 and the diagram showing the polarization state of the memory cell MC11. . First, in the period T1, the discharge of the bit lines BL11 to BLm2 is released by setting the discharge control signal BLDC to low level. Next, in a period T2, the word line WL1 and the plate line PL are each raised to a high level to change the polarization state of the memory cell MC11, and a charge corresponding to data stored in the memory cell MC11 is output to the bit line BL11.
【0011】図にはメモリセルMC11にデータ“1”
を記憶している場合を示しているが、データ“0”を記
憶している場合は反対方向に分極している。In the figure, data "1" is stored in the memory cell MC11.
Is stored, but when data "0" is stored, the polarization is performed in the opposite direction.
【0012】また、基準電位発生制御信号RLC2をハ
イレベルに上げ、基準電位発生回路3によりビット線B
L12を基準電圧に設定する。その後、期間T3におい
て、センス増幅制御信号SACをハイレベルとすること
により、差動型増幅回路のセンス増幅器4を活性化し、
対をなすビット線BL11,BL12の差電圧をセンス
増幅する。このようにして、メモリセルMC11の記憶
データが“1”であるか、“0”であるかを判定する。Also, the reference potential generation control signal RLC2 is raised to a high level, and the bit line B
L12 is set to the reference voltage. Thereafter, in a period T3, the sense amplifier control signal SAC is set to a high level to activate the sense amplifier 4 of the differential amplifier circuit,
The difference voltage between the paired bit lines BL11 and BL12 is sense-amplified. In this way, it is determined whether the data stored in the memory cell MC11 is “1” or “0”.
【0013】その後、期間T4において、プレート線P
Lをロウレベルとする。次の期間T5において、センス
増幅制御信号SACをロウレベルとすることによりセン
ス増幅器4を非活性化し、更にディスチャージ制御信号
BLDCをハイレベルとして、ビット線BL11のレベ
ルを接地電圧とする。Thereafter, in a period T4, the plate line P
Let L be a low level. In the next period T5, the sense amplifier control signal SAC is set to low level to deactivate the sense amplifier 4, and further, the discharge control signal BLDC is set to high level, and the level of the bit line BL11 is set to the ground voltage.
【0014】こうすることにより、メモリセルMC11
の強誘電体容量Cの分極状態を、データ読み出し前の期
間T1の状態に戻すことができる。最後に、ワード線W
L1をロウレベルに下げ、メモリセルMC11のトラン
ジスタTrを非導通にして、メモリセルMC11の読み
出し動作を完了する。By doing so, the memory cell MC11
Of the ferroelectric capacitor C can be returned to the state of the period T1 before data reading. Finally, the word line W
L1 is lowered to a low level, the transistor Tr of the memory cell MC11 is turned off, and the read operation of the memory cell MC11 is completed.
【0015】[0015]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、MOS
トランジスタのスケーリング則からの要請、強誘電体メ
モリ装置とデータを伝達するプロセッサなどの低電圧化
などに伴い、強誘電体メモリ装置の動作電圧の低電圧化
が必要である。また、より高集積の強誘電体メモリ装置
を実現するには、メモリセルサイズの縮小が必須であ
る。そのためには、強誘電体容量サイズを縮小する必要
がある。SUMMARY OF THE INVENTION However, MOS
With the demand from the scaling law of the transistor and the lowering of the voltage of the processor for transmitting data to and from the ferroelectric memory device, it is necessary to lower the operating voltage of the ferroelectric memory device. Further, in order to realize a highly integrated ferroelectric memory device, it is necessary to reduce the memory cell size. For that purpose, it is necessary to reduce the size of the ferroelectric capacitor.
【0016】ところが、強誘電体の分極は容量サイズに
依存し、サイズが小さくなると分極の電圧依存性が著し
く劣化する。図33は強誘電体としてSrBi2Ta20
9を用いた場合の異なったサイズの強誘電対容量につい
て、2Prの測定値を印加電圧に対してプロットしたグ
ラフである。However, the polarization of the ferroelectric depends on the size of the capacitor, and when the size is reduced, the voltage dependence of the polarization is significantly deteriorated. FIG. 33 shows SrBi 2 Ta 20 as a ferroelectric substance.
9 is a graph in which the measured value of 2Pr is plotted against applied voltage for ferroelectric pairs of different sizes when using No. 9;
【0017】図に示したように、特に3μm角以下の容
量サイズになると、3V以下の低電圧印加時の分極値が
低下する。動作方法の説明で述べたように、データ
“1”,“0”の場合にメモリセルからビット線に出力
される電荷の差は2Prに相当するので、2Prが低下
すると、読み出しマージンが低下する。甚だしい場合は
センス増幅できなくなるため、不良セルが増加し、歩留
りの低下を招く。As shown in the figure, particularly when the capacitance size is 3 μm square or less, the polarization value when a low voltage of 3 V or less is applied decreases. As described in the description of the operation method, the difference between the charges output from the memory cell to the bit line in the case of data "1" and "0" corresponds to 2Pr, so that when 2Pr decreases, the read margin decreases. . In severe cases, sense amplification cannot be performed, so that the number of defective cells increases and the yield decreases.
【0018】本発明の目的は、微細なサイズの強誘電体
容量への低電圧印加時の分極特性を改善し、低電圧での
動作が可能で、かつ歩留りのよい高集積な強誘電体メモ
リ装置を提供することにある。An object of the present invention is to improve the polarization characteristics when a low voltage is applied to a ferroelectric capacitor having a fine size, to operate at a low voltage, and to obtain a highly integrated ferroelectric memory with a good yield. It is to provide a device.
【0019】[0019]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る強誘電体メモリ装置は、メモリセルア
レイと、複数のワード線と、複数のビット線と、複数の
プレート線とを有する強誘電体メモリ装置であって、前
記メモリセルアレイは、行方向および列方向にマトリク
ス状に配置された複数のメモリセルからなり、各メモリ
セルは、少なくとも1つのスイッチング用トランジスタ
と、一方の電極を前記トランジスタのソース,ドレイン
のうちのいずれか一方に接続した少なくとも1つの強誘
電体容量との組み合わせからなるものであり、前記複数
のワード線は、前記メモリセルアレイの列方向のスイッ
チング用トランジスタのゲートに接続されたものであ
り、前記複数のビット線は、前記メモリセルアレイの行
方向のスイッチング用トランジスタのソースまたはドレ
インのうち前記強誘電体容量が接続されていないものに
接続されたものであり、前記複数のプレート線は、前記
各メモリセルの強誘電体容量の他方の電極に接続された
ものであり、前記強誘電体容量に一定の電圧を印加し強
誘電体を分極させることにより、“0”,“1”の情報
を貯え、その後また一定の電圧を印加した際の分極反転
の有無により、,“0”,“1”の情報を弁別する動作
を行なうものであって、前記動作時に印加される最も高
い電圧値よりも高い電圧値の励起電圧を前記強誘電体容
量に予め印加することにより、強誘電体の分極が増加さ
れたものである。In order to achieve the above object, a ferroelectric memory device according to the present invention has a memory cell array, a plurality of word lines, a plurality of bit lines, and a plurality of plate lines. In a ferroelectric memory device, the memory cell array includes a plurality of memory cells arranged in a matrix in a row direction and a column direction. Each memory cell includes at least one switching transistor and one electrode. And a combination of at least one ferroelectric capacitor connected to one of a source and a drain of the transistor, wherein the plurality of word lines are gates of switching transistors in a column direction of the memory cell array. And the plurality of bit lines are used for switching in a row direction of the memory cell array. A source or a drain of the transistor, which is connected to the ferroelectric capacitor not connected thereto, wherein the plurality of plate lines are connected to the other electrode of the ferroelectric capacitor of each of the memory cells; A constant voltage is applied to the ferroelectric capacitor to
The information of "0" and "1" is obtained by polarizing the dielectric.
Polarization reversal when a constant voltage is applied again
Of discriminating "0" and "1" information depending on the presence or absence of
The highest applied during the operation.
Excitation voltage having a voltage value higher than the
The pre-application of the amount increases the polarization of the ferroelectric.
It was a thing .
【0020】[0020]
【0021】[0021]
【0022】また前記全てのメモリセルは、前記強誘電
体メモリ装置に入力されるテスト信号が第1のレベルの
ときに、その強誘電体容量の電極間に、前記励起電圧が
印加されるものである。[0022] The all memory cells, when the test signal inputted to the ferroelectric memory device of the first level, between the ferroelectric capacitance of the electrode, which the excitation voltage is applied It is.
【0023】また前記強誘電体メモリ装置に外部からテ
スト信号が入力され、そのテスト信号が第1のレベルの
ときに、前記複数の全てのビット線は、その電圧が接地
電圧に保持され、前記複数の全てのプレート線は、その
電圧が前記励起電圧の電圧値分だけ前記ビット線よりも
高い電圧に保持され、前記複数の各ワード線は、前記テ
スト信号の入力期間内に交互に切替えられて前記各トラ
ンジスタの動作用電圧に保持されるものである。Further test signal from the outside is input to the ferroelectric memory device, when the test signal is in the first level, the plurality of all the bit lines, the voltage is held at the ground voltage, the All of the plurality of plate lines are maintained at a voltage higher than the bit line by the voltage value of the excitation voltage , and the plurality of word lines are alternately switched within the test signal input period. Thus, the voltage is held at the operating voltage of each transistor.
【0024】また前記強誘電体メモリ装置に外部からテ
スト信号が入力され、テスト信号が第1のレベルのとき
に、前記複数の全てのプレート線は、その電圧が接地電
圧に保持され、前記複数の全てのビット線は、その電圧
が前記励起電圧の電圧値分だけ前記プレート線よりも高
い電圧に保持され、前記複数の各ワード線は、前記テス
ト信号の入力期間内に交互に切替えられて前記各トラン
ジスタの動作用電圧に保持されるものである。Further test signal from the outside is input to the ferroelectric memory device, when the test signal of the first level, the plurality of all the plate lines, the voltage is held at the ground voltage, the plurality All bit lines are held at a voltage higher than the plate line by the voltage value of the excitation voltage , and the plurality of word lines are alternately switched within the test signal input period. It is held at the operating voltage of each transistor.
【0025】またインターナルアドレス発生回路と、ア
ドレス切替回路と、Xデコーダ回路とを有し、前記テス
ト信号が前記第1のレベルのときに、インターナルアド
レス発生回路からのアドレス信号をアドレス切替回路を
介してXデコーダ回路に入力し、Xデコーダ回路でデコ
ードした信号に基いて、前記テスト信号の入力期間内に
前記複数のワード線を交互に切替えるものである。Also, the apparatus has an internal address generation circuit, an address switching circuit, and an X decoder circuit. When the test signal is at the first level, an address signal from the internal address generation circuit is passed through the address switching circuit. The word lines are alternately switched within an input period of the test signal based on a signal inputted to the X decoder circuit and decoded by the X decoder circuit.
【0026】またインターナルアドレス発生回路と、ア
ドレス切替回路と、Xデコーダ回路とを有し、前記テス
ト信号が前記第1のレベルのときに、インターナルアド
レス発生回路からのアドレス信号をアドレス切替回路を
介してXデコーダ回路に入力し、Xデコーダ回路でデコ
ードした信号に基いて、前記テスト信号の入力期間内に
前記複数のワード線を同時に切替えるものである。Also, the apparatus has an internal address generating circuit, an address switching circuit, and an X decoder circuit. When the test signal is at the first level, an address signal from the internal address generating circuit is passed through the address switching circuit. And input to the X decoder circuit, and simultaneously switch the plurality of word lines within the test signal input period based on the signal decoded by the X decoder circuit.
【0027】また前記メモリセルは、前記強誘電体メモ
リ装置に入力されるテスト信号が第1のレベルのとき
に、選択された任意の強誘電体容量の電極間に、前記励
起電圧が印加されるものである。Further the memory cell, when the test signal inputted to the ferroelectric memory device of the first level, between the electrodes of any of the ferroelectric capacitor is selected, the excitation voltage is applied Things.
【0028】前記強誘電体メモリ装置に外部からテスト
信号が入力され、そのテスト信号が第1のレベルのとき
に、前記複数の全てのビット線は、その電圧が接地電圧
に保持され、前記複数の全てのプレート線は、その電圧
が前記励起電圧の電圧値分だけ前記ビット線よりも高い
電圧に保持され、前記強誘電体容量に接続されたスイッ
チング用トランジスタは、任意に選択されて導通される
ものである。The test signal from the outside to the ferroelectric memory device is input, when the test signal is in the first level, the plurality of all the bit lines, the voltage is held at the ground voltage, the plurality All the plate lines are held at a voltage higher than the bit line by the voltage value of the excitation voltage , and the switching transistors connected to the ferroelectric capacitors are arbitrarily selected and turned on. Things.
【0029】また強誘電体メモリ装置に外部からテスト
信号が入力され、テスト信号が第1のレベルのときに、
前記複数の全てのプレート線は、その電圧が接地電圧に
保持され、前記複数の全てのビット線は、その電圧が前
記高電圧の電圧値分だけ前記プレート線よりも高い電圧
に保持され、前記強誘電体容量に接続されたスイッチン
グ用トランジスタは、任意に選択されて導通されるもの
である。When a test signal is input from the outside to the ferroelectric memory device and the test signal is at the first level,
The voltage of all of the plurality of plate lines is maintained at a ground voltage, and the voltage of all of the plurality of bit lines is maintained at a voltage higher than the plate line by the voltage value of the high voltage. The switching transistor connected to the ferroelectric capacitor is arbitrarily selected and turned on.
【0030】またアドレスバッファ回路と、Xデコーダ
回路とを有し、前記テスト信号が前記第1のレベルのと
きに、強誘電体メモリ装置に外部から入力されるアドレ
ス信号をアドレスバッファ回路を介してXデコーダ回路
に入力し、該Xデコーダ回路でデコードした信号に応じ
てワード線を選択し、前記強誘電体容量に接続されたス
イッチング用トランジスタを任意に選択して導通するも
のである。An address buffer circuit and an X decoder circuit are provided, and when the test signal is at the first level, an address signal input from the outside to the ferroelectric memory device via the address buffer circuit. A word line is selected according to a signal input to the X decoder circuit and decoded by the X decoder circuit, and a switching transistor connected to the ferroelectric capacitor is arbitrarily selected and turned on.
【0031】またダミーセルと、複数のダミーワード線
と、複数のダミープレート線と、基準電位発生回路と、
センスアンプ制御回路とを有し、ダミーセルは、前記複
数のビット線に接続されたスイッチング用トランジスタ
と、強誘電体の両面に電極を取り付けて、その一方の電
極を前記トランジスタのソース,ドレインのうちのいず
れか一方に接続した少なくとも1つの強誘電体容量との
組み合わせからなるものであり、複数のダミーワード線
は、前記複数のダミーセルのトランジスタのゲートに接
続されて、強誘電体メモリ装置に入力されるテスト信号
が第1のレベルのときに該トランジスタを導通するもの
であり、ダミープレート線は、前記複数のダミーセルの
強誘電体容量の他方の電極に接続されたものであり、基
準電位発生回路は、センス動作時に基準電圧を発生する
ものであり、センスアンプ制御回路は、前記基準電位発
生回路を制御するものであり、さらに前記全てのダミー
セルは、強誘電体メモリ装置に入力されるテスト信号が
第1のレベルのときに、その強誘電体容量の両電極間
に、前記基準電圧が印加されるものである。A dummy cell, a plurality of dummy word lines, a plurality of dummy plate lines, a reference potential generating circuit,
A dummy transistor, comprising: a switching transistor connected to the plurality of bit lines; and electrodes attached to both surfaces of the ferroelectric, and one of the electrodes is connected to one of a source and a drain of the transistor. And a plurality of dummy word lines connected to the gates of the transistors of the plurality of dummy cells and connected to a ferroelectric memory device. When the test signal to be supplied is at a first level, the transistor is turned on. The dummy plate line is connected to the other electrode of the ferroelectric capacitors of the plurality of dummy cells, and generates a reference potential. The circuit generates a reference voltage during the sensing operation, and the sense amplifier control circuit controls the reference potential generation circuit In addition, all of the dummy cells have the reference voltage applied between both electrodes of the ferroelectric capacitor when the test signal input to the ferroelectric memory device is at the first level. is there.
【0032】また前記強誘電体メモリ装置に入力される
テスト信号が第1のレベルのときに、前記複数の全ての
ビット線は、その電圧が接地電圧に保持され、前記ダミ
ープレート線は、その電圧が前記励起電圧の電圧値分だ
け前記ビット線よりも高い電圧に保持され、前記複数の
ダミーワード線は、前記テスト信号の入力期間内に交互
に切替えられて前記ダミーセルのトランジスタの動作用
電圧に保持されるものである。Further, when the test signal inputted to the ferroelectric memory device of the first level, the plurality of all the bit lines, the voltage is held at the ground voltage, the dummy plate line, the The voltage is maintained at a voltage higher than the bit line by the voltage value of the excitation voltage , and the plurality of dummy word lines are alternately switched within the test signal input period to operate the dummy cell transistor. Is held in the
【0033】また前記強誘電体メモリ装置に入力される
テスト信号が第1のレベルのときに、前記ダミープレー
ト線は、その電圧が接地電圧に保持され、前記複数の全
てのビット線は、その電圧が前記励起電圧の電圧値分だ
け前記ダミープレート線よりも高い電圧に保持され、前
記複数のダミーワード線は、前記テスト信号の入力期間
内に交互に切替えられて前記ダミーセルのトランジスタ
の動作用電圧に保持されるものである。Further, when the test signal inputted to the ferroelectric memory device of the first level, the dummy plate line, the voltage is held at the ground voltage, the plurality of all the bit lines, the The voltage is maintained at a voltage higher than the dummy plate line by the voltage value of the excitation voltage , and the plurality of dummy word lines are alternately switched within the test signal input period to operate the dummy cell transistor. It is held at voltage.
【0034】[0034]
【作用】メモリ内容を記憶させる前段階、例えばメモリ
の製造段階等において、メモリ動作時に強誘電体容量に
印加される電圧(図1(b)の電圧VCC)よりも高い
電圧(図1(b)の電圧Vex)をあらかじめ強誘電体
容量に印加する。また工場から出荷するために行なわれ
るテスト期間(図7のT8)中において、強誘電体容量
に前記高電圧Vexを印加する。The voltage applied to the ferroelectric capacitor (the voltage VCC in FIG. 1B) (FIG. 1B) is higher than the voltage (FIG. 1B) applied to the ferroelectric capacitor at the time of memory operation before the memory contents are stored, for example, in the memory manufacturing stage. ) Is applied to the ferroelectric capacitor in advance. Further, during a test period (T8 in FIG. 7) performed for shipment from the factory, the high voltage Vex is applied to the ferroelectric capacitor.
【0035】強誘電体容量に高い電圧Vexを印加する
ことにより、強誘電体容量のドメインを再配列すること
ができる。そのため、サイズの縮小による強誘電体容量
内の欠陥の増加等により分極反転を阻害されたドメイン
が、再配列により分極反転が可能となる。このような作
用により小さいサイズの強誘電体容量における低電圧印
加時の分極特性が改善される。この分極特性が改善され
た後に、メモリ内容を記憶させる作業が行なわれてメモ
リ装置として使用されることとなる。By applying a high voltage Vex to the ferroelectric capacitor, the domains of the ferroelectric capacitor can be rearranged. Therefore, the domain in which the domain inversion is inhibited due to an increase in defects in the ferroelectric capacitor due to the size reduction or the like can be domain-inverted by rearrangement. Due to such an effect, the polarization characteristics when a low voltage is applied to a ferroelectric capacitor having a smaller size are improved. After the polarization characteristics have been improved, an operation of storing the memory contents is performed, and the memory device is used as a memory device.
【0036】[0036]
【発明の実施の形態】以下、本発明を図により説明す
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings.
【0037】図において、本発明に係る強誘電体メモリ
装置は、基本的構成としてメモリセルアレイ1と、複数
のワード線WL(WL1,WL2・・・WLn)と、複数
のビット線BL(BL11,BL12・・・BLm2)
と、複数のプレート線PLとを有するものである。Referring to the figure, a ferroelectric memory device according to the present invention has a memory cell array 1, a plurality of word lines WL (WL1, WL2... WLn) and a plurality of bit lines BL (BL11, BL11, BL12 ... BLm2)
And a plurality of plate lines PL.
【0038】メモリセルアレイ1は、行方向(MC1
1,MC21,…MCn1,…,MC1m,MC2m…
MCnm)と列方向(MC11,…MC1m,MC21
…MC2m,…,MCn1…MCnm)とにマトリック
ス状に配列された複数のメモリセルMCからなり、各メ
モリセルは、少なくとも1つのスイッチング用トランジ
スタTrと、強誘電体の両面に電極を取り付けて、その
一方の電極をトランジスタTrのソース,ドレインのう
ちのいずれか一方に接続した少なくとも1つの強誘電体
容量Cとの組み合わせからなるものである。The memory cell array 1 is arranged in the row direction (MC1
1, MC21, ..., MCn1, ..., MC1m, MC2m ...
MCnm) and column direction (MC11,... MC1m, MC21)
.. MC2m,..., MCn1... MCnm). Each memory cell has at least one switching transistor Tr and electrodes attached to both sides of a ferroelectric material. It comprises a combination with at least one ferroelectric capacitor C whose one electrode is connected to one of the source and the drain of the transistor Tr.
【0039】複数のワード線WL(WL1,WL2・・・
WLn)は、メモリセルアレイ1の列方向のスイッチン
グ用トランジスタTrのゲートに接続されている。また
複数のビット線BL(BL1,BL2・・・BLn)は、
メモリセルアレイ1の行方向のスイッチング用トランジ
スタTrのソースまたはドレインのうち強誘電体容量C
が接続されていないものに接続されている。また複数の
プレート線PLは、各メモリセルMCの強誘電体容量C
の他方の電極に接続されている。A plurality of word lines WL (WL1, WL2...)
WLn) is connected to the gate of the switching transistor Tr in the column direction of the memory cell array 1. The plurality of bit lines BL (BL1, BL2... BLn)
The ferroelectric capacitor C of the source or the drain of the switching transistor Tr in the row direction of the memory cell array 1
Is connected to something that is not connected. The plurality of plate lines PL are connected to the ferroelectric capacitors C of each memory cell MC.
Is connected to the other electrode.
【0040】さらに強誘電体容量Cは、その両電極間に
予め高電圧が印加されて強誘電体の分極が増加されてい
る。この分極特性の改善は、メモリ内容を記憶させる前
段階、例えばメモリの製造段階、或いは工場から出荷す
るために行なられるテスト期間等において行なわれる。Further, in the ferroelectric capacitor C, a high voltage is applied in advance between the two electrodes to increase the polarization of the ferroelectric. The improvement of the polarization characteristics is performed in a stage before storing the memory contents, for example, in a manufacturing stage of the memory, or in a test period performed for shipment from a factory.
【0041】そして、上述した分極特性が改善された後
に、メモリ内容を記憶させる作業が行なわれて、メモリ
装置として使用されることとなる。Then, after the above-mentioned polarization characteristics have been improved, the operation of storing the memory contents is performed, and the memory device is used as a memory device.
【0042】(実施形態1)次に本発明の具体例を図1
に示した実施形態を参照して説明する。図1(a)は、
本発明の実施形態1に係る強誘電体メモリ装置のメモリ
セルを示す回路図、(b)は本発明の実施形態1におけ
る動作を示す電圧波形図である。(Embodiment 1) Next, a specific example of the present invention is shown in FIG.
This will be described with reference to the embodiment shown in FIG. FIG. 1 (a)
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a memory cell of the ferroelectric memory device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a voltage waveform diagram illustrating an operation according to the first embodiment of the present invention.
【0043】図1(a)に示す本発明の実施形態1に係
る強誘電体メモリ装置に用いるメモリセルMCは、1つ
のスイッチング用トランジスタTrと、1つの強誘電体
強誘電体容量Cとの組合せからなっている。強誘電体容
量Cは、強誘電体を2つの電極で挟み込んだ構造をな
し、その一方の電極がトランジスタTrのソースに接続
され、その他方の電極がプレート線PLに接続されてい
る。The memory cell MC used in the ferroelectric memory device according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1A is composed of one switching transistor Tr and one ferroelectric ferroelectric capacitor C. Composed of combinations. The ferroelectric capacitor C has a structure in which the ferroelectric is sandwiched between two electrodes, one of which is connected to the source of the transistor Tr, and the other electrode is connected to the plate line PL.
【0044】またワード線WLは、メモリセルMCのト
ランジスタTrのゲートに接続されており、ビット線B
Lは、トランジスタTrのドレーンのいずれか一方に接
続されている。図1では、強誘電体容量Cがトランジス
タTrのソースに接続され、ビット線BLがトランジス
タTrのドレインに接続されているが、この接続関係は
逆の場合であってもよい。The word line WL is connected to the gate of the transistor Tr of the memory cell MC.
L is connected to one of the drains of the transistor Tr. In FIG. 1, the ferroelectric capacitor C is connected to the source of the transistor Tr, and the bit line BL is connected to the drain of the transistor Tr. However, the connection may be reversed.
【0045】図1(a)に示すメモリセルMCは、図3
に示すように行方向(MC11,MC21,…MCn
1,…,MC1m,MC2m…MCnm)と、列方向
(MC11,…MC1m,MC21…MC2m,…,M
Cn1…MCnm)とにマトリックス状に配列されてメ
モリセルアレイ1を構成している。The memory cell MC shown in FIG.
, MCn, MC21,... MCn
1,..., MC1m, MC2m... MCnm) and the column direction (MC11,... MC1m, MC21... MC2m,.
Cn1... MCnm) to form a memory cell array 1.
【0046】また複数の各ワード線WL1,WLnは、
列方向に配列したメモリセルMC(MC11…MC1
m,…,MCn1,…MCnm)のトランジスタTrの
ゲートに共通に接続されている。また複数の各ビット線
BL11…BLm2は、行方向に配列したメモリセルM
C(MC11…MCn1,…,MC1m…MCnm)の
トランジスタTrのドレイン(またはソース)に共通に
接続されている。The plurality of word lines WL1 and WLn are
The memory cells MC (MC11 ... MC1) arranged in the column direction
, MCn1,..., MCnm) are commonly connected to the gates of the transistors Tr. The plurality of bit lines BL11... BLm2 are connected to the memory cells M arranged in the row direction.
C (MC11... MCn1,..., MC1m... MCnm) are commonly connected to the drain (or source) of the transistor Tr.
【0047】また複数の各プレート線PLは、列方向に
配列したメモリセルMC(MC11…MC1m,…,M
Cn1…MCnm)のトランジスタTrのソース(又は
ドレイン)に接続された強誘電体容量Cの他方の電極に
共通に接続されている。The plurality of plate lines PL are connected to memory cells MC (MC11... MC1m,.
(Cn1... MCnm) are commonly connected to the other electrode of the ferroelectric capacitor C connected to the source (or drain) of the transistor Tr.
【0048】さらにメモリ内容を記憶させる前段階、例
えばメモリの製造段階において、各メモリセルMCの強
誘電体容量Cの両電極間に、メモリ動作時に印加される
電圧よりも高い電圧を印加することにより強誘電体の分
極を励起して、強誘電体の分極を増加させている。Further, a voltage higher than the voltage applied during the memory operation is applied between both electrodes of the ferroelectric capacitor C of each memory cell MC in a stage before storing the memory contents, for example, in a memory manufacturing stage. Excites the polarization of the ferroelectric, thereby increasing the polarization of the ferroelectric.
【0049】すなわち、図1(b)に示すように、本発
明の実施形態1では、図1(a)のメモリセルMCに接
続したビット線BLを接地電圧に保持し、メモリセルM
Cのワード線WLをハイレベルにして、メモリセルMC
のトランジスタTrをオンにし、メモリセルMCプレー
ト線PLの電圧を、通常のプレート線PLのハイレベル
である電圧VCCよりも高い電圧である電圧Vexに設
定し、このようにすることにより、メモリセルMCのト
ランジスタTrをオンにしてある期間中に強誘電体容量
Cの両電極間に通常動作時の電圧VCCよりも高い電圧
Vexをあらかじめ加える。That is, as shown in FIG. 1B, in the first embodiment of the present invention, the bit line BL connected to the memory cell MC shown in FIG.
When the word line WL of C is set to the high level, the memory cell MC
Is turned on, and the voltage of the memory cell MC plate line PL is set to the voltage Vex which is higher than the voltage VCC which is the high level of the normal plate line PL. During a period in which the transistor Tr of the MC is turned on, a voltage Vex higher than the voltage VCC during normal operation is applied between both electrodes of the ferroelectric capacitor C in advance.
【0050】ここで、本発明者は、強誘電体容量Cに用
いられる強誘電体の分極は、容量サイズが小さくなる
と、電圧依存性が著しく劣化するという現象を発見し、
その知見に基いて強誘電体メモリ装置の製造時にメモリ
動作時の動作電圧よりも高い電圧、具体的にはメモリセ
ルの動作時に強誘電体容量の両電極間に印加される最も
高い電圧よりも高い電圧を強誘電体容量に予め印加し、
分極を励起する。すなわち、例えば電圧3Vで動作する
強誘電体メモリ装置に対して電圧5Vで強誘電体の分極
反転を行なうようにしたものである。このように高電圧
Vex(Vex>VCC)で強誘電体容量の強誘電体に
予め分極反転を行なうことにより、電圧3V印加時の分
極を大幅に増加させることができる。Here, the inventor of the present invention has found that the polarization of the ferroelectric used for the ferroelectric capacitor C is such that when the capacitance size is reduced, the voltage dependency is significantly deteriorated.
Based on this knowledge, the voltage higher than the operating voltage during memory operation during the manufacture of a ferroelectric memory device, specifically, the highest voltage applied between both electrodes of the ferroelectric capacitor during the operation of the memory cell Apply a high voltage to the ferroelectric capacitor in advance,
Excite polarization. That is, for example, a ferroelectric memory device that operates at a voltage of 3 V performs polarization inversion of the ferroelectric at a voltage of 5 V. As described above, by performing the polarization inversion on the ferroelectric substance of the ferroelectric capacitor in advance at the high voltage Vex (Vex> VCC), the polarization when a voltage of 3 V is applied can be greatly increased.
【0051】(実施形態2)図2は、本発明の実施形態
2を示す電圧波形図である。本実施形態に用いる強誘電
体メモリ装置は図1(a)と同じ構成であるが、本実施
形態では実施形態1とは異なり、ビット線BLの電圧
を、通常のビット線BLのハイレベル時の電圧VCCよ
りも高い電圧である高電圧Vexとし、プレート線PL
を接地電圧に保持する。このためメモリセルMCのトラ
ンジスタTrがオンしている期間中、強誘電体容量Cの
電極間に実施形態1とは極性が逆の高電圧を印加するよ
うにしている。尚、実施形態1と2を組み合わせて強誘
電体容量Cの電極間に極性を変えて電圧を印加して分極
を励起するようにしてもよく、さらには、極性を変えて
電圧を印加する動作を繰り返し複数回行なうようにして
もよい。(Embodiment 2) FIG. 2 is a voltage waveform diagram showing Embodiment 2 of the present invention. Although the ferroelectric memory device used in the present embodiment has the same configuration as that of FIG. 1A, the present embodiment differs from the first embodiment in that the voltage of the bit line BL is changed to the high level of the normal bit line BL. High voltage Vex higher than the voltage VCC of the plate line PL.
At the ground voltage. Therefore, during the period in which the transistor Tr of the memory cell MC is on, a high voltage having a polarity opposite to that of the first embodiment is applied between the electrodes of the ferroelectric capacitor C. It should be noted that the first and second embodiments may be combined to change the polarity between the electrodes of the ferroelectric capacitor C and apply a voltage to excite the polarization. Further, an operation of changing the polarity and applying a voltage may be used. May be repeated a plurality of times.
【0052】(実施形態3)図3は、本発明の実施形態
1及び2に係るメモリセルを用いて構成した強誘電体メ
モリ装置を駆動するための具体的回路構成を示す回路図
である。(Embodiment 3) FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific circuit configuration for driving a ferroelectric memory device configured using memory cells according to Embodiments 1 and 2 of the present invention.
【0053】図3では、図1(a)のメモリセルMCを
マトリックス状に配列してなるメモリセルアレイ1に加
えて、制御信号XCに従ってプレート線PLに所定のタ
イミングでプレート線電圧Vpを印加するプレート線電
位発生回路7と、外部アドレス信号ADx及び制御信号
XCに従ってワード線WL1〜WLmのうちの1つを所
定のタイミングで選択レベルとするワード線選択制御回
路6と、ディスチャージ制御信号BLDCに従ってビッ
ト線BL11〜BLm2を所定のタイミングで接地電圧
とするビット線ディスチャージ回路2と、選択状態のメ
モリセルに接続するビット線と対をなすビット線に対し
基準電位発生制御信号RLC1,RLC2に従って所定
のタイミングで基準電圧を供給する基準電位発生回路3
と、センス増幅制御信号SACに従って活性化し対をな
す第1及び第2のビット線間(例えばBL11,BL1
2間)に伝達された読み出しデータを増幅して出力し、
書き込みデータを対をなす第1及び第2のビット線に供
給する複数のセンス増幅器4と、制御信号XCに従って
ビット線ディスチャージ回路2,基準電位発生回路3,
センス増幅器4の制御を行うセンスアンプ制御回路5と
を有している。In FIG. 3, in addition to the memory cell array 1 in which the memory cells MC of FIG. 1A are arranged in a matrix, a plate line voltage Vp is applied to the plate line PL at a predetermined timing according to the control signal XC. A plate line potential generation circuit 7, a word line selection control circuit 6 for setting one of the word lines WL1 to WLm to a selection level at a predetermined timing according to an external address signal ADx and a control signal XC, and a bit according to a discharge control signal BLDC. A bit line discharge circuit 2 for setting lines BL11-BLm2 to a ground voltage at a predetermined timing, and a predetermined timing according to reference potential generation control signals RLC1, RLC2 for a bit line paired with a bit line connected to a selected memory cell. Reference voltage generating circuit 3 for supplying a reference voltage at
Between the first and second bit lines which are activated in accordance with the sense amplification control signal SAC (for example, BL11, BL1
Amplify and output the read data transmitted between
A plurality of sense amplifiers 4 for supplying write data to a pair of first and second bit lines; a bit line discharge circuit 2, a reference potential generation circuit 3,
A sense amplifier control circuit 5 for controlling the sense amplifier 4.
【0054】図3に示す実施形態では、強誘電体メモリ
装置を工場から出荷する際に行なわれる駆動テスト期間
等において強誘電体容量の強誘電体の分極特性を改善す
るようにしたものである。すなわち、センスアンプ制御
回路5からビット線デイスチャージ回路2に加える電圧
は、図31に示した場合の電圧VCCより高い電圧であ
るVexに設定し、プレート線電位発生回路7から複数
のプレート線PLに加える電圧は、図31に示した場合
の電圧VCCより高い電圧であるVexに設定し、デー
タ“0”又は“1”の書き込みを個々のメモリセルMC
に対して行う。このような動作を行うことにより、デー
タ“1”または“0”を書き込んだメモリセルMCの強
誘電体容量Cに通常の動作電圧VCCよりも高い電圧を
印加することとなる。強誘電体容量Cに高い電圧Vex
を印加することにより、強誘電体容量Cのドメインを再
配列することができる。そのため、サイズの縮小による
強誘電体容量内の欠陥の増加等により分極反転を阻害さ
れたドメインが、再配列により分極反転が可能となる。
このような作用により小さいサイズの強誘電体容量Cに
おける低電圧印加時の分極特性が改善される。この分極
特性が改善された後に、メモリ内容を記憶させる作業が
行なわれてメモリ装置として使用される。In the embodiment shown in FIG. 3, the polarization characteristics of the ferroelectric capacitor of the ferroelectric capacitor are improved during a drive test period or the like performed when the ferroelectric memory device is shipped from the factory. . That is, the voltage applied from the sense amplifier control circuit 5 to the bit line discharge circuit 2 is set to Vex which is higher than the voltage VCC in the case shown in FIG. Is set to Vex which is a voltage higher than the voltage VCC in the case shown in FIG. 31, and writing of data "0" or "1" is performed for each memory cell MC.
Do for By performing such an operation, a voltage higher than the normal operation voltage VCC is applied to the ferroelectric capacitor C of the memory cell MC in which the data “1” or “0” has been written. High voltage Vex across ferroelectric capacitor C
Is applied, the domains of the ferroelectric capacitor C can be rearranged. Therefore, the domain in which the domain inversion is inhibited due to an increase in defects in the ferroelectric capacitor due to the size reduction or the like can be domain-inverted by rearrangement.
Due to such an effect, the polarization characteristics when a low voltage is applied to the ferroelectric capacitor C having a smaller size are improved. After the polarization characteristics have been improved, an operation of storing the memory contents is performed, and the memory device is used as a memory device.
【0055】また図4は、図3の回路構成に電圧変換回
路20を加えたものである。図3では、すべての回路に
対して通常の電圧VCCを高電圧Vexに変更して印加
しているため、高電圧Vexはすべての回路が動作する
上限以下に限られる。しかし図4のように電圧変換回路
20を備えれば、プレート線PLまたはビット線BLの
みに限定して高電圧Vexを印加し、他の回路は通常の
電圧VCCを入力して動作させることができる。FIG. 4 is obtained by adding a voltage conversion circuit 20 to the circuit configuration of FIG. In FIG. 3, since the normal voltage VCC is changed to the high voltage Vex and applied to all the circuits, the high voltage Vex is limited to the upper limit at which all the circuits operate. However, if the voltage conversion circuit 20 is provided as shown in FIG. 4, the high voltage Vex is applied only to the plate line PL or the bit line BL, and the other circuits can be operated by inputting the normal voltage VCC. it can.
【0056】(実施形態4)図5(a)は、本発明の実
施形態4に係る強誘電体メモリ装置に用いるメモリセル
を示す回路図、(b)は電圧波形図である。(Embodiment 4) FIG. 5A is a circuit diagram showing a memory cell used in a ferroelectric memory device according to Embodiment 4 of the present invention, and FIG. 5B is a voltage waveform diagram.
【0057】図5(a)に示すメモリセルMCは、2つ
のトランジスタTr1,Tr2と、2つの強誘電体容量
C1,C2との組合せからなっている。The memory cell MC shown in FIG. 5A comprises a combination of two transistors Tr1 and Tr2 and two ferroelectric capacitors C1 and C2.
【0058】2つのトランジスタTr1,Tr2のゲー
トは、ワード線WLに共通に接続され、一方のトランジ
スタTr1のドレイン(又はソース)はビット線BL1
に、他方のトランジスタTr2のドレイン(又はソー
ス)はビット線BL2に接続されている。また各トラン
ジスタTr1,Tr2のソース(又はドレイン)には、
強誘電体容量C1,C2の一方の電極で接続され、強誘
電体容量C1,C2の他方の電極は、プレート線PLに
共通に接続されている。The gates of the two transistors Tr1 and Tr2 are commonly connected to a word line WL, and the drain (or source) of one transistor Tr1 is connected to a bit line BL1.
The drain (or source) of the other transistor Tr2 is connected to the bit line BL2. The sources (or drains) of the transistors Tr1 and Tr2 are:
One electrode of the ferroelectric capacitors C1 and C2 is connected, and the other electrode of the ferroelectric capacitors C1 and C2 is commonly connected to the plate line PL.
【0059】図5(b)に示すようにプレート線PLの
電圧を、通常の電圧VCCより高い高電圧Vexに設定
し、ビット線BL1及びBL2の電圧を接地電圧に保持
し、トランジスタTr1及びTr2をオンすることによ
って、2つの強誘電体容量C1,C2に高電圧Vexを
印加している。このため、実施形態1と同様な効果を得
ることができる。なお、実施形態2と同様に高電圧の印
加方向を逆にすることもできる。As shown in FIG. 5B, the voltage of the plate line PL is set to a high voltage Vex higher than the normal voltage VCC, the voltages of the bit lines BL1 and BL2 are held at the ground voltage, and the transistors Tr1 and Tr2 Is turned on, a high voltage Vex is applied to the two ferroelectric capacitors C1 and C2. Therefore, the same effect as in the first embodiment can be obtained. Note that, similarly to the second embodiment, the application direction of the high voltage can be reversed.
【0060】なお実施形態1,2では、1叉は2個のト
ランジスタ及び強誘電体容量の組み合わせによりメモリ
セルを構成したが、トランジスタ及び強誘電体容量の個
数は、このものに限定されるものではない。In the first and second embodiments, a memory cell is formed by combining one or two transistors and a ferroelectric capacitor. However, the number of transistors and ferroelectric capacitors is not limited to this. is not.
【0061】(実施形態5)図6は本発明の実施形態5
を示すブロック図である。本実施形態が図31に示した
従来の強誘電体メモリ装置と異なる点は、強誘電体メモ
リ装置に外部から入力されるテスト信号TESTが第1
のレベル(ハイレベル)のとき、すべてのメモリセルM
C11〜MCnmの強誘電体容量Cの電極間に、メモリ
動作時に強誘電体容量Cに印加される電圧VCCよりも
高い電圧である高電圧Vexを印加するにした点にあ
る。このようにすることにより、すべてのメモリセルに
対して実施形態1,2に示した動作を高速に行うことが
できる。(Embodiment 5) FIG. 6 shows Embodiment 5 of the present invention.
FIG. This embodiment is different from the conventional ferroelectric memory device shown in FIG. 31 in that a test signal TEST input from the outside to the ferroelectric memory device is the first signal.
Level (high level), all the memory cells M
The point is that a high voltage Vex which is higher than the voltage VCC applied to the ferroelectric capacitor C during the memory operation is applied between the electrodes of the ferroelectric capacitor C of C11 to MCnm. By doing so, the operations described in the first and second embodiments can be performed at high speed for all the memory cells.
【0062】図6においてテスト信号TESTは、セン
スアンプ制御回路5、ワード線選択制御回路6、プレー
ト線電位発生回路7に入力されており、この点が図31
の回路例とは異なっている。図6に示した回路の、動作
波形タイミング例を図7に示す。In FIG. 6, the test signal TEST is input to the sense amplifier control circuit 5, the word line selection control circuit 6, and the plate line potential generation circuit 7, and this point is shown in FIG.
Circuit example. FIG. 7 shows an example of operation waveform timing of the circuit shown in FIG.
【0063】図7において、期間T8がテスト期間、期
間T7,T9がテスト期間外である。以下、ビット線B
L11〜BLm2、ワード線WL1〜WLn、プレート
線PLの3つの信号線の動作について、個別に説明す
る。まずビット線BL11〜BLm2の動作について説
明する。テスト期間T8において、テスト信号TEST
がハイレベル(第1のレベル)となると、ディスチャー
ジ制御信号BLDCがハイレベルとなり、センス増幅器
4は非活性化される。In FIG. 7, the period T8 is outside the test period, and the periods T7 and T9 are outside the test period. Hereinafter, bit line B
The operations of the three signal lines L11 to BLm2, word lines WL1 to WLn, and plate line PL will be described individually. First, the operation of the bit lines BL11 to BLm2 will be described. In the test period T8, the test signal TEST
Becomes high level (first level), the discharge control signal BLDC becomes high level, and the sense amplifier 4 is deactivated.
【0064】図8にセンス増幅器4の回路例を示す。図
8において、センス増幅制御信号SACの正転出力信号
SAPと、センス増幅制御信号SACを反転させた反転
出力信号SANとは、それぞれN,Pチャネルトランジ
スタのソース、又はドレインのいずれが一方(ビット線
BLj11〜BLjm1,BLj12〜BLjm2に接
続されていない方)に入力される。ビット線ディスチャ
ージ回路2及び図8に示したセンス増幅器4の動作波形
は図9のようになり、ビット線BL11,BL12〜B
Lm1,BLm2は、テスト期間T8において、接地電
圧にディスチャージされる。FIG. 8 shows a circuit example of the sense amplifier 4. In FIG. 8, the non-inverted output signal SAP of the sense amplification control signal SAC and the inverted output signal SAN obtained by inverting the sense amplification control signal SAC have one of the source and the drain of the N- and P-channel transistors, respectively. Lines BLj11 to BLjm1 and those not connected to BLj12 to BLjm2). The operation waveforms of the bit line discharge circuit 2 and the sense amplifier 4 shown in FIG. 8 are as shown in FIG.
Lm1 and BLm2 are discharged to the ground voltage in the test period T8.
【0065】次にワード線WL1〜WLnの動作につい
て説明する。図7の例では、ワード線WL1〜WLn
は、テスト期間T8において、交互に1度だけ選択され
てトランジスタTrの動作電圧に保持されるようになっ
ている。実施形態5ではワード線WL1〜WLnが保持
される電圧(トランジスタTrの動作電圧)を高電圧V
BOOT(VBOOT>VCC)に設定している。図1
0に、図7のワード線WL1〜WLnの動作波形を実現
するワード線選択制御回路6の例を示す。ワード線選択
制御回路6は、X系制御回路8、アドレスバッファ回路
9、インターナルアドレス発生回路10、(k+1)個
のアドレス切替回路11、Xデコーダ回路12から構成
される。Next, the operation of word lines WL1 to WLn will be described. In the example of FIG. 7, the word lines WL1 to WLn
Are alternately selected only once in the test period T8 and are held at the operating voltage of the transistor Tr. In the fifth embodiment, the voltage (the operating voltage of the transistor Tr) at which the word lines WL1 to WLn are held is changed to the high voltage V
BOOT (VBOOT> VCC) is set. FIG.
0 shows an example of the word line selection control circuit 6 for realizing the operation waveforms of the word lines WL1 to WLn in FIG. The word line selection control circuit 6 includes an X control circuit 8, an address buffer circuit 9, an internal address generation circuit 10, (k + 1) address switching circuits 11, and an X decoder circuit 12.
【0066】図10において、ADCはアドレスバッフ
ァ回路9を制御するための制御信号、IADCはインタ
ーナルアドレス発生回路10を制御するための制御信
号、ADSWCはアドレス切替回路11を制御するため
の制御信号、XDCはXデコーダ回路12を制御するた
めの制御信号、EXAi(i=0〜k)はアドレスバッ
ファ出力信号、IXAi(i=0〜k)はインターナル
アドレス信号、TXAi,NXAi(i=0〜k)は、
それぞれアドレス正転出力信号、アドレス反転出力信号
である。In FIG. 10, ADC is a control signal for controlling the address buffer circuit 9, IADC is a control signal for controlling the internal address generation circuit 10, ADSWC is a control signal for controlling the address switching circuit 11, XDC is a control signal for controlling the X decoder circuit 12, EXAi (i = 0 to k) is an address buffer output signal, IXAi (i = 0 to k) is an internal address signal, TXAi, NXAi (i = 0 to k). )
These are an address non-inversion output signal and an address inversion output signal, respectively.
【0067】図11,12,13,14に、アドレスバ
ッファ回路9、インターナルアドレス発生回路10、ア
ドレス切替回路11、Xデコーダ回路12の例を示す。
以下、この例におけるワード線選択制御回路6の動作に
ついて、図15を用いて説明する。FIGS. 11, 12, 13, and 14 show examples of the address buffer circuit 9, the internal address generation circuit 10, the address switching circuit 11, and the X decoder circuit 12.
Hereinafter, the operation of the word line selection control circuit 6 in this example will be described with reference to FIG.
【0068】図15のテスト期間T8において、アドレ
スバッッファ回路制御信号ADCはロウレベルとなる。
このとき、図11の構成から明らかなように、アドレス
バッファ回路9は非活性化される。また、テスト期間T
8において、インターナルアドレス発生回路制御信号I
ADCはハイレベルとなる。このとき、図12の構成か
ら明らかなように、複数のバイナリカウンタ13からの
出力信号であるIXAi(i=0〜k)の波形は、図1
5に示すように交互に切り替えて順次出力する波形とな
る。In the test period T8 shown in FIG. 15, the address buffer circuit control signal ADC goes low.
At this time, as apparent from the configuration of FIG. 11, the address buffer circuit 9 is inactivated. The test period T
8, the internal address generation circuit control signal I
The ADC goes high. At this time, as is apparent from the configuration of FIG. 12, the waveform of IXAi (i = 0 to k), which is the output signal from the plurality of binary counters 13, is shown in FIG.
As shown in FIG. 5, the waveform is alternately switched and sequentially output.
【0069】また、テスト期間T8において、アドレス
切替回路制御信号ADSWCはハイレベルとなる。この
とき、(k+1)個のアドレス切替回路11は図13の
構成から明らかなように、出力信号として、インターナ
ルアドレス信号IXAi(i=0〜k)を選択する。In the test period T8, the address switching circuit control signal ADSWC goes high. At this time, the (k + 1) address switching circuits 11 select the internal address signals IXAi (i = 0 to k) as output signals, as is apparent from the configuration of FIG.
【0070】またテスト期間T8において、Xデコーダ
回路制御信号XDCはハイレベルとなる。このとき、図
14に示したXデコーダ回路12は活性化され、その内
部のレベル変換回路14により電圧VCCのレベルが電
圧VBOOTのレベルに変換され、入力アドレスはデコ
ードされて、電圧VBOOTのレベルで出力される。In the test period T8, the X decoder circuit control signal XDC is at a high level. At this time, the X decoder circuit 12 shown in FIG. 14 is activated, the level of the voltage VCC is converted to the level of the voltage VBOOT by the internal level conversion circuit 14, the input address is decoded, and the level of the voltage VBOOT is changed. Is output.
【0071】以上の結果、図15で示すように、テスト
期間T8において、テスト信号が第1のレベル、すなわ
ちハイレベルのときに、インターナルアドレス発生回路
10からのアドレス信号をアドレス切替回路11を介し
てXデコーダ回路12に入力し、Xデコーダ回路12で
デコードした信号に基いて、テスト信号の入力期間内に
複数のワード線WL1〜WLnを交互に切替えることと
なる。As a result, as shown in FIG. 15, during the test period T8, when the test signal is at the first level, that is, at the high level, the address signal from the internal address generation circuit 10 is transmitted through the address switching circuit 11. The word lines WL1 to WLn are alternately switched within a test signal input period based on a signal input to the X decoder circuit 12 and decoded by the X decoder circuit 12.
【0072】最後にプレート線PLの動作について、図
16の回路例、図17の波形タイミング図を用いて説明
する。図16は、プレート線電位発生回路7の例であ
る。図16において、プレート線電位発生回路7は、X
系制御回路15、電位切替回路16、プレート線駆動回
路17から構成される。図16において、VSWは電位
切替回路16の出力レベル、制御信号PLC1〜PLC
4はX系制御回路15の出力信号であり、制御信号PL
C1〜PLC3は電位切替回路16の制御に、制御信号
PLC4はプレート線駆動回路17の制御にそれぞれ用
いられる。テスト期間T8において、制御信号PLC
1,PL2はローレベルとなり、制御信号PL3,PL
C4はハイレベルとなる。このとき、電位切替回路16
の出力レベルVSWは高電圧Vex(Vex>VCC)
レベルとなり、プレート線PLの電圧Vpのレベルは、
高電圧Vexのレベルとなる。以上の結果、図7に示す
動作波形が実現される。Finally, the operation of the plate line PL will be described with reference to the circuit example of FIG. 16 and the waveform timing chart of FIG. FIG. 16 is an example of the plate line potential generation circuit 7. In FIG. 16, the plate line potential generation circuit 7
It comprises a system control circuit 15, a potential switching circuit 16, and a plate line driving circuit 17. In FIG. 16, VSW denotes an output level of the potential switching circuit 16, and control signals PLC1 to PLC
Reference numeral 4 denotes an output signal of the X control circuit 15, and the control signal PL
C1 to PLC3 are used for controlling the potential switching circuit 16, and the control signal PLC4 is used for controlling the plate line driving circuit 17, respectively. In the test period T8, the control signal PLC
1 and PL2 become low level and control signals PL3 and PL
C4 is at a high level. At this time, the potential switching circuit 16
Output level VSW is high voltage Vex (Vex> VCC)
And the level of the voltage Vp of the plate line PL is
It is at the level of the high voltage Vex. As a result, the operation waveform shown in FIG. 7 is realized.
【0073】次に、図6に示した回路の、別の動作波形
タイミング例を図18に示す。この例では、テスト期間
T8において、常にワード線WL1〜WLnのレベルを
電圧VBOOTレベルとした点が図7のタイミング例と
は異なる。図19に、図18の動作波形を実現するXデ
コーダ回路12の例を示す。テスト期間T8において、
テスト信号TESTがハイレベルとなると、ワード線W
L1〜WLnを出力する各NANDゲートにロウレベル
が入力される。その結果、ワード線WL1〜WLnの電
圧レベルは電圧VBOOTのレベルとなる。Next, another example of operation waveform timing of the circuit shown in FIG. 6 is shown in FIG. This example is different from the timing example of FIG. 7 in that the levels of the word lines WL1 to WLn are always set to the voltage VBOOT level in the test period T8. FIG. 19 shows an example of the X decoder circuit 12 for realizing the operation waveforms of FIG. In the test period T8,
When the test signal TEST goes high, the word line W
A low level is input to each NAND gate that outputs L1 to WLn. As a result, the voltage levels of word lines WL1 to WLn attain the level of voltage VBOOT.
【0074】(実施形態6)図20は、本発明の実施形
態6を示す回路図である。本実施形態では、メモリセル
MC11〜MCnmの強誘電体容量Cの電極間に印加す
る電圧の極性を、実施形態5の場合とは逆にしたもので
ある。図20の回路では、図5に示した回路にビット線
チャージ回路18がつけ加えられており、また図13に
示したXデコーダ回路12に変更が加えられている。図
21に、実施形態5におけるXデコーダ回路12を示
す。図22に、図20に示した回路の内部波形を示す。(Embodiment 6) FIG. 20 is a circuit diagram showing Embodiment 6 of the present invention. In the present embodiment, the polarity of the voltage applied between the electrodes of the ferroelectric capacitors C of the memory cells MC11 to MCnm is opposite to that of the fifth embodiment. 20, the bit line charge circuit 18 is added to the circuit shown in FIG. 5, and the X decoder circuit 12 shown in FIG. 13 is modified. FIG. 21 shows an X decoder circuit 12 according to the fifth embodiment. FIG. 22 shows an internal waveform of the circuit shown in FIG.
【0075】図21の回路において、最終段のインバー
タの電源は電圧VBOOT2となっており、レベル変換
回路13は、電圧VCCのレベルを電圧VBOOT2の
レベルに変換する。各メモリセルMC11〜MCnmの
トランジスタTrのしきい値電圧をVmとすると、電圧
VBOOT2のレベルと電圧VCCのレベルとの間に
は、 VBOOT>Vex+Vtn の関係が存在し、メモリセルMC11〜MCnmの強誘
電体容量Cに高電圧Vex(Vex>VCC)が印加で
きるようになっている。In the circuit of FIG. 21, the power supply of the last-stage inverter is at voltage VBOOT2, and level conversion circuit 13 converts the level of voltage VCC to the level of voltage VBOOT2. Assuming that the threshold voltage of the transistor Tr of each of the memory cells MC11 to MCnm is Vm, there is a relationship of VBOOT> Vex + Vtn between the level of the voltage VBOOT2 and the level of the voltage VCC, and the strength of the memory cells MC11 to MCnm is high. A high voltage Vex (Vex> VCC) can be applied to the dielectric capacitor C.
【0076】(実施形態7)次に、本発明の実施形態7
について説明する。本実施形態は、実施形態5,6とは
異なり、外部アドレス信号ADxを用いて、テスト期間
T8に置いて、任意のメモリセルMC11〜MCnmの
強誘電体容量Cの電極間に電圧Vexを印加できるよう
にしたものである。図23に、本実施形態を実現する回
路の動作波形タイミング例を示す。(Embodiment 7) Next, Embodiment 7 of the present invention
Will be described. In the present embodiment, unlike the fifth and sixth embodiments, the voltage Vex is applied between the electrodes of the ferroelectric capacitors C of the arbitrary memory cells MC11 to MCnm during the test period T8 using the external address signal ADx. It is made possible. FIG. 23 shows an example of operation waveform timing of a circuit for realizing the present embodiment.
【0077】テスト期間T8において、アドレス切替回
路制御信号ADSWCはロウレベルとなる。このとき、
図13に示した(k+1)個のアドレス切替回路10
は、出力信号として、アドレスバッファ出力信号EXA
i(i=0〜k)を選択する。このようにすることで、
外部アドレス信号ADxに応じて選択されたワード線を
電圧VBOOTレベルとし、任意のメモリセルの強誘電
体容量Cの電極間に電圧を印加することができる。In the test period T8, the address switching circuit control signal ADSWC goes low. At this time,
(K + 1) address switching circuits 10 shown in FIG.
Is an address buffer output signal EXA as an output signal.
Select i (i = 0 to k). By doing this,
The word line selected according to the external address signal ADx is set to the voltage VBOOT level, and a voltage can be applied between the electrodes of the ferroelectric capacitor C of any memory cell.
【0078】本実施形態でも、実施形態5,6と同様、
強誘電体容量Cの電極間に印加する電圧Vexの極性は
2通り考えられ、それを実現する回路構成は、実施形態
5,6と同様になる。In this embodiment, as in Embodiments 5 and 6,
There are two possible polarities of the voltage Vex applied between the electrodes of the ferroelectric capacitor C, and the circuit configuration for realizing it is the same as in the fifth and sixth embodiments.
【0079】(実施形態8)図24は、本発明の実施形
態8を示す回路図である。図24に示す実施形態では、
基準電位発生回路3と、基準電位発生回路3の出力側に
設けたダミーセルDC及び複数のダミーワード線DWL
並びに複数のダミープレート線DPLと、センスアンプ
制御回路5と、トランスファーゲート回路19とを有し
ている。(Eighth Embodiment) FIG. 24 is a circuit diagram showing an eighth embodiment of the present invention. In the embodiment shown in FIG.
A reference potential generating circuit 3, a dummy cell DC provided on the output side of the reference potential generating circuit 3, and a plurality of dummy word lines DWL.
Further, it has a plurality of dummy plate lines DPL, a sense amplifier control circuit 5, and a transfer gate circuit 19.
【0080】ダミーセルDCは、前記複数のビット線B
L11,BL12〜BLm1,BLm2に接続されたス
イッチング用トランジスタTと、強誘電体の両面に電極
を取り付けて、その一方の電極をトランジスタTのソー
ス,ドレインのうちのいずれか一方に接続した少なくと
も1つの強誘電体容量Cとの組み合わせからなるもので
ある。また複数のダミーワード線DWLは、複数のダミ
ーセルDCのトランジスタTのゲートに接続されて、強
誘電体メモリ装置に入力されるテスト信号が第1のレベ
ルのときにトランジスタTを任意に選択して導通するも
のであり、ダミープレート線DPLは、複数のダミーセ
ルDCの強誘電体容量Cの他方の電極に接続されたもの
である。また基準電位発生回路3は、センス動作時に基
準電圧を発生するものである。センスアンプ制御回路5
は、基準電位発生回路3を制御するものであり、前記全
てのダミーセルDCは、強誘電体メモリ装置に入力され
るテスト信号が第1のレベルのときに、その強誘電体容
量Cの両電極間に、前記基準電圧が印加されるようにな
っている。The dummy cell DC is connected to the plurality of bit lines B
At least one switching transistor T connected to L11 and BL12 to BLm1 and BLm2 and electrodes attached to both sides of the ferroelectric material, and one electrode connected to one of the source and drain of the transistor T And one ferroelectric capacitor C. Further, the plurality of dummy word lines DWL are connected to the gates of the transistors T of the plurality of dummy cells DC, and arbitrarily select the transistors T when the test signal input to the ferroelectric memory device is at the first level. The dummy plate line DPL is connected to the other electrode of the ferroelectric capacitor C of the plurality of dummy cells DC. The reference potential generating circuit 3 generates a reference voltage during a sensing operation. Sense amplifier control circuit 5
Controls the reference potential generating circuit 3. All the dummy cells DC are connected to both electrodes of the ferroelectric capacitor C when the test signal input to the ferroelectric memory device is at the first level. In the meantime, the reference voltage is applied.
【0081】図24において、DTG1,DTG2はト
ランスファーゲート制御信号、PDCはダミーセルプリ
チャージ制御信号、DWLはダミーワード線、DPLは
ダミープレート線である。この基準電位発生回路3に
は、強誘電体容量Cで構成されるダミーセル2つが用い
られている。In FIG. 24, DTG1 and DTG2 are transfer gate control signals, PDC is a dummy cell precharge control signal, DWL is a dummy word line, and DPL is a dummy plate line. The reference potential generating circuit 3 uses two dummy cells each including a ferroelectric capacitor C.
【0082】本実施形態は、図24のように、ダミーセ
ルとして強誘電体容量Cが用いられている場合に、実施
形態1〜6と同様、この強誘電体容量Cの電極間にメモ
リ動作時に印加される電圧VCCよりも高い電圧Vex
を印加するためのテストモードを設けることに特徴があ
る。図25に、本発明の実施形態8における動作波型タ
イミング例を示す。テスト期間T8において、ビット線
BL11〜BLM2は接地電圧にディスチャージされ、
ダミープレート線DPLの電圧レベルは電圧Vexのレ
ベルとなり、ダミーワード線DWLの電圧レベルは電圧
VBOOTのレベルとなる。このようにして、ダミーセ
ルの強誘電体容量間に電圧Vexを印加することができ
る。なお、図25においては、ダミープレート線DPL
側を高電圧としているが、逆の極性を強誘電体容量Cに
印加することも可能であり、それを実現する回路構成
は、実施形態5と同様になる。In the present embodiment, as shown in FIG. 24, when a ferroelectric capacitor C is used as a dummy cell, like the first to sixth embodiments, a memory operation is performed between the electrodes of the ferroelectric capacitor C. Voltage Vex higher than applied voltage VCC
It is characterized in that a test mode for applying the FIG. 25 shows an example of operation waveform timing according to the eighth embodiment of the present invention. In the test period T8, the bit lines BL11 and BLM2 are discharged to the ground voltage,
The voltage level of dummy plate line DPL becomes the level of voltage Vex, and the voltage level of dummy word line DWL becomes the level of voltage VBOOT. Thus, the voltage Vex can be applied between the ferroelectric capacitors of the dummy cells. In FIG. 25, dummy plate line DPL
Although the high voltage is applied to the side, it is also possible to apply the opposite polarity to the ferroelectric capacitor C, and the circuit configuration for realizing it is the same as that of the fifth embodiment.
【0083】(実施例)本発明の実施例1では、図1
(a)に示したメモリセルの強誘電体容量Cとして、S
rBi2Ta209を強誘電体に用い2μm角の大きさに
加工して両面に電極を取り付けたものを用いた。図26
は、この強誘電体容量Cを電圧2Vで動作させた時のヒ
ステリシス曲線及び実施形態1で述べた電圧Vexとし
て電圧5Vを印加した後のヒステリシス曲線を測定した
図である。高電圧Vexを印加する前の電圧2V動作時
の2Prは非常に小さく、読み出しマージンが非常に小
さいが、電圧5V印加後の2prは大きく増加してお
り、データ“1”,“0”読み出しの読み出しマージン
が大きく増加した。(Embodiment) In Embodiment 1 of the present invention, FIG.
As the ferroelectric capacitance C of the memory cell shown in FIG.
rBi was used fitted with electrodes on both surfaces are processed to a size of 2μm square with 2 Ta 2 0 9 ferroelectric. FIG.
FIG. 5 is a diagram illustrating a hysteresis curve when the ferroelectric capacitor C is operated at a voltage of 2 V and a hysteresis curve after applying a voltage of 5 V as the voltage Vex described in the first embodiment. 2Pr at the time of 2V operation before application of the high voltage Vex is very small, and the read margin is very small. However, 2pr after the application of the voltage of 5V is greatly increased, and data "1" and "0" are not read. The read margin has greatly increased.
【0084】実施例2として、図1(a)に示したメモ
リセルの強誘電体容量Cとして、SrBi2Tr209を
強誘電体に用い3μm角の大きさに加工して両面に電極
を取り付けたものを用いた。図27(a)は高電圧Ve
xを印加する前、(b)は高電圧Vexとして5Vを印
加した後の電圧3V動作時のビット線BLに読み出され
る電荷量の度数分布を示す。データ“0”の読み出しの
電荷量は電圧Vexの印加により大きな変化はないが、
データ“0”,“1”ともに読み出される電荷量のばら
つきも減少し、信頼性も向上した。[0084] As Example 2, a ferroelectric capacitor C of the memory cell shown in FIG. 1 (a), the electrodes on both surfaces are processed to a size of 3μm angle using SrBi 2 Tr 2 0 9 ferroelectric Was used. FIG. 27A shows a high voltage Ve.
(b) shows the frequency distribution of the amount of charge read to the bit line BL at the time of 3V operation after applying 5V as the high voltage Vex before applying x. Although the charge amount for reading data “0” does not change significantly by applying the voltage Vex,
Variations in the amount of charge read for both data "0" and "1" are reduced, and the reliability is improved.
【0085】実施例3を図28を用いて説明する。図2
8は実施例1に示したメモリセルにおいて電圧3V動作
を行った場合のデータ“1”,“0”の読み出し電荷量
の差異の度数分布である。高電圧Vexを印加すること
により、不良セルの信号電荷量が読み出し可能になるま
で増大した。そのため、チップ選別時の不良メモリセル
が救済できた。Embodiment 3 will be described with reference to FIG. FIG.
8 is a frequency distribution of the difference between the read charge amounts of the data “1” and “0” when the memory cell shown in the first embodiment is operated at a voltage of 3V. By applying the high voltage Vex, the signal charge amount of the defective cell increased until it became readable. Therefore, defective memory cells at the time of chip selection can be relieved.
【0086】以上本発明の実施例として強誘電体容量の
強誘電体にSrBi2Ta209を用いた例を述べたが、
Pb(Zr,Ti)O3等の他の強誘電体を用いた場合
でも全く同様に本発明が適応できる。[0086] The above ferroelectric ferroelectric capacitive as an embodiment of the present invention has been described an example using SrBi 2 Ta 2 0 9,
The present invention can be applied to the case where another ferroelectric such as Pb (Zr, Ti) O 3 is used.
【0087】[0087]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、低電圧で
の強誘電体容量の分極が大幅に増加し、センス時の信号
電圧が大幅に増大するため、強誘電体メモリ装置を低電
圧で動作させることができる。As described above, according to the present invention, the polarization of the ferroelectric capacitor at a low voltage is greatly increased, and the signal voltage at the time of sensing is greatly increased. It can be operated with voltage.
【0088】また強誘電体容量のサイズの縮小化に伴う
残留電極(Pr)の印加電圧依存性の劣化を軽減するこ
とができるため、強誘電体メモリ装置の高集積化を実現
することができる。Further, since it is possible to reduce the deterioration of the applied voltage of the residual electrode (Pr) due to the reduction in the size of the ferroelectric capacitor, it is possible to realize a high integration of the ferroelectric memory device. .
【0089】さらに本発明を用いることによりメモリ動
作を可能とする、いわゆる不良セルの救済を可能とする
ことができ、歩留りを向上できる。Further, by using the present invention, a memory operation can be performed, that is, a so-called defective cell can be relieved, and the yield can be improved.
【図1】(a)は、本発明の実施形態1に係るメモリセ
ルを示す回路図、(b)は、動作を示す電圧波形図であ
る。FIG. 1A is a circuit diagram showing a memory cell according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a voltage waveform diagram showing an operation.
【図2】本発明の実施形態2を示す電圧波形図である。FIG. 2 is a voltage waveform diagram showing Embodiment 2 of the present invention.
【図3】本発明の実施形態1及び2に係るメモリセルを
用いて構成した強誘電体メモリ装置を駆動するための具
体的回路構成を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific circuit configuration for driving a ferroelectric memory device configured using the memory cells according to Embodiments 1 and 2 of the present invention.
【図4】図3の回路構成に電圧変換回路を付加した実施
形態を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment in which a voltage conversion circuit is added to the circuit configuration of FIG. 3;
【図5】(a)は、本発明の実施形態4に係るメモリセ
ルを示す回路図、(b)は、動作を示す電圧波形図であ
る。5A is a circuit diagram showing a memory cell according to Embodiment 4 of the present invention, and FIG. 5B is a voltage waveform diagram showing an operation.
【図6】本発明の実施形態5を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a fifth embodiment of the present invention.
【図7】図6に示された実施形態の動作を説明する電圧
波形図である。FIG. 7 is a voltage waveform diagram for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 6;
【図8】図6に示されたセンス増幅器の具体例を示す回
路図である。FIG. 8 is a circuit diagram showing a specific example of the sense amplifier shown in FIG.
【図9】図8に示された回路の動作を示す電圧波形図で
ある。FIG. 9 is a voltage waveform diagram showing an operation of the circuit shown in FIG.
【図10】図6に示されたワード線選択制御回路の具体
例を示す回路図である。10 is a circuit diagram showing a specific example of the word line selection control circuit shown in FIG.
【図11】図10に示されたアドレスバッファ回路の具
体例を示す回路図である。11 is a circuit diagram showing a specific example of the address buffer circuit shown in FIG.
【図12】図10に示されたインターナルアドレス発生
回路の具体例を示す回路図である。FIG. 12 is a circuit diagram showing a specific example of the internal address generation circuit shown in FIG.
【図13】図10に示されたアドレス切替回路の具体例
を示す回路図である。13 is a circuit diagram showing a specific example of the address switching circuit shown in FIG.
【図14】図10に示されたXデコーダ回路の具体例を
示す回路図である。FIG. 14 is a circuit diagram showing a specific example of the X decoder circuit shown in FIG.
【図15】図10〜14に示された回路の動作を説明す
る電圧波形図である。FIG. 15 is a voltage waveform diagram illustrating the operation of the circuit shown in FIGS.
【図16】図6に示されたプレート線電位発生回路の具
体例を示す回路図である。FIG. 16 is a circuit diagram showing a specific example of the plate line potential generating circuit shown in FIG.
【図17】図16に示された回路の動作を説明する電圧
波形図である。FIG. 17 is a voltage waveform diagram illustrating the operation of the circuit shown in FIG.
【図18】図6に示された実施例のべつのタイミング動
作を説明する電圧波形図である。18 is a voltage waveform chart illustrating another timing operation of the embodiment shown in FIG.
【図19】図18に示されたタイミング動作を実現する
Xデコーダ回路の具体例を示す回路図である。FIG. 19 is a circuit diagram showing a specific example of an X decoder circuit that realizes the timing operation shown in FIG.
【図20】本発明の実施形態6を示すブロック図であ
る。FIG. 20 is a block diagram showing Embodiment 6 of the present invention.
【図21】図20に示された実施形態におけるXデコー
ダ回路の具体例を示す回路図である。21 is a circuit diagram showing a specific example of an X decoder circuit in the embodiment shown in FIG.
【図22】図20に示された実施形態の動作を説明する
電圧波形図である。FIG. 22 is a voltage waveform diagram illustrating the operation of the embodiment shown in FIG.
【図23】本発明の実施形態7の動作を説明する電圧波
形図である。FIG. 23 is a voltage waveform chart for explaining the operation of the seventh embodiment of the present invention.
【図24】本発明の実施の形態8を示すブロック図であ
る。FIG. 24 is a block diagram showing Embodiment 8 of the present invention.
【図25】図24に示された実施形態の動作を説明する
電圧波形図である。FIG. 25 is a voltage waveform chart for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 24;
【図26】本発明の実施例1を示す分極特性図である。FIG. 26 is a polarization characteristic diagram showing Example 1 of the present invention.
【図27】本発明の実施例2を示す度数分布図である。FIG. 27 is a frequency distribution diagram showing Example 2 of the present invention.
【図28】本発明の実施例3を示す度数分布図である。FIG. 28 is a frequency distribution diagram showing Example 3 of the present invention.
【図29】従来の強誘電体メモリ装置に使用されるメモ
リセルの接続状態を示す回路図である。FIG. 29 is a circuit diagram showing a connection state of memory cells used in a conventional ferroelectric memory device.
【図30】図29に示されたメモリセルの動作を説明す
るための分極特性図である。FIG. 30 is a polarization characteristic diagram for explaining the operation of the memory cell shown in FIG. 29.
【図31】従来の強誘電体メモリ装置の一例を示す回路
図である。FIG. 31 is a circuit diagram showing an example of a conventional ferroelectric memory device.
【図32】図29に示されたメモリセルの動作を説明す
るための各部の電圧波型図および分極特性図である。32 is a voltage waveform diagram and a polarization characteristic diagram of each part for describing the operation of the memory cell shown in FIG. 29.
【図33】従来の容量サイズと2Prの印加電圧依存性
の相関を示す特性図である。FIG. 33 is a characteristic diagram showing a correlation between the conventional capacitance size and the applied voltage dependence of 2Pr.
1 メモリセルアレイ 2 ビット線ディスチャージ回路 3 基準電位発生回路 4 センス増幅器 5 センスアンプ制御回路 6 ワード線選択制御回路 7 プレート線電位発生回路 8 X系制御回路 9 アドレスバッファ回路 10 インターナルアドレス発生回路 11 アドレス切替回路 12 Xデコーダ回路 13 バイナリカウンタ 14 レベル変換回路 15 X系制御回路 16 電位切替回路 17 プレート線駆動回路 18 ビット線チャージ回路 19 トランスファーゲート回路 20 電圧変換回路 BL,BL1,BL2,BL11,BL12〜BLm
l,BLm2 ビット線 C,C1,C2 強誘電体容量 Tr,Tr1,Tr2 トランジスタ WL,WL1,〜WLn ワード線 PL プレート線 MC,MC11〜MCnm メモリセルReference Signs List 1 memory cell array 2 bit line discharge circuit 3 reference potential generation circuit 4 sense amplifier 5 sense amplifier control circuit 6 word line selection control circuit 7 plate line potential generation circuit 8 X system control circuit 9 address buffer circuit 10 internal address generation circuit 11 address switching Circuit 12 X decoder circuit 13 Binary counter 14 Level conversion circuit 15 X system control circuit 16 Potential switching circuit 17 Plate line driving circuit 18 Bit line charging circuit 19 Transfer gate circuit 20 Voltage conversion circuit BL, BL1, BL2, BL11, BL12 to BLm
1, BLm2 Bit line C, C1, C2 Ferroelectric capacitor Tr, Tr1, Tr2 Transistor WL, WL1, to WLn Word line PL Plate line MC, MC11 to MCnm Memory cell
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 27/108 29/788 29/792 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11C 11/40 - 11/409Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 identification symbol FI H01L 27/108 29/788 29/792 (58) Investigated field (Int.Cl. 6 , DB name) G11C 11/40-11/409
Claims (13)
と、複数のビット線と、複数のプレート線とを有する強
誘電体メモリ装置であって、 前記メモリセルアレイは、行方向および列方向にマトリ
クス状に配置された複数のメモリセルからなり、各メモ
リセルは、少なくとも1つのスイッチング用トランジス
タと、一方の電極を前記トランジスタのソース,ドレイ
ンのうちのいずれか一方に接続した少なくとも1つの強
誘電体容量との組み合わせからなるものであり、 前記複数のワード線は、前記メモリセルアレイの列方向
のスイッチング用トランジスタのゲートに接続されたも
のであり、 前記複数のビット線は、前記メモリセルアレイの行方向
のスイッチング用トランジスタのソースまたはドレイン
のうち前記強誘電体容量が接続されていないものに接続
されたものであり、 前記複数のプレート線は、前記各メモリセルの強誘電体
容量の他方の電極に接続されたものであり、前記強誘電体容量に一定の電圧を印加し強誘電体を分極
させることにより、“0”,“1”の情報を貯え、その
後また一定の電圧を印加した際の分極反転の有無によ
り、“0”,“1”の情報を弁別する動作を行なうもの
であって、前記動作時に印加される最も高い電圧値より
も高い電圧値の励起電圧を前記強誘電体容量に予め印加
することにより、強誘電体の分極が増加されたものであ
る ことを特徴とする強誘電体メモリ装置。1. A ferroelectric memory device having a memory cell array, a plurality of word lines, a plurality of bit lines, and a plurality of plate lines, wherein the memory cell arrays are arranged in a matrix in a row direction and a column direction. , Each memory cell having at least one switching transistor and at least one ferroelectric capacitor having one electrode connected to one of a source and a drain of the transistor. Wherein the plurality of word lines are connected to gates of switching transistors in a column direction of the memory cell array, and the plurality of bit lines are connected in a row direction of the memory cell array. The ferroelectric capacitor of the source or drain of the switching transistor is not connected. The plurality of plate lines are connected to the other electrode of the ferroelectric capacitor of each of the memory cells, and apply a constant voltage to the ferroelectric capacitor. Polarize ferroelectric
By storing the information, "0" and "1"
Later, depending on the presence or absence of polarization reversal when a certain voltage is applied
That performs the operation of discriminating the information of "0" and "1"
Is higher than the highest voltage value applied during the operation.
A high excitation voltage is applied to the ferroelectric capacitor in advance.
By doing so, the polarization of the ferroelectric is increased.
Ferroelectric memory device, characterized in that that.
メモリ装置に入力されるテスト信号が第1のレベルのと
きに、その強誘電体容量の電極間に、前記励起電圧が印
加されるものであることを特徴とする請求項1に記載の
強誘電体メモリ装置。Wherein all said memory cells, when the test signal inputted to the ferroelectric memory device of the first level, between the ferroelectric capacitance of the electrode, the excitation voltage is applied 2. The ferroelectric memory device according to claim 1 , wherein
ト信号が入力され、 そのテスト信号が第1のレベルのときに、 前記複数の全てのビット線は、その電圧が接地電圧に保
持され、 前記複数の全てのプレート線は、その電圧が前記励起電
圧の電圧値分だけ前記ビット線よりも高い電圧に保持さ
れ、 前記複数の各ワード線は、前記テスト信号の入力期間内
に交互に切替えられて前記各トランジスタの動作用電圧
に保持されるものであることを特徴とする請求項1に記
載の強誘電体メモリ装置。3. A test signal from the outside to the ferroelectric memory device is input, when the test signal is in the first level, the plurality of all the bit lines, the voltage is held at the ground voltage, All of the plurality of plate lines have a voltage of the excitation voltage.
The plurality of word lines are alternately switched during the test signal input period and held at the operating voltage of each of the transistors. 2. The ferroelectric memory device according to claim 1 , wherein
ト信号が入力され、テスト信号が第1のレベルのとき
に、 前記複数の全てのプレート線は、その電圧が接地電圧に
保持され、 前記複数の全てのビット線は、その電圧が前記励起電圧
の電圧値分だけ前記プレート線よりも高い電圧に保持さ
れ、 前記複数の各ワード線は、前記テスト信号の入力期間内
に交互に切替えられて前記各トランジスタの動作用電圧
に保持されるものであることを特徴とする請求項1に記
載の強誘電体メモリ装置。 4. When a test signal is input to the ferroelectric memory device from the outside and the test signal is at a first level, the voltage of all of the plurality of plate lines is held at a ground voltage; The voltage of all the plurality of bit lines is maintained at a voltage higher than the plate line by the voltage value of the excitation voltage , and each of the plurality of word lines is set within the input period of the test signal. 2. The ferroelectric memory device according to claim 1 , wherein the ferroelectric memory device is switched alternately and held at an operating voltage of each of the transistors.
ス切替回路と、Xデコーダ回路とを有し、 前記テスト信号が前記第1のレベルのときに、インター
ナルアドレス発生器からのアドレス信号をアドレス切替
回路を介してXデコーダ回路に入力し、Xデコーダ回路
でデコードした信号に基いて、前記テスト信号の入力期
間内に前記複数のワード線を交互に切替えるものである
ことを特徴とする請求項2,3又は4に記載の強誘電体
メモリ装置。5. An internal address generator, an address switching circuit, and an X decoder circuit, wherein when the test signal is at the first level, an address switching circuit outputs an address signal from the internal address generator to the address switching circuit. 4. The method according to claim 2 , wherein the plurality of word lines are alternately switched within an input period of the test signal based on a signal input to the X decoder circuit via the X decoder circuit. Or the ferroelectric memory device according to 4.
レス切替回路と、Xデコーダ回路とを有し、 前記テスト信号が前記第1のレベルのときに、インター
ナルアドレス発生回路からのアドレス信号をアドレス切
替回路を介してXデコーダ回路に入力し、Xデコーダ回
路でデコードした信号に基いて、前記テスト信号の入力
期間内に前記複数のワード線を同時に切替えるものであ
ることを特徴とする請求項2に記載の強誘電体メモリ装
置。6. An internal address generating circuit, an address switching circuit, and an X decoder circuit, wherein when the test signal is at the first level, the address switching circuit outputs an address signal from the internal address generating circuit to the address switching circuit. 3. The method according to claim 2 , wherein the plurality of word lines are simultaneously switched within an input period of the test signal based on a signal input to the X decoder circuit via the X decoder circuit and decoded by the X decoder circuit. Ferroelectric memory device.
装置に入力されるテスト信号が第1のレベルのときに、
選択された任意の強誘電体容量の電極間に、前記励起電
圧が印加されるものであることを特徴とする請求項1に
記載の強誘電体メモリ装置。7. The memory cell, wherein a test signal input to the ferroelectric memory device is at a first level.
Between the electrodes of any of the ferroelectric capacitor is selected, the ferroelectric memory device according to claim 1, wherein the excitation voltage is intended to be applied.
ト信号が入力され、そのテスト信号が第1のレベルのと
きに、 前記複数の全てのビット線は、その電圧が接地電圧に保
持され、 前記複数の全てのプレート線は、その電圧が前記励起電
圧の電圧値分だけ前記ビット線よりも高い電圧に保持さ
れ、 前記強誘電体容量に接続されたスイッチング用トランジ
スタは、任意に選択されて導通されるものであることを
特徴とする請求項7に記載の強誘電体メモリ装置。 8. A test signal is input to the ferroelectric memory device from the outside, and when the test signal is at a first level, the voltages of all of the plurality of bit lines are held at a ground voltage; All of the plurality of plate lines have a voltage of the excitation voltage.
Held to a voltage higher than by a voltage value component of pressure the bit lines, according to claim 7 wherein the strong connected switching transistors to the dielectric capacitance, characterized in that it is intended to be turned on are selected arbitrarily 3. The ferroelectric memory device according to 1.
ト信号が入力され、テスト信号が第1のレベルのとき
に、 前記複数の全てのプレート線は、その電圧が接地電圧に
保持され、 前記複数の全てのビット線は、その電圧が前記励起電圧
の電圧値分だけ前記プレート線よりも高い電圧に保持さ
れ、 前記強誘電体容量に接続されたスイッチング用トランジ
スタは、任意に選択されて導通されるものであることを
特徴とする請求項7に記載の強誘電体メモリ装置。Wherein said ferroelectric memory device test signal from the outside is input to, when the test signal of the first level, the plurality of all the plate lines, the voltage is held at the ground voltage, the The voltage of all of the plurality of bit lines is maintained at a voltage higher than the plate line by the voltage value of the excitation voltage, and the switching transistor connected to the ferroelectric capacitor is arbitrarily selected. 8. The ferroelectric memory device according to claim 7 , wherein the ferroelectric memory device is selected and made conductive.
回路とを有し、 前記テスト信号が前記第1のレベルのときに、強誘電体
メモリ装置に外部から入力されるアドレス信号をアドレ
スバッファ回路を介してXデコーダ回路に入力し、該X
デコーダ回路でデコードした信号に応じてワード線を選
択し、前記強誘電体容量に接続されたスイッチング用ト
ランジスタを任意に選択されて導通するものであること
を特徴とする請求項7,8又は9に記載の強誘電体メモ
リ装置。10. An address buffer circuit, and an X decoder circuit, wherein when the test signal is at the first level, an address signal externally input to the ferroelectric memory device is passed through the address buffer circuit. Input to the X decoder circuit,
Selects a word line in response to the decoded signal by the decoder circuit, wherein the strong claim 7, 8 or 9, wherein the dielectric is intended to conduct selected arbitrarily the connected switching transistor to the capacitor 3. The ferroelectric memory device according to 1.
と、複数のダミープレート線と、基準電位発生回路と、
センスアンプ制御回路とを有し、 ダミーセルは、前記複数のビット線に接続されたスイッ
チング用トランジスタと、強誘電体の両面に電極を取り
付けて、その一方の電極を前記トランジスタのソース,
ドレインのうちのいずれか一方に接続した少なくとも1
つの強誘電体容量との組み合わせからなるものであり、 複数のダミーワード線は、前記複数のダミーセルのトラ
ンジスタのゲートに接続されて、強誘電体メモリ装置に
入力されるテスト信号が第1のレベルのときに該トラン
ジスタを任意に選択して導通するものであり、 ダミープレート線は、前記複数のダミーセルの強誘電体
容量の他方の電極に接続されたものであり、 基準電位発生回路は、センス動作時に基準電圧を発生す
るものであり、 センスアンプ制御回路は、前記基準電位発生回路を制御
するものであり、 さらに前記全てのダミーセルは、強誘電体メモリ装置に
入力されるテスト信号が第1のレベルのときに、その強
誘電体容量の両電極間に、前記基準電圧が印加されるも
のであることを特徴とする請求項1に記載の強誘電体メ
モリ装置。11. A dummy cell, a plurality of dummy word lines, a plurality of dummy plate lines, a reference potential generation circuit,
A sense amplifier control circuit, wherein the dummy cell includes a switching transistor connected to the plurality of bit lines, electrodes attached to both surfaces of the ferroelectric, and one electrode connected to a source of the transistor,
At least one connected to one of the drains
And a plurality of dummy word lines connected to the gates of the transistors of the plurality of dummy cells, and a test signal input to the ferroelectric memory device is supplied to the first level. The dummy plate line is connected to the other electrode of the ferroelectric capacitors of the plurality of dummy cells, and the reference potential generating circuit In operation, a reference voltage is generated. A sense amplifier control circuit controls the reference potential generation circuit. Further, all of the dummy cells receive a first test signal input to a ferroelectric memory device. 2. The ferroelectric memory according to claim 1, wherein the reference voltage is applied between both electrodes of the ferroelectric capacitor at the level of the ferroelectric capacitor. Li equipment.
テスト信号が第1のレベルのときに、 前記複数の全てのビット線は、その電圧が接地電圧に保
持され、 前記ダミープレート線は、その電圧が前記励起電圧の電
圧値分だけ前記ビット線よりも高い電圧に保持され、 前記複数のダミーワード線は、前記テスト信号の入力期
間内に交互に切替えられて前記ダミーセルのトランジス
タの動作用電圧に保持されるものであることを特徴とす
る請求項11に記載の強誘電体メモリ装置。 12. When a test signal input to the ferroelectric memory device is at a first level, the voltage of all of the plurality of bit lines is held at a ground voltage, and the dummy plate line is The voltage is maintained at a voltage higher than the bit line by the voltage value of the excitation voltage , and the plurality of dummy word lines are alternately switched during the test signal input period to operate the dummy cell transistor. The ferroelectric memory device according to claim 11 , wherein the ferroelectric memory device is held at a voltage.
テスト信号が第1のレベルのときに、 前記ダミープレート線は、その電圧が接地電圧に保持さ
れ、 前記複数の全てのビット線は、その電圧が前記励起電圧
の電圧値分だけ前記ダミープレート線よりも高い電圧に
保持され、 前記複数のダミーワード線は、前記テスト信号の入力期
間内に交互に切替えられて前記ダミーセルのトランジス
タの動作用電圧に保持されるものであることを特徴とす
る請求項11に記載の強誘電体メモリ装置。When 13. A test signal inputted to the ferroelectric memory device of the first level, the dummy plate line, the voltage is held at the ground voltage, the plurality of all the bit lines, The voltage is maintained at a voltage higher than the dummy plate line by the voltage value of the excitation voltage , and the plurality of dummy word lines are alternately switched during the input period of the test signal, and 12. The ferroelectric memory device according to claim 11 , wherein the ferroelectric memory device is held at an operating voltage of the transistor.
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