发明名称 铁电体记忆装置及其动作控制方法(三)
摘要 本发明之目的是用来解决使用铁电体之不变性记忆装置中之知之问题,在从记忆单元中读出资料时,可以消除由于铁电体之分极反转电荷以外之杂讯电荷所造成之不能将充分之电压施加在铁电体电容器之两电极间之问题。本发明之构造是可以使铁电体记忆装置稳定的动作,其中具备有一装置在从记忆单元101中读出资料时,可以抑制资料信号线12,/12之电压变动,藉以在铁电体电器104之两电极间确实的施加抗电压以上之电压,用来调节连接在1根资料线上之记忆单元之数目。
申请公布号 TW290688 申请公布日期 1996.11.11
申请号 TW084114120 申请日期 1995.12.29
申请人 电气股份有限公司 发明人 小池洋纪
分类号 G11C11/22 主分类号 G11C11/22
代理机构 代理人 何金涂 台北巿大安区敦化南路二段七十七号八楼
主权项 1. 一种铁电体记忆装置,具有:记忆单元,其构成包含有使用铁电体材料之铁电体电容器,用以进行资料之输入/输出之资料信号线,依照位址信号被选择之选择信号线,被设在上述铁电体电容器和上述资料信号线之间而且利用上述选择信号线加以选择控制之开关装置,其中使上述铁电体电容器之分极状态对应到记忆资料,当在上述铁电体电容器之两电极间施加不为零之第1电压时,在上述铁电体电容器和上述资料信号线之间流动之电流由于上述铁电体电容器之分极状态之不同而产生差异,经由检测上述电流之由于上述记忆资料而产生之差异,或是检测由于上述电流之差异而出现在上述资料信号线之电压之差异,用来进行被记忆之资料之读出;和记忆单元阵列,将连接在多个上述记忆单元之上述资料线连接到感测放大器用以形成单位记忆单元阵列,排列多个上述之单位记忆单元阵列用以形成记忆单元阵列,上述之感测放大器是用以检测由于上述记忆资料而产生之电流差异之电流型感测放大器或是用以检测上述之电压差异之电压型感测放大器;其特征是具备有:控制装置,用来将上述之选择信号线设定在使上述记忆单元成为选择状态之第2电压,当从上述之记忆单元中将资料读出到资料信号线上时,可以抑制由于上述铁电体之分极所造成之电流以外之要因所产生之上述资料信号线电压之变动,可以控制上述资料信号线之寄生容量値。2. 如申请专利范围第1项之铁电体记忆装置,其中记忆单元由1个以上之铁电体电容器和1个以上之电晶体所构成。3. 如申请专利范围第2项之铁电体记忆装置,其中记忆单元由1个之铁电体电容器和1个之电晶体所构成,上述铁电体电容器之第1和第2端子分别连接到上述电晶体体之源极端子和板线,上述电晶体之吸极端子连接到资料信号线,和上述电晶体之闸极端子连接到选择信号线。4.如申请专利范围第2项之铁电体记忆装置,其记忆单元由2个铁电体电容器和2个之电晶体所构成,第1铁电体电容器之第1和第2端子分别连接到第1电晶体之源极端子和板线,上述第1电晶体之吸极端子连接到第1资料信号线,闸极端子连接到选择信号线,第2铁电体电容器之第1和第2端子分别连接到第2电晶体之源极端子和板线,上述第2电晶体之吸极端子连接到第2资料信号线,闸极端子连接到选择信号线。5. 如申请专利范围第2项之铁电体记忆装置,其中记忆单元由1个之铁电体电容器和2个之电晶体所构成,上述铁电体电容器之第1和第2端子分别连接到第1和第2电晶体之源极端子,上述第1电晶体之吸极端子连接到第1资料信号线,闸极端子连接到选择信号线,上述第2电晶体之吸极端子连接到第2资料信号线,闸极端子连接到选择信号线。6. 一种铁电体记忆装置之动作控制方法,用来控制申请专利范围第1-5项中任一项之铁电体记忆装置之动作,其特征是在读出被记忆于上述记忆单元之资料时,将资料信号线之电压设定为第3电压,将板线之电压从资料读出动作前之第4电压驱动成与第3电压不同之第5电压,选择信号线之电压被设定成使上述记忆单元成为选择状态之第2电压,经由在上述铁电体电容器之第1和第2端子间产生电压差,用来将上述记忆单元所记忆之资料之对应信号输出到上述资料信号线上。7. 如申请专利范围第6项之铁电体记忆装置之动作控制方法,其中当以CD表示上述资料信号之寄生容量値,以CS表示上述铁电体电容器之常电体成分之容量値以VC表示在上述铁电体电容器之抗电场乘以上述铁电体之膜厚换算成电压値之抗电压,以VPLO表示第4电压,以VPL表示第5电压,以VDLO表示第3电压,以VSO表示记忆单元内之开关装置和铁电体电容器之连接节点之资料读出动作前之电压时,则各个量之间具有[数1]之关系,经由依照连接在上述资料信号线之记忆单元之数目设定上述资料信号线之寄生容量値CD,在资料读出时驱动上述之板线,可以用来抑制资料信号线电压之变动,藉以将抗电场以上之电场施加在上述铁电体电容器之第1和第2电压间。8. 一种铁电体记忆装置之动作控制方法,用来控制申请专利范围第1-5项中任一项之铁电体记忆装置之动作,其特征是在读出被记忆于上述记忆单元之资料时,将上述资料信号线之电压设定为第3电压,将上述板线之电压设定为一定电压而且与第3电压不同之第6电压,将上述选择信号线之电压设定为使上述记忆单元成为选择状态之第2电压,经由在上述铁电体电容器之第1和第2端子间产生电压差,用来将上述记忆单元所记忆之资料之对应信号输出到上述资料信号线上。9. 如申请专利范围第8项之铁电体记忆装置之动作控制方法,其中当以CD表示上述资料信号线之寄生容量値,以CS表示上述铁电体电容器之常电体成分之容量値,以VC表示在铁电体电容器之抗电场乘以上述铁电体之膜厚换算成电压値之抗电压,以VSO表示上述记忆单元内之开关装置和上述铁电体电容器之连接节点之资料读出动作前之电压时,则各个量之间具有[数2]之关系,经由系照连接在上述资料信号线之上述记忆单元之数目设定上述资料信号线之寄生容量値CD,在资料读出时抑制资料信号线电压之变动,藉以将抗电场以上之电场施加在上述铁电体电容器之第1和第2电极间。10.如申请专利范围第6或8项之铁电体记忆装置之动作控制方法,其中当以CD表示上述资料信号线之寄生容量値,以CS表示上述铁电体电容器之常电体成分之容量値,以Qr表示上述铁电体电容器之残留分极电荷,以VSE表示上述电压型感测放大器可以正常进行资料放大之最小信号电压之电压分解能力时,则各个量之间具有[数3]之关系。依照连接在上述资料信号线之上述记忆单元之数目此方式设定资料信号线之寄生容量値CD。11. 如申请专利范围第6或8项之铁电体记忆装置之动作控制方法,其中当以CD表示上述资料信号线之寄生容量値,以CS表示上述铁电体电容器之常电体成分之容量値,以Qr表示上述铁电体电容器之残留分极电荷,以VSE表示上述电压型感测放大器可以正常进行资料放大之最小信号电压之电压分解能力时,则各个量之间具有[数4]之关系。依照连接在上述资料信号线之上述记忆单元之数目此方式设定资料信号线之寄生容量値CD。图示简单说明:图1是本发明之第1实施例,亦即利用连接在1根资料信号线之记忆单元数目用以调节资料信号线之寄生容量値之铁电体记忆装置之电路图。图2是图1之动作时序图。图3是本发明之第2实施例,亦即利用连接在1根资料信号线之记忆单元数目用以调节资料信号线之寄生容量値之铁电体记忆装置之电路图。图4是图3之动作时序图。图5表示由2个电晶体和2个铁电体电容器所构成之记忆单元电路实例。图6表示施加在图5之铁电体电容器之两电极间之电压V和自生分极电荷Q之关系。图7表示使用有图5之记忆单元之铁电体记忆装置之记忆单元阵列电路实例。图8是图7之动作时序图。图9表示由1个电晶体和1个铁电体电容器所构成之记忆单元电路实例。图10表示施加在图9之铁电体电容器之两电极间之电压V和自生分极电荷Q之关系。图11表示使用有图9之记忆单元之铁电体记忆装置之记忆单元阵列电路实例。图12是图11之动作时序图。图13表示使用有1T/1C型记忆单元之板非驱动型铁电体记忆装置之记忆单元阵列电路实例。图14是图13之动作时序图。图15表示资料信号线预充电平衡控制电路实例。图16表示在板驱动型铁电体记忆装置中,从记忆单元读出资料时之资料信号线之电压变动。图17表示在板非驱动型铁电体记忆装置中,从记忆单元读出资料时之资料信号线之电压变动。图18表示资料信号线寄生容量値和铁电体电容器之常电体
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