專利名稱：鐵電體存儲裝置及其讀出方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對存儲單元使用鐵電體電容器的鐵電體存儲裝置及其讀出方法。
背景技術(shù)：
近年，鐵電體存儲裝置伴隨著工藝的微細化和大容量化，代替現(xiàn)狀的2晶體管2鐵電體電容器型的存儲單元，能縮小存儲單元尺寸的1晶體管1鐵電體電容器型的存儲單元的采用正在進展。1晶體管1鐵電體電容器型的鐵電體存儲裝置中，作為存儲單元，除了保持數(shù)據(jù)的標準單元，還需要產(chǎn)生基準電位(參考電位)的參考電源。為了鐵電體存儲裝置的可靠性的提高和高速化，重要的是防止由于存儲單元的鐵電體電容器中保持的極化電荷量的減少而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的惡化，并且縮短存儲單元的位線預(yù)充電時間。
下面參照


以往的鐵電體存儲裝置。
圖5表示以往的鐵電體存儲裝置的電路結(jié)構(gòu)。如圖5所示，以往的鐵電體存儲裝置中，作為保持數(shù)據(jù)的存儲單元，具有由柵極與字線WL連接并且漏極與第一位線BL1連接的第一晶體管T1、第一電極與第一晶體管的源極連接并且第二電極與單元板線CP連接的第一鐵電體電容器C1構(gòu)成的第一標準單元；由柵極與字線WL連接并且漏極與第三位線BL3連接的第三晶體管T3、第一電極與第三晶體管的源極連接并且第二電極與單元板線CP連接的第三鐵電體電容器C3構(gòu)成的第二標準單元102。
此外，作為保存基準電位發(fā)生用的數(shù)據(jù)的存儲單元，具有柵極與參考字線RWL連接并且漏極與第二位線BL2連接的第二晶體管T2、第一電極與第二晶體管T2的源極連接并且第二電極與參考單元板線RCP連接的第二鐵電體電容器C2構(gòu)成的第一參考單元103；柵極與參考字線RWL連接并且漏極與第四位線BL4連接的第四晶體管T4、第一電極與晶體管T4的源極連接并且第二電極與參考單元板線RCP連接的第四鐵電體電容器C4構(gòu)成的第二參考單元104。
在第一參考單元103和第二參考單元104中，作為對各自寫入給定的數(shù)據(jù)的電路，設(shè)置由第五晶體管T5以及第六晶體管T6構(gòu)成的復(fù)位電路105，第五晶體管T5的漏極在節(jié)點ST2與第二鐵電體電容器C2的第一電極連接，第六晶體管T6的漏極在節(jié)點ST4與第四鐵電體電容器C4的第一電極連接。
復(fù)位電路105的第五晶體管T5以及第六晶體管T6的各柵極分別連接在復(fù)位信號線RST上，在第五晶體管T5的源極上連接復(fù)位驅(qū)動電路106的輸出線RFD0，第六晶體管T6的源極接地。
復(fù)位驅(qū)動電路106具有各自的漏極連接在輸出線RFD0上，各自的源極接地的第七晶體管T7和第八晶體管T8；漏極連接在輸出線RFD0上，源極連接在電源線上的第九晶體管T9。第七晶體管T7的柵極連接在第一復(fù)位驅(qū)動控制線XRDIN2上，第八晶體管T8的柵極連接在第三復(fù)位驅(qū)動控制線RDIN4上，第九晶體管T9的柵極連接在第二復(fù)位驅(qū)動控制線XRDIN3上。
第一位線BL1和第二位線BL2分別通過由第十晶體管T10構(gòu)成的第一位線預(yù)充電電路107以及由第十一晶體管T11構(gòu)成的第二位線預(yù)充電電路108接地，并且作為位線對，連接在第一讀出放大器115上。
同樣第三位線BL3和第四位線BL4分別通過由第十二晶體管T12構(gòu)成的第三位線預(yù)充電電路109以及由第十三晶體管T13構(gòu)成的第四位線預(yù)充電電路110接地，并且作為位線對，連接在第二讀出放大器116上。此外，第二位線BL2以及第四位線BL4通過由第十四晶體管T14構(gòu)成的電平均衡電路111相互連接。
設(shè)置用于控制各電路的控制電路120，控制電路120通過驅(qū)動單元板線CP、參考字線RWL和參考單元板線RCP，控制第一標準單元101、第二標準單元102、第一參考單元103和第二參考單元104的動作。
此外，控制電路120通過驅(qū)動復(fù)位信號線RST，控制復(fù)位電路105，通過驅(qū)動第一復(fù)位驅(qū)動控制線XRDIN2、第二復(fù)位驅(qū)動控制線XRDIN3以及第三復(fù)位驅(qū)動控制線RDIN4，控制復(fù)位驅(qū)動電路106。通過驅(qū)動位線預(yù)充電控制線BP，控制第一位線預(yù)充電電路107、第二位線預(yù)充電電路108、第三位線預(yù)充電電路109和第四位線預(yù)充電電路110，通過驅(qū)動電平均衡控制線REQ，控制電平均衡電路111。此外通過驅(qū)動讀出放大器驅(qū)動線SAE，控制第一讀出放大器115和第二讀出放大器116。
在控制電路120上連接多個由所述第一標準單元101、第二標準單元102、第一參考單元103、第二參考單元104、復(fù)位電路105、復(fù)位驅(qū)動電路106、第一位線預(yù)充電電路107、第二位線預(yù)充電電路108、第三位線預(yù)充電電路109和第四位線預(yù)充電電路110以及電平均衡電路111構(gòu)成的部件，同時控制各部件。
下面參照

以往的鐵電體存儲裝置的電路動作。這里，在第一標準單元101中保持“1”數(shù)據(jù)，在第二標準單元102中保持“0”數(shù)據(jù)，此外在第一參考單元103中保持“1”數(shù)據(jù)，在第二參考單元104中保持“0”數(shù)據(jù)。須指出的是，“1”數(shù)據(jù)為具有鐵電體電容器的第一電極成為正極的殘留極化的情形，“0”數(shù)據(jù)為具有鐵電體電容器的第二電極成為正極的殘留極化的情形。
圖6表示圖5所示的鐵電體存儲裝置的讀出動作的動作定時。如圖6所示，初始狀態(tài)是位線預(yù)充電控制線BP是輸出“H”電平的電壓(電源電壓)的活性狀態(tài)，所以驅(qū)動第一位線預(yù)充電電路107、第二位線預(yù)充電電路108、第三位線預(yù)充電電路109和第四位線預(yù)充電電路110，因此第一位線BL1、第二位線BL2、第三位線BL3和第四位線BL4的電位為接地電位。這時，字線WL、單元板線CP、參考字線RWL、參考單元板線RCP、電平均衡控制線REQ、復(fù)位信號線RST、第三復(fù)位驅(qū)動控制線RDIN4和讀出放大器起動線SAE的電壓是成為非活性狀態(tài)的“L”電平(接地電壓)，第二復(fù)位驅(qū)動控制線XRDIN3的電壓是成為非活性狀態(tài)的“H”電平，第一復(fù)位驅(qū)動控制線XRDIN2的電壓是成為活性狀態(tài)的“H”電平。
首先，在t00的定時，位線預(yù)充電控制線BP為″L″電平，第一位線BL1、第二位線BL2、第三位線BL3和第四位線BL4為浮置狀態(tài)。接著在t01的定時，電平均衡控制線REQ為″H″電平，在t02的定時，字線WL、參考字線RWL為″H″電平，在t03的定時，單元板線CP和參考單元板線RCP為″H″電平。
據(jù)此，第一晶體管T1、第二晶體管T2、第三晶體管T3和第四晶體管T4變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，第一鐵電體電容器C1、第二鐵電體電容器C2、第三鐵電體電容器C3以及第四鐵電體電容器C4分別連接在第一位線BL1、第二位線BL2、第三位線BL3和第四位線BL4上。此外，第一鐵電體電容器C1、第二鐵電體電容器C2、第三鐵電體電容器C3以及第四鐵電體電容器C4的各第二電極變?yōu)椤錒″電平，所以保持在第一標準單元101中的“1”數(shù)據(jù)、保持在第二標準單元102中的“0”數(shù)據(jù)分別向第一位線BL1、第三位線BL3輸出，保持在第一參考單元103中的″1″數(shù)據(jù)、保持在第二參考單元104中的″0″數(shù)據(jù)分別向第二位線BL2、第四位線BL4輸出。
這時，電平均衡控制線REQ是″H″電平，所以驅(qū)動電平均衡電路111，第二位線BL2和第四位線BL4導(dǎo)通，所以第二位線BL2和第四位線BL4導(dǎo)通的電位變?yōu)橄嗟?，把與″1″數(shù)據(jù)對應(yīng)的電位和與″0″數(shù)據(jù)對應(yīng)的電位的中間電位作為基準電位(參考電位)對第二位線BL2和第四位線BL4輸出。
接著在t05的定時，使參考單元板線RCP和單元板線CP為″L″電平，在t06的定時，把第二鐵電體電容器C2以及第四鐵電體電容器C4分別從第二位線BL2以及第四位線BL4斷開。然后，在t07的定時，使電平均衡控制線REQ為″L″電平的電壓，使電平均衡電路111為斷開狀態(tài)。
接著在t09的定時，使讀出放大器起動信號SAE為″H″電平，通過第一讀出放大器115把由第一位線BL1和第二位線BL2讀出的電位差放大，通過第二讀出放大器116把由第三位線BL3和第四位線BL4讀出的電位差放大。據(jù)此，第一位線BL1變?yōu)殡娫措妷?，第二位線BL2變?yōu)榻拥仉妷?。此外，第三位線BL3變?yōu)榻拥仉妷?，第四位線BL4變?yōu)殡娫措妷骸?br> 這時字線WL是″H″電平，所以第一鐵電體電容器C1的第一電極變?yōu)椤錒″電平，第三鐵電體電容器C3的第一電極變?yōu)椤錖″電平。
而在t09的定時，第一復(fù)位驅(qū)動控制線XRDIN2為″L″電平，第二復(fù)位驅(qū)動控制線XRDIN3為″L″電平，復(fù)位驅(qū)動輸出線RFD0變?yōu)椤錒″電平。同時復(fù)位信號線RST為″H″電平，所以第二鐵電體電容器C2的第一電極(節(jié)點ST2)變?yōu)椤錒″電平，第四鐵電體電容器C4的第一電極(節(jié)點ST4)變?yōu)椤錖″電平。
接著在t10的定時，通過使單元板線CP和參考單元板線RCP為″H″電平，實施對構(gòu)成第二標準單元102的第三鐵電體電容器C3以及構(gòu)成第二參考單元104的第四鐵電體電容器C4的″0″數(shù)據(jù)的再寫入。
然后在t12的定時，通過使參考單元板線RCP以及單元板線CP為″L″電平，實施對構(gòu)成第一標準單元101的第一鐵電體電容器C1以及構(gòu)成第一參考單元103的第二鐵電體電容器C2的″1″數(shù)據(jù)的再寫入。
在t14的定時，第二復(fù)位驅(qū)動控制線XRDIN3為″H″電平，第九晶體管T9為斷開狀態(tài)，第三復(fù)位驅(qū)動控制線RDIN4為″H″電平，第八晶體管T8為斷開狀態(tài)，開始節(jié)點ST2的放電，并且讀出放大器起動信號SAE為″L″電平，在接著的t15的定時，第一復(fù)位驅(qū)動控制線XRDIN2為″H″電平，第七晶體管T7為導(dǎo)通狀態(tài)，并且第三復(fù)位驅(qū)動控制線RDIN4為″L″電平，第八晶體管T8為斷開狀態(tài)，繼續(xù)節(jié)點ST2的放電。此外，通過使位線預(yù)充電控制線BP為″H″電平，開始第一位線BL1、第二位線BL2、第三位線BL3和第四位線BL4的放電。
接著在t16的定時，節(jié)點ST2的放電以及第一位線BL1的放電結(jié)束后，復(fù)位信號線RST和字線WL為″L″電平，回到初始狀態(tài)，1周期的讀出動作結(jié)束。
在這樣的以往的鐵電體存儲裝置中，在t15的定時，如果位線預(yù)充電控制線BP為″H″電平，則驅(qū)動第一位線預(yù)充電電路107，第一位線BL1接地，所以第一位線BL1從″H″電平變化為″L″電平。這時，字線WL是″H″電平，所以第一晶體管T1為導(dǎo)通狀態(tài)，第一鐵電體電容器C1的第一電極的電位也從″H″電平急劇向″L″電平變化。該電位的急劇變化通過第一鐵電體電容器C1的耦合對單元板線CP造成影響，所以在″L″電平的單元板線CP中產(chǎn)生A所示的負脈沖噪聲。
如果在單元板線CP中產(chǎn)生負脈沖噪聲，則由于以下的機構(gòu)，保持″0″數(shù)據(jù)的鐵電體電容器的極化電荷量減少，鐵電體存儲裝置的可靠性下降。
圖7表示以往的鐵電體存儲裝置的存儲單元的磁滯曲線。圖7的橫軸表示外加在鐵電體電容器的電極上的電壓，縱軸表示鐵電體電容器的極化電荷量。
在t15的定時，第三鐵電體電容器C3的第一電極以及第二電極都是接地電位，所以如圖7所示，第三鐵電體電容器C3的極化電荷量位于G的位置?？墒?，連接在第二電極上的單元板線CP的電壓由于負脈沖噪聲而從接地電壓下降到-Vp時，變?yōu)樵诘谌F電體電容器C3的第一電極和第二電極之間外加電壓Vp的狀態(tài)，所以第三鐵電體電容器C3的極化電荷量移動到點X的位置。極化電荷量描繪磁滯曲線，變化，所以在單元板線CP再次回到接地電壓時，極化電荷量不回到點G，向點Y的位置移動，極化電荷量從2P向2Q減少。因此，當讀出數(shù)據(jù)時，″1″數(shù)據(jù)和″0″數(shù)據(jù)的電位差減小，″1″數(shù)據(jù)和″0″數(shù)據(jù)的電位差變?yōu)樾∮谀苡勺x出放大器讀出的電位差，存儲的數(shù)據(jù)有可能被破壞。在單元板線中產(chǎn)生的噪聲使鐵電體存儲裝置的非易失特性下降，所以大幅度損害鐵電體存儲裝置的可靠性。
為了防止這樣的鐵電體裝置的可靠性的下降，有必要例如通過對第八晶體管T8使用低速的，如圖8所示，盡可能減慢把位線放電的速度，使鐵電體電容器的第一電極的電位不急劇變化。
Y.Chung，“A 3.3-V4-Mb Nonvolatile Ferroelectric RAMwith Selectively-Driven Double-Pulse Plate Read/Write-Back Scheme”Symposium on VLSI Circuits Digest，1999年6月，p.97-98可是，如果減慢把位線放電的速度，就存在鐵電體存儲裝置的周期變長，存儲裝置的動作速度變慢的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決所述以往的問題，能實現(xiàn)高可靠性、高速的鐵電體存儲裝置。
為了實現(xiàn)所述目的，本發(fā)明采用具有保持數(shù)據(jù)的標準單元和基準電位的發(fā)生電路的1晶體管1鐵電體電容器型的鐵電體存儲裝置從保持數(shù)據(jù)的鐵電體電容器斷開后，進行位線的放電的結(jié)構(gòu)。
具體而言，本發(fā)明的鐵電體存儲裝置包括具有分別以鐵電體為電容膜并且保存數(shù)據(jù)的第一鐵電體電容器和與該第一鐵電體電容器連接的第一晶體管的多個標準單元；與所述各第一晶體管連接的第一位線；設(shè)置在所述第一位線和接地之間的開關(guān)電路即第一位線預(yù)充電電路；與所述各第一晶體管的柵極連接的字線；其特征在于在驅(qū)動所述第一位線預(yù)充電電路，把所述第一位線的電位放電之前，所述字線變?yōu)榉腔钚誀顟B(tài)，從而所述第一鐵電體電容器從第一位線斷開。
根據(jù)本發(fā)明的鐵電體存儲裝置，在第一位線的電位放電前使字線為非活性狀態(tài)，從第一位線斷開第一鐵電體電容器，所以即使以高速把第一位線放電，第一鐵電體電容器的第一電極的電位也不變化，所以在單元板線中不發(fā)生負脈沖噪聲。因此，能以高速把第一位線放電，所以能使周期變短，結(jié)果能實現(xiàn)高可靠性、高速的鐵電體存儲裝置。
本發(fā)明的鐵電體存儲裝置還具有與所述各個鐵電體電容器的第二電極連接的單元板線；當從各標準單元讀出數(shù)據(jù)時，所述單元板線比所述字線更先變?yōu)榛钚誀顟B(tài)。據(jù)此，在第一鐵電體電容器的第一電極上殘存有電荷時，能防止在單元板線中產(chǎn)生過沖脈沖噪聲。
本發(fā)明的鐵電體存儲裝置還具有分別與所述第一位線以及基準電位的發(fā)生電路連接，并且把所述第一位線的電位和所述基準電位的電位差放大的多個讀出放大器；與所述各基準電位的發(fā)生電路分別連接的多個第二位線；設(shè)置在所述第二位線上的開關(guān)電路即第二位線預(yù)充電電路；所述各基準電位的發(fā)生電路是分別由所述各第二位線連接在所述各讀出放大器上的參考單元；所述各參考單元具有以鐵電體為電容膜，并且保持數(shù)據(jù)的第二鐵電體電容器；與所述第二鐵電體電容器的第一電極連接的第二晶體管；所述各第二晶體管分別與所述各第二位線連接；所述第二晶體管的柵極與參考字線連接；所述第二鐵電體電容器的第二電極與參考單元板線連接；在所述各參考單元中彼此相鄰的2個參考單元上連接對所述相鄰的2個參考單元寫入彼此不同的數(shù)據(jù)的復(fù)位電路；所述相鄰的2個參考單元的所述各第二位線通過開關(guān)電路即電平均衡電路相互連接。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，能可靠地產(chǎn)生基準電壓。
本發(fā)明的鐵電體存儲裝置中，外加在所述參考單元板線上的信號與外加在所述單元板線上的信號同步。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，能使單元板線和參考單元板線為公共的，能使控制簡便。
本發(fā)明的鐵電體存儲裝置中，外加在所述參考單元板線上的信號與外加在所述單元板線上的信號不同步。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，能詳細控制參考單元和標準單元。
本發(fā)明的鐵電體存儲裝置中，所述第二鐵電體電容器的第一電極的電位從電源電壓放電到接地電壓的速度比所述第一位線的電位從電源電壓放電到接地電壓的速度還小。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，能防止在參考單元板線中產(chǎn)生噪聲，能可靠地產(chǎn)生正確的基準電位。
本發(fā)明的鐵電體存儲裝置中，所述第二鐵電體電容器的第一電極的電位從電源電壓放電到接地電壓的動作比所述第一位線的電位從電源電壓放電到接地電壓的動作先開始。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，能可靠地使周期高速化。
本發(fā)明的鐵電體存儲裝置還具有分別與所述第一位線以及基準電位的發(fā)生電路連接，并且把所述第一位線的電位和所述基準電位的電位差放大的多個讀出放大器；與所述各基準電位的發(fā)生電路分別連接的多個第二位線；設(shè)置在所述第二位線上的開關(guān)電路即第二位線預(yù)充電電路；所述各基準電位的發(fā)生電路是分別由所述各第二位線與所述各讀出放大器連接的參考單元；所述各參考單元具有以鐵電體為電容膜，并且保持數(shù)據(jù)的第二鐵電體電容器；與所述第二鐵電體電容器的第一電極連接的第二晶體管；所述各第二晶體管分別與所述各第二位線連接；所述各第二晶體管的柵極與參考字線連接；在所述各參考單元中彼此相鄰的2個參考單元上連接對所述相鄰的2個參考單元寫入彼此不同的數(shù)據(jù)的復(fù)位電路；所述相鄰的2個參考單元的所述各第二位線通過開關(guān)電路即電平均衡電路相互連接；多個所述第二鐵電體電容器中保持一方的數(shù)據(jù)的第二鐵電體電容器的第二電極與第一參考單元板線連接；多個所述第二鐵電體電容器中保持另一方的數(shù)據(jù)的第二鐵電體電容器的第二電極與第二參考單元板線連接。
通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，保持不同的數(shù)據(jù)的參考單元連接在不同的參考單元板線上，所以保持″1″數(shù)據(jù)的各參考單元的鐵電體電容器的第二電極與保持″0″數(shù)據(jù)的各參考單元的鐵電體電容器的第二電極連接在彼此獨立的參考單元板線上。因此，當以高速把保持″1″數(shù)據(jù)的鐵電體電容器的第一電極的電位放電時，保持″0″數(shù)據(jù)的鐵電體電容器的極化電荷量不減少，結(jié)果，能實現(xiàn)高可靠性、高速的鐵電體存儲裝置。
本發(fā)明的鐵電體存儲裝置的讀出方法，該鐵電體存儲裝置包括具有分別以鐵電體為電容膜并且保存數(shù)據(jù)的第一鐵電體電容器和與該第一鐵電體電容器連接的第一晶體管的多個標準單元；與所述各第一晶體管連接的第一位線；設(shè)置在所述第一位線上的開關(guān)電路即第一位線預(yù)充電電路；與所述第一鐵電體電容器的第二電極連接的單元板線；與所述各第一晶體管的柵極連接的字線；其特征在于包括把所述單元板線活性化的步驟；把所述字線活性化的步驟；把所述字線非活性化的步驟；在把所述字線非活性化的步驟之后，驅(qū)動所述第一位線預(yù)充電電路。
根據(jù)本發(fā)明的鐵電體存儲裝置的讀出方法，把字線非活性化，從第一位線斷開第一鐵電體電容器后，驅(qū)動位線預(yù)充電電路，進行位線的預(yù)充電，所以當以高速把位線放電時，在單元板線中也不發(fā)生噪聲。因此，鐵電體電容器的極化電荷量不下降，結(jié)果，使鐵電體存儲裝置的可靠性提高，并且能以高速工作。
在本發(fā)明的鐵電體存儲裝置的讀出方法中，把所述單元板線活性化的步驟在把所述字線活性化的步驟之前進行。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，當在第一鐵電體電容器的第一電極中殘存有電荷時，能防止單元板線中產(chǎn)生向上的噪聲。
根據(jù)本發(fā)明的鐵電體存儲裝置，在把位線放電時，防止標準單元的存儲數(shù)據(jù)破壞，并且能使周期高速化，所以能實現(xiàn)高可靠性、高速的鐵電體存儲裝置。

圖1是表示實施例1和2的鐵電體存儲裝置結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖2是表示實施例1的鐵電體存儲裝置的動作定時的定時圖表。
圖3是表示實施例2的鐵電體存儲裝置的動作定時的定時圖表。
圖4是表示實施例3的鐵電體存儲裝置結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖5是表示以往的鐵電體存儲裝置結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖6是表示以往的鐵電體存儲裝置的動作定時的定時圖表。
圖7是表示以往的鐵電體存儲裝置的鐵電體電容器的磁滯特性的曲線圖。
圖8是表示減少以往的鐵電體存儲裝置的噪聲的動作定時的定時圖表。
符號的說明。
1-第一標準單元；2-第二標準單元；3-第一參考單元；4-第二參考單元；5-復(fù)位電路；6-復(fù)位驅(qū)動電路；7-第一位線預(yù)充電電路；8-第二位線預(yù)充電電路；9-第三位線預(yù)充電電路；10-第四位線預(yù)充電電路；11-電平均衡電路；15-第一讀出放大器；16-第二讀出放大器；20-控制電路；BP-位線預(yù)充電控制線；WL-字線；CP-單元板線；REQ-電平均衡控制線；RWL-參考字線；SAE-讀出放大器起動線；BL1-第一位線；BL2-第二位線；BL3-第三位線；BL4-第四位線；RST-復(fù)位信號線；XRDIN2-第一復(fù)位驅(qū)動控制線；XRDIN3-第二復(fù)位驅(qū)動控制線；XRDIN4-第三復(fù)位驅(qū)動控制線；ST2-節(jié)點；ST4-節(jié)點；RFD0-復(fù)位驅(qū)動輸出線。
具體實施例方式
參照圖1和圖2說明本發(fā)明實施例1的鐵電體存儲裝置。
圖1表示實施例1的鐵電體存儲裝置的電路結(jié)構(gòu)，圖2表示本實施例的鐵電體存儲裝置的動作定時。
如圖1所示，本實施例的鐵電體存儲裝置中，作為保持數(shù)據(jù)的存儲單元，具有由柵極與字線WL連接并且漏極與第一位線BL1連接的第一晶體管T1、第一電極與第一晶體管T1的源極連接并且第二電極與單元板線CP連接的第一鐵電體電容器C1構(gòu)成的第一標準單元1；由柵極與字線WL連接并且漏極與第三位線BL3連接的第三晶體管T3、第一電極與第三晶體管T3的源極連接并且第二電極與單元板線CP連接的第三鐵電體電容器C3構(gòu)成的第二標準單元2。
此外，作為保存基準電位發(fā)生用的數(shù)據(jù)的存儲單元，具有柵極與參考字線RWL連接并且漏極與第二位線BL2連接的第二晶體管T2、第一電極與第二晶體管T2的源極連接并且第二電極與參考單元板線RCP連接的第二鐵電體電容器C2構(gòu)成的第一參考單元3；由柵極與參考字線RWL連接并且漏極與第四位線BL4連接的第四晶體管T4、第一電極與晶體管T4的源極連接并且第二電極與參考單元板線RCP連接的第四鐵電體電容器C4構(gòu)成的第二參考單元4。
在第一參考單元3和第二參考單元4上作為對各自寫入給定的數(shù)據(jù)的電路，設(shè)置由第五晶體管T5以及第六晶體管T6構(gòu)成的復(fù)位電路5，第五晶體管T5的漏極在節(jié)點ST2與第二鐵電體電容器C2的第一電極連接，第六晶體管T6的漏極在節(jié)點ST4與第四鐵電體電容器C4的第一電極連接。
復(fù)位電路5的第五晶體管T5以及第六晶體管T6的各柵極分別連接在復(fù)位信號線RST上，在第五晶體管T5的源極上連接復(fù)位驅(qū)動電路6的輸出線RFD0，第六晶體管T6的源極接地。
復(fù)位驅(qū)動電路6具有各自的漏極連接在輸出線RFD0上，各自的源極接地的第七晶體管T7和第八晶體管T8；漏極連接在輸出線RFD0上，源極連接在電源線上的第九晶體管T9。第七晶體管T7的柵極連接在第一復(fù)位驅(qū)動控制線XRDIN2上，第八晶體管T8的柵極連接在第三復(fù)位驅(qū)動控制線RDIN4上，第九晶體管T9的柵極連接在第二復(fù)位驅(qū)動控制線XRDIN3上。
第一位線BL1和第二位線BL2分別通過由第十晶體管T10構(gòu)成的第一位線預(yù)充電電路7以及由第十一晶體管T11構(gòu)成的第二位線預(yù)充電電路8接地，并且作為位線對，連接在第一讀出放大器15上。
同樣第三位線BL3和第四位線BL4分別通過由第十二晶體管T12構(gòu)成的第三位線預(yù)充電電路9以及由第十三晶體管T13構(gòu)成的第四位線預(yù)充電電路10接地，并且作為位線對，連接在第二讀出放大器16上。此外，第二位線BL2以及第四位線BL4通過由第十四晶體管T14構(gòu)成的電平均衡電路11相互連接。
設(shè)置用于控制各電路的控制電路20，控制電路20通過驅(qū)動字線WL、單元板線CP、參考字線RWL和參考單元板線RCP，控制第一標準單元1、第二標準單元2、第一參考單元3和第二參考單元4的動作。
此外，控制電路20通過驅(qū)動復(fù)位信號線RST，控制復(fù)位電路5，通過驅(qū)動第一復(fù)位驅(qū)動控制線XRDIN2、第二復(fù)位驅(qū)動控制線XRDIN3以及第三復(fù)位驅(qū)動控制線RDIN4，控制復(fù)位驅(qū)動電路6。通過驅(qū)動位線預(yù)充電控制線BP，控制第一位線預(yù)充電電路7、第二位線預(yù)充電電路8、第三位線預(yù)充電電路9和第四位線預(yù)充電電路10，通過驅(qū)動電平均衡控制線REQ，控制電平均衡電路11。此外通過驅(qū)動讀出放大器驅(qū)動線SAE，控制第一讀出放大器15和第二讀出放大器16。
在控制電路20上連接多個由所述第一標準單元1、第二標準單元2、第一參考單元3、第二參考單元4、復(fù)位電路5、復(fù)位驅(qū)動電路6、第一位線預(yù)充電電路7、第二位線預(yù)充電電路8、第三位線預(yù)充電電路9和第四位線預(yù)充電電路10以及電平均衡電路11構(gòu)成的部件，同時控制各部件。
下面參照圖2說明以往的鐵電體存儲裝置的電路動作。這里，在第一標準單元1中保持“1”數(shù)據(jù)，在第二標準單元2中保持“0”數(shù)據(jù)，此外在第一參考單元3中保持“1”數(shù)據(jù)，在第二參考單元4中保持“0”數(shù)據(jù)。須指出的是，“1”數(shù)據(jù)為具有鐵電體電容器的第一電極成為正極的殘留極化的情形，“0”數(shù)據(jù)為具有鐵電體電容器的第二電極成為正極的殘留極化的情形。
如圖2所示，初始狀態(tài)是位線預(yù)充電控制線BP輸出“H”電平的電壓(電源電壓)的活性狀態(tài)，所以驅(qū)動第一位線預(yù)充電電路7、第二位線預(yù)充電電路8、第三位線預(yù)充電電路9和第四位線預(yù)充電電路10，因此第一位線BL1、第二位線BL2、第三位線BL3和第四位線BL4的電位為接地電位。這時，字線WL、單元板線CP、參考字線RWL、參考單元板線RCP、電平均衡控制線REQ、復(fù)位信號線RST、第三復(fù)位驅(qū)動控制線RDIN4和讀出放大器起動線SAE的電壓是成為非活性狀態(tài)的“L”電平(接地電壓)，第二復(fù)位驅(qū)動控制線XRDIN3的電壓是成為非活性狀態(tài)的“H”電平，第一復(fù)位驅(qū)動控制線XRDIN2的電壓是成為活性狀態(tài)的“H”電平。
首先，在t00的定時，位線預(yù)充電控制線BP為″L″電平，第一位線BL1、第二位線BL2、第三位線BL3和第四位線BL4為浮置狀態(tài)。接著在t01的定時，電平均衡控制線REQ為″H″電平，并且單元板線CP為″H″電平。然后在t02的定時，字線WL、參考字線RWL為″H″電平，在t03的定時，單元板線CP和參考單元板線RCP為″H″電平。
據(jù)此，第一晶體管T1、第二晶體管T2、第三晶體管T3和第四晶體管T4變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，第一鐵電體電容器C1、第二鐵電體電容器C2、第三鐵電體電容器C3以及第四鐵電體電容器C4分別連接在第一位線BL1、第二位線BL2、第三位線BL3和第四位線BL4上。此外，第一鐵電體電容器C1、第二鐵電體電容器C2、第三鐵電體電容器C3以及第四鐵電體電容器C4的各第二電極變?yōu)椤錒″電平，所以保持在第一標準單元1中的“1”數(shù)據(jù)、保持在第二標準單元2中的“0”數(shù)據(jù)分別向第一位線BL1、第三位線BL3輸出，保持在第一參考單元3中的″1″數(shù)據(jù)、保持在第二參考單元4中的″0″數(shù)據(jù)分別向第二位線BL2、第四位線BL4輸出。
這時，電平均衡控制線REQ是″H″電平，所以驅(qū)動電平均衡電路11，第二位線BL2和第四位線BL4導(dǎo)通，所以第二位線BL2和第四位線BL4導(dǎo)通的電位變?yōu)橄嗟?，把與″1″數(shù)據(jù)對應(yīng)的電位和與″0″數(shù)據(jù)對應(yīng)的電位的中間電位作為基準電位(參考電位)對第二位線BL2和第四位線BL4輸出。
接著在t05的定時，使參考單元板線RCP和單元板線CP為″L″電平，在t06的定時，參考字線RWL為″L″電平，把第二鐵電體電容器C2以及第四鐵電體電容器C4分別從第二位線BL2以及第四位線BL4斷開。然后，在t07的定時，使電平均衡控制線REQ為″L″電平，使電平均衡電路11為斷開狀態(tài)。
接著在t09的定時，使讀出放大器起動信號SAE為″H″電平，通過第一讀出放大器15把由第一位線BL1和第二位線BL2讀出的電位差放大，通過第二讀出放大器16把由第三位線BL3和第四位線BL4讀出的電位差放大。據(jù)此，第一位線BL1變?yōu)殡娫措妷?，第二位線BL2變?yōu)榻拥仉妷?。此外，第三位線BL3變?yōu)榻拥仉妷海谒奈痪€BL4變?yōu)殡娫措妷骸?br> 這時字線WL是″H″電平，所以第一鐵電體電容器C1的第一電極變?yōu)椤錒″電平，第三鐵電體電容器C3的第一電極變?yōu)椤錖″電平。
而在t09的定時，第一復(fù)位驅(qū)動控制線XRDIN2為″L″電平，第二復(fù)位驅(qū)動控制線XRDIN3為″L″電平，復(fù)位驅(qū)動輸出線RFD0變?yōu)椤錒″電平。同時復(fù)位信號線RST為″H″電平，所以第二鐵電體電容器C2的第一電極(節(jié)點ST2)變?yōu)椤錒″電平，第四鐵電體電容器C4的第一電極(節(jié)點ST4)變?yōu)椤錖″電平。
接著在t10的定時，通過使單元板線CP和參考單元板線RCP為″H″電平，實施對構(gòu)成第二標準單元2的第三鐵電體電容器C3以及構(gòu)成第二參考單元4的第四鐵電體電容器C4的″0″數(shù)據(jù)的再寫入。
然后在t12的定時，通過使參考單元板線RCP以及單元板線CP為″L″電平，實施對構(gòu)成第一標準單元1的第一鐵電體電容器C1以及構(gòu)成第一參考單元3的第二鐵電體電容器C2的″1″數(shù)據(jù)的再寫入。
在t14的定時，第二復(fù)位驅(qū)動控制線XRDIN3為″H″電平，第九晶體管T9為斷開狀態(tài)，第三復(fù)位驅(qū)動控制線RDIN4為″H″電平，第八晶體管T8為導(dǎo)通狀態(tài)，開始節(jié)點ST2的放電，并且讀出放大器起動信號SAE為″L″電平，同時字線WL為″L″電平，第一晶體管T1和第三晶體管T3為斷開狀態(tài)，把第一鐵電體電容器C1以及第三鐵電體電容器C3分別從第一位線BL以及第三位線BL3斷開。
在接著的t15的定時，第一復(fù)位驅(qū)動控制線XRDIN2為″H″電平，第七晶體管T7為導(dǎo)通狀態(tài)，并且第三復(fù)位驅(qū)動控制線RDIN4為″L″電平，第八晶體管T8為斷開狀態(tài)，繼續(xù)節(jié)點ST2的放電。此外，通過使位線預(yù)充電控制線BP為″H″電平，開始第一位線BL1、第二位線BL2、第三位線BL3和第四位線BL4的放電。
最后在t16的定時，節(jié)點ST2的放電結(jié)束后，復(fù)位信號線RST為″L″電平，回到初始狀態(tài)，1周期的讀出動作結(jié)束。
在本實施例中，在t14的定時，字線WL為″L″電平，把第一鐵電體電容器C1從第一位線BL斷開后，在t15的定時，位線預(yù)充電控制線為″H″電平。因此，當以高速把第一位線BL1放電時，第一鐵電體電容器C1的第一電極的電位也不變化，所以在單元板線CP中不產(chǎn)生負脈沖噪聲。
而在第一鐵電體電容器C1的第一電極中殘存電荷的狀態(tài)下，當讀出第一存儲單元1的存儲數(shù)據(jù)時，如果在使單元板線CP變?yōu)椤錒″電平之前使字線WL變?yōu)椤錒″電平，則在第一鐵電體電容器C1的第一電極中殘存電荷，所以由于鐵電體電容器C2的耦合，在單元板線CP中產(chǎn)生向上的噪聲。據(jù)此，保持″0″數(shù)據(jù)的第三鐵電體電容器C3的極化電荷量減少。為了防止它，在本實施例中，在t01時刻使單元板線CP為″H″電平。
如上所述，在實施例1的鐵電體存儲裝置中，標準單元在使字線WL為非活性狀態(tài)后，把位線放電，在鐵電體電容器的第一電極中殘留″H″電平的電荷，從而防止在單元板線中產(chǎn)生負脈沖噪聲。據(jù)此，防止保持″0″數(shù)據(jù)的鐵電體電容器的極化電荷量的減少，能實現(xiàn)鐵電體存儲裝置的可靠性的提高。此外，能以高速把位線放電，所以能謀求周期的高速化，能實現(xiàn)高速的鐵電體存儲裝置。
在本實施例中，關(guān)于第一參考單元3的第二鐵電體電容器C2的鐵電體電容器C(節(jié)點ST2)，在″1″數(shù)據(jù)的再寫入后，進行放電，作為抽出″H″電平的電荷的電荷抽出動作。此外，通過對第八晶體管T8使用低速的，能使把節(jié)點ST2放電的速度比把第一位線BL1放電的速度慢。據(jù)此，能抑制參考單元的單元板線中產(chǎn)生的噪聲，能產(chǎn)生正確的基準電位，所以能提高鐵電體存儲裝置的可靠性。
此外，在本實施例中，在第一位線BL1的放電之前開始節(jié)點ST2的放電。與第一位線BL1相比，放電更需要時間的節(jié)點ST2的放電在第一位線BL1的放電之前開始，能謀求周期的高速化，能實現(xiàn)高速的鐵電體存儲裝置。
(實施例2)下面參照圖1和圖3說明本發(fā)明實施例2的鐵電體存儲裝置。
圖1表示本發(fā)明實施例1和2的鐵電體存儲裝置的電路結(jié)構(gòu)，圖3表示本實施例的鐵電體存儲裝置的動作定時。關(guān)于圖1，與實施例1相同，所以省略說明。
參照圖3說明以往的鐵電體存儲裝置的電路動作。這里，在第一標準單元1中保持“1”數(shù)據(jù)，在第二標準單元2中保持“0”數(shù)據(jù)，此外在第一參考單元3中保持“1”數(shù)據(jù)，在第二參考單元4中保持“0”數(shù)據(jù)。須指出的是，“1”數(shù)據(jù)為具有鐵電體電容器的第一電極成為正極的殘留極化的情形，“0”數(shù)據(jù)為具有鐵電體電容器的第二電極成為正極的殘留極化的情形。
如圖3所示，初始狀態(tài)是位線預(yù)充電控制線BP輸出“H”電平的電壓(電源電壓)的活性狀態(tài)，所以驅(qū)動第一位線預(yù)充電電路7、第二位線預(yù)充電電路8、第三位線預(yù)充電電路9和第四位線預(yù)充電電路10，因此第一位線BL1、第二位線BL2、第三位線BL3和第四位線BL4的電位為接地電位。這時，字線WL、單元板線CP、參考字線RWL、參考單元板線RCP、電平均衡控制線REQ、復(fù)位信號線RST、第三復(fù)位驅(qū)動控制線RDIN4和讀出放大器起動線SAE的電壓是成為非活性狀態(tài)的“L”電平(接地電壓)，第二復(fù)位驅(qū)動控制線XRDIN3的電壓是成為非活性狀態(tài)的“H”電平的電壓，第一復(fù)位驅(qū)動控制線XRDIN2的電壓是成為活性狀態(tài)的“H”電平。
首先，在t00的定時，位線預(yù)充電控制線BP為″L″電平，第一位線BL1、第二位線BL2、第三位線BL3和第四位線BL4為浮置狀態(tài)。接著在t01的定時，電平均衡控制線REQ為″H″電平，并且單元板線CP和參考單元板線RCP為″H″電平。然后在t02的定時，字線WL、參考字線RWL為″H″電平。
據(jù)此，第一晶體管T1、第二晶體管T2、第三晶體管T3和第四晶體管T4變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，第一鐵電體電容器C1、第二鐵電體電容器C2、第三鐵電體電容器C3以及第四鐵電體電容器C4分別連接在第一位線BL1、第二位線BL2、第三位線BL3和第四位線BL4上。此外，第一鐵電體電容器C1、第二鐵電體電容器C2、第三鐵電體電容器C3以及第四鐵電體電容器C4的各第二電極變?yōu)椤錒″電平，所以保持在第一標準單元1中的“1”數(shù)據(jù)、保持在第二標準單元2中的“0”數(shù)據(jù)分別向第一位線BL1、第三位線BL3輸出，保持在第一參考單元3中的″1″數(shù)據(jù)、保持在第二參考單元4中的″0″數(shù)據(jù)分別向第二位線BL2、第四位線BL4輸出。
這時，電平均衡控制線REQ是″H″電平，所以驅(qū)動電平均衡電路11，第二位線BL2和第四位線BL4導(dǎo)通，所以第二位線BL2和第四位線BL4導(dǎo)通的電位變?yōu)橄嗟?，把與″1″數(shù)據(jù)對應(yīng)的電位和與″0″數(shù)據(jù)對應(yīng)的電位的中間電位作為基準電位(參考電位)對第二位線BL2和第四位線BL4輸出。
接著在t05的定時，使參考單元板線RCP和單元板線CP為″L″電平，在t06的定時，參考字線RWL為″L″電平，把第二鐵電體電容器C2以及第四鐵電體電容器C4分別從第二位線BL2以及第四位線BL4斷開。然后，在t07的定時，使電平均衡控制線REQ為″L″電平，使電平均衡電路11為斷開狀態(tài)。
接著在t09的定時，使讀出放大器起動信號SAE為″H″電平，通過第一讀出放大器15把由第一位線BL1和第二位線BL2讀出的電位差放大，通過第二讀出放大器16把由第三位線BL3和第四位線BL4讀出的電位差放大。據(jù)此，第一位線BL1變?yōu)殡娫措妷?，第二位線BL2變?yōu)榻拥仉妷?。此外，第三位線BL3變?yōu)榻拥仉妷?，第四位線BL4變?yōu)殡娫措妷骸?br> 這時字線WL是″H″電平，所以第一鐵電體電容器C1的第一電極為″H″電平，第三鐵電體電容器C3的第一電極為″L″電平。
而在t09的定時，第一復(fù)位驅(qū)動控制線XRDIN2為″L″電平，第二復(fù)位驅(qū)動控制線XRDIN3為″L″電平，復(fù)位驅(qū)動輸出線RFD0變?yōu)椤錒″電平。同時復(fù)位信號線RST為″H″電平，所以第二鐵電體電容器C2的第一電極(節(jié)點ST2)變?yōu)椤錒″電平，第四鐵電體電容器C4的第一電極(節(jié)點ST4)變?yōu)椤錖″電平。
接著在t10的定時，通過使單元板線CP和參考單元板線RCP為″H″電平，實施對構(gòu)成第二標準單元2的第三鐵電體電容器C3以及構(gòu)成第二參考單元4的第四鐵電體電容器C4的″0″數(shù)據(jù)的再寫入。
然后在t12的定時，通過使參考單元板線RCP以及單元板線CP為″L″電平，實施對構(gòu)成第一標準單元1的第一鐵電體電容器C1以及構(gòu)成第一參考單元3的第二鐵電體電容器C2的″1″數(shù)據(jù)的再寫入。
在t14的定時，第二復(fù)位驅(qū)動控制線XRDIN3為″H″電平，第九晶體管T9為斷開狀態(tài)，第三復(fù)位驅(qū)動控制線RDIN4為″H″電平，第八晶體管T8為導(dǎo)通狀態(tài)，開始節(jié)點ST2的放電，并且讀出放大器起動信號SAE為″L″電平，同時字線WL為″L″電平，第一晶體管T1和第三晶體管T3為斷開狀態(tài)，把第一鐵電體電容器C1以及第三鐵電體電容器C3分別從第一位線BL1以及第三位線BL3斷開。
在接著的t15的定時，第一復(fù)位驅(qū)動控制線XRDIN2為″H″電平，第七晶體管T7為導(dǎo)通狀態(tài)，并且第三復(fù)位驅(qū)動控制線RDIN4為″L″電平，第八晶體管T8為斷開狀態(tài)，繼續(xù)節(jié)點ST2的放電。此外，通過使位線預(yù)充電控制線BP為″H″電平，開始第一位線BL1、第二位線BL2、第三位線BL3和第四位線BL4的放電。
最后在t16的定時，節(jié)點ST2的放電結(jié)束后，復(fù)位信號線RST為″L″電平，回到初始狀態(tài)，1周期的讀出動作結(jié)束。
在本實施例中，在t1的定時和t10的定時，單元板線CP和參考單元板線RCP同時為″H″電平，在t5的定時和t12的定時，單元板線CP和參考單元板線RCP同時為″L″電平，使單元板線CP和參考單元板線RCP的狀態(tài)同步，以相同的定時變化。
據(jù)此，沒必要分別產(chǎn)生標準單元和參考單元的單元板線控制信號，所以鐵電體存儲裝置的控制變得容易，并且能簡化控制電路。因此，鐵電體存儲裝置的可靠性提高，并且能縮小鐵電體存儲裝置的芯片尺寸。
(實施例3)下面參照圖4說明本發(fā)明實施例3的鐵電體存儲裝置。
圖4表示本發(fā)明實施例3的鐵電體存儲裝置的電路結(jié)構(gòu)。須指出的是，在圖4中，對于與圖1所示的構(gòu)成要素相同的構(gòu)成要素付與相同的符號，省略說明。
如圖4所示，本實施例的鐵電體存儲裝置把保持″1″數(shù)據(jù)的第一參考單元3的第二鐵電體電容器C2的第二電極連接在第一參考單元板線RCPH上，把保持″0″數(shù)據(jù)的第二參考單元4的第四鐵電體電容器C4的第二電極連接在第二參考單元板線RCPL上。
據(jù)此，只在第一參考單元板線RCPH上連接保持″1″數(shù)據(jù)的鐵電體電容器的第二電極。因此，當把保持″1″數(shù)據(jù)的鐵電體電容器C2的第一電極(節(jié)點ST2)放電時，即使在第一參考單元板線RCPH中產(chǎn)生噪聲時，對保持″0″數(shù)據(jù)的第四鐵電體電容器C4也不產(chǎn)生影響，保持″0″數(shù)據(jù)的第四鐵電體電容器C4的極化電極量不會減少。
如上所述，根據(jù)本實施例的鐵電體存儲裝置，保持″0″數(shù)據(jù)的參考單元的鐵電體電容器的極化電極量不會因為參考單元板線中產(chǎn)生的噪聲而減少，所以能取得正確的基準電位，所以能實現(xiàn)可靠性高的鐵電體存儲裝置。此外，能以高速把保持″1″數(shù)據(jù)的參考單元的鐵電體電容器的第一電極放電，所以能謀求周期的高速化，所以能實現(xiàn)高速的鐵電體存儲裝置。
本發(fā)明的鐵電體存儲裝置及其讀出方法在把位線放電時，防止標準單元的存儲數(shù)據(jù)破壞，并且能使周期高速化，所以能實現(xiàn)高可靠性、高速的鐵電體存儲裝置，所以作為對存儲單元使用鐵電體電容器的鐵電體存儲裝置及其讀出方法，是有用的。
權(quán)利要求
1.一種鐵電體存儲裝置，包括多個標準單元，該多個標準單元分別具有以鐵電體為電容膜并且保存數(shù)據(jù)的第一鐵電體電容器和與該第一鐵電體電容器連接的第一晶體管；與所述各第一晶體管連接的第一位線；設(shè)置在所述第一位線與接地之間的開關(guān)電路即第一位線預(yù)充電電路；以及與所述各第一晶體管的柵極連接的字線，其特征在于在驅(qū)動所述第一位線預(yù)充電電路、把所述第一位線的電位放電之前，使所述字線變?yōu)榉腔钚誀顟B(tài)，從而所述第一鐵電體電容器從第一位線斷開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵電體存儲裝置，其特征在于還具有與所述各個鐵電體電容器的第二電極連接的單元板線，當從所述各標準單元讀出數(shù)據(jù)時，所述單元板線比所述字線更先變?yōu)榛钚誀顟B(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鐵電體存儲裝置，其特征在于還具有分別與所述第一位線以及基準電位的發(fā)生電路連接，并且把所述第一位線的電位與所述基準電位的電位差放大的多個讀出放大器；與所述各基準電位的發(fā)生電路分別連接的多個第二位線；以及設(shè)置在所述第二位線上的開關(guān)電路即第二位線預(yù)充電電路，所述各基準電位的發(fā)生電路是分別由所述各第二位線連接在所述各讀出放大器上的參考單元，所述各參考單元具有以鐵電體為電容膜，并且保持數(shù)據(jù)的第二鐵電體電容器；和與所述第二鐵電體電容器的第一電極連接的第二晶體管，所述各第二晶體管分別與所述各第二位線連接，所述第二晶體管的柵極與參考字線連接，所述第二鐵電體電容器的第二電極與參考單元板線連接，在所述各參考單元中彼此相鄰的2個參考單元上連接對所述相鄰的2個參考單元寫入彼此不同的數(shù)據(jù)的復(fù)位電路，所述相鄰的2個參考單元的所述各第二位線，通過開關(guān)電路即電平均衡電路相互連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐵電體存儲裝置，其特征在于外加在所述參考單元板線上的信號與外加在所述單元板線上的信號同步。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐵電體存儲裝置，其特征在于外加在所述參考單元板線上的信號與外加在所述單元板線上的信號不同步。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐵電體存儲裝置，其特征在于所述第二鐵電體電容器的第一電極的電位從電源電壓放電到接地電壓的速度，比所述第一位線的電位從電源電壓放電到接地電壓的速度還小。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鐵電體存儲裝置，其特征在于所述第二鐵電體電容器的第一電極的電位從電源電壓放電到接地電壓的動作，比所述第一位線的電位從電源電壓放電到接地電壓的動作先開始。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鐵電體存儲裝置，其特征在于還具有分別與所述第一位線以及基準電位的發(fā)生電路連接，并且把所述第一位線的電位與所述基準電位的電位差放大的多個讀出放大器；與所述各基準電位的發(fā)生電路分別連接的多個第二位線；以及設(shè)置在所述第二位線上的開關(guān)電路即第二位線預(yù)充電電路，所述各基準電位的發(fā)生電路，是分別由所述各第二位線與所述各讀出放大器連接的參考單元，所述各參考單元具有以鐵電體為電容膜，并且保持數(shù)據(jù)的第二鐵電體電容器；和與所述第二鐵電體電容器的第一電極連接的第二晶體管，所述各第二晶體管分別與所述各第二位線連接，所述各第二晶體管的柵極與參考字線連接，在所述各參考單元中彼此相鄰的2個參考單元上連接對所述相鄰的2個參考單元寫入彼此不同的數(shù)據(jù)的復(fù)位電路，所述相鄰的2個參考單元的所述各第二位線通過開關(guān)電路即電平均衡電路相互連接，多個所述第二鐵電體電容器中保持一方的數(shù)據(jù)的第二鐵電體電容器的第二電極與第一參考單元板線連接，多個所述第二鐵電體電容器中保持另一方的數(shù)據(jù)的第二鐵電體電容器的第二電極與第二參考單元板線連接。
9.一種鐵電體存儲裝置的讀出方法，該鐵電體存儲裝置包括多個標準單元，該多個標準單元分別具有以鐵電體為電容膜并且保存數(shù)據(jù)的第一鐵電體電容器和與該第一鐵電體電容器連接的第一晶體管；與所述各第一晶體管連接的第一位線；設(shè)置在所述第一位線上的開關(guān)電路即第一位線預(yù)充電電路；與所述第一鐵電體電容器的第二電極連接的單元板線；以及與所述各第一晶體管的柵極連接的字線，其特征在于包括把所述單元板線活性化的步驟；把所述字線活性化的步驟；把所述字線非活性化的步驟；以及在把所述字線非活性化的步驟之后，驅(qū)動所述第一位線預(yù)充電電路的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的鐵電體存儲裝置的讀出方法，其特征在于把所述單元板線活性化的步驟，在把所述字線活性化的步驟之前進行。
全文摘要
一種鐵電體存儲裝置，包括使用鐵電體電容器存儲數(shù)據(jù)的標準單元、產(chǎn)生基準電位的參考單元、把標準單元和基準電位的電位差放大的讀出放大器、控制標準單元和參考單元和讀出放大器的控制電路，把標準單元的字線(WL)非活性化，把第一鐵電體電容器從第一位線(BL1)斷開后，把位線預(yù)充電控制線活性化，通過驅(qū)動第一位線預(yù)充電電路(7)，把第一位線(BL1)放電。
文檔編號G11C11/22GK1700473SQ200510072630
公開日2005年11月23日 申請日期2005年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月21日
發(fā)明者山岡邦吏, 平野博茂, 五寶靖, 巖成俊一, 村久木康夫, 坂上雅彥, 中熊哲治, 三木隆 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社