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JP4192616B2 - Ferroelectric memory and initialization method thereof - Google Patents
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JP4192616B2 JP2003032043A JP2003032043A JP4192616B2 JP 4192616 B2 JP4192616 B2 JP 4192616B2 JP 2003032043 A JP2003032043 A JP 2003032043A JP 2003032043 A JP2003032043 A JP 2003032043A JP 4192616 B2 JP4192616 B2 JP 4192616B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、強誘電体キャパシタを記憶媒体とする強誘電体メモリ(FeRAM)及びその初期化方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図4は1トランジスタ/1キャパシタ型のメモリセルとリファレンスセルを配列してなる従来の強誘電体メモリの一例の要部を示す回路図である(例えば、特許文献1参照)。図4中、1はメモリセル領域であり、2はメモリセル、WLはワード線、PLはプレート線、BL、/BLはビット線である。3はリファレンスセル領域であり、4はリファレンスセル、RWLはリファレンスワード線、RPLはリファレンスプレート線である。5はセンスアンプである。
【0003】
図5はメモリセル2及びリファレンスセル4の構成を示す回路図である。図5中、メモリセル2において、6は強誘電体キャパシタ、7は転送ゲートをなすnMOSトランジスタであり、リファレンスセル4において、8は強誘電体キャパシタ、9は転送ゲートをなすnMOSトランジスタである。なお、強誘電体キャパシタ8は、サイズを強誘電体キャパシタ6よりも小とされている。
【0004】
例えば、図4に示す強誘電体メモリをセキュリティチップとして使用する場合には、デバイス製造メーカがウエハ状態の下で特定又は全てのメモリセル領域、例えば、メモリセル領域1のメモリセル2にセキュリティ関連データを書き込み、リファレンスセル領域3のリファレンスセル4に論理0を書き込んだ上でパッケージ化して出荷し、顧客はメモリセル領域1をROM(Read Only Memory)として使用することになる。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−67597号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、強誘電体メモリは、パッケージ工程で200℃から250℃の熱履歴を受ける。このため、セキュリティチップとして使用するためにウエハ状態の下でメモリセル領域1及びリファレンスセル領域3に書き込みが行われた強誘電体メモリは、パッケージ工程で、強誘電体キャパシタ6、8の分極の熱履歴による減極(Thermal Depolarization)を受けることになる。
【0007】
図6は強誘電体キャパシタ6のヒステリシス特性を示す図であり、縦軸に電荷量Q、横軸にビット線BLに対するプレート線PLの電圧Vを取っている。残留分極点aは、減極を受ける前の論理0を記憶している状態、残留分極点bは、減極を受ける前の論理1を記憶している状態であり、減極を受けると、例えば、残留分極点aはcに移動し、残留分極点bはdに移動する。
【0008】
ここで、図7は図4に示す従来の強誘電体メモリをセキュリティチップとして使用する場合の問題点を説明するための図であり、例えば、パッケージ工程において、250℃の熱履歴を受けた場合のメモリセル2及びリファレンスセル4のビット線への出力電荷量の変化を示している。
【0009】
図7では、縦軸にビット線への出力電荷量を取っており、曲線10は論理1を記憶するメモリセル2のビット線への出力電荷量の変化、曲線11は論理0を記憶するメモリセル2のビット線への出力電荷量の変化、曲線12はリファレンスセル4のビット線への出力電荷量の変化を示しており、P0はパッケージ工程における熱履歴前の時点、P1はパッケージ工程における熱履歴後で、1サイクル目の読み出しが行われる時点、P2〜P8は2サイクル目〜8サイクル目の読み出しが行われる時点である。
【0010】
このように、図4に示す従来の強誘電体キャパシタをセキュリティチップとして使用する場合、パッケージ後の1サイクル目の読み出し時には、リファレンスセル4からのビット線への出力電荷量が大きくなり、論理1を記憶しているメモリセル2からのビット線への出力電荷量に接近してしまう。このような場合であっても、デザインルールが大きく、駆動電圧も高い場合には、特別な読み出し方法を取らなくても、論理1のデータの読み出しに何ら問題は生じない。
【0011】
しかしながら、高容量化・低電圧化に伴い、デザインルールが小さくなり、駆動電圧が例えば2.7V以下となるように低く設計されるようになると、データの読み出しマージンが小さくなるので、リファレンスセル4からの出力電荷量が大きくなり、論理1を記憶しているメモリセル2からの出力電荷量に接近してしまうと、論理1のデータを保証できなくなるという問題点があった。
【0012】
本発明は、かかる点に鑑み、例えば、デバイス製造メーカがウエハ状態の下で特定又は全てのメモリセル領域及びリファレンスセル領域に書き込みを行い、パッケージの際の熱履歴により強誘電体キャパシタの分極が減極されてしまうような場合であっても、パッケージ後の読み出しを保証することができるようにした強誘電体メモリを提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明の強誘電体メモリは、リファレンスセルに書き込みを行った後の最初の電源投入時プレート線を駆動することなく、特定又は全てのリファレンスプレート線を1サイクル駆動するリファレンスプレート線駆動回路を備えるというものである。
【0014】
本発明の強誘電体メモリによれば、リファレンスセルに書き込みを行った後の最初の電源投入時プレート線を駆動することなく、特定又は全てのリファレンスプレート線を1サイクル駆動するリファレンスプレート線駆動回路を備えるとしているので、例えば、デバイス製造メーカがウエハ状態の下で特定又は全てのメモリセル領域及びリファレンスセル領域に書き込みを行い、パッケージの際の熱履歴により強誘電体キャパシタの分極が減極されてしまうような場合であっても、読み出しサイクルが開始される前に、特定又は全てのリファレンスセルの強誘電体キャパシタの分極状態を熱履歴前の状態に近づけることができる。
【0015】
本発明の強誘電体メモリの初期化方法は、リファレンスセルに書き込みを行った後の最初の電源投入時に、プレート線を駆動することなく特定又は全てのリファレンスプレート線を1サイクル駆動してリファレンスセルを初期化する工程を有するというものである。
【0016】
本発明の強誘電体メモリの初期化方法によれば、リファレンスセルに書き込みを行った後の最初の電源投入時に、プレート線を駆動することなく特定又は全てのリファレンスプレート線を1サイクル駆動してリファレンスセルを初期化する工程を有するとしているので、例えば、デバイス製造メーカがウエハ状態の下で特定又は全てのメモリセル領域及びリファレンスセル領域に書き込みを行い、パッケージの際の熱履歴により強誘電体キャパシタの分極が減極されてしまうような場合であっても、読み出しサイクルが開始される前に、特定又は全てのリファレンスセルの強誘電体キャパシタの分極状態を熱履歴前の状態に近づけることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図1〜図3を参照して、本発明の強誘電体メモリ及びその初期化方法の一実施形態について、本発明の強誘電体メモリ及びその初期化方法を1トランジスタ/1キャパシタ型のメモリセルとリファレンスセルを配列してなる強誘電体メモリ及びその初期化方法に適用した場合を例にして説明する。
【0018】
図1は本発明の強誘電体メモリの一実施形態の要部を示す回路図である。本発明の強誘電体メモリの一実施形態は、パッケージ後の最初の電源投入時のみ、リファレンスプレート線RPLを1サイクル駆動するリファレンスプレート線駆動回路13を設け、その他については、図4に示す従来の強誘電体メモリと同様に構成したものである。なお、読み出しサイクル時に使用するリファレンスプレート線駆動回路は、従来周知のように設けられるが、その図示は省略している。
【0019】
図2はリファレンスプレート線駆動回路13の構成を示す回路図である。図2中、14は電源電圧VCCを入力するための電源電圧入力端子、15は電圧パルス発生回路(第1の電圧パルス発生回路)であり、16はNPNトランジスタ、17〜19は抵抗、20はキャパシタである。この電圧パルス発生回路15は、電源が投入され、電源電圧VCCが入力されると、これに応答して、1個の正の電圧パルスを発生するものである。
【0020】
また、21はAND回路(第3の電圧パルス発生回路)、22はカウンタ(電圧パルス発生制御回路)である。AND回路21は、電圧パルス発生回路15の出力とカウンタ22の出力とをAND処理して、電圧を電源電圧VCCとするリファレンスプレート線RPLを駆動する電圧パルスを発生するものである。
【0021】
カウンタ22は、出力の初期値を論理1とし、AND回路21から出力される電圧パルスをカウントし、パッケージ後にAND回路21から1個の電圧パルスが出力されると、この電圧パルスのカウント値「1」を不揮発的に記憶し、以後、論理0を出力するものである。
【0022】
このように構成されたリファレンスプレート線駆動回路13では、例えば、本発明の強誘電体メモリの一実施形態をデバイス製造メーカが出荷した後、顧客が最初の電源投入を行うと、電圧パルス発生回路15は、電圧パルスを発生する。これに応答して、カウンタ22から論理1を供給されているAND回路21は、電圧パルス発生回路15が発生した電圧パルスに対応した電圧パルスを発生してリファレンスプレート線RPLを駆動する。
【0023】
また、カウンタ22は、AND回路21から出力された電圧パルスをカウントし、この電圧パルスのカウント値「1」を不揮発的に記憶し、以後、論理0を出力する。この結果、以後、電源が投入されるごとに、電圧パルス発生回路15は電圧パルスを発生するが、AND回路21は、電圧パルス発生回路15が発生する電圧パルスに対応する電圧パルスを発生することがない。
【0024】
このように、本発明の強誘電体メモリの一実施形態では、AND回路21とカウンタ22とで、パッケージ後の最初の電源投入時のみ、電圧パルス発生回路15が発生する電圧パルスに対応する電圧パルスを発生してリファレンスプレート線RPLを駆動する第2の電圧パルス発生回路が構成されている。
【0025】
このように構成された本発明の強誘電体メモリの一実施形態を、例えば、セキュリティチップとして使用する場合には、デバイス製造メーカがウエハ状態の下でメモリセル領域1のメモリセル2にセキュリティ関連データを書き込むと共に、リファレンスセル領域3のリファレンスセル4に論理0を書き込んだ上でパッケージ化して出荷し、顧客はメモリセル領域1をROMとして使用することになる。
【0026】
図3は本発明の強誘電体メモリの一実施形態の動作(本発明の強誘電体メモリの初期化方法の一実施形態)を示すタイミングチャートであり、図3Aは電源電圧VCC、図3Bはリファレンスプレート線RPLの電圧、図3Cはプレート線PLの電圧、図3Dはビット線BL、/BLの電圧を示している。
【0027】
即ち、本発明の強誘電体メモリの一実施形態を、例えば、デバイス製造メーカが出荷した後、顧客が最初の電源投入を行うと、読み出し準備サイクルが開始され、リファレンスプレート線駆動回路13からリファレンスプレート線RPLに電圧を電源電圧VCCとする電圧パルスが供給される。この結果、リファレンスセル4の強誘電体キャパシタ8の分極状態を熱履歴を受ける前の状態に近づけることができる。したがって、その後、続いて、読み出しサイクルが開始される場合には、従来周知の方法により正常な読み出しを行うことができる。
【0028】
本発明の強誘電体メモリの一実施形態によれば、例えば、駆動電圧を2.7V以下の低電圧に設計し、かつ、セキュリティチップとして使用するために、デバイス製造メーカがウエハ状態の下でメモリセル領域1及びリファレンスセル領域3に書き込みを行い、パッケージの際の熱履歴によりリファレンスセル4の強誘電体キャパシタ8の分極が減極されてしまうような場合であっても、パッケージ後の読み出しを保証することができる。
【0029】
なお、本発明の強誘電体メモリの一実施形態においては、本発明の強誘電体メモリをセキュリティチップとして使用する場合を例にして説明したが、本発明の強誘電体メモリは、1トランジスタ/1キャパシタ型のメモリセルとリファレンスセルを配列してなる強誘電体メモリであって、デバイス製造メーカがウエハ状態の下でメモリセル領域及びリファレンスセル領域に書き込みを行う強誘電体メモリに広く適用することができる。
【0030】
また、低電圧動作を実行するために微細化されたメモリセルは、データの読み出しマージンが小さくなるので、本発明の強誘電体メモリは、微細化された2トランジスタ/2キャパシタ型のメモリセルを有する強誘電体メモリや、MFS(Metal Ferroelectric Semiconductor)FETを使用してなる強誘電体メモリ等にも適用して効果を得ることができる。
【0031】
【発明の効果】
以上のように、本発明の強誘電体メモリによれば、リファレンスセルに書き込みを行った後の最初の電源投入時プレート線を駆動することなく、特定又は全てのリファレンスプレート線を1サイクル駆動するリファレンスプレート線駆動回路を備えるとしたことにより、例えば、デバイス製造メーカがウエハ状態の下で特定又は全てのメモリセル領域及びリファレンスセル領域に書き込みを行い、パッケージの際の熱履歴により強誘電体キャパシタの分極が減極されてしまうような場合であっても、読み出しサイクルが開始される前に、特定又は全てのリファレンスセルの強誘電体キャパシタの分極状態を熱履歴前の状態に近づけることができるので、パッケージ後の読み出しを保証することができる。
【0032】
また、本発明の強誘電体メモリの初期化方法によれば、リファレンスセルに書き込みを行った後の最初の電源投入時に、プレート線を駆動することなく特定又は全てのリファレンスプレート線を1サイクル駆動してリファレンスセルを初期化する工程を有するとしたことにより、例えば、デバイス製造メーカがウエハ状態の下で特定又は全てのメモリセル領域及びリファレンスセル領域に書き込みを行い、パッケージの際の熱履歴により強誘電体キャパシタの分極が減極されてしまうような場合であっても、読み出しサイクルが開始される前に、特定又は全てのリファレンスセルの強誘電体キャパシタの分極状態を熱履歴前の状態に近づけることができるので、パッケージ後の読み出しを保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の強誘電体メモリの一実施形態の要部を示す回路図である。
【図2】本発明の強誘電体メモリの一実施形態が備えるリファレンスプレート線駆動回路の構成を示す回路図である。
【図3】本発明の強誘電体メモリの一実施形態の動作(本発明の強誘電体メモリの初期化方法の一実施形態)を示すタイミングチャートである。
【図4】従来の強誘電体メモリの一例の要部を示す回路図である。
【図5】図4に示す従来の強誘電体メモリが備えるメモリセル及びリファレンスセルの構成を示す回路図である。
【図6】図4に示す従来の強誘電体メモリが備えるメモリセルの強誘電体キャパシタのヒステリシス特性を示す図である。
【図7】図4に示す従来の強誘電体メモリをセキュリティチップとして使用する場合の問題点を説明するためのである。
【符号の説明】
1…メモリセル領域
2…メモリセル
3…リファレンスセル領域
4…リファレンスセル
5…センスアンプ
13…リファレンスプレート線駆動回路
WL…ワード線
PL…プレート線
RWL…リファレンスワード線
RPL…リファレンスプレート線
BL、/BL…ビット線
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a ferroelectric memory (FeRAM) using a ferroelectric capacitor as a storage medium and an initialization method thereof.
[0002]
[Prior art]
FIG. 4 is a circuit diagram showing a main part of an example of a conventional ferroelectric memory in which a 1-transistor / 1-capacitor type memory cell and a reference cell are arranged (see, for example, Patent Document 1). In FIG. 4, 1 is a memory cell region, 2 is a memory cell, WL is a word line, PL is a plate line, and BL and / BL are bit lines. 3 is a reference cell region, 4 is a reference cell, RWL is a reference word line, and RPL is a reference plate line. Reference numeral 5 denotes a sense amplifier.
[0003]
FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of the memory cell 2 and the reference cell 4. In FIG. 5, in the memory cell 2, 6 is a ferroelectric capacitor, 7 is an nMOS transistor that forms a transfer gate, 8 in the reference cell 4, 8 is a ferroelectric capacitor, and 9 is an nMOS transistor that forms a transfer gate. The size of the ferroelectric capacitor 8 is smaller than that of the ferroelectric capacitor 6.
[0004]
For example, when the ferroelectric memory shown in FIG. 4 is used as a security chip, the device manufacturer is security related to a specific or all memory cell area under the wafer state, for example, the memory cell 2 in the memory cell area 1. Data is written, logic 0 is written in the reference cell 4 in the reference cell area 3 and packaged before shipment. The customer uses the memory cell area 1 as a ROM (Read Only Memory).
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-67597 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
Generally, a ferroelectric memory receives a thermal history of 200 ° C. to 250 ° C. in a packaging process. For this reason, the ferroelectric memory in which the memory cell region 1 and the reference cell region 3 are written under the wafer state for use as a security chip has the polarization of the ferroelectric capacitors 6 and 8 in the packaging process. You will receive thermal depolarization due to thermal history.
[0007]
FIG. 6 is a diagram showing hysteresis characteristics of the ferroelectric capacitor 6. The vertical axis represents the charge amount Q, and the horizontal axis represents the voltage V of the plate line PL with respect to the bit line BL. The remanent polarization point a is in a state storing a logic 0 before undergoing depolarization, and the remanent polarization point b is in a state storing a logic 1 before undergoing depolarization. For example, the remanent polarization point a moves to c, and the remanent polarization point b moves to d.
[0008]
Here, FIG. 7 is a diagram for explaining a problem when the conventional ferroelectric memory shown in FIG. 4 is used as a security chip. For example, when a thermal history of 250 ° C. is received in the packaging process. The change of the output charge amount to the bit line of the memory cell 2 and the reference cell 4 is shown.
[0009]
In FIG. 7, the vertical axis represents the output charge amount to the bit line, the curve 10 represents the change in the output charge amount to the bit line of the memory cell 2 storing logic 1, and the curve 11 represents the memory storing logic 0. The change in the output charge amount to the bit line of the cell 2, the curve 12 shows the change in the output charge amount to the bit line of the reference cell 4, P0 is a point before the thermal history in the packaging process, and P1 is in the packaging process After the heat history, the first cycle is read, and P2 to P8 are the second cycle to the eighth cycle.
[0010]
As described above, when the conventional ferroelectric capacitor shown in FIG. 4 is used as a security chip, the output charge amount from the reference cell 4 to the bit line becomes large at the time of reading in the first cycle after packaging, and the logic 1 Approaches the amount of output charge from the memory cell 2 storing the data to the bit line. Even in such a case, when the design rule is large and the driving voltage is high, there is no problem in reading the logic 1 data without taking a special reading method.
[0011]
However, when the design rule is reduced and the drive voltage is designed to be low, for example, 2.7 V or less as the capacity and the voltage are reduced, the data read margin is reduced. When the output charge amount from the memory cell 2 increases and approaches the output charge amount from the memory cell 2 storing the logic 1, there is a problem that the data of the logic 1 cannot be guaranteed.
[0012]
In view of this point, the present invention, for example, causes a device manufacturer to write in a specific or all memory cell region and reference cell region under a wafer state, and the polarization of the ferroelectric capacitor is caused by the thermal history at the time of packaging. An object of the present invention is to provide a ferroelectric memory capable of guaranteeing reading after packaging even in the case of depolarization.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The ferroelectric memory of the present invention, upon initial power-up after writing to the reference cell, without driving the plate line, the reference plate line driving circuit for one cycle drives certain or all of the reference plate line It is to have.
[0014]
According to the ferroelectric memory of the present invention, upon initial power-up after writing to the reference cell, without driving the plate line, the reference plate line to one cycle drives certain or all of the reference plate line Since the device is equipped with a drive circuit, for example, the device manufacturer writes to a specific or all memory cell region and reference cell region under the wafer state, and the polarization of the ferroelectric capacitor is reduced by the thermal history at the time of packaging. Even in such a case, the polarization state of the ferroelectric capacitor of the specific or all reference cells can be brought close to the state before the thermal history before the read cycle is started.
[0015]
According to the ferroelectric memory initialization method of the present invention, a reference cell is driven by driving a specific or all reference plate lines for one cycle without driving a plate line at the first power-on after writing to the reference cell. It has the process of initializing.
[0016]
According to the ferroelectric memory initialization method of the present invention, at the first power-on after writing to the reference cell, the specified or all reference plate lines are driven for one cycle without driving the plate lines. Since it has a process of initializing the reference cell, for example, a device manufacturer writes data to a specific or all memory cell area and reference cell area under a wafer state, and a ferroelectric material is formed by a thermal history at the time of packaging. Even in the case where the polarization of the capacitor is depolarized, the polarization state of the ferroelectric capacitor of a specific or all reference cells can be brought close to the state before the thermal history before the read cycle is started. it can.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 3, a ferroelectric memory and an initialization method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to a one-transistor / one-capacitor type ferroelectric memory and an initialization method thereof. A case where the present invention is applied to a ferroelectric memory formed by arranging memory cells and reference cells and an initialization method thereof will be described as an example.
[0018]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a main part of one embodiment of a ferroelectric memory according to the present invention. In one embodiment of the ferroelectric memory according to the present invention, a reference plate line driving circuit 13 for driving the reference plate line RPL for one cycle is provided only at the first power-on after the package, and the others are shown in FIG. The same configuration as that of the ferroelectric memory. The reference plate line drive circuit used in the read cycle is provided as is well known in the art, but is not shown.
[0019]
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of the reference plate line driving circuit 13. In FIG. 2, 14 is a power supply voltage input terminal for inputting the power supply voltage VCC, 15 is a voltage pulse generation circuit (first voltage pulse generation circuit), 16 is an NPN transistor, 17 to 19 are resistors, and 20 is a resistor. It is a capacitor. The voltage pulse generation circuit 15 generates one positive voltage pulse in response to the power supply being supplied and the power supply voltage VCC being input.
[0020]
Further, 21 is an AND circuit (third voltage pulse generation circuit), and 22 is a counter (voltage pulse generation control circuit). The AND circuit 21 AND-processes the output of the voltage pulse generation circuit 15 and the output of the counter 22 to generate a voltage pulse for driving the reference plate line RPL whose voltage is the power supply voltage VCC.
[0021]
The counter 22 sets the initial value of the output to logic 1, counts the voltage pulse output from the AND circuit 21, and when one voltage pulse is output from the AND circuit 21 after packaging, the count value “ 1 "is stored in a nonvolatile manner, and thereafter, logic 0 is output.
[0022]
In the reference plate line drive circuit 13 configured as described above, for example, when a device manufacturer ships an embodiment of the ferroelectric memory of the present invention and then the customer first turns on the power, the voltage pulse generation circuit 13 15 generates a voltage pulse. In response to this, the AND circuit 21 supplied with logic 1 from the counter 22 generates a voltage pulse corresponding to the voltage pulse generated by the voltage pulse generation circuit 15 to drive the reference plate line RPL.
[0023]
The counter 22 counts the voltage pulse output from the AND circuit 21, stores the count value “1” of the voltage pulse in a non-volatile manner, and thereafter outputs logic 0. As a result, every time the power is turned on, the voltage pulse generation circuit 15 generates a voltage pulse, but the AND circuit 21 generates a voltage pulse corresponding to the voltage pulse generated by the voltage pulse generation circuit 15. There is no.
[0024]
As described above, in one embodiment of the ferroelectric memory according to the present invention, the AND circuit 21 and the counter 22 use the voltage corresponding to the voltage pulse generated by the voltage pulse generation circuit 15 only at the first power-on after the package. A second voltage pulse generating circuit that generates a pulse to drive the reference plate line RPL is configured.
[0025]
When one embodiment of the ferroelectric memory according to the present invention configured as described above is used as, for example, a security chip, a device manufacturer relates to a security cell in a memory cell 2 in the memory cell region 1 under a wafer state. In addition to writing data, logic 0 is written to the reference cell 4 in the reference cell area 3 and packaged before shipment. The customer uses the memory cell area 1 as a ROM.
[0026]
FIG. 3 is a timing chart showing the operation of one embodiment of the ferroelectric memory of the present invention (one embodiment of the initialization method of the ferroelectric memory of the present invention). FIG. 3A is a power supply voltage VCC, and FIG. The voltage of the reference plate line RPL, FIG. 3C shows the voltage of the plate line PL, and FIG. 3D shows the voltages of the bit lines BL and / BL.
[0027]
That is, when an embodiment of the ferroelectric memory according to the present invention is shipped by a device manufacturer, for example, when the customer first turns on the power, a read preparation cycle is started, and the reference plate line driving circuit 13 starts the reference. A voltage pulse whose voltage is the power supply voltage VCC is supplied to the plate line RPL. As a result, the polarization state of the ferroelectric capacitor 8 of the reference cell 4 can be brought close to the state before receiving the thermal history. Therefore, when a read cycle is subsequently started, normal reading can be performed by a conventionally known method.
[0028]
According to one embodiment of the ferroelectric memory of the present invention, for example, in order to design a drive voltage as a low voltage of 2.7 V or less and use it as a security chip, a device manufacturer can Even after writing to the memory cell region 1 and the reference cell region 3 and the polarization of the ferroelectric capacitor 8 of the reference cell 4 is depolarized due to the thermal history during the packaging, reading after the packaging is performed. Can be guaranteed.
[0029]
In the embodiment of the ferroelectric memory of the present invention, the case where the ferroelectric memory of the present invention is used as a security chip has been described as an example. However, the ferroelectric memory of the present invention has one transistor / A ferroelectric memory in which a one-capacitor type memory cell and a reference cell are arranged, and is widely applied to a ferroelectric memory in which a device manufacturer writes data in a memory cell region and a reference cell region under a wafer state. be able to.
[0030]
In addition, since a memory cell miniaturized to perform a low voltage operation has a small data read margin, the ferroelectric memory of the present invention has a miniaturized 2-transistor / 2-capacitor type memory cell. The present invention can be applied to a ferroelectric memory having an MFS (Metal Ferroelectric Semiconductor) FET, and the like to obtain an effect.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the ferroelectric memory of the present invention, upon initial power-up after writing to the reference cell, without driving the plate line, identified or one cycle every reference plate line By providing a reference plate line drive circuit for driving, for example, a device manufacturer writes data to a specific or all memory cell area and reference cell area under a wafer state, and ferroelectrics are generated by a thermal history at the time of packaging. Even if the polarization of the body capacitor is depolarized, the polarization state of the ferroelectric capacitor of a specific or all reference cells is brought close to the state before the thermal history before the read cycle is started. Therefore, reading after packaging can be guaranteed.
[0032]
Further, according to the initialization method of the ferroelectric memory of the present invention, at the first power-on after writing to the reference cell, the specified or all reference plate lines are driven for one cycle without driving the plate lines. In this case, for example, the device manufacturer writes data to a specific or all memory cell area and reference cell area under the wafer state, and the thermal history at the time of packaging. Even in the case where the polarization of the ferroelectric capacitor is depolarized, the polarization state of the ferroelectric capacitor in a specific or all reference cells is set to the state before the thermal history before the read cycle is started. Since they can be close to each other, reading after packaging can be guaranteed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a main part of an embodiment of a ferroelectric memory of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a reference plate line driving circuit provided in an embodiment of a ferroelectric memory of the present invention.
FIG. 3 is a timing chart showing the operation of one embodiment of the ferroelectric memory of the present invention (one embodiment of the ferroelectric memory initialization method of the present invention);
FIG. 4 is a circuit diagram showing a main part of an example of a conventional ferroelectric memory.
5 is a circuit diagram showing a configuration of a memory cell and a reference cell included in the conventional ferroelectric memory shown in FIG. 4. FIG.
6 is a diagram showing hysteresis characteristics of a ferroelectric capacitor of a memory cell included in the conventional ferroelectric memory shown in FIG. 4; FIG.
FIG. 7 is a diagram for explaining a problem when the conventional ferroelectric memory shown in FIG. 4 is used as a security chip.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Memory cell area 2 ... Memory cell 3 ... Reference cell area 4 ... Reference cell 5 ... Sense amplifier 13 ... Reference plate line drive circuit WL ... Word line PL ... Plate line RWL ... Reference word line RPL ... Reference plate line BL, / BL ... Bit line

Claims (5)

リファレンスセルに書き込みを行った後の最初の電源投入時プレート線を駆動することなく、特定又は全てのリファレンスプレート線を1サイクル駆動するリファレンスプレート線駆動回路を備えることを特徴とする強誘電体メモリ。 Upon initial power-up after writing to the reference cell, without driving the plate line, a ferroelectric, characterized in that it comprises a reference plate line driving circuit for one cycle drives certain or all of the reference plate line Body memory. メモリセルとリファレンスセルが1トランジスタ/1キャパシタ構造を有することを特徴とする請求項1記載の強誘電体メモリ。  2. The ferroelectric memory according to claim 1, wherein the memory cell and the reference cell have a one-transistor / one-capacitor structure. 前記リファレンスプレート線駆動回路は、電源投入に応答して電圧パルスを発生する電圧パルス発生回路と、前記電圧パルス発生回路から発生された前記電圧パルスの遮断及び通過を制御する電圧パルス伝達制御回路を備えることを特徴とする請求項1記載の強誘電体メモリ。The reference plate line drive circuit includes a voltage pulse generation circuit that generates a voltage pulse in response to power-on, and a voltage pulse transmission control circuit that controls the interruption and passage of the voltage pulse generated from the voltage pulse generation circuit. 2. The ferroelectric memory according to claim 1, further comprising: 前記リファレンスプレート線駆動回路は、さらに、前記リファレンスセルに書き込みを行った後に最初に前記電圧パルス発生回路が前記電圧パルスを出力したときは、前記電圧パルス伝達制御回路に前記電圧パルスを通過させ、かつ、前記電圧パルス伝達制御回路が前記電圧パルスを通過させたことを不揮発的に記憶し、以後、前記電圧パルス発生回路が発生する前記電圧パルスを遮断させるように前記電圧パルス伝達制御回路を制御する制御回路を備えることを特徴とする請求項3記載の強誘電体メモリ。 The reference plate line driving circuit further first when the voltage pulse generation circuit is outputting the voltage pulse after the writing to the reference cell, passed through the voltage pulse to the voltage pulse transfer control circuit, and wherein the voltage pulse transfer control circuit and nonvolatile manner that passed through the voltage pulse, thereafter, controlling said voltage pulse transfer control circuit so as to cut off the voltage pulse the voltage pulse generating circuit generates 4. The ferroelectric memory according to claim 3, further comprising a control circuit for performing the operation . リファレンスセルに書き込みを行った後の最初の電源投入時に、プレート線を駆動することなく特定又は全てのリファレンスプレート線を1サイクル駆動してリファレンスセルを初期化する工程を有することを特徴とする強誘電体メモリの初期化方法。  Strongly characterized by having a step of initializing a reference cell by driving a specific or all reference plate lines for one cycle without driving a plate line at the first power-on after writing to the reference cell A method for initializing a dielectric memory.
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