專利名稱：鐵電存儲器及其布線方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鐵電存儲器，特別涉及一種其中的存儲器單元包含有形成在半導(dǎo)體基片上的進(jìn)行存儲記憶的鐵電電容器元件和一開關(guān)晶體管的鐵電存儲器及其布線方法。
在常規(guī)的鐵電存儲器中，曾經(jīng)采用過利用兩個串連的鐵電電容器存儲數(shù)據(jù)的方法，例如在日本專利申請公告No.66897/89中所示。
圖1就是日本專利申請公告No.66897/89中所示的利用兩個串連鐵電電容器的鐵電存儲器的設(shè)計(jì)圖。每個存儲器元件120、122、124和126都是利用兩個鐵電電容器與一存儲器單元晶體管串連連接的一個存儲器元件。第一字線130與存儲器元件120和122中的晶體管柵電極耦連。第二字線132與存儲器元件124和126中的晶體管柵電極耦連。第一位線134及第二位線136與字線130及132直角相交。第一對公用線138及140與存儲器元件120及122中兩個鐵電電容器的各個漏電極電容耦合。第二對公用線142及144與存儲器元件124及126中兩個鐵電電容器的各個漏電極電容耦合。
圖2為圖1中所示存儲器設(shè)計(jì)的配時圖。后面將描述讀出存于存儲器元件120及122中的數(shù)據(jù)以及在讀出之后寫入新數(shù)據(jù)的方法。
在時間T0，每條位線134和136均被預(yù)先充電至2.5伏。在時間T1通過將公用線138的電位提高至5伏，并在隨后，在時間T2字線130的電位達(dá)到5伏，在緊接T2之后的時間T3位線134和136根據(jù)在存儲元件120和122中是否存有數(shù)據(jù)而升高或降低各自的電位。通過與位線134和136分別耦合的讀數(shù)放大器146和148并以不同的模式運(yùn)行，使在位線134和136上產(chǎn)生的信號在時間T4約束在5伏或0伏。
然后，在時間T5，為了在存儲器元件120和122上寫上新的數(shù)據(jù)，字線130的電位抬高至7伏而公用線138的電位則降至0伏。接著，在時間T6公用線138和140的電位改變至5伏，而在時間T7公用線138和140的電位改變至0伏。此外，在時間T8將字線130的電位設(shè)置成0伏，而在時間T9位線134和136的電位再充電至2.5伏?，F(xiàn)在，已經(jīng)作好了適應(yīng)下一次寫入的準(zhǔn)備。
然而，上述的有關(guān)技術(shù)存在如下問題。就是說，由于公用線138和140是獨(dú)立設(shè)置的，所以當(dāng)它們兩條線的電位在T6或T7變動時，這些定時的變動能夠略微偏離，它給公用線138和140之間帶來一個電位差，轉(zhuǎn)換了鐵電電容器的極性并由此造成寫入數(shù)據(jù)的偏差。
本發(fā)明的目的是要提供一種高可靠性的鐵電存儲器，它能避免在兩條公用線同時改變電位可能產(chǎn)生的真實(shí)變動在定(計(jì))時點(diǎn)之間的時延所造成的數(shù)據(jù)顛倒。
本發(fā)明的鐵電存儲器包括一存儲單元晶體管；一與存儲單元晶體管的柵電極相連的字線；一與存儲單元晶體管的源電極或是漏電極相連的位線；兩個串連連接的鐵電電容器，經(jīng)一公共端與不和位線相連的另一電極連接；以及兩條公用線，各與兩個鐵電電容器的公共端之外的其它端相連；它還包括用以耦合兩條公用線的一耦合晶體管，它的柵電極可用電壓控制，而漏電極和源電極則各與兩條公用線中的一條相連；以及在讀出之后寫入數(shù)據(jù)時將與兩條公用線耦合的晶體管帶入導(dǎo)通狀態(tài)的裝置，它使兩條公用線短路，從而連接到一存儲元件的兩條公用線以及同一存儲元件設(shè)置在同一電位上，通過耦合晶體管，在寫入數(shù)據(jù)的時間，避免了由于可能在兩條公用線之間產(chǎn)生電位差而造成的數(shù)據(jù)顛倒。


圖1為一例現(xiàn)有技術(shù)鐵電存儲器的電路圖。
圖2為時序圖，繪示出圖1的鐵電存儲器的讀出和寫入操作。
圖3為本發(fā)明一項(xiàng)實(shí)施例鐵電存儲器的簡略電路圖。
圖4為時序圖，繪示出圖3的鐵電存儲器的讀出和寫入操作。
圖5為流程圖，繪示圖3的鐵電存儲器的操作程序。
后面將參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述。
圖3為本發(fā)明一項(xiàng)實(shí)施例鐵電存儲器的一幅示圖。該鐵電存儲器有存儲器元件1、2、3和4，每個存儲器元件有一個晶體管和兩個與晶體管串接的鐵電電容器。
第一字線11與存儲器元件1與2中晶體管的柵電極耦接。第二字線12與存儲器元件3與4中晶體管的柵電極耦接。第一位線21和第二位線22與不同類型的讀數(shù)放大器(此后縮寫成5A)51和52分別相連。一對公用線31和32與存儲器元件1和2中兩個鐵電電容器的相應(yīng)電極耦接。一對公用線33和34與存儲器元件3和4中兩個鐵電電容器的相應(yīng)電極耦接。此外，公用線31和32通過晶體管43相互連接，而公用線33和34則通過晶體管44相互連接。
接著，參照圖4，將對本發(fā)明一項(xiàng)實(shí)施例的運(yùn)行方法進(jìn)行描述。從存儲器元件1和2中讀出存入數(shù)據(jù)而后寫入數(shù)據(jù)的方法如下。
在時間T0，每條位線充電至Vcc/2作預(yù)備(步驟1)。在時間T1通過抬高公用線的電位至Vcc(步驟2)，并于隨后，在時間T2將字線11的電位抬高到Vcc(步驟3)，緊接在T2之后的時間T3，位線21和22的各個電位按照在存儲器元件1和2中是否存有數(shù)據(jù)而升高或是下降。然后在時間T4，通過使用與位線21和22分別耦接的SA51和52將位線21和22上所產(chǎn)生的信號約束在Vcc或是地電位，并按不同的模式運(yùn)作(步驟4)。
然后，為了在存儲器元件1和2上重新寫入數(shù)據(jù)，在時間T5，將字線11的電位抬高到比Vcc+晶體管的閾值電壓更高的(此后稱為高電位)一高電位(步驟5)，并將公用線31的電位降至地電位(步驟6)。至此，公用線3 2也被接地。接著，在時間T6，將柵電極41的電位提高到一更高的電位(高于Vcc+晶體管的閾值電壓)(步驟7)。在時間T7，將公用線31和32的電位設(shè)置成Vcc(步驟8)，并在時間T8將公用線31和32的電位設(shè)置成地電位(步驟9)?，F(xiàn)在的公用線31和32被晶體管43短路，使公用線31和32處于同一電位。在時間T9，字線11的電位接地(步驟10)，而在時間T10，柵電極的電位接地(步驟11)。在時間T11，將位線21和22的電位重新充至Vcc/2(步驟12)，與此同時就能由此顛倒T10和T11的時間順序。然后，隨時可以進(jìn)行新的寫入。
本發(fā)明的實(shí)施例由于在數(shù)據(jù)再寫入時公用線31和32被短路，因而它不致產(chǎn)生由在這兩條公用線之間所發(fā)生的電位改變的時延所引起的數(shù)據(jù)顛倒。
如上所述，本發(fā)明的鐵電存儲器的優(yōu)點(diǎn)是在重新寫入時不致用顛倒的數(shù)據(jù)作為差錯數(shù)據(jù)。其原因就是在寫入數(shù)據(jù)時，連接到存儲元件的兩條公用線和同一存儲元件短路，從而不致發(fā)生因在這些公用線之間的電位差而可能造成的鐵電電容器的極性顛倒。
權(quán)利要求
1.一種鐵電存儲器，包括有一存儲器單元晶體管；一與所述存儲器單元晶體管的柵電極相連的字線；一與所述存儲器單元晶體管的源電極或漏電極相連的位線；兩個各有一端為公共端并與連接所述位線的電極之外的另一電極串連的鐵電電容器；以及兩條公用線，各與連接所述兩個鐵電電容器的公共端之外的另一端相連；所述鐵電存儲器的特征在于，它還包括一個用以連接所述兩條公用線的連接晶體管，它有一其上電壓可控制的柵電極，以及分別與兩條公用線中的一條相連的一漏電極和一源電極；以及用以在讀出所存數(shù)據(jù)之后的寫入數(shù)據(jù)預(yù)備態(tài)時間導(dǎo)致所述晶體管連接所述兩條公用線的裝置。
2.一種鐵電存儲器，包括有一存儲器單元晶體管；一與所述存儲器單元晶體管的柵電極相連的字線；一與所述存儲器單元晶體管的源電極或漏電極相連的位線；兩個各有一端為公共端并與連接所述位線的電極之外的另一電極串連的鐵電電容器；以及兩條公用線，各與連接所述兩個鐵電電容器的公共端之外的另一端相連；讀出所存儲數(shù)據(jù)的裝置，包括將位線的電位抬高至一預(yù)定值的裝置、將一條公用線的電位設(shè)置在Vcc的裝置；將字線的電位設(shè)置在Vcc的裝置；準(zhǔn)備下一次新數(shù)據(jù)寫入的裝置，包括將字線的電位抬高超過所規(guī)定的閾值加上電位Vcc的裝置，將所述兩條公用線接地而后將它們的電位抬高至Vcc并使它們再度降至0伏的裝置，所述鐵電存貯器的特征在于，它還包括在所述準(zhǔn)備下一次新的寫入的裝置中將兩條所述的公用線電短路的裝置。
3.一種為向一鐵電存儲器中寫入作準(zhǔn)備的方法；所述鐵電存儲器具有一存儲器單元晶體管；一條與所述存儲器單元晶體管的柵電極相連的字線；一條與所述存儲器單元晶體管的源電極或漏電極相連的位線；兩個有一公共端并與連接所述位線的電極之外的另一電極串連的鐵電電容器；以及兩條公用線，它們各與所述兩個鐵電電容器的公共端之外的另一端相連；所述方法包括有步驟對于讀出所存儲的數(shù)據(jù)；抬高位線的電位；將公用線的一條的電位抬高至Vcc；將字線的電位抬高至Vcc；然后抬高字線的電位使其增加超過所規(guī)定的閾值；對于進(jìn)行寫入新數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備；將兩條公用線的電位接地，然后將它們抬高至Vcc并將它們降至0伏；以及將字線的電位接地；所述方法的特征在于，它還包括在為寫入新數(shù)據(jù)作準(zhǔn)備而進(jìn)行的將公用線接地然后將它們抬高至Vcc再將它們降至0伏的步驟中，將所述公用線電短路的步驟。
4.按照權(quán)利要求3所述的一種為向一鐵電存儲器中寫入作準(zhǔn)備的方法，其特征在于，將兩條所述公用線電短路的步驟包括將兩條所述公用線的每條分別接至所述連接晶體管的源電極和漏電極，并抬高晶體管柵電極的電位以連通所述漏和源電極。
全文摘要
在一鐵電存儲器中,避免了在讀出數(shù)據(jù)之后的寫入時間使數(shù)據(jù)顛倒的不正常動作。利用一晶體管使與一存儲元件相連的兩條公用線短路,這兩條公用線是在寫入新數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備階段短路的,從而避免了由于在公用線之間的電位差而出現(xiàn)數(shù)據(jù)顛倒的不正常動作。
文檔編號G11C14/00GK1208229SQ9810242
公開日1999年2月17日 申請日期1998年6月12日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月16日
發(fā)明者田辺伸廣 申請人:日本電氣株式會社