[发明专利]带有位线、字线和板线的集成存储器及其工作方法

说明书

本发明涉及一种带有位线、字线和板线的集成存储器以及相应于该存储器的工作方法。

在IEEE固态电路杂志，第32卷，第5号，1997年5月，第655及其后页中，H.Fujisawa等人所著文章“用于高速低功耗铁电存储器的带电荷共享修改(CSM)的预充电电平结构(The Charge-ShareModified(CSM)Precharge-Level Architecture for High-Speed andLow-Power Ferroelectric Memory)”曾讲述过一种FeRAM或FRAM型的铁电存储器。这种存储器的构造近似于DRAM(动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memories))，但DRAM的存储单元带有具备铁电介质的存储电容器。这些存储单元排列在字线与位线的交叉点上。存储电容器的一个电极与一个固定的板电位相连。该固定板电位位于FRAM供电电位的中点位置。在FRAM中，板电位不保持恒定，而是脉冲形式的(所谓的“脉冲板方案”)，与此相反，上述文章讲述的方案则带有一个恒定的板电位，并被统称为“VDD/2-方案”。

对于公知的1个晶体管/1个电容器形式的FRAM存储单元，它是利用存储电容器内铁电介质的相应不同极化作用来存储不同的逻辑状态的。如果导电选择晶体管的存储电容器其两个电极电位相等，也就是说，存储电容器的端电压为0，那么，极化将不产生作用，存储单元存储的逻辑状态也由此不产生作用。比如，对于连在相同字线上的多个存储单元，为了从中选择一个进行读访问，上述文章作了如下描述，即除选定的位线外，所有位线都被预充电至板电位。假若没被选定的位线通过存储单元的选择晶体管接在了存储电容器的一个电极上，那么该存储电容器的两个电极便都为板电位，且它的存储内容不会受到影响。但是，选定的位线将被置为一个与板电位有偏差的电位，这样，与之相连的存储单元就会通过该存储电容器下降至一个电压值。这将在该存储电容器与选定位线之间导致一种电荷平衡作用，由此，选定位线的电位将依赖于存储电容器的极化状态而受到不同程度的影响。读取放大器可对这种方式读出的逻辑信息进行放大。

在对已写入的存储器进行写访问的过程中，这类位线同样是保持在板电位上，在该电位时的存储单元将不接收访问。与此相反，对于那些需要对其存储单元进行写入的选定字线，将由读取放大器使其电位置为一个与板电位不同的相应写电位上。譬如，在写入逻辑0时，选定的位线被放电至地电位，而在写入逻辑1时，所选位线则被置为一个正的供电电位值。

在确定的应用当中，如测试工作等，需要在大量的存储单元中写入相同的信息。例如，简单的存储器测试可以按如下方法进行，即在所有存储单元中写入一个逻辑1，并接着将它们读出来。

为了在上述文章所述的存储器中实现这种测试，所有存储单元必须是依次写入的，其原因为，只能同时选定一个字线与一个位线，因此也就只能选定一个交叉点上的存储单元。

本发明的任务在于，提供一种集成存储器，它可用较简单的方式实现在多个存储单元内同时写入这种逻辑信息。

该任务由如下的集成存储器和用于集成存储器的方法来实现，对于这种集成存储器，

-它带有存储单元，该存储单元均至少带有一个选择晶体管和一个存储电容器，

-它带有位线、字线及板线，在这些线的交叉点上排列有存储单元，

-其中，在每个存储单元中，存储电容器的一个电极通过选择晶体管与一根位线相连，另一个电极则接在板线上，晶体管的控制端接在一根字线上，

-它具有第一种工作方式，

-在该方式下，板线带有一个恒定的板电位，

-在该方式下，如果不对一个存储单元进行访问，位线同样也为板电位，

-且在该方式下，在访问一个存储单元时，与该存储单元相连的位线若接到一个比板电位低的第一电位，则写入第一种逻辑状态，若接到一个比板电位高的第二电位，则写入第二种逻辑状态，

-它还具有第二种工作方式，

-在该方式下，位线为板电位，

-且在该方式下进行写访问时，至少有一根板线接到一个与板电位不相同的确定电位；

对于该用于集成存储器的方法，其集成存储器

-带有存储单元，该存储单元均至少带有一个选择晶体管和一个存储电容器，

-带有位线、字线及板线，在这些线的交叉点上排列有存储单元，

-其中，在每个存储单元中，存储电容器的一个电极通过选择晶体管与一根位线相连，另一个电极则接在板线上，晶体管的控制端接在一根字线上，

其方法具有如下步骤：