JPH04219689A - 半導体記憶装置およびその読出方法 - Google Patents

半導体記憶装置およびその読出方法

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JPH04219689A
JPH04219689A JP3082348A JP8234891A JPH04219689A JP H04219689 A JPH04219689 A JP H04219689A JP 3082348 A JP3082348 A JP 3082348A JP 8234891 A JP8234891 A JP 8234891A JP H04219689 A JPH04219689 A JP H04219689A
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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体記憶装置に関
しさらに特定的には、各ビット線対に現われる電位差を
増幅することにより読出情報を検知するような半導体記
憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図9は、従来の一般的なダイナミック・
ランダム・アクセス・メモリ(以下、DRAMと称す)
の全体の構成を示すブロック図である。図において、半
導体チップ1の外周には、信号入力端子2,3および4
が設けられている。信号入力端子2からは、ロウアドレ
ス信号RAとコラムアドレス信号CAとが時分割態様で
入力される。信号入力端子3からは、ロウアドレススト
ローブ信号/RASが入力される。信号入力端子4から
は、コラムアドレスストローブ信号/CASが入力され
る。ロウアドレスバッファ5は、入力されるロウアドレ
ス信号をロウアドレスストローブ信号/RASに同期し
て取込み、保持する。コラムアドレスバッファ6は、入
力されるコラムアドレス信号をコラムアドレスストロー
ブ信号/CASに同期して取込み、保持する。ロウアド
レスバッファ5に保持されたロウアドレス信号RA0〜
RAnは、ロウアドレスデコーダRDに与えられる。ロ
ウデコーダRDは、与えられたロウアドレス信号RA0
〜RAnをデコードして、メモリセルアレイMCAにお
ける1本のワード線を選択的に駆動する。ロウアドレス
信号RA0〜RAnのうち、最下位ビット信号RA0が
選択回路7に与えられる。この選択回路7は、最下位ビ
ット信号RA0に応答して、ダミーワード線DWLeお
よびDWLoのいずれかを選択的に駆動する。これらダ
ミーワード線DWLeおよびDWLoは、メモリセルア
レイMCAに接続されている。メモリセルアレイMCA
には、複数のワード線と交差して複数組のビット線対B
L,/BLが設けられている。各ビット線対には、たと
えば図11に示すような構成のセンスアンプSAが設け
られている。また、各ビット線対BL,/BLは、Nチ
ャネルMOSトランジスタからなるトランスファゲート
Q1,Q2を介してデータ入出力線対IO,/IOに接
続されている。一方、コラムアドレスバッファ6に保持
されたコラムアドレス信号CA0〜CAnは、コラムデ
コーダCDに与えられる。このコラムデコーダCDは、
与えられたコラムアドレス信号CA0〜CAnをデコー
ドして、複数組のトランスファゲート対Q1,Q2の中
から、1組のトランスファゲート対を選択的にオン状態
にする。データ入出力線対IO,/IOは、IOバッフ
ァ8に接続されている。このIOバッファ8は、半導体
チップ1の外周に設けられたデータ入出力端子9と接続
されている。すなわち、IOバッファ8は、データ入出
力端子9とデータ入出力線対IO,/IOとの間で、デ
ータの入出力を行なう。
【0003】さらに、信号入力端子3および4から入力
されたロウアドレスストローブ信号/RASおよびコラ
ムアドレスストローブ信号/CASは、クロック発生回
路10に与えられる。このクロック発生回路10は、与
えられたロウアドレスストローブ信号/RASおよびコ
ラムアドレスストローブ信号/CASに応答して、クロ
ック信号BLPR,φsおよび/φsを出力する。クロ
ック信号BLPRは、メモリセルアレイMCAに与えら
れる。クロック信号φs,/φsは、それぞれ、センス
アンプSAの活性および非活性を切換えるトランジスタ
11,12のゲートに与えられる。
【0004】図10は、図9に示す従来のDRAMにお
けるメモリセルアレイとその周辺回路とを抜出してより
詳細に示した回路図である。図10において、メモリセ
ルアレイMCAには、複数のワード線WLと交差するよ
うに複数組のビット線対BL,/BLが配置されている
。各ビット線対BL,/BLと各ワード線WLとの交点
には、メモリセルMCが接続されている。各メモリセル
MCは、NチャネルMOSトランジスタからなるトラン
スファゲートTGと、“H”レベルまたは“L”レベル
の情報が電荷の状態で蓄積されるメモリセル容量Csと
を含む。各メモリセルMCのメモリセル容量Csの一方
の電極(セルプレート電極)には、セルプレート線CP
Lを介して共通の電源(図示せず)から電圧Vcpが印
加されている。また、ビット線対BL,/BLに交差す
るようにダミーワード線DWL0,WDL1が配置され
ている。ダミーワード線DWL0と各ビット線BLとの
交点にはダミーセルDC0が設けられ、  ダミーワー
ド線DWL1と各ビット線/BLとの交点にはダミーセ
ルDC1が設けられている。各ダミーセルDC0および
DC1は、メモリセルMCと同じ構成を有しており、電
源電圧Vccと接地電圧との中間電圧を保持している。
【0005】また、各ビット線対BL,/BLには、セ
ンスアンプSAが接続されている。複数のワード線WL
は、ロウデコーダRDに接続されている。ダミーワード
線DWL0,DWL1は、選択回路7に接続されている
。ビット線対BL,/BLはNチャネルMOSトランジ
スタからなるトランスファゲートQ1,Q2を介してデ
ータ入出力線対IO,/IOに接続されている。トラン
スファゲートQ1,Q2のゲートは、コラムデコーダC
Dに接続されている。
【0006】また、各ビット線BLは、NチャネルMO
SトランジスタからなるトランスファゲートTEQ1を
介してプリチャージ線13に接続されている。各ビット
線/BLは、NチャネルMOSトランジスタからなるト
ランスファゲートTEQ2を介してプリチャージ線13
に接続されている。プリチャージ線13には、Vcc/
2のプリチャージ電圧が印加されている。各トランスフ
ァゲートTEQ1,TEQ2のゲートには、図9に示す
クロック発生回路10からクロック信号BLPRが印加
される。
【0007】データの読出時には、ロウデコーダRDに
よって1本のワード線WLが選択され、その電位が“H
”レベルに立上げられる。これにより、そのワード線W
Lに接続されたメモリセルMC内のデータがビット線B
Lまたは/BL上に読出される。たとえば、ビット線B
L上にデータが読出されるときには、ダミーワード線D
WL1の電位が“H”レベルに立上げられてダミーセル
DC1内の電位がビット線/BL上に読出される。 これにより、ビット線/BLの電位は基準電位Vref
となる。一方、ビット線BLの電位はその基準電位Vr
efよりもわずかに高くなる。その後、ビット線BL,
/BL間の電位差がセンスアンプSAにより増幅される
。コラムデコーダCDによりいずれか1組のトランスフ
ァゲートQ1,Q2がオンされ、それに接続されるビッ
ト線対BL,/BL上のデータがデータ入出力線対IO
,/IO上に読出される。
【0008】ここで、データの読出時に各ビット線対B
L,/BL上に現われる電位について考察する。メモリ
セルMCのメモリセル容量Csの容量値をCsとする。 メモリセルMCに蓄えられる電荷は、“H”レベルのデ
ータが記憶されているとき(Vcc書込時)にはCs・
(Vcc−Vcp)となり、“L”レベルのデータが記
憶されているとき(0V書込時)にはCs・(−Vcp
)となる。また、Vcc/2の電圧が書込まれたダミー
セルDC0およびDC1には、Cs・{(Vcc/2)
−Vcp}で表わされる電荷が蓄えられている。ビット
線対BL,/BLが読出動作の前に、Vcc/2の電位
にプリチャージされるものとすると、ビット線BL,/
BL上の電荷は、CB ・(Vcc/2)となる。 なお、CB は、ビット線BLまたは/BLの浮遊容量
である。
【0009】図12は、図10に示すDRAMから1組
のビット線対に関連する部分の構成を抜出して示した図
である。図12において、たとえばビット線BLにメモ
リセルMCからデータが読出され、ビット線/BLにダ
ミーセルDC1からの電位が読出された場合、ビット線
BLの電位VBLおよびビット線/BLの電位VBL′
は、次式(1)および(2)より求められる。 CB ・(Vcc/2)+Cs・[{(1/2)±(1
/2)}Vcc−Vcp]=CB ・VBL+Cs・C
BL                       
           …(1)なお、上式(1)にお
いて、±の記号中+はVccの書込時を示し、−は0V
の書込時を示している。
【0010】   CB ・(Vcc/2)+Cs・{(Vcc/2)
−Vcp}=CB ・VBL′+Cs・VBL′   
                         
  …(2)上式(1)および(2)より、ビット線B
Lおよび/BL間の電位差ΔVBL(=VBL−VBL
′)は、次式(3)のようになる。
【0011】   ΔVBL=(Cs・Vcc)/{2(CB +Cs
)}            …(3)ところで、近年
の技術の急速な進歩に伴ない、半導体記憶装置はますま
す微細化される傾向にある。半導体集積回路装置の高集
積化が進むと、必然的にメモリセルMCの面積も小さく
なり、メモリセル容量Csの容量値が減少する。しかし
ながら、従来のDRAMは、以上のように構成されてい
るので、高集積化が進み、メモリセル容量Csの容量値
が減少すると、読出電位差が小さくなってしまう。その
結果、ソフトエラー発生率が増大するという問題が生じ
ていた。また、読出マージンの低下を招き、ついにはセ
ンスアンプが誤動作するという問題も生じていた。
【0012】そこで、メモリセル容量を大きくするする
ことなくビット線対の読出電位差を大きくし得るような
半導体記憶装置が従来から提案されている。以下にその
ような従来技術を説明する。
【0013】図13は、特開昭60−164989号公
報に示された半導体記憶装置におけるメモリセルアレイ
の一部分の構成を示す回路図である。図において、ビッ
ト線BLに属する各メモリセルMCは、それぞれのメモ
リセル容量Csのセルプレート電極がトランジスタ21
を介してビット線/BLに接続されている。また、ビッ
ト線/BLに属する各メモリセルMCは、それぞれのメ
モリセル容量Csのセルプレート電極がトランジスタ2
2を介してビット線BLに接続されている。各トランジ
スタ21,22のゲートは、それぞれ対応するワード線
に接続されている。
【0014】図14は、特開昭60−239993号公
報に示された半導体記憶装置におけるメモリセルアレイ
の一部分の構成を示す回路図である。図において、ビッ
ト線BLに属する各メモリセルMCは、それぞれのメモ
リセル容量Csのセルプレート電極がビット線/BLに
接続されている。また、ビット線/BLに属する各メモ
リセルMCは、それぞれのメモリセル容量Csのセルプ
レート電極がビット線BLに接続されている。
【0015】図13および図14に示す半導体記憶装置
では、各メモリセルMCのメモリセル容量Csの一方お
よび他方電極が対応するビット線対の一方および他方の
ビット線に接続されている。そのため、メモリセルMC
からデータが読出されるときに、ビット線BLと/BL
との電位が互いに逆方向に変化し、読出電位差が増大す
る。したがって、ソフトエラー発生率を低減でき、また
読出マージンが増加し、誤動作の少ない半導体記憶装置
が得られるという利点を有する。
【0016】その半面、図13および図14に示す半導
体記憶装置は、以下のような問題点を有する。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】まず、図13に示す半
導体記憶装置は、各メモリセルMCが3つの素子で構成
されるので、メモリセルの面積が大きくなり、高集積化
を阻害するという問題点があった。また、図13に示す
半導体記憶装置は、メモリセルMCからのデータの読出
終了後、メモリセルMCにデータを再書込する際に、セ
ンスアンプ(図示せず)の出力(大きな電位差を有して
いる)がそのままメモリセル容量Csに印加されるので
、メモリセル容量Csに高電界が印加され、メモリセル
容量Csの誘電膜が破壊される恐れがあるという問題点
があった。この後者の問題点を解消するために、メモリ
セル容量Csの誘電膜を厚くすることが考えられるが、
それではメモリセル容量Csの容量値が小さくなり、メ
モリセル容量の蓄積電荷量が減少してしまう。また、メ
モリセル容量Csに印加される電圧を何らかの方法で下
げることも考えられるが、それでは制御が複雑になって
しまう。
【0018】一方、図14に示す半導体記憶装置も、セ
ンスアンプ(図示せず)の出力がそのままメモリセル容
量Csに印加されるので、図13に示す半導体記憶装置
と同様、メモリセル容量Csに高電界が印加されるとい
う問題点があった。
【0019】それゆえに、この発明の目的は、読出電位
差が大きく、しかも小面積で信頼性の高い半導体記憶装
置を提供することである。
【0020】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる半導体
記憶装置は、複数のワード線と、これらワード線と交差
し相補的なビット線対として配置された複数のビット線
と、ワード線とビット線とのそれぞれの交点に配置され
た複数のメモリセルと、それぞれがビット線対に対応す
る複数のセルプレート線とを備えている。各メモリセル
は、転送手段と、情報電荷を記憶するための容量とを備
えている。各メモリセルの容量は、対応する転送手段を
介して対応するビット線対の一方のビット線に接続され
た第1のプレートと、対応するセルプレート線に接続さ
れた第2のプレートとを有している。この発明にかかる
半導体記憶装置は、さらに、第1および第2のスイッチ
と、選択手段と、転送制御手段と、スイッチ制御手段と
を備えている。第1および第2のスイッチは、各ビット
線対における第1のビット線とセルプレート線との間お
よび各ビット線対における第2のビット線とセルプレー
ト線との間に接続され、各々が各ビット線対に接続され
た複数のメモリセルに共通である。選択手段は、特定の
メモリセルに対応するワード線およびビット線を選択す
る。転送制御手段は、選択手段に応答して、選択された
ビット線対の第1および第2のビット線の一方における
特定のメモリセルの転送手段を制御する。スイッチ制御
手段は、選択されたビット線対の第1および第2のビッ
ト線対の他方にセルプレート線を接続するべく第1およ
び第2のスイッチを制御する。
【0021】
【作用】この発明においては、選択されたメモリセルの
記憶情報が、対応する転送手段を介して選択されたビッ
ト線対の第1および第2のビット線の一方に読出される
。それとともに、スイッチ制御手段によって第1および
第2のスイッチが制御され、選択されビット線対の第1
および第2のビット線の他方にセルプレート線が接続さ
れる。これによって、選択されたビット線対における第
1および第2のビット線のそれぞれの電位が逆方向に変
化し、読出電位差が増大する。
【0022】また、この発明においては、各メモリセル
が転送手段と容量との2素子で構成されているため、メ
モリセルの面積が小さく、高集積化に適している。
【0023】さらに、この発明においては、各セルプレ
ート線は、第1または第2のスイッチ手段を介して対応
するビット線対における第1または第2のビット線に接
続され、この第1および第2のスイッチはスイッチ制御
手段によって制御されるため、スイッチ制御手段の制御
動作が終了後は、各セルプレート線とビット線との接続
が切離されるので、センスアンプの高電圧出力が各メモ
リセルの容量に直接印加されるのを防止することができ
る。その結果、高電圧によるメモリセル容量の誘電膜の
破壊を防止でき、信頼性の高い半導体記憶装置が得られ
る。
【0024】
【実施例】図2は、この発明の一実施例にかかるDRA
Mの全体構成を示すブロック図である。なお、図2に示
す実施例は以下の点を除いて図9に示す従来のDRAM
と同様の構成であり、相当する部分には同一の参照番号
を付し、その説明を省略する。
【0025】図2において、ロウアドレスバッファ5か
ら出力されるロウアドレス信号RA0〜RAnのうち、
最下位ビット信号RA0が選択回路70に与えられる。 この選択回路70は、最下位ビット信号RA0に応答し
て、制御信号線CWLeおよびCWLoのいずれかを選
択的に駆動する。これら制御信号線CWLeおよびCW
Loは、メモリセルアレイMCA′に接続されている。
【0026】信号入力端子3および4から入力されたロ
ウアドレスストローブ信号/RASおよびコラムアドレ
スストローブ信号/CASは、クロック発生回路100
に与えられる。このクロック発生回路100は、与えら
れたロウアドレスストローブ信号/RASおよびコラム
アドレスストローブ信号/CASに応答して、クロック
信号BLPR,CPPR,φsおよび/φsを出力する
。クロック信号BLPRおよびCPPRは、メモリセル
アレイMCA′に与えられる。クロック信号φs,/φ
sは、それぞれ、センスアンプSAの活性および非活性
を切換えるトランジスタ11,12のゲートに与えられ
る。
【0027】図1は、図2に示す実施例からこの発明の
特徴となるメモリセルアレイ付近の構成を抜出してより
詳細に示した回路図である。図1において各セルプレー
ト線CPLの一端は、NチャネルMOSトランジスタか
らなるトランスファゲートToを介してビット線BLに
接続されるとともに、同じくNチャネルMOSトランジ
スタからなるトランスファゲートTeを介してビット線
/BLに接続される。これらトランスファゲートToお
よびTeのゲートは、それぞれ制御信号線CWLoおよ
びCWLeに接続されており、図2に示す選択回路70
によってそのオンオフが制御される。
【0028】また、各セルプレート線CPLの他端は、
NチャネルMOSトランジスタからなるトランスファゲ
ートTEQ3を介してプリチャージ線13と接続される
。 このトランスファゲートTEQ3は、図2に示すクロッ
ク発生回路100からのクロック信号CPPRによって
そのオンオフが制御される。プリチャージ線13には、
プリチャージのための電圧Vprが印加されている。な
お、セルプレート線CPLは、浮遊容量Ccを有してい
る。
【0029】なお、本実施例は、図1から明らかである
ように、図10に示す従来のDRAMで設けられていた
ダミーセルは不要である。
【0030】図3は、図1および図2に示す実施例の読
出時における動作を説明するためのタイミングチャート
である。以下、この図3を参照して、図1および図2に
示す実施例の動作を説明する。
【0031】読出時は、図3に示すように、予めクロッ
ク信号CPPRとBLPRは、ともに“H”レベルにな
っている。これによって、トランスファゲートTEQ1
〜TEQ3がいずれもオンしており、ビット線BL,/
BLおよびセルプレート線CPLが電圧Vprに充電さ
れている。その後、ロウアドレスストローブ信号/RA
Sが活性レベルすなわち“L”レベルになると、ロウデ
コーダRDがワード線を選択的に駆動する前に、クロッ
ク信号CPPRおよびBLPRがともに“L”レベルに
なる。
【0032】ロウデコーダRDにより、いずれか1本の
ワード線WLが選択されて、このワード線WLの電位が
“H”レベルになると、このワード線WLに接続されて
いる各メモリセルMCの記憶情報が、それぞれ対応する
ビット線BL(または/BL)に読出される。すなわち
、メモリセルMCにおけるトランスファゲートTGがオ
ンし、メモリセル容量Csとビット線BL(または/B
L)の浮遊容量CB との間で電荷の移動が生じ、ビッ
ト線BL(または/BL)の電位が変化する。ワード線
WLの駆動ともに、制御信号線CWLe(またはCWL
o)の電位が“H”レベルに立上げられる。これによっ
て、トランスファゲートTe(またはTo)がオンし、
セルプレート線CPLとビット線/BL(またはBL)
とが接続される。その結果、メモリセル容量Csとビッ
ト線/BL(またはBL)の浮遊容量CB との間で電
荷の移動が生じる。
【0033】上記のように、ビット線BLに属するメモ
リセルが選択されたときは、そのメモリセル容量Csの
セルプレート電極は、トランスファゲートTeを介して
反対側のビット線/BLに接続される。逆に、ビット線
/BLに属するメモリセルが選択されたときは、そのメ
モリセル容量Csのセルプレート電極は反対側のビット
線BLに接続される。これによって、ビット線BL,/
BL間の読出電位差が増大する。
【0034】その後、制御信号線CWLeの電位が“L
”レベルに立下げられる。また、クロック信号φsが“
H”レベルに立上げられ、クロック信号/φsが“L”
レベルに立下げられて、センスアンプSAが活性化され
る。これによって、ビット線対BL,/BLに読出され
た電位差がセンスアンプSAにより増幅される。 その後の動作は、図9および図10に示す従来のDRA
Mと同じである。
【0035】次に、上記の場合におけるビット線BL,
/BLの読出電位差について考察する。なお、Vpr=
Vcc/2とし、選択されたメモリセルMCには“H”
レベルの電圧が書込まれていたとする。この場合、電荷
保存則から次式(4)および(5)が得られる。
【0036】   CB ・(Vcc/2)+Cs・(Vcc/2)=
CB ・VBL+Cs・(VBL−VBL′)    
                …(4)  (CB
 +Cc)・(Vcc/2)−Cs・(Vcc/2)=
(CB +Cc)・VBL′+Cs・(VBL′−VB
L)        …(5)上式(4)および(5)
から、ビット線BLと/BLとの間の電位差ΔVBLは
次式(6)となる。
【0037】ΔVBL =(Cs・Vcc)/2[{CB ・(CB +Cc)
/(2CB +Cc)}+Cs]          
                         
                         
…(6)上式(6)は、前述の式(3)と比べ、分母の
第1項におけるCB の係数が小さい、すなわち読出電
位差が大きくなっていることがわかる。たとえば、CB
 /Cs=10とし、CB /Cc=2とすると、読出
電位差は、図9および図10に示す従来のDRAMに比
べて約57%大きくなる。なお、実際は、セルプレート
線CPLのジャンクション容量がビット線の浮遊容量C
B に比べてかなり小さいことを考えると、CB /C
C の値はもっと大きくなると思われる。
【0038】図4および図5は、図1および図2に示す
実施例のDRAMが図9および図10に示す従来のDR
AMに比べて読出電位差が大きくなる理由を説明するた
めの模式図である。以下、これら図4および図5を参照
して、読出電位差が大きくなる理由を説明する。
【0039】図4は、メモリセル容量Csに“H”レベ
ルの電圧が書込まれていた場合の読出時における電荷の
移動状態を示しており、特に、図4(a)は図1および
図2に示す実施例の場合を示し、図4(b)は図9およ
び図10に示す従来のDRAMの場合を示している。図
4(a)を参照して、メモリセル容量Csがトランスフ
ァゲートTGを介してビット線BLに接続されると、メ
モリセル容量Csに蓄積されている電荷+Qのうち一部
の電荷+qがビット線BLの浮遊容量CB に移動する
。 これによって、ビット線BLの電位が上昇する。一方、
メモリセル容量Csのセルプレート電極は、トランスフ
ァゲートTeを介してビット線/BLと接続されている
。したがって、メモリセル容量Csからビット線BLへ
の電荷+qの流出を補うために、ビット線/BLの浮遊
容量CB からメモリセル容量Csのセルプレート電極
へ電荷+qが流入する。そのため、ビット線/BLの電
位が下降する。これに対し、従来のDRAMでは、図4
(b)に示すように、メモリセル容量Csのセルプレー
ト電極が電源に接続されているので、ビット線/BLの
電位はプリチャージ電位に固定されている。
【0040】図5は、メモリセルに“L”レベルの電圧
が書込まれていた場合の読出時における電荷の移動状態
を示しており、特に、図5(a)は図1および図2に示
す実施例の場合を示し、図5(b)は図9および図10
に示す従来のDRAMの場合を示している。図5(a)
を参照して、メモリセル容量Csがトランスファゲート
TGを介してビット線BLに接続されると、ビット線B
Lの浮遊容量CB に蓄積されていた電荷の一部+qが
メモリセル容量Csへと流入する。これにより、ビット
線BLの電位が下降する。一方、メモリセル容量Csの
セルプレート電極は、トランスファゲートTeを介して
ビット線/BLに接続される。したがって、ビット線B
Lからメモリセル容量Csに流入する電荷+qとの均衡
を保つために、メモリセル容量Csのセルプレート電極
からビット線/BLの浮遊容量CB へと電荷+qが流
出する。そのため、ビット線/BLの電位が上昇する。 これに対し、従来のDRAMでは、図5(b)に示すよ
うに、メモリセル容量Csのセルプレートが電源に接続
されているため、ビット線/BLの電位はプリチャージ
電位に固定されている。
【0041】以上説明したごとく、図1および図2に示
す実施例では、メモリセルからの情報の読出時において
、メモリセル容量Csのセルプレート電極を、従来は基
準電位に固定されていたビット線と接続することにより
、ビット線BLと/BLとの電位が互いに逆方向に変化
する。その結果、読出電位差が従来のDRAMに比べて
大きくなる。
【0042】また、図1および図2に示す実施例では、
メモリセルMCから情報が読出されると、センスアンプ
SAが活性化される前にセルプレート線CPLがビット
線と切離されるので、メモリセル容量Csに高電界が印
加されず、信頼性が向上する。すなわち、図1および図
2に示す実施例では、セルプレート線CPLはビット線
と切離された後にプリチャージ線13と接続されるので
、センスアンプSAの活性化後は、メモリセル容量Cs
にVpr(=Vcc/2)の電圧が印加されることにな
る。
【0043】さらに、図1および図2に示す実施例では
、各メモリセルMCが2個の素子で構成されているので
、図13に示す従来の半導体記憶装置のようにメモリセ
ルの面積の増大を招くことがない。
【0044】図6は、この発明の他の実施例の半導体記
憶装置におけるメモリセルアレイおよびその周辺部の構
成を示す回路図である。図6に示す実施例では、各ビッ
ト線BLと、対応するセンスアンプSAとの間に、Nチ
ャネルMOSトランジスタからなるトランスファゲート
G1が介挿されている。また、各ビット線/BLと、対
応するセンスアンプSAとの間に、NチャネルMOSト
ランジスタからなるトランスファゲートG2が介挿され
ている。これらトランスファゲートG1,G2の各ゲー
トには、クロック信号BLIが与えられている。また、
図6に示す実施例では、各ビット線BLは、対応するト
ランスファゲートTEQ1を介して対応するセルプレー
ト線CPLに接続されている。また、各ビット線/BL
は、対応するトランスファゲートTEQ2を介して対応
するセルプレート線CPLに接続されている。図6に示
す実施例のその他の構成は、図1に示す実施例と同様で
あり、相当する部分には同一の参照番号を付し、その説
明を省略する。
【0045】図7は、図6に示す実施例の読出時におけ
る動作を説明するためのタイミングチャートである。以
下、図7を参照して、図6に示す実施例の動作を説明す
る。
【0046】図6に示す実施例では、1本のワード線W
Lが選択されて読出電位差が各ビット線対BL,/BL
に現われた後、クロック信号BLIの電位が“L”レベ
ルにされる。これによって、各ビット線対BL,/BL
と各センスアンプSAとの間が電気的に分離される。そ
の後、クロック信号φs,/φsが、それぞれ“H”レ
ベル,“L”レベルとされて、各センスアンプSAが活
性化される。
【0047】図6に示す実施例では、トランスファゲー
トToまたはTeによって、ビット線BLまたは/BL
とセルプレート線CPLとが電気的に切離される前に、
センスアンプSAを活性化することができる。これは、
トランスファゲートG1,G2によって、各ビット線対
BL,/BLとセンスアンプSAとが電気的に切離され
ているため、ビット線とセルプレート線との切離し前に
センスアンプSAを活性化しても、センスアンプSAの
出力電圧がメモリセル容量Csに印加されないためであ
る。したがって、図6に示す実施例では、図1および図
2に示す実施例に比べて、センスアンプSAを早いタイ
ミングで活性化することができるので、高速読出が可能
となる。また、図6に示す実施例では、センスアンプS
Aの活性化時に、センスノードの容量が軽くなっている
ので、このことも高速動作に寄与する。さらに、図6に
示す実施例では、センスアンプSAにおける一方のセン
スノードと他方のセンスノードとの容量値がほぼ等しく
なっているので、センスアンプSAの誤動作も防止する
ことができる。
【0048】なお、図6に示す実施例では、ビット線B
L,/BLのプリチャージは、セルプレート線CPLを
介して行なわれる。図6に示す実施例のその他の動作は
、図1および図2に示す実施例と同様である。
【0049】この発明は、以上説明したような折り返し
型ビット線タイプの半導体記憶装置のみならず、オープ
ンビット線タイプの半導体記憶装置にも適用可能である
。そのような実施例を図8に示す。
【0050】図8に示す実施例では、センスアンプSA
を中心として対を構成するビット線BLと/BLとがセ
ンスアンプSAの右側と左側に対称に配置されている。 ビット線BLと各ワード線WLとの交点およびビット線
/BLと各ワード線WLとの交点には、それぞれメモリ
セルMCが配置されている。各メモリセルMCにおける
メモリセル容量Csのセルプレート電極は、セルプレー
ト線CPLに接続されている。ビット線BLとセルプレ
ート線CPLとの間にはトランスファゲートToが介挿
され、ビット線/BLとセルプレート線CPLとの間に
はトランスファゲートTeが介挿されている。ビット線
BLはトランスファゲートTEQ1を介してプリチャー
ジ線13と接続され、ビット線/BLはトランスファゲ
ートTEQ2を介してプリチャージ線13と接続されて
いる。セルプレート線CPLは、その一端がトランスフ
ァゲートTEQ3aを介してプリチャージ線13と接続
され、その他端がトランスファゲートTEQ3bを介し
てプリチャージ線13と接続されている。トランスファ
ゲートToのゲートは制御信号線CWLoに接続され、
トランスファゲートTeのゲートは制御信号線CWLe
に接続されている。トランスファゲートTEQ1および
TEQ2の各ゲートには、クロック信号BLPRが与え
られている。トランスファゲートTEQ3a,TEQ3
bの各ゲートには、クロック信号CPPRが与えられて
いる。なお、図8は、1組のビット線対についての構成
を示したが、通常は、複数組のビット線対が並列に配置
されており、各ビット線対の構成は図8に示す構成と同
様である。
【0051】図8に示す実施例は、ビット線BL,/B
Lの空間的な配置が図1および図2に示す実施例と異な
るだけである。したがって、図8に示す実施例は、図3
に示すタイミングチャートに従って動作を行ない、その
動作は図1および図2に示す実施例と何ら変わるところ
はない。それゆえに、図8に示す実施例についての動作
説明は省略する。
【0052】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、メモリセルの記憶情報の読出時において、メモリセル
容量の第1のプレートを対応するビット線対の一方のビ
ット線に接続するとともに、第2のプレートを対応する
ビット線対の他方のビット線に接続するようにしたので
、メモリセル容量の容量値を大きくすることなく読出電
位差を大きくすることができる。
【0053】また、この発明によれば、各メモリセルが
従来のDRAMに比べて少ない素子数で構成できるため
、メモリセルの面積を縮小でき、高集積化に適している
【0054】さらに、この発明によればセンスアンプ出
力電圧が直接メモリセル容量に印加されることがないの
で、高電圧による誘電膜の破壊を防止でき、その結果信
頼性の高い半導体記憶装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例にかかる半導体装置の要部
の構成を詳細に示した回路図である。
【図2】この発明の一実施例の半導体記憶装置の全体の
構成を示したブロック図である。
【図3】図1および図1に示す実施例における情報の読
出時の動作を説明するためのタイミングチャートである
【図4】図1および図2に示す実施例において読出電位
差が増大する理由を説明するための第1の模式図である
【図5】図1および図2に示す実施例において読出電位
差が増大する理由を説明するための第2の模式図である
【図6】この発明の他の実施例にかかる半導体記憶装置
の要部の構成を詳細に示す回路図である。
【図7】図6に示す実施例の情報読出時における動作を
説明するためのタイミングチャートである。
【図8】この発明のさらに他の実施例にかかる半導体記
憶装置の要部の構成を示す回路図である。
【図9】従来の一般的なDRAMの全体の構成を示すブ
ロック図である。
【図10】図9に示す従来のDRAMにおけるメモリセ
ルアレイおよびその周辺部の構成をより詳細に示す回路
図である。
【図11】従来の半導体記憶装置およびこの発明の実施
例にかかる半導体記憶装置で用いられ得るセンスアンプ
の一般的な構成を示す回路図である。
【図12】図10に示す従来のDRAMにおけるさらに
一部分の構成を示す回路図である。
【図13】従来の半導体記憶装置の他の構成を示す回路
図である。
【図14】従来の半導体記憶装置のさらに他の構成を示
す回路図である。
【符号の説明】
WLはワード線、BL,/BLはビット線、MCはメモ
リセル、TGはトランスファゲート、Csはメモリセル
容量、CPLはセルプレート線、Toはセルプレート線
CPLとビット線BLとを接続するためのトランスファ
ゲート、Teはセルプレート線CPLとビット線/BL
とを接続するためのトランスファゲート、TEQ1〜T
EQ3はプリチャージ用のトランスファゲート、SAは
センスアンプ、RDはロウデコーダ、CDはコラムデコ
ーダ、70は選択回路、100はクロック発生回路を示
す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  複数のワード線と、前記ワード線と交
    差し相補的なビット線対として配置された複数のビット
    線と、前記ワード線と前記ビット線とのそれぞれの交点
    に配置された複数のメモリセルと、それぞれ前記ビット
    線対に対応する複数のセルプレート線とを備え、各前記
    メモリセルは、転送手段と、情報電荷を記憶するための
    容量とを備えており、各メモリセルの容量は、対応する
    前記転送手段を介して対応するビット線対の一方のビッ
    ト線に接続された第1のプレートと、対応するセルプレ
    ート線に接続された第2のプレートとを有しており、各
    ビット線対における第1のビット線と前記セルプレート
    線との間および各ビット線対における第2のビット線と
    前記セルプレート線との間に接続され、各々が各ビット
    線対に接続された複数のメモリセルに共通である第1お
    よび第2のスイッチと、特定のメモリセルに対応するワ
    ード線およびビット線を選択するための選択手段と、前
    記選択手段に応答して、選択されたビット線対の前記第
    1および第2のビット線の一方における特定のメモリセ
    ルの転送手段を制御するための転送制御手段と、前記選
    択されたビット線対の第1および第2のビット線対の他
    方に前記セルプレート線を接続するべく前記第1および
    第2のスイッチを制御するためのスイッチ制御手段とを
    備える、半導体記憶装置。
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