JPH06209083A - 半導体記憶装置および半導体記憶装置からデータをアクセスする方法 - Google Patents
半導体記憶装置および半導体記憶装置からデータをアクセスする方法Info
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Abstract
まれたアクセスツリー(EAT)と呼ぶ、小さい部分へ
分割するための改良した手法を得ることである。 【構成】 埋め込まれたアクセスツリーは、長いビット
線をいくつかのより小さいビット線に分割して、接続さ
れたセルがドライブせねばならない実効負荷を減少する
ことにより、バンキングされた手法の主な利点を享受す
る。しかし、EATはバンキングされた手法の制約のほ
とんど、たとえば、寸法の増大、電力の増加、およびよ
り複雑になること、を避ける。本発明の好適な実施例に
おいては、EATは既存の完全アレイ中に埋め込まれ、
付加周辺デコーダ、MUX、または複雑で費用のかかる
大域経路指定を必要としない。与えられた処理技術に対
して、本発明により完全メモリをバンキングされる手法
より多くのサブアレイへ更に分割することができるよう
にされ、しかもそれに対応して性能が向上する。
Description
関するものであり、更に詳しく言えば、ランダム・アク
セス・メモリ装置の分野に関するものである。
モリ・アレイ中に最小寸法のメモリ・セルを実現するこ
とにより最高記憶密度を達成することである。メモリ・
セルからデータを読出すために、語線を駆動することに
よりアレイの対応する行を選択する。選択された行にお
ける選択されたメモリ・セルはそれの対応するビット線
を駆動する。そのビット線は同じ列における全てのセル
によりロードされる。現在のRAM設計においては、セ
ルは列に256個またはそれ以上も含むことができる。
その結果、読出しアクセス時間の大きな部分がビット線
を動かすために費やされる。また、大きいメモリ・アレ
イへの書込みがサイクル時間を制限することがしばしば
ある。その理由は、ビット線において大きい電圧の振れ
を要求され、しかもその電圧の振れは次の読出しの前に
完全に復旧せねばならないからである。
セル駆動性能を向上させることである。しかし、この手
法はセルを大きくする傾向がある。そうすると、ビット
線が長くなり、そのためにセルの負荷が大きくなる。各
セルのアクセス・トランジスタの寸法が大きくなると、
各セルからの負荷も増大し、セルのビット線に対する全
体の負荷も増大する。セルの駆動を増大しようとしても
それによる収穫は減少する傾向にあることは明らかであ
る。
向があるから、設計者たちは別の手法を試みている。そ
れは、速度を向上させるためにビット線における電圧の
振れを小さくすることである。この技術は、有効ではあ
るが、ビット線におけるノイズを考慮するために極めて
正確な回路を必要とし、かつ非常に高精度のセンス増幅
器を必要とする。これを行うためには費用と時間が非常
に掛かる。また、小さい電圧差を検出することは大きい
電圧差を検出することより長い時間を要し、したがっ
て、実際の性能が低下する。
RAM(SRAM)においては、時に用いられる1つの
付加的な手法がバンキング(Banking )(図1参照)で
ある。バンキング設計においては、メモリはいくつかの
サブアレイに分割される。サブアレイの寸法が小さいた
めにビット線が短くなり、各サブアレイを全アレイより
速くする。各サブアレイからの出力はサブアレイの周縁
部を通ってMUXまで送られる。そのMUXは最後の出
力を選択する。
いくつかの欠点もある。全アレイをサブアレイに分割す
るにはより広い面積とより大きい電力を必要とする。付
加デコーダが要求される。大域経路指定、付加muxs、お
よび付加センス増幅器が寸法を大きくし、電力を増大
し、かつ構成を複雑にする。サブアレイの数とアレイ
(たとえば、×4または×8アーキテクチャ)から同時
にアクセスされるビット数のいずれか、または両方が増
加するとそれらの問題が大きくなる。バンキング設計の
制約を最少にして、それの性能の利点を増大するRAM
設計を有することが望ましい。
をなくし高速動作を実現することができるメモリ装置を
提供することを目的とする。
記憶装置のビット線を、ここで埋め込みアクセスツリー
(EAT)と呼ぶ、小さい部分へ分割するための改良し
た手法が導入される。埋め込みアクセスツリーは、長い
ビット線をいくつかのより短いビット線へ分割して、選
択されたセルが駆動せねばならない実効負荷を減少する
ことにより、バンキング手法の主な利点を享受するもの
である。しかし、EATはバンキング手法の制約のほと
んど、たとえば、寸法、電力の増大、および構成の複雑
化を避けるものである。本発明の好適な実施例において
は、EATは既存の全アレイに埋め込まれ、付加周辺デ
コーダ、MUXまたは複雑で費用のかかる大域経路指定
を必要としない。与えられた処理技術においては、本発
明により全メモリ・アレイをバンキング手法より多くの
サブアレイへ分割でき、それに対応して性能を向上させ
ることができる。
メモリ・セルのアレイと、メモリ・セルのデータ内容を
アクセスする回路とを有する半導体記憶装置を提供する
ものである。このアクセス回路は1つの前記サブアレイ
のメモリ・セルの列におのおの組み合わされた複数の第
1のビット線と、複数の前記アレイからの前記第1のビ
ット線のセットにおのおの組み合わされた複数の第2の
ビット線と、前記セットの前記第1のビット線の1つを
前記組み合わされた第2のビット線へ電気的に接続する
ための複数のスイッチ機構とを含む。このようにして、
メモリ・セルのアクセス動作中に駆動せねばならない負
荷は第1のビット線の全てのセットの負荷より小さい。
複数の第2のビット線とスイッチ機構をアレイ内に形成
して面積の影響を最小にすることが好ましい。
のビット線がそれに組み合わされた第2のビット線へ接
続された時に、その第1のビット線上における信号を増
幅して、装置の性能を更に向上させるための回路を含む
ことが望ましい。本発明の一実施例においては、メモリ
・セルはMOSトランジスタにより形成され、信号を増
幅するためにスイッチ機構はバイポーラ・トランジスタ
を含む。また、静止電力をほとんどまたは全く利用しな
いためにスイッチ機構を実現でき、それらのスイッチ機
構を論理OR構成に電気的に接続すると便利であり、装
置で求められる第2のビット線の数を減少するためにマ
ルチプレクサ機能を発揮するようにスイッチ機構を接続
できる。
EATが第1のビット線を共用すると便利である。第1
のEATは読出し動作の性能を向上させ、第2のEAT
は書込み動作の性能を向上させる。埋め込みアクセスツ
リーはSRAMの読出しアクセス経路をスピードアップ
するためにもともと開発されたものである。しかし、本
発明の性能の利点は他の応用にも同様に有用である。た
とえば、埋め込みアクセスツリーはDRAMにも使用で
きる。
モリ・セル・アレイ22を含む本発明の構成を組み込ん
でいるSRAM装置が示されている図2を参照する。本
発明を限定するものではないが、マイクロプロセッサ装
置を含む半導体ダイの上の第1のレベル・キャッシュ・
メモリとして使用されるようにされた8KB SRAM
を形成するために、各アレイ20、22は128列×2
56行のメモリ・セルを含む。アレイ20、22は語線
デコーダ/ドライバ24のセットにより分離され、か
つ、各アレイ20、22はそれぞれ16個のサブアレイ
20a〜20p、22a〜22pへ更に分割される。ア
レイ20、22の大域センスAmp/Mux/Flowthruラッチ
回路26と、大域書込みデコーダ/ドライバ回路28が
設けられる。前置デコーダ回路30と基準発生器回路3
2が語線デコーダ/ドライバ24の下に設けられる。
線と語線の選択された例も示されている。とくに、アレ
イ20、22の幅方向に延長するローカル語線(LW
L)34と大域語線(GWL)36が示されている。大
域読出しビット線(GRBL)38と、大域読出しビッ
ト線低(GRBL_L)40と、大域書込みビット線
(GWBL)42と、大域書込みビット線低(GWBL
_L)44とがアレイ20の図の高さ方向に平行に延び
ている。また、後で詳しく説明するように、各サブアレ
イ20a〜20pと22a〜22pは、GWBL42と
GWBL_L44に並列に、各サブアレイの高さ方向に
延長する複数のローカルビット線(LBL)46と、複
数のローカルビット線低(LBL_L)46とを含む。
アレイ20、22中の全てのメモリ・セルをアクセスす
るために求められるビット線と語線は図2には示されて
いない。
22a〜22pがより詳しく示されている図3〜図6を
参照する。図4〜図6のそれぞれは図3に示されている
ように配列されるものである。サブアレイ20pと22
pは6トランジスタ(6T)スタチック・メモリ・セル
50の長方形配列として示されている。その長方形配列
は行当たり16列、128個である。埋め込まれたセン
ス増幅器(ESA)52がセル50の各列に含まれる。
ESAは各列の一番上と一番下に設けられる。各ESA
52はセル50の列のピッチの2倍である。
の列が詳しく示されている図7を参照する。それらのセ
ル列は複数のセル50を含んいる。各セルはアクセス・
トランジスタ54、56のソースがそれぞれLBL46
とLBL_L48へ電気的に接続されるとともに、それ
のゲートがLWL34へ電気的に接続される。LBL4
6とLBL_L48はサブアレイ20pの高さ方向に
(すなわち、16個のメモリ・セルを横切って)延長
し、GRBL38とGRBL_L48は、LBL46と
LBL_L48と平行に、アレイ20の全高さにわたっ
て(すなわち、256個のメモリ・セルを横切って)延
長する。本発明の好適な実施例においては、図7に示す
ように、LWL34は三重金属半導体製造法の金属1層
内に形成され、LBL46とLBL_L48は金属2層
内に形成され、GRBL38とGRBL_L40は金属
3層内に形成される。
20pの一端において対応する埋め込まれたセンス増幅
器(WSA)52へ電気的に接続される。読出し動作中
にそのセンス増幅器はLBL46とLBL_L48を対
応するGWL38とGRBL_L40へ電気的に接続す
る。
施例においては、ESA52は4種類の機能を行う。す
なわち、それは読出し動作中に、LBL46とLBL_
L48からGRBL38およびGRBL_L40までの
電流を増幅し、書込み動作中に、LBL46とLBL_
L48を駆動し、読出し動作と書込み動作の後でLBL
46とLBL_L48を平衡させ、4:1大域読出しMu
x /4:1大域書込みMux として作用する。
するために、ESA52の簡単にしたものが図7に示さ
れている。ESA52は一対のバイポーラ・トランジス
タ60、62を含む。それらのトランジスタ60、62
のベースはそれぞれLBL46とLBL_L48へ接続
され、コレクタは電源へ接続され、エミッタはGRBL
38とGRBL_L40へそれぞれ接続される。一対の
抵抗64、66がトランジスタ60、62のベースをG
WL36へ接続する。
ル50の各列が、そのローカル・ビット線を対応する大
域読出しビット線へ接続する。読出し動作の1つの別の
実施例においては、復号されたアドレスを受けると各サ
ブアレイ20a〜20p内でローカル語線の1つ、LW
L34を高くする。そうすると、各サブアレイ中の選択
されたメモリ・セル50は電荷をローカル差動ビット線
LBL46とLBL_L48へ放出することを許して、
それらのビット線を分割させる。ローカル・ビット線4
6、48は差動バイポーラ・トランジスタ対60、62
のベースへ供給する。ローカル語線LWL34が各サブ
アレイにおいて切り換えられるのとほぼ同じ時刻に、1
つの、かつただ1つの語線GWL36がアクティブにな
って、希望のサブアレイを選択する。高くなった接続さ
れたGWL36はそれに組み合わされているバイポーラ
・トランジスタ60、62のベース電圧を、他のサブア
レイ20a〜20pのESA52中の他のバイポーラ・
トランジスタ対60、62の全てのベース電圧より高く
する。この高くされたベース電圧は大域ビット線、GR
BL38とGRBL_L40の選択されたESA52制
御を与え、「ワイヤードOR」機能を形成する。与えら
れた任意の読出しサイクルにはただ1つの大域語線GW
L36が高くなるから、単一のESA52が大域読出し
ビット線38、40の状態を制御する。これは、全体の
列(256の)におけるただ1つのメモリ・セル50か
らの出力が大域読出しビット線38、40の状態を制御
することを意味する。
は、復号されたアドレスを受けとるとローカル語線の選
択された1つ、LWL34を選択されたサブアレイ20
a〜20pにおいて高くする。これにより選択されたサ
ブアレイ中の選択されたメモリ・セル50が電荷をロー
カル差動ビット線、LBL46とLBL_L48へ放出
することを許して、それらのビット線を分割させる。ロ
ーカル・ビット線46、48は差動バイポーラ・トラン
ジスタ対60、62のベースへ信号を供給する。選択さ
れたサブアレイにおいてローカル語線LWL34が切り
替わるのとほぼ同じ時刻に(および好ましくはそれより
少し前)、1つ、かつただ1つの大域語線、GWL3
6、がアクティブになる。高くなりつつある選択された
GWL36はそれに組み合わされているバイポーラ・ト
ランジスタ60、62のベース電圧を、他のサブアレイ
20a〜20pのESA52中の全ての差動バイポーラ
・トランジスタ対60、62のベース電圧より高い電圧
にする。この高くされたベース電圧は選択されたESA
52に大域ビット線GRBL38とGRBL_L40を
制御させ、「ワイヤードOR」機能を形成する。単一の
ESA52が大域読出しビット線38、40の状態を制
御する。これは、全体の列(256の)におけるただ1
つのメモリ・セル50からの出力が大域読出しビット線
38、40の状態を制御することを意味する。
がスタチック電力を消費しないことである。というの
は、ESA52はそれのサブアレイ20a〜20pが選
択された時に電流を増幅させるだけだからである。選択
されないESA52は電流を大域読出しビット線38、
40へ駆動しないから、選択されないESA52は電力
を実効的に使用しない。
ッチング機構を実現するために数多くの別の手法が存在
する。1つの手法は単純なMOSスイッチを使用するこ
とである。メモリ・セル50のデータをローカル・ビッ
ト線LBL46とLBL_L48へ切り換えるためにn
チャネル・トランジスタが用いられるのと同様に、ロー
カル・ビット線と大域ビット線の間の切り替えを実現す
るためにより大きいnチャネル・トランジスタを使用で
きる。これは妥当な手法であり、とくに全MOS設計に
おいてはそうであるが、スイッチからの付加容量および
直列抵抗により性能が限られる。別の手法はスイッチ機
構として標準的なCMOSセンス増幅器を使用すること
である。スイッチ機構に埋め込まれたCMOSセンス増
幅器を使用することの利点は、それが電流利得と電圧利
得も提供することである。
記憶装置の場合には、スイッチ機構の設計に使用するた
めにバイポーラ装置を利用できる。バイポーラ・トラン
ジスタの指数関数的な電流−電圧関係のために、バイポ
ーラ・トランジスタは大きい電流利得を持つスイッチ機
構を構成することが可能にされる。
ル金属製造法を用いて製造される、2レベルの埋め込ま
れたアクセスツリーの実施例が示されている。ツリーの
ローカル・レベルと大域レベルが同じ金属層中に形成で
きるものとすると、二レベル金属法を用いて同じツリー
構造を得ることができる。付加金属レベルの利点は、同
じ金属層中にローカル・ビット線と大域ビット線のため
の余地を設けるために、メモリ・セルのピッチを増大す
ることによりアレイ密度を低下させることが不要なこと
である。
理由を理解するためには、メモリ・セル50により見ら
れる実効負荷をEATがどのようにして減少するかを理
解すると有利である。従来のRAMにおいては、各セル
は、アレイ全体の高さにわたって延長する垂直線(ビッ
ト線)をドライブせねばならない。また、同じ列中の全
てのメモリ・セルのソースから大きな容量が付加され
る。本発明に従って、「ツリー」の与えられた任意の
「分岐」におけるセルの数を小さい数(たとえば、図7
では各LBL46とLBL_L48における4個のセル
と16個のセル)へ減少させることにより、読出しサイ
クル中に各メモリ・セル50がドライブせねばならない
負荷をEATは減少する。選択されるツリーのローカル
分岐(すなわち、LBL46とLBL_L48)だけが
読出しサイクル中に大域分岐(すなわち、GRBL38
とGRBL_L40)へ接続される。この結果として、
選択されたメモリ・セル50は、それのローカルLBL
46とLBL_L48における少数のセルからのソース
負荷と、プラス・ローカル分岐および大域分岐のワイヤ
容量と、プラスEATのローカル・ビット線と大域ビッ
ト線を接続するスイッチ機構の僅かな付加容量を見るだ
けである。好適な実施例においては、ワイヤの全長は従
来のRAM構造のワイヤの全長より僅かに長くなるだけ
なので、付加ワイヤ長さおよび選択機構は、他のローカ
ル・ビット線における全てのセルが有するであろう容量
よりはるかに小さい容量が付加される。
されている図8を参照する。それらのメモリ・セル列対
は大域書込みビット線42、44(金属3中に形成され
ている)と、ESA52の別の実施例を含む。書込み動
作中は抵抗負荷をオフに切り換えることができるように
するために、ESA52は図4における抵抗64と66
の代わりにpチャネルMOS装置68、70を含む。そ
れからMOS装置68、70は書込み動作の後でオン状
態へ戻されて、ローカル・ビット線をその予め充電され
た値へ復帰させる。予充電時間を短縮するために、イン
バータ71と付加nチャネルMOS装置72、74が含
まれる。書込み動作が終わると、ローカル・ビット線4
6、48の1つが低いレベルにあり、再び充電する必要
がある。高くなる書込み信号がバンキング選択線75に
より供給され、インバータ71とプルアップ・トランジ
スタ72に正常プルアップ装置68がLBL46のレベ
ルを引き上げることを助けさせる。ローカル・ビット線
46、48がその予め充電されたレベルへ接近した時
に、プルアップ・トランジスタ72は自身でターンオフ
し、読出し動作中にローカル・ビット線46、48のレ
ベルを引き下げるセルの性能に影響を及ぼさない。本発
明の好適な実施例においては、メモリ装置の配置は、イ
ンバータ71、73をバンクキング選択線75によりド
ライブされる単一の回路に組み合わせることにより強調
された。
得を生ずるバイポーラ・トランジスタで実現されてい
た。この電流利得特徴は、メモリ・セルの電流出力を増
幅することにより読出し性能を向上させる。しかし、書
込み動作中は、バイポーラ・トランジスタ60、62が
大域読出しビット線38、40にクランプされたダイオ
ードのように動作する。本発明の一実施例においては、
ローカル・ビット線46、48は、セルに書込むために
CMOSのレベルを完全に、または好適な実施例におい
ては部分的に(3.3vシステムでは2.5v)振らせ
ることを求められることがある。その場合には、大域読
出しビット線38、40をそれのCMOSを介して動か
すために、電圧の振れは、ダイオード・クランプを不能
にするか、大域読出しビット線38、40のレベルを低
下させることとともにバイポーラ・トランジスタ60、
62のベースレベルを移動させるというような技術を要
求する。あるいは、図8に示すように、第2の二レベル
埋め込まれたツリーを第1の二レベル埋め込まれたツリ
ーへ付加することが望ましいことがある。これは、ツリ
ーの最低レベル、ローカル・ビット線46、48、を共
用し、それから第2の上側レベルをGWBL42およ
び、GWBL_L44の態様の2レベルツリーへ加える
ことにより効率的に行うことができる。このようにし
て、大域ビット線42、44は本発明の選択的素子であ
ることを当業者はわかるであろう。
前のようにして行われ、メモリ・セル50がローカル・
ビット線46、48をまずドライブする。それから電流
がローカル・バイポーラESAにより増幅されて、大域
読出しビット線38、40をドライブする。大域読出し
ビット線38、40における電圧差は全アレイの1番下
において大域センス増幅器26により検出される。
くなる。それは、バンキング選択アクセス装置76、7
8をターンオンすることにより、書込むべきバンキング
を選択する。バンキング選択と並列に、および書込むべ
きデータに応じて、大域書込みビット線42、44は全
アレイの1番下からのそれのCMOSの振れだけドライ
ブされる。そうすると適切なローカル・ビット線がター
ンオンされて装置80または82に引き下げる。そうす
ると接続されたバンキングの適切なローカル・ビット線
46または48が引き下げられる。大域書込みビット線
42、44はローカル・ビット線予充電Pチャネル装置
68と70および対応するNチャネル引上げ装置72、
74もターンオフして、PチャネルとNチャネルの引上
げ装置と、Nチャネルの引き下げ装置80、82の間の
「争い」を阻止する。書込み動作が終わると、直列のN
チャネル引き下げ装置76、78、80、82がターン
オフされ、PチャネルおよびNチャネル引上げ装置6
8、70、72、74が並列にターンオンされて、ロー
カル・ビット線46、48を、以後の読出しサイクルに
備えて、その予め充電されたレベルへ復帰させる。本発
明のメモリ装置の読出し動作と書込み動作を更に説明す
るために、波形図の例が図9と図10に示されている。
このようにして、書込み動作に対する性能上の利益が読
出し動作における機構と同じ機構から得られる。すなわ
ちドライブせねばならない実効負荷を減少することであ
る。読出しアクセス経路においては、ドライバは選択さ
れたメモリ・セルである。書込み経路においては、選択
されたメモリ・セルはレシーバである。読出し動作にお
けるように、選択されたセルに書込むために、選択され
たセルを含んでいるツリーの分岐だけをドライブする必
要がある。この結果、セルを書込むために動かさねばな
らない負荷ははるかに小さく、書込み時間、および書込
みの後でローカル・ビット線を予充電するための時間が
共に十分短縮される。
出し動作が高い割合を占めている場合にアクセス時間を
大幅に短縮することができる別の動作モードが可能にな
ることである。典型的な従来技術のメモリ構成において
は、書込み動作の後で、次の読出し動作の開始前に、ビ
ット線を回復させるために適切な時間を取る必要があ
る。本発明のメモリ装置においては、読出すべきメモリ
・セルが、最後に書込まれたセルと同じサブアレイ内に
配置されているならば、ビット線の回復を待つことなし
に、読出し動作の大部分を開始できる。本発明はメモリ
・アレイを、別々のローカル・ビット線のセットをおの
おの有する、多数のサブアレイへ分割することを可能に
するから、以後の読出し動作が異なるサブアレイへ入れ
られるものであれば、ビット線の回復中に読出し動作を
遅延させることはもはや必要ない。迅速に処理される読
出し動作を異なるサブアレイに対して許すために、メモ
リ装置の既存の復号論理へ適切な制御論理を便利に付加
できることが当業者には分かるであろう。
味のある特徴は、埋め込まれたマルチプレクサ(mux)
を形成するために、それのワイヤードOR性能を用いる
こともできるから有利なことである。図8を参照する。
この図には4:1mux の簡単にした例が示されている
が、好適な実施例においては、より高いレベルのmux 、
たとえば、16:1の埋め込まれたmux を実現すること
が望ましいことがある。GRBL38とGRBL_L4
0をサブアレイ中のメモリ・セルの各列に専用するより
も、この資源を共用することもできる。たとえば、隣接
する列のESAからのバイポーラ装置60のエミッタを
共用される大域読出しビット線38へ接続でき、隣接す
る列のESAからのバイポーラ装置60のエミッタを共
用される大域読出しビット線低40へ接続できる。共用
される大域読出しビット線38、40は複数の大域語線
36により制御される。大域語線36の1つが、大域読
出しビット線を共用する各列に組み合わされるESAの
負荷装置へ接続される。n:1のmux を形成するために
本発明の特徴を使用することにより、アレイ20の上を
延長する大域読出しビット線38、40の数をn分の1
に減少する。しかし、埋め込まれたn:1mux を形成す
るには、サブアレイ当たりn−1個の付加語線36を要
する。
まれたmux 機能を実現して、付加バンキング選択信号を
付加することにより、大域書込みビット線42、44の
数を減少できる。4:1mux 機能の場合には、4つのバ
ンキング選択信号がGlobal_Write _Bit 線により制御
すべき4つの隣接する垂直スライスのうちの1つを選択
する。4:1mux 機能が読出し動作および書込み動作の
ために実現される場合には、メモリ・セル50の4つの
各垂直列は、ただ一対の大域書込みビット線42、44
と、一対の大域読出しビット線38、40を要求する。
このように、埋め込み4:1読出しmux および書込みmu
x はアレイの全高さにわたって延長せねばならない大域
ビット線、読出しおよび書込みの数を4分の1に減少す
る。したがって、本発明の埋め込まれた読出しツリーお
よび書込みツリーの実現には、メモリ・セル50当たり
平均してただ1つの余分の垂直ワイヤを必要とする。
量を減少することにより、本発明の埋め込まれたアクセ
スツリーRAMは従来のRAM構造よりもはるかに短い
アクセス時間を有する。しかも、これに伴う欠点はたっ
た1つである。本発明の埋め込まれたキャラクタは、バ
ンキングされるRAM構造において見出だされる経路指
定とオーバヘッドの複雑なことが解消され、それによ
り、バンキングされたRAM構造におけるよりも小さい
サブアレイを使用でき、それによってビット線の実効容
量を減少し、アクセス時間を一層短縮する。本発明は、
スタチック電力を消費せず、電流利得を提供して性能を
一層向上させる、埋め込まれたローカル・センス増幅器
を実現するための新規なbiCMOS構造を含む。ローカ
ル・センス増幅器構造の独特の性質のために、そのロー
カル・センス増幅器が、大域読出しビット線の数と大域
書込みビット線の数をn(たとえば、4)分の1に減少
する埋め込まれたマルチプレクサとしても機能すること
ができる。書込み動作のために、第2の埋め込まれたツ
リーを第1の埋め込まれたツリーに重畳して、高速書込
み経路を提供できる。シミュレーションによれば、本発
明の埋め込まれたアクセスツリーが性能を3倍以上向上
し、しかもアレイの寸法の増大は約30%に過ぎない。
本発明のメモリ装置は、バンキングされた手法を用いて
同じRAMより小さいことが予測される。その理由は、
mux およびセンス増幅器構造がアレイ中に埋め込まれ
て、EATを用いて実現されたRAMの周辺装置を、バ
ンキングされた手法におけるよりもかなり小さくするこ
とを許すからである。
量負荷を、従来技術の外部バンキングされた手法で可能
であったものよりはるかに小さい部分に分解する。EA
Tは大域経路指定制限、または外部でバンキングされる
RAMに関連する多重化制限を持たない。
くに関連するものであるが、本発明の技術はDRAMの
設計においても価値がある。DRAMとの主な違いは、
アレイ密度がSRAMにおけるそれより一般により重要
なことである。DRAMのセル・ピッチははるかに狭い
から、現在利用できる半導体製造技術に限定されるもの
とすると、面積に影響を及ぼすことなしに付加垂直ワイ
ヤを経路指定することはより困難なことである。
にEATを使用することもできる。たとえば、ESAを
形成するために双方向スイッチを使用するものとする
と、読出し動作のために使用したアクセス経路と同じア
クセス経路を書込み動作のために使用できる。書込むべ
きセルを含んでいるローカル分岐だけをドライブする必
要があるから、実効容量を減少すると、それが読出し動
作を迅速にするのと全く同様に書込み動作を迅速にす
る。
ば、アクセス装置をドライブする語線に類似のツリー構
造を使用できる。第1のレベルのツリーが部分的な復号
だけを通常行うが、完全復号は基本構造を変更せず、付
加的な復号がツリーの適切な分岐でスイッチオンするた
めに用いられる。利点はアクセス経路の利点に類似し、
ドライバにかかる付加が減少する。更に詳しくいえば、
語線はツリーの最低分岐の1つからのアクセス装置を見
るだけである。付加的な負荷は、前と同様に、付加ワイ
ヤおよびスイッチ機構からもちろん見られる。
示す。
ある。
である。
た、本発明のメモリ装置の埋め込まれたセンス増幅器回
路を示す。
グ図である。
ング図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 複数のサブアレイに編成されたメモリ・
セルのアレイと、メモリ・セルのアレイをアクセスする
回路とを有する半導体記憶装置において、前記アクセス
回路が、 前記サブアレイの1つのメモリ・セルの列におのおの組
み合わされた複数の第1のビット線と、 複数の前記サブアレイからの前記第1のビット線のセッ
トにおのおの組み合わされた複数の第2のビット線と、 メモリ・セルのアクセス動作中に前記セットの前記第1
のビット線の1つを前記組み合わされた第2のビット線
へ電気的に接続するための複数のスイッチ機構と、を備
え、それによりメモリ・セルのアクセス動作中に駆動せ
ねばならない負荷が第1のビット線の全てのセットの負
荷より小さいことを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項2】 複数のサブアレイに編成されたメモリ・
セルのアレイを備え、各メモリ・セルには、そのメモリ
・セルのサブアレイの高さだけ延びる第1のビット線が
組み合わされる半導体記憶装置からデータをアクセスす
る方法において、 アクセスすべきメモリ・セルを選択する過程と、 前記選択されたメモリ・セルからのデータをそれに組み
合わされた第1のビット線の上に置く過程と、 スイッチ機構を起動させて前記組み合わされた第1のビ
ット線からの前記データを前記第1のビット線に組み合
わされた第2のビット線へ転送する過程と、を備え、そ
れによりメモリ・セルのアクセス動作中に駆動せねばな
らない負荷が第1のビット線の全ての前記セットの負荷
より小さいことを特徴とする半導体記憶装置からデータ
をアクセスする方法。
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