JPH0729996A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH0729996A
JPH0729996A JP5171814A JP17181493A JPH0729996A JP H0729996 A JPH0729996 A JP H0729996A JP 5171814 A JP5171814 A JP 5171814A JP 17181493 A JP17181493 A JP 17181493A JP H0729996 A JPH0729996 A JP H0729996A
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JP
Japan
Prior art keywords
pair
data
nmos
gate
bit line
Prior art date
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Pending
Application number
JP5171814A
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English (en)
Inventor
Masahiko Nakajima
雅彦 中島
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】SRAMにおいて、低電圧での動作を保証し、
市場ニーズの電源電位3.0V±10%を十分に対応で
きる半導体記憶装置を供給する。 【構成】ビット線負荷回路11、カラムゲート13、書
き込みゲート14、メモリセルのデータ転送ゲート1
2、データバス負荷回路17のしきい値電圧をその他の
NMOSのしきい値電圧よりも低くする。なお低Vth
化するには、通常のNMOSチャンネルを形成するNチ
ャンネルドープ工程の後、低Vth化するNMOSのチ
ャンネル部分のマスクを作成し、再度チャンネルドープ
工程を行なうことにより形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体記憶装置、特にS
RAM(スタティック・ランダムアクセス・メモリ)の
低電圧での動作保証に関する。
【0002】
【従来の技術】図2に従来の一実施例を示す。図2でB
L、XBLは1対のビット線、21はNMOS構成の1
対のビット線負荷回路で、そのソースは電源電位に接続
されドレインはビット線の一端に接続されゲートはビッ
ト線負荷制御信号LDに接続されている。DB、XDB
は1対のデータバス、23はNMOS構成の1対のカラ
ムゲートで、そのソースはビット線の他の一端に、ドレ
インはデータバスの一端に、ゲートはカラム選択信号C
Gにそれぞれ接続されている。15はデータ記憶回路で
1対の高抵抗負荷素子151、152と1対のNMOS
素子153、154で構成され、高抵抗負荷素子の一端
は電源電位に、他の一端はNMOS素子のドレインM
C、XMCに接続され、NMOS素子のソースは接地さ
れ、153のゲートはMCに、154のゲートはXMC
に接続されている。22はNMOS構成の1対のデータ
転送ゲートで、そのソースは該ビット線に、ドレインは
該データ記憶回路のNMOS素子のドレインMC、XM
Cに、ゲートはワード線選択信号WLにそれぞれ接続さ
れている。WB、XWBは1対のデータ書き込みバス、
24はNMOS構成の1対の書き込みゲートで、ソース
は該データ書き込みバスの一端に、ドレインは該データ
バスの他の一端に、ゲートはデータ書き込み制御信号W
Gにそれぞれ接続されている。16は入出力回路で該デ
ータ書き込みバスの他の一端と接続している。27はN
MOS構成の1対のデータバス負荷回路でソースとゲー
トは電源電位に、ドレインは該データバスの一端にそれ
ぞれ接続されている。該ビット線対は1対のデータバス
にそれぞれ1対のカラムゲートを介して複数対接続され
ている。またデータ記憶回路は1対のビット線にそれぞ
れ1対のデータ転送ゲートを介して複数個接続されてい
る。
【0003】以上のような構成の半導体記憶装置に於い
て該データ記憶回路にデータを書き込む際の動作及び伝
搬されるデータ電位について図4を使って説明する。
【0004】NMOS素子はソースからドレインに電位
が伝送される際、しきい値電圧VthN分の電位が下が
る。つまりソース側に電源電位VDDが与えられた場
合、ドレイン側ではVDD―VthNの電位になる。以
下の説明ではビット線負荷回路21、カラムゲート2
3、書き込みゲート24のしきい値電位をVthN、デ
ータ転送ゲート22、NMOS素子153、154のし
きい値電圧をVthMとし、バックゲート効果などを無
視している。
【0005】入出力回路16からデータ書き込みバス対
WB、XWBにそれぞれVDDと0Vが与えられる。デ
ータバスDB、XDBの電位はデータバス負荷回路27
が常時オンの状態にあるためVDD−VthNに保たれ
ている。データ書き込み制御信号WGがVDD電位(以
下”H”と略す)になった時書き込みゲート24がオン
となりデータ書き込みバスWB、XWBの電位がデータ
バスDB、XDBに電送される。この時データバスの電
位はそれぞれVDD―VthNと0Vになる。カラムゲ
ート選択信号CGが接地電位(以下”L”と略す)の間
にビット線負荷制御信号LDは”H”になり、ビット線
負荷回路21がオンとなりビット線BL、XBLの電位
は共にVDD―VthNとなる。次にビット線負荷制御
信号LDが”L”となりビット線負荷回路21がオフ
し、カラムゲート選択信号CGが”H”でカラムゲート
23がオンとなりデータバスDB、XDBの電位とビッ
ト線BL、XBLの電位がイコライズされる。この時ビ
ット線の電位はそれぞれVDD―VthNと0Vにな
る。次にワード線選択信号WLが”H”でデータ転送ゲ
ート22がオンとなりビット線BL、XBLの電位がデ
ータ記憶回路のNMOS素子153、154のドレイン
MC、XMCに電送される。この時MC、XMCの電位
はVDD―VthN―VthMと0Vになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このデータ記憶回路に
この電位が保持されるためには、NMOS素子153、
154のしきい値電圧VthMが次のような関係になけ
ればならない。
【0007】VthM<VDD―VthN―VthM つまりこのデータ記憶回路にデータが保持できる動作下
限電源電位はVthN+2×VthM以上である。ここ
で仮にVthN=0.90V、VthM=1.00Vと
すると、動作下限電源電位は2.90V以上となる。ま
た現実的にはバックゲート効果の影響も加味されるので
さらに高くなる。市場ニーズとして電源電位3.0V±
10%での動作が求められる中で、この動作下限電源電
位では対応することはできない。
【0008】本発明はかかる点を改善し、低電圧での動
作を保証できる半導体記憶装置を提供しようとするもの
である。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体記憶装置
は、1対のビット線と、該ビット線に接続されるNチャ
ンネルMOS型FET(以下NMOSと略す)で構成さ
れた1対のビット線負荷回路と、該ビット線と1対のデ
ータバスの間に接続されるNMOSで構成された1対の
カラムゲートと、該ビット線とデータ記憶回路の間に接
続されるNMOSで構成された1対のデータ転送ゲート
と、該データバスと1対のデータ書き込みバスの間に接
続されるNMOSで構成される1対の書き込みゲート
と、該データバスに接続されるNMOSで構成された1
対のデータバス負荷回路で構成される半導体記憶装置に
おいて、該ビット線負荷回路と該カラムゲートと該デー
タ転送ゲートと該書き込みゲートと該データバス負荷回
路のNMOSのしきい値電圧をその他のNMOSのしき
い値電圧よりも低くしたことを特徴とする。
【0010】
【実施例】本発明の実施例を図1、図3を使って説明す
る。図1において図2と共通の記号については説明を省
く。図1で11はNMOS構成で「しきい値電圧をその
他のNMOSのしきい値電圧よりも低くした」(以下
「低Vth化した」と略す)1対のビット線負荷回路で
図2の21に置き替わる。12はNMOS構成の低Vt
h化した1対のデータ転送ゲートで図2の22に置き替
わる。13はNMOS構成の低Vth化した1対のカラ
ムゲートで図2の23に置き替わる。14はNMOS構
成の低Vth化した1対の書き込みゲートで図2の24
に置き替わる。17はNMOS構成の低Vth化した1
対のデータバス負荷回路で図2の27に置き替わる。1
1、12、13、14、17のしきい値電圧は図2の対
応する21、22、23、24、27のしきい値電圧に
対しΔVth低く設定されている。つまり11、13、
14、17のしきい値電圧はVthN―ΔVth、12
のしきい値電圧はVthM―ΔVthとなる。なお低V
th化するには通常のNMOSチャンネルを形成するN
チャンネルドープ工程の後、低Vth化するNMOSの
チャンネル部分のマスクを作成し、再度チャンネルドー
プ工程を行なうことにより形成する。
【0011】以上のような構成の半導体記憶装置に於い
て該データ記憶回路にデータを書き込む際の動作及び伝
搬されるデータ電位について図3を使って説明する。
【0012】低Vth化したNMOS素子はソースから
ドレインに電位が伝送される際、しきい値電圧(Vth
N―ΔVth)分の電位が下がる。つまりソース側に電
源電位VDDが与えられた場合、ドレイン側ではVDD
―VthN+ΔVthの電位になる。以下の説明ではビ
ット線負荷回路11、カラムゲート13、書き込みゲー
ト14のしきい値電位をVthN―ΔVth、データ転
送ゲート12のしきい値電位をVthM―ΔVth、N
MOS素子153、154のしきい値電圧をVthMと
し、バックゲート効果などを無視している。
【0013】入出力回路16からデータ書き込みバス対
WB、XWBにそれぞれVDDと0Vが与えられる。デ
ータバスDB、XDBの電位はデータバス負荷回路17
が常時オンの状態にあるためVDD−VthN+ΔVt
hに保たれている。データ書き込み制御信号WGが”
H”になった時書き込みゲート14がオンとなりデータ
書き込みバスWB、XWBの電位がデータバスDB、X
DBに電送される。この時データバスの電位はそれぞれ
VDD―VthN+ΔVthと0Vになる。カラムゲー
ト選択信号CGが”L”の間にビット線負荷制御信号L
Dは”H”になり、ビット線負荷回路11がオンとなり
ビット線BL、XBLの電位は共にVDD―VthN+
ΔVthとなる。次にビット線負荷制御信号LDが”
L”となりビット線負荷回路11がオフし、カラムゲー
ト選択信号CGが”H”でカラムゲート13がオンとな
りデータバスDB、XDBの電位とビット線BL、XB
Lの電位がイコライズされる。この時ビット線の電位は
それぞれVDD―VthN+ΔVthと0Vになる。次
にワード線選択信号WLが”H”でデータ転送ゲート1
2がオンとなりビット線BL、XBLの電位がデータ記
憶回路のNMOS素子153、154のドレインMC、
XMCに電送される。この時MC、XMCの電位はVD
D―VthN―VthM+2×ΔVthと0Vになる。
【0014】
【発明の効果】データ記憶回路のMCのノードに保持さ
れた電位を従来例と比較すると2×ΔVth高く書き込
まれたことになる。すなわちこのデータ記憶回路にデー
タが保持できる動作下限電源電位はVthN+2×Vt
hM―2×ΔVthとなり、従来例よりも2×ΔVth
低い電源電位まで動作保証することができる。ここで仮
にVth=0.90V、VthM=1.00V、ΔVt
h=0.30Vとすると、動作下限電位は2.30V以
上となる。これにより市場ニーズの電源電位3.0V±
10%を十分に保証できる半導体記憶装置を供給可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す回路図である。
【図2】従来の実施例を示す回路図である。
【図3】図1の動作説明用の波形図である。
【図4】図2の動作説明用の波形図である。
【符号の説明】
11 低Vth化したビット線負荷回路 12 低Vth化したデータ転送ゲート 13 低Vth化したカラムゲート 14 低Vth化した書き込みゲート 15 データ記憶回路 151、152 高抵抗負荷素子 153、154 NMOS素子 16 入出力回路 17 低Vth化したデータバス負荷回路 21 ビット線負荷回路 22 データ転送ゲート 23 カラムゲート 24 書き込みゲート 27 データバス負荷回路 MC、XMC データ記憶回路端子 BL、XBL ビット線 DB、XDB データバス WB、XWB データ書き込みバス LD ビット線負荷制御信号 WL ワード線選択信号 CG カラムゲート選択信号 WG データ書き込み制御信号

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1対のビット線と、該ビット線に接続され
    るNチャンネルMOS型FET(以下NMOSと略す)
    で構成された1対のビット線負荷回路と、該ビット線と
    1対のデータバスの間に接続されるNMOSで構成され
    た1対のカラムゲートと、該ビット線とデータ記憶回路
    の間に接続されるNMOSで構成された1対のデータ転
    送ゲートと、該データバスと1対のデータ書き込みバス
    の間に接続されるNMOSで構成される1対の書き込み
    ゲートと、該データバスに接続されるNMOSで構成さ
    れた1対のデータバス負荷回路で構成される半導体記憶
    装置において、該ビット線負荷回路と該カラムゲートと
    該データ転送ゲートと該書き込みゲートと該データバス
    負荷回路のNMOSのしきい値電圧をその他のNMOS
    のしきい値電圧よりも低くしたことを特徴とする半導体
    記憶装置。
JP5171814A 1993-07-12 1993-07-12 半導体記憶装置 Pending JPH0729996A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005267837A (ja) * 2004-02-20 2005-09-29 Renesas Technology Corp 半導体装置
US7408231B2 (en) 1999-06-29 2008-08-05 Renesas Technology Corp. SRAM memory semiconductor integrated circuit device
JP2010114705A (ja) * 2008-11-07 2010-05-20 Audio Technica Corp 単一指向性ダイナミックマイクロホン
US20110142265A1 (en) * 2009-12-16 2011-06-16 Hiroshi Akino Capacitor microphone unit and capacitor microphone

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US20110142265A1 (en) * 2009-12-16 2011-06-16 Hiroshi Akino Capacitor microphone unit and capacitor microphone
US8526664B2 (en) 2009-12-16 2013-09-03 Kabushiki Kaisha Audio-Technica Capacitor microphone unit and capacitor microphone

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