JPH11265580A - 半導体記憶装置 - Google Patents
半導体記憶装置Info
- Publication number
- JPH11265580A JPH11265580A JP10084926A JP8492698A JPH11265580A JP H11265580 A JPH11265580 A JP H11265580A JP 10084926 A JP10084926 A JP 10084926A JP 8492698 A JP8492698 A JP 8492698A JP H11265580 A JPH11265580 A JP H11265580A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sub
- line
- word
- output
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Semiconductor Memories (AREA)
- Dram (AREA)
Abstract
し、高周波数でのクロック信号でのメモリ動作を実現し
た半導体記憶装置を提供する。 【解決手段】 複数のワード線と複数の相補ビット線の
交点に複数のメモリセルが設けられてなるメモリアレイ
と、上記複数の相補ビット線の中から選択信号により選
択されたものを共通相補入出力線に接続させるカラムス
イッチと、上記共通相補入出力線を所定の同じ電位に設
定するプリチャージ回路とを備えた半導体記憶装置にお
いて、読み出し時にはカラムスイッチの選択期間を長く
するとともにその分上記共通相補入出力線のプリチャー
ジ期間を短くし、書き込み時にはカラムスイッチの選択
期間を短くするとともにその分上記共通相補入出力線の
プリチャージ期間を長くして上記読み出し時と書き込み
時のメモリサイクル期間をほぼ同一にする。
Description
に関し、主として高速動作のシンクロナスDRAM(ダ
イナミック型ランダム・アクセス・メモリ)におけるカ
ラム選択回路に利用して有効な技術に関するものであ
る。
大記憶容量化に図ったダイナミック型RAMに関して
は、日経マグロウヒル社1995年7月31日発行「日
経エレクトロニクス」No.641、pp.99-214 がある。
においては、ワード線を選択状態にしておいてカラムア
ドレスの切り換えにより書き込みと読み出しを行うよう
にした高速動作モードがある。シンクロナスDRAMで
は、外部端子から供給されるクロック信号に対応して内
部でカラムアドレスを発生させて連続してカラムアドレ
スの切り換えを行うようにしたバーストモードがある。
このような連続動作モードでは、カラムアドレスの切り
換えにより書き込み動作と読み出し動作とを行うもので
あるが、アドレスの切り換えに際して、高速動作化のた
めに共通入出力線においては前のサイクル情報をリセッ
トさせるというプリチャージ動作が設けられる。
るプリチャージ動作と、読み出し動作とその後に行われ
るプリチャージ動作に格別な配慮がなされておらず、共
に同じような時間割合で行うものであり、それぞれの動
作時間を満足させるよう設定するものである。クロック
サイクル時間が10ns以上と比較的長い場合には、時
間的な余裕があるので上記のようにしても何ら問題が生
じない。しかしながら、クロック周波数を100MHz
を超えて160MHz程度まで高速化を図ろうとする
と、上記バーストモードではわずか6nsのサイクル時
間にしなければならず、大記憶容量化に伴う配線寄生容
量の増大や、素子の微細化を考えると上記サイクル時間
内にカラムアドレスの切り換えを行うようにすることは
容易ではない。本願発明者においては、書き込み時と読
み出し時とでは、上記それぞれの動作に必要とされる時
間と共通入出力線に現れる信号振幅が大きく異なり、上
記信号振幅に対応してプリチャージに要する時間も異な
ることに着目し、書き込み動作と読み出し動作とでカラ
ム選択期間と、プリチャージ期間をそれぞれ最適設定に
することによりクロックサイクル時間を短くすることを
考えた。
ックサイクル時間を短くした半導体記憶装置を提供する
ことにある。この発明の他の目的は、高周波数のクロッ
ク信号でのメモリ動作を実現した半導体記憶装置を提供
することにある。この発明の前記ならびにそのほかの目
的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から
明らかになるであろう。
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、複数のワード線と複数の相
補ビット線の交点に複数のメモリセルが設けられてなる
メモリアレイと、上記複数の相補ビット線の中から選択
信号により選択されたものを共通相補入出力線に接続さ
せるカラムスイッチと、上記共通相補入出力線を所定の
同じ電位に設定するプリチャージ回路とを備えた半導体
記憶装置において、読み出し時にはカラムスイッチの選
択期間を長くするとともにその分上記共通相補入出力線
のプリチャージ期間を短くし、書き込み時にはカラムス
イッチの選択期間を短くするとともにその分上記共通相
補入出力線のプリチャージ期間を長くして上記読み出し
時と書き込み時のメモリサイクル期間をほぼ同一にす
る。
ダイナミック型RAMの一実施例の概略レイアウト図が
示されている。同図においては、この発明が適用される
ダイナミック型RAMを構成する各回路ブロックのう
ち、その主要部が判るように示されており、それが公知
の半導体集積回路の製造技術により、単結晶シリコンの
ような1個の半導体基板上において形成される。
モリアレイは、全体として4個に分けられる。半導体チ
ップの長手方向に対して中央部分14にアドレス入力回
路、データ入出力回路及びボンディングパッド列からな
る入出力インターフェイス回路及び降圧回路を含む電源
回路等が設けられる。これら中央部分14の両側のメモ
リアレイに接する部分には、カラムデコーダ領域13が
配置される。
して左右に2個、上下に2個ずつに分けられた4個から
なる各メモリアレイにおいて、長手方向に対して上下中
央部にメインロウデコーダ領域11が設けられる。この
メインロウデコーダの上下には、メインワードドライバ
領域12が形成されて、上記上下に分けられたメモリア
レイのメインワード線をそれぞれが駆動するようにされ
る。
は、その拡大図に示すように、メモリセルアレイ15を
挟んでセンスアンプ領域16、サブワードドライバ領域
17に囲まれて形成されるものである。上記センスアン
プ領域と、上記サブワードドライバ領域の交差部は、交
差領域(クロスエリア)18とされる。上記センスアン
プ領域16に設けられるセンスアンプは、シェアードセ
ンス方式により構成され、メモリセルアレイの両端に配
置されるセンスアンプを除いて、センスアンプを中心に
して左右に相補ビット線が設けられ、左右いずれかのメ
モリセルアレイの相補ビット線に選択的に接続される。
して左右に4個ずつに分けられたメモリアレイは、2個
ずつ組となって配置される。このように2個ずつ組とな
って配置された2つのメモリアレイは、その中央部分に
上記メインロウデコーダ領域11とメインワードドライ
バ12が配置される。メインワードドライバ12は、上
記1つのメモリアレイを貫通するように延長されるメイ
ンワード線の選択信号を形成する。また、上記メインワ
ードドライバ12にサブワード選択用のドライバも設け
られ、後述するように上記メインワード線と平行に延長
されてサブワード選択線信号を形成する。
レイ(サブアレイ)15は、図示しないがサブワード線
が256本と、それと直交する相補ビット線(又はデー
タ線)が256対とされる。上記1つのメモリアレイに
おいて、上記メモリセルアレイ(サブアレイ)15がビ
ット線方向に16個設けられるから、全体としての上記
サブワード線は約4K分設けられ、ワード線方向に8個
設けられるから、相補ビット線は全体として約2K分設
けられる。このようなメモリアレイが全体で8個設けら
れるから、全体では8×2K×4K=64Mビットのよ
うな記憶容量を持つようにされる。
線方向に対して8個に分割される。かかる分割されたメ
モリセルアレイ15毎にサブワードドライバ(サブワー
ド線駆動回路)17が設けられる。サブワードドライバ
17は、メインワード線に対して1/8の長さに分割さ
れ、それと平行に延長されるサブワード線の選択信号を
形成する。この実施例では、メインワード線の数を減ら
すために、言い換えるならば、メインワード線の配線ピ
ッチを緩やかにするために、特に制限されないが、1つ
のメインワード線に対して、相補ビット線方向に4本か
らなるサブワード線を配置させる。このようにメインワ
ード線方向には8本に分割され、及び相補ビット線方向
に対して4本ずつが割り当てられたサブワード線の中か
ら1本のサブワード線を選択するために、サブワード選
択ドライバが配置される。このサブワード選択ドライバ
は、上記サブワードドライバの配列方向に延長される4
本のサブワード選択線の中から1つを選択する選択信号
を形成する。
本のメインワード線に割り当てられる8個のメモリセル
アレイのすべての中から、1本ずつのサブワード線を選
択する。上記のようにメインワード線方向に2K(20
48)のメモリセルが設けられるので、1つのサブワー
ド線には、2048/8=256個のメモリセルが接続
されることとなる。
ビット線方向に対して4Kビットの記憶容量を持つ。し
かしながら、1つの相補ビット線に対して4Kものメモ
リセルを接続すると、相補ビット線の寄生容量が増大
し、微細な情報記憶用キャパシタとの容量比により読み
出される信号レベルが得られなくなってしまうために、
相補ビット線方向に対しても16分割される。つまり、
太い黒線で示されたセンスアンプ16により 相補ビッ
ト線が16分割に分割される。特に制限されないが、セ
ンスアンプ16は、シェアードセンス方式により構成さ
れ、メモリアレイの両端に配置されるセンスアンプ16
を除いて、センスアンプ16を中心にして左右に相補ビ
ット線が設けられ、左右いずれかの相補ビット線に選択
的に接続される。
ック型RAMを説明するための概略レイアウト図が示さ
れている。同図には、メモリチップ全体の概略レイアウ
トと、8分割された1つのメモリアレイのレイアウトが
示されている。同図は、図1の実施例を別の観点から図
示したものである。つまり、図1と同様にメモリチップ
は、長手方向(ワード線方向)対して左右に4分割、上
下に2分割される。メモリアレイ(Array)が8分割さ
れ、その長手方向における中央部分には複数からなるボ
ンディングパッド及びアドレスバッファ、制御回路やプ
リデコーダ及びタイミング制御回路等のような間接周辺
回路(Bonding Pad & peripheral Circuit) が設けられ
る。
8Mビットの記憶容量を持つようにされるものであり、
そのうちの一つが拡大して示されているように、ワード
線方向に8分割され、ビット線方向に16分割されたサ
ブアレイが設けられる。上記サブアレイのビット線方向
の両側には、上記ビット線方向に対してセンスアンプ
(Sence Amplifier)が配置される。上記サブアレイのワ
ード線方向の両側には、サブワードドライバ(Sub-Word
Driver)が配置される。
のワード線と2048対の相補ビット線が設けられる。
これにより、全体で約8Mビットの記憶容量を持つよう
にされる。上記のように4096本のワード線が16個
のサブアレイに分割して配置されるので、1つのサブア
レイには256本のワード線(サブワード線)が設けら
れる。また、上記のように2048対の相補ビット線が
8個のサブアレイに分割して配置されるので、1つのサ
ブアレイには256対の相補ビット線が設けられる。
ウデコーダ、アレイコントロール(Array control)回路
及びメインワードドライバ(Main Word driver)が設けら
れる。上記アレイコントロール回路には、第1のサブワ
ード選択線を駆動するドライバが含まれる。上記アレイ
には、上記8分割されたサブアレイを貫通するように延
長されるメインワード線が配置される。上記メインワー
ドドライバは、上記メインワード線を駆動する。上記メ
インワード線と同様に第1のサブワード選択線も上記8
分割されたサブアレイを貫通するように延長される。上
記アレイの上部には、Yデコーダ(YDecoder) 及びY選
択線ドライバ(YSdriver) が設けられる。
RAMにおけるサブアレイとその周辺回路の一実施例の
概略レイアウト図が示されている。同図には、図2に示
されたメモリアレイの中の斜線を付した位置に配置され
た4つのサブアレイSBARYが代表として示されてい
る。図3においては、サブアレイSBARYが形成され
る領域には斜線を付すことによって、その周辺に設けら
れサブワードドライバ領域、センスアンプ領域及びクロ
スエリアとを区別するものである。
類に分けられる。つまり、ワード線の延長方向を水平方
向とすると、右下に配置される第1のサブアレイSBA
RYは、サブワード線SWLが256本配置され、相補
ビット線対は256対から構成される。それ故、上記2
56本のサブワード線SWLに対応した256個のサブ
ワードドライバSWDは、かかるサブアレイの左右に1
28個ずつに分割して配置される。上記256対の相補
ビット線BLに対応して設けられる256個のセンスア
ンプSAは、前記のようなシェアードセンスアンプ方式
に加えて、さらに交互配置とし、かかるサブアレイの上
下において128個ずつに分割して配置される。
Yは、特に制限されないが、正規のサブワード線SWL
が256本に加えて8本の予備(冗長)ワード線が設け
られ、相補ビット線対は256対から構成される。それ
故、上記256+8本のサブワード線SWLに対応した
264個のサブワードドライバSWDは、かかるサブア
レイの左右に132個ずつに分割して配置される。セン
スアンプは、上記同様に128個ずつが上下に配置され
る。すなわち、上記右側の上下に配置されるサブアレイ
SBARYに形成される256対のうちの128対の相
補ビット線は、それに挟まれたセンスアンプSAに対し
てシェアードスイッチMOSFETを介して共通に接続
される。
Yは、右隣接のサブアレイSBARYと同様にサブワー
ド線SWLが256本により構成される。上記同様に1
28個のサブワードドライバが分割して配置される。上
記下側左右に配置されたサブアレイSBARYの256
本のうちの128本のサブワード線SWLは、それに挟
まれた領域に形成された128個のサブワードドライバ
SWDに対して共通に接続される。上記のように左下配
置されるサブアレイSBARYは、256対からなる正
規の相補ビット線BLに加えて、4対の予備(冗長)ビ
ット線4REDが設けられる。それ故、上記260対か
らなる相補ビット線BLに対応した260個のセンスア
ンプSAは、かかるサブアレイの上下に130個ずつに
分割して配置される。
Yは、右隣接のサブアレイSBARYと同様に正規のサ
ブワード線SWLが256本に予備サブワード線が8本
設けられ、下隣接のサブアレイと同様に正規の相補ビッ
ト線対の256対に加えて、予備のビット線が4対設け
られるので、サブワードドライバは、左右に132個ず
つ分割して配置され、センスアンプSAは上下に130
ずつが分割して配置される。
として例示的に示されているように前記のような水平方
向に延長される。また、カラム選択線YSは、その1つ
が代表として例示されるように縦方向に延長される。上
記メインワード線MWLと平行にサブワード線SWLが
配置され、上記カラム選択線YSと平行に相補ビット線
BL(図示ぜす)が配置されるものである。この実施例
では、特に制限されないが、上記4つのサブアレイを基
本単位の1組として、図2のように8Mビット分のメモ
リアレイでは、ビット線方向には8組のサブアレイが形
成され、ワード線方向には4組のサブアレイが構成され
る。1組のサブアレイが4個で構成されるから、上記8
Mビットのメモリアレイでは、8×4×4=128個の
サブアレイが設けられる。上記8Mビットのメモリアレ
イがチップ全体では8個設けられるから、メモリチップ
全体では128×8=1024個ものサブアレイが形成
されるものである。
本のサブワード選択線FX0B〜FX7Bが、メインワ
ード線MWLと同様に4組(8個)のサブアレイを貫通
するように延長される。そして、サブワード選択線FX
0B〜FX3Bからなる4本と、FX4B〜FX7Bか
らなる4本とが上下のサブアレイ上に分けて延長させる
ようにする。このように2つのサブアレイに対して1組
のサブワード選択線FX0B〜FX7Bを割り当て、か
つ、それらをサブアレイ上を延長させるようにする理由
は、メモリチップサイズの小型化を図るためである。
サブワード選択線FX0B〜FX7Bを割り当て、しか
もそれをセンスアンプエリア上の配線チャンネルに形成
した場合、図1のメモリアレイのように短辺方向の32
個ものセンスアンプで、8×32=256本分もの配線
チャンネルが必要になるものである。これに対して、上
記の実施例では、配線そのものが、上下2つのサブアレ
イに対して上記8本のサブワード選択線FX0B〜FX
7Bを共通に割り当て、しかも、それをサブアレイ上を
メインワード線と平行に互いに混在させるように配置さ
せることにより、格別な配線専用領域を設けることなく
形成することができる。
ワード線に対して1本のメインワード線が設けられるも
のであり、その8本の中の1本のサブワード線を選択す
るためにサブワード選択線が必要になるものである。メ
モリセルのピッチに合わせて形成されるサブワード線S
WLの8本分に1本の割り合いでメインワード線MWL
が形成されるものであるために、メインワード線MWL
の配線ピッチは緩やかになっている。したがって、メイ
ンワード線MWLと同じ配線層を利用して、上記サブワ
ード選択線をメインワード線の間に形成することは配線
ピッチの緩やかさを少し犠牲にするだけで比較的容易に
できるものである。
は、上記サブワード選択線FX0B等を通して供給され
る選択信号と、それを反転させた選択信号とを用いて1
つのサブワード線SWLを選択する構成を採る。そし
て、サブワードドライバSWDは、それを中心として左
右に配置されるサブアレイのサブワード線SWLを同時
に選択するような構成を採るものである。そのため、上
記のようにFX0B等を共有する2つのサブアレイに対
しては、128×2=256個ものサブワードドライバ
に対して、上記4本のサブワード選択線を割り振って供
給する。つまり、サブワード選択線FX0Bに着目する
と、2つのサブアレイに対して256÷4=64個もの
サブワードドライバSWDに選択信号を供給する必要が
ある。
れるものを第1のサブワード選択線FX0Bとすると、
左上部のクロスエリアに設けられ,上記第1のサブワー
ド選択線FX0Bからの選択信号を受けるサブワード選
択線駆動回路FXDを介して、上記上下に配列される6
4個のサブワードドライバに選択信号を供給する第2の
サブワード選択線FX0が設けられる。上記第1のサブ
ワード選択線FX0Bは上記メインワード線MWL及び
サブワード線SWLと平行に延長されるのに対して上記
第2のサブワード選択線は、それと直交するカラム選択
線YS及び相補ビット線BLと平行にサブワードドライ
バ領域上を延長される。上記8本の第1のサブワード選
択線FX0B〜FX7Bと同様に、上記第2のサブワー
ド選択線FX0〜FX7も、偶数FX0,2,4,6
と、奇数FX1,3,5,7とに分割されてサブアレイ
SBARYの左右に設けられたサブワードドライバSW
Dに振り分けられて配置される。
同図において■で示したように、1つのクロスエリアの
上下に2個ずつ分配して配置される。つまり、上記のよ
うに左上部のクロスエリアでは、下側に配置されたサブ
ワード選択線駆動回路が上記第1のサブワード選択線F
X0Bに対応され、左中間部のクロスエリアに設けられ
た2つのサブワード選択線駆動回路FXDが、第1のサ
ブワード選択線FX2Bと、FX4Bに対応され、左下
部のクロスエリアの上側に配置されたサブワード選択線
駆動回路が上記第1のサブワード選択線FX6Bに対応
される。
されたサブワード選択線駆動回路が上記第1のサブワー
ド選択線FX1Bに対応され、中央中間部のクロスエリ
アに設けられた2つのサブワード選択線駆動回路FXD
が、第1のサブワード選択線FX3Bと、FX5Bに対
応され、中央下部のクロスエリアの上側に配置されたサ
ブワード選択線駆動回路が上記第1のサブワード選択線
FX7Bに対応される。そして、右上部のクロスエリア
では、下側に配置されたサブワード選択線駆動回路が上
記第1のサブワード選択線FX0Bに対応され、右中間
部のクロスエリアに設けられた2つのサブワード選択線
駆動回路FXDが、第1のサブワード選択線FX2B
と、FX4Bに対応され、右下部のクロスエリアの上側
に配置されたサブワード選択線駆動回路が上記第1のサ
ブワード選択線FX6Bに対応される。このようにメモ
リアレイの端部に設けられたサブワードドライバでは、
その右側にはサブアレイが存在しないから、左側だけの
サブワード線SWLのみを駆動する。
ワード線MWLのピッチの隙間にサブワード選択線FX
Bを配置する構成では、格別な配線チャンネルが不要に
できるから、1つのサブアレイに8本のサブワード選択
線を配置するようにしてもメモリチップが大きくなるこ
とはない。しかしながら、上記のようなサブワード選択
線駆動回路FXDを形成するためにクロス領域の面積が
増大し、高集積化を妨げることとなる。つまり、上記ク
ロスエリアには、同図において点線で示したようなメイ
ン入出力線MIOやローカル入出力線LIOに対応して
設けられるスイッチ回路IOSWや、センスアンプを駆
動するパワーMOSFET、シェアードスイッチMOS
FETを駆動するための駆動回路、プリチャージMOS
FETを駆動する駆動回路等の周辺回路が形成されるた
めに面積的な余裕が無いからである。このため、図3の
実施例では、上/下の2つのサブアレイでサブワード選
択線駆動回路FXDを共用して面積増加を抑えている。
第2のサブワード選択線FX0〜FX6の延長方向Aに
配置されたものには、後述するようにセンスアンプに対
して定電圧化された内部電圧VDLを供給するNチャン
ネル型のパワーMOSFETQ16及びオーバードライ
ブ用の電源電圧VDDを供給するNチャンネル型のパワ
ーMOSFETQ15、及びセンスアンプに対して回路
の接地電位VSSを供給するためのNチャンネル型のパ
ワーMOSFETQ14が設けられる。
第2のサブワード選択線FX1〜FX7の延長方向Bに
配置されたものには、ビット線のプリチャージ及びイコ
ライズ用MOSFETをオフ状態にさせるインバータ回
路と、特に制限されないが、センスアンプに対して回路
の接地電位VSSを供給するためのNチャンネル型のパ
ワーMOSFETが設けられる。このNチャンネル型の
パワーMOSFETは、センスアンプ列の両側からセン
スアンプを構成するNチャンネル型MOSFETの増幅
MOSFETの共通ソース線(CSN)に接地電位を供
給するものである。つまり、センスアンプエリアに設け
られる128個又は130個のセンスアンプに対して
は、上記A側のクロスエリアに設けられたNチャンネル
型のパワーMOSFETと、上記B側のクロスエリアに
設けられたNチャンネル型のパワーMOSFETの両方
により接地電位が供給される。
は、それを中心にして両側のサブアレイのサブワード線
を選択する。これに対して、上記選択された2つのサブ
アレイのサブワード線に対応して左右2つのセンスアン
プが活性化される。つまり、サブワード線を選択状態に
すると、アドレス選択MOSFETがオン状態となり、
記憶キャパシタの電荷がビット線電荷と合成されてしま
うので、センスアンプを活性化させてもとの電荷の状態
に戻すという再書き込み動作を行う必要があるからであ
る。このため、上記端部のサブアレイに対応したものを
除いて、上記パワーMOSFETは、それを挟んで両側
のセンスアンプを活性化させるために用いられる。これ
に対して、サブアレイ群の端に設けられたサブアレイの
右側又は左側に設けられたサブワード線駆動回路SWD
では、上記サブアレイのサブワード線しか選択しないか
ら、上記パワーMOSFETは、上記サブアレイに対応
した片側のセンスアンプ群のみを活性化するものであ
る。
式とされ、それを挟んで両側に配置されるサブアレイの
うち、上記サブワード線が非選択された側の相補ビット
線に対応したシェアードスイッチMOSFETがオフ状
態にされて切り離されることにより、上記選択されたサ
ブワード線に対応した相補ビット線の読み出し信号を増
幅し、メモリセルの記憶キャパシタをもとの電荷状態に
戻すという再書き込み動作を行う。
RAMのセンスアンプ部を中心にして、アドレス入力か
らデータ出力までの簡略化された一実施例の回路図が示
されている。同図においては、2つのサブアレイ15に
上下から挟まれるようにされたセンスアンプ16と前記
交差エリア18に設けられる回路が例示的に示され、他
はブロック図として示されている。また、点線で示され
た回路ブロックは、前記符号によりそれぞれが示されて
いる。
サブアレイ15に設けられたサブワード線SWLと、相
補ビット線BL,BLBのうちの一方のビット線BLと
の間に設けられた1つが代表として例示的に示されてい
る。ダイナミック型メモリセルは、アドレス選択MOS
FETQmと記憶キャパシタCsから構成される。アド
レス選択MOSFETQmのゲートは、サブワード線S
WLに接続され、このMOSFETQmのドレインがビ
ット線BLに接続され、ソースに記憶キャパシタCsが
接続される。記憶キャパシタCsの他方の電極は共通化
されてプレート電圧VPLTが与えられる。上記MOS
FETQmの基板(チャンネル)には負のバックバイア
ス電圧VBBが印加される。上記サブワード線SWLの
選択レベルは、上記ビット線のハイレベルに対して上記
アドレス選択MOSFETQmのしきい値電圧分だけ高
くされた高電圧VPPとされる。
させるようにした場合、センスアンプにより増幅されて
ビット線に与えられるハイレベルは、上記内部電圧VD
Lレベルにされる。したがって、上記ワード線の選択レ
ベルに対応した高電圧VPPはVDL+Vth+αにされ
る。センスアンプの左側に設けられたサブアレイの一対
の相補ビット線BLとBLBは、同図に示すように平行
に配置され、ビット線の容量バランス等をとるために必
要に応じて適宜に交差させられる。かかる相補ビット線
BLとBLBは、シェアードスイッチMOSFETQ1
とQ2によりセンスアンプの単位回路の入出力ノードと
接続される。
インとが交差接続されてラッチ形態にされたNチャンネ
ル型の増幅MOSFETQ5,Q6及びPチャンネル型
の増幅MOSFETMOSFETQ7,Q8から構成さ
れる。Nチャンネル型MOSFETQ5とQ6のソース
は、共通ソース線CSNに接続される。Pチャンネル型
MOSFETQ7とQ8のソースは、共通ソース線CS
Pに接続される。上記共通ソース線CSNとCSPに
は、それぞれパワースイッチMOSFETが接続され
る。特に制限されないが、Nチャンネル型の増幅MOS
FETQ5とQ6のソースが接続された共通ソース線C
SNには、上記クロスエリア18に設けられたNチャン
ネル型のパワースイッチMOSFETQ14により接地
電位に対応した動作電圧が与えられる。
の増幅MOSFETQ7とQ8のソースが接続された共
通ソース線CSPには、上記クロスエリア18に設けら
れたオーバードライブ用のNチャンネル型のパワーMO
SFETQ15と、上記内部電圧VDLを供給するNチ
ャンネル型のパワーMOSFETQ16が設けられる。
上記オーバードライブ用の電圧には、特に制限されない
が、外部端子から供給される電源電圧VDDが用いられ
る。あるいはセンスアンプ動作速度の電源電圧VDD依
存性を軽減するためにわずかに降圧してもよい。例え
ば、ゲートに昇圧電圧VPPが印加され、ドレインに電
源電圧VDDが印加されたNチャンネル型MOSFET
のソースから上記降圧電圧を得ることができる。
Q15のゲートに供給されるセンスアンプオーバードラ
イブ用活性化信号SAP1は、上記Nチャンネル型MO
SFETQ16のゲートに供給される活性化信号SAP
2と同相の信号とされ、信号SAP1とSAP2は時系
列的にハイレベルにされる。特に制限されないが、信号
SAP1とSAP2は、昇圧電圧VPPに対応したハイ
レベルの信号とされる。つまり、昇圧電圧VPPは、約
3.8Vであるので、上記Nチャンネル型MOSFET
Q15,Q16を十分にオン状態にさせることができ
る。MOSFETQ15がオフ状態の後にMOSFET
Q16がオン状態にされてソース側から内部電圧VDL
に対応した電圧を出力させることができる。
ドには、相補ビット線を短絡させるイコライズMOSF
ETQ11と、相補ビット線にハーフプリチャージ電圧
VBLRを供給するスイッチMOSFETQ9とQ10
からなるプリチャージ(イコライズ)回路が設けられ
る。これらのMOSFETQ9〜Q11のゲートは、共
通にプリチャージ信号PCBが供給される。このプリチ
ャージ信号PCBを形成するドライバ回路は、図示しな
いが、上記クロスエリアにインバータ回路を設けて、そ
の立ち下がりを高速にする。つまり、メモリアクセスの
開始時にワード線選択タイミングに先行して、各クロス
エリアに分散して設けられたインバータ回路を通して上
記プリチャージ回路を構成するMOSFETQ9〜Q1
1を高速に切り替えるようにするものである。
回路以外にも、必要に応じて、センスアンプのコモンソ
ース線CSPとCSNのハーフプリチャージ回路、ロー
カル入出力線LIOのハーフプリチャージ回路、シェア
ード選択信号線SHRとSHLの分散ドライバ回路等も
設けられる。
イッチMOSFETQ3とQ4を介して図下側のサブア
レイ15の同様な相補ビット線BL,BLBに接続され
る。スイッチMOSFETQ12とQ13は、カラムス
イッチ回路を構成するものであり、上記選択信号YSが
選択レベル(ハイレベル)にされるとオン状態となり、
上記センスアンプの単位回路の入出力ノードとローカル
入出力線LIO1とLIO1B、LIO2,LIO2B
等とを接続させる。例えば、上側のサブアレイのサブワ
ード線SWLが選択されたときには、センスアンプの上
側シェアードスイッチMOSFETQ1とQ2はオン状
態のままで、下側シェアードスイッチMOSFETQ3
とQ4とがオフ状態にされる。
は、上記上側の相補ビット線BL,BLBに接続され
て、選択されたサブワード線SWLに接続されたメモリ
セルの微小信号を増幅し、上記カラムスイッチ回路(Q
12とQ13)を通してローカル入出力線LIO1,L
IO1Bに伝える。上記ローカル入出力線LIO1,L
IO1Bは、上記センスアンプ列に沿って、つまり、同
図では横方向に延長される。上記ローカル入出力線LI
O1,LIO1Bは、クロスエリア18に設けられたN
チャンネル型MOSFETQ19とQ20からなるIO
スイッチ回路を介してメインアンプ61の入力端子が接
続されるメイン入出力線MIO,MIOBに接続され
る。なお、上記IOスイッチ回路は、選択信号IOSW
によりスイッチ制御され、後述するように上記Nチャン
ネル型MOSFETQ19とQ20のそれぞれにPチャ
ンネル型MOSFETを並列に接続したCMOSスイッ
チとされる。同図では、省略されているが、上記メイン
IO線MIO,MIOBには、書き込みアンプの出力端
子も接続される。
回路は、1つの選択信号YSにより二対の相補ビット線
BL,BLBを二対のローカル入出力線LIO1,LI
O1BとLIO2,LIO2Bと接続させる。それ故、
1つのメインワード線の選択動作により選択されたサブ
アレイにおいて、その両側に設けられる一対のセンスア
ンプに対応して設けられる上記二対のカラムスイッチ回
路により合計四対の相補ビット線が選択されることにな
るので、1本のYS線選択により4ビットの同時読み出
し/書き込みができる。後述するようなバーストモード
では、上記カラム選択信号YSが切り換えられ、上記ロ
ーカル入出力線LIO1,LIO1Bとサブレイの相補
ビット線BL,BLBとの接続が順次に切り換えられ
る。
1に供給される。このアドレスバッファは、時分割的に
動作してXアドレス信号とYアドレス信号を取り込む。
Xアドレス信号は、プリデコーダ52に供給され、メイ
ンローデコーダ11とメインワードドライバ12を介し
てメインワード線MWLの選択信号が形成される。上記
アドレスバッファ51は、外部端子から供給されるアド
レス信号Aiを受けるものであるので、外部端子から供
給される電源電圧VDDにより動作させられ、上記プリ
デコーダは、降圧電圧VPERIにより動作させられ、
上記メインワードドライバ12は、昇圧電圧VPPによ
り動作させられる。カラムデコーダ(ドライバ)53
は、上記アドレスバフッァ51の時分割的な動作によっ
て供給されるYアドレス信号を受けて、上記カラム選択
信号YSを形成する。
RIにより動作させられ、外部端子から供給される電源
電圧VDDで動作させられる出力バッファ62を通して
外部端子Dout (又はDQ)から出力される。外部端子
Din(又はDQ)から入力される書き込み信号は、入力
バッファ63を通して取り込まれ、同図においてメイン
アンプ61に含まれる後述するようなライトアンプを通
して上記メイン入出力線MIOとMIOBに書き込み信
号を供給する。上記出力バッファの入力部には、レベル
シフト回路とその出力信号を上記クロック信号に対応し
たタイミング信号に同期させて出力させるための論理部
が設けられる。
給される電源電圧VDDは、3.3Vにされ、内部回路
に供給される降圧電圧VPERIは2.5Vに設定さ
れ、上記センスアンプの動作電圧VDLは2.0Vとさ
れる。そして、ワード線の選択信号(昇圧電圧)は、
3.8Vにされる。ビット線のプリチャージ電圧VBL
Rは、VDL/2に対応した1.0Vにされ、プレート
電圧VPLTも1.0Vにされる。そして、基板電圧V
BBは−1.0Vにされる。
ック型RAMのIOスイッチ回路の一実施例の回路図が
示されている。同図には、2対のローカル入出力線LI
O1〜LIO1B、LIO2,LIO2Bと、一対のメ
イン入出力線MIO1,MIO1Bが示されている。他
の1対のローカル入出力線とメイン入出力線とのIOス
イッチは別の位置のクロスエリアに設けられる。
は、上記一対のローカル入出力線LIO1,LIO1B
と、それに対応されたメイン入出力線MIO1,MIO
1Bとを接続させる。IOスイッチ回路(MIO−LI
Osw)は、前記図4に示したNチャンネル型MOSF
ETQ19とNチャンネル型MOSFETQ20と同様
な2つのNチャンネル型MOSFETと、それぞれに並
列に接続された2つのPチャンネル型MOSFETから
なるCMOSスイッチ回路とされる。上記Nチャンネル
型MOSFETのゲートには選択信号としてBLEQが
供給され、Pチャンネル型MOSFETのゲートには選
択信号としてBLEQBが供給される。同様なIOスイ
ッチ回路が別の位置のクロスエリアに設けられ、他方の
ローカル入出力線LIO2とLIO2Bとそれに対応し
た図示しないメイン入出力線MIO2,MIO2Bとを
接続させる。
Bとの間には、前記相補ビット線BLとBLBに設けら
れるプリチャージ(イコライズ)回路と同様な短絡MO
SFETと、プリチャージ電圧VBLRを供給するスイ
ッチMOSFETからなるローカル入出力線プリチャー
ジ(イコライズ)回路LIOeqが設けられる。このロ
ーカル入出力線プリチャージ回路LIOeqと、相補ビ
ット線に設けられる前記のビット線プリチャージ回路B
Leqには、プリチャージ(イコライズ)信号BLEQ
を受けるインバータ回路N3で形成されたプリチャージ
(イコライズ)信号BLEQBが供給される。
絡用と内部電圧VDLを供給するPチャンネル型のMO
SFETで構成されたメイン入出力線プリチャージ(イ
コライズ)回路MIOeqが設けられる。これらのPチ
ャンネル型MOSFETのゲートには、プリチャージ
(イコライズ)信号EQMIOBが供給される。前記の
ようなバーストモードでは、IOスイッチ回路(MIO
−LIOsw)がオン状態のままで、選択YSによりカ
ラムスイッチが切り換えられる。つまり、2回目以降の
ローカル入出力線LIOとLIOBに対するプリチャー
ジ(イコライズ)動作は、サブアレイのサブワード線が
選択状態にされたままであるのでビット線プリチャージ
回路BLeqと同じプリチャージ信号で制御されるロー
カル入出力線プリチャージ(イコライズ)回路LIOe
qを動作させることなく、YS選択の間メイン入出力線
プリチャージ(イコライズ)回路MIOeqによってV
DLレベルのプリチャージ動作が行われることとなる。
らなるIOスイッチ回路(MIO−LIOsw)を通し
たローカル入出力線LIO1とLIO1Bに対するプリ
チャージ動作には、ローカル入出力線に接続される多数
のカラムスイッチMOSFETにより比較的大きな寄生
容量が付加されることとが相乗的に作用して比較的長い
時間を費やすことが必要になるものである。
るライトアンプとメインアンプの一実施例の回路図が示
されている。ライトアンプ(書き込みアンプ)WAは、
メイン入出力線MIOに書き込み信号を内部電圧VDL
のようなハイレベルを供給するPチャンネル型MOSF
ETQ31と、回路の接地電位を供給するNチャンネル
型MOSFETQ30と、メイン入出力線MIOBに書
き込み信号を内部電圧VDLのようなハイレベルを供給
するPチャンネル型MOSFETQ33と、回路の接地
電位を供給するNチャンネル型MOSFETQ32とか
ら構成される。これらのMOSFETQ31〜34のゲ
ートには、書き込み信号MIDDT〜MIPBBが供給
される。
ャンネル型MOSFETの選択スイッチMOSFETQ
34とQ33を介して読み出しアンプとしてのメインア
ンプの入力端子に接続される。このメインアンプの一対
の入力端子には、前記と同様に3個のPチャンネル型M
OSFETからなるVPERIレベルのプリチャージ回
路が設けられる。メインアンプは、前記のようなセンス
アンプと同様にPチャンネル型MOSFETQ36とQ
37とNチャンネル型MOSFETQ38とQ39から
なるCMOSラッチ回路が用いられ、メインアンプ制御
信号MAEによりオン状態にされるNチャンネル型MO
SFETQ40を介して動作電流が流れるようにされ
る。
ル型MOSFETQ41とNチャンネル型MOSFET
Q42からなるCMOSインバータ回路に入力される。
このCMOSインバータ回路は、上記制御信号MAEに
より動作させられるNチャンネル型MOSFETQ43
により動作させられる。そして、このCMOSインバー
タ回路の出力部には、CMOSインバータ回路N1とN
2からなるCMOSラッチ回路が設けられ、図示しない
出力バッファに伝えられる。
RAMに設けられるタイミング発生回路の一実施例の論
理回路図が示されている。外部端子から供給されたクロ
ック信号により形成された内部クロック信号ICLKB
は、一方において読み出し動作に必要とされるパルス幅
に対応した遅延時間を持つようにされた遅延回路D1に
供給され、その遅延信号と上記クロック信号ICLKB
とをオアゲート回路G1に供給して上記遅延回路D1の
遅延時間に対応した比較的長いパルス幅のパルス信号P
1を形成する。上記クロック信号ICLKBは、他方に
おいて書き込み動作に必要とされるパルス幅に対応した
遅延時間を持つようにされた遅延回路D2に供給され、
その遅延信号と上記クロック信号ICLKBとをオアゲ
ート回路G2に供給して上記遅延回路D2の遅延時間に
対応した比較的短いパルス幅のパルス信号P2を形成す
る。
発生させるために、読み出し制御信号BRDにより制御
されるアンドゲート回路G3を通して出力される。上記
パルスP2は、書き込み動作のときに発生させるため
に、書き込み制御信号BWTにより制御されるアンドゲ
ート回路G4を通して出力される。上記ゲート回路G3
とG4の出力信号は、オアゲート回路G5を通してパル
ス信号YSEとしてY選択回路に供給される。なお、上
記ゲート回路G3の出力信号は、読み出し動作を行う前
記メインアンプ制御信号を形成するためにも用いられ、
上記ゲート回路G4の出力信号は、書き込み回路を制御
するためにも用いられる。そして、YIOR,YIOW
が前記メイン入力出力線MIO,MIOBに設けられる
メイン入出力線プリチャージ回路MIOeqに供給され
る制御信号EQMIOBを形成するためにも用いられ
る。
ク信号ICLKAYにより動作させられるY系アドレス
バッファを介して取り込まれ、プリデコーダによって3
ビットずつの組み合わせによりAY00−07、AY3
0−37と、残り2ビットの組み合わせによりAY60
−63のようなプリデコード信号が形成される。これら
のプリデコード信号のうち、特に制限されないが、上記
AY00−AY07に対応されたプリデコード信号と上
記パルス信号YSEがアンドゲート回路G6により組み
合わせされてカラムタイミング信号φY00−07が形
成される。このタイミング信号φY00−07と、残り
のプリデコード信号をナンドゲート回路G7に供給して
1つの選択信号を形成し、ドライバとしてのインバータ
回路N4を通してカラム選択信号YSを形成する。シン
クロナスDRAMのバースト動作を実現するため、Y系
アドレスバッファの次段にアドレスカウンタが置かれ、
次のICLKAYの立ち上がりでは外部アドレス信号A
0〜A7を取り込まず、カウンタ動作によりインクリメ
ントされたアドレス信号がメモリチップ内で生成され
る。
上記選択信号YSは上記遅延時間D1に対応したパルス
幅に対応した比較的長い時間選択レベルにされる。つま
り、比較的長い時間にわたって相補ビット線BL,BL
Bとローカル入出力線LIO,LIOBとを接続させ
る。これにより、相補ビット線BL,BLBからローカ
ル入出力線LIO,LIOBに読み出される信号レベル
をメインアンプの安定した動作に要する100mVない
し150mV程度に大きくできる。そして、そのイコラ
イズには上記のような低振幅であるので比較的短い時間
で終了させることができる。
Sは上記遅延時間D2に対応したパルス幅に対応した比
較的短い時間選択レベルにされる。つまり、比較的短い
時間だけ相補ビット線BL,BLBとローカル入出力線
LIO,LIOBとを接続させる。書き込み動作では、
上記のようにメイン入出力線MIOとMIOBに設けら
れるライトアンプによって電圧VDLとVSSのような
読み出し時に比べると大振幅の信号が伝えられる。選択
信号YSのハイレベルにより、ビット線対が反転すれ
ば、選択信号YSがロウレベルによりカラムスイッチが
オフ状態の後もセンスアンプSAの増幅作用によりメモ
リセルへの書き込みが継続して行われるので、選択信号
YSのハイレベルの選択時間は短くてよい。所定のクロ
ックサイクル時間において、その分プリチャージ時間を
長くすることができ、上記のような大振幅のメイン入出
力線MIOとローカル入出力線LIOのレベルを確実に
VDLレベルにプリチャージ(イコライズ)させること
ができる。
ナスDARM(ダイナミック型RAM)の一実施例の概
略レイアウト図が示されている。メモリアレイとサブア
レイの構成は、前記図1の実施例と基本的には同一であ
る。ただし、いっそうの小面積化のためメモリチップの
長手方向の中央部にメインロウデコーダ11とメインワ
ードドライバ12をまとめて設けて、前記のような周辺
回路領域14とにより、チップ全体を4分割してそれぞ
れをバンク0〜3を割り当てるようにするものである。
ド線方向に16個設けられる。2つのサブアレイに挟ま
れたサブワードドライバ領域に2対のメイン入出力線が
延長される。それ故、1つのバンクでは2×8=16対
のメイン入出力線が設けられる。それぞれのメイン入出
力線には、上記メインアンプMAとライトアンプWAが
設けられる。したがって、1つのバンクに対して16個
のメインアンプと16個のライトアンプが設けられて、
16ビットの単位でのメモリアクセスが行われる。そし
て、コマンドによって指示されるシンクロナスDRAM
の主な動作モードは、次の通りである。
o) 上記入力回路に含まれるモードレジスタをセットするた
めのコマンドであり、CSB,RASB,CASB,W
EB=ロウレベルによって当該コマンド指定され、セッ
トすべきデータ(レジスタセットデータ)はA0〜Ai
を介して与えられる。ここで、CSBは、チップセレク
ト信号であり、RASBはロウアドレスストローブ信号
であり、CASBはカラムアドレスストローブ信号であ
り、WEBはライトイネーブル信号であり、各信号名の
末尾のBは、ロウレベルがアクティブレベルであること
を表している。
いが、バーストレングス、CASレイテンシイ、ライト
モードなどとされる。特に制限されないが、設定可能な
バーストレングスは、1,2,4,8,フルページとさ
れ、設定可能なCASレイテンシイは1,2,3とさ
れ、設定可能なライトモードは、バーストライトとシン
グルライトとされる。
アドレス・リードコマンドによって指示されるリード動
作においてCASBの立ち下がりから出力バッファの出
力動作までに内部クロック信号の何サイクル分を費やす
かを指示するものである。読出しデータが確定するまで
にはデータ読出しのための内部動作時間が必要とされ、
それを内部クロック信号の使用周波数に応じて設定する
ためのものである。例えば、周波数の高い内部クロック
信号を用いる場合にはCASレイテンシイを相対的に大
きな値に設定し、周波数の低い内部クロック信号を用い
る場合にはCASレイテンシイを相対的に小さな値に設
定する。
クティブコマンド(Ac) これは、ロウアドレスストローブの指示とA12,A1
3によるメモリバンクの選択を有効にするコマンドであ
り、CSB,RASB=ロウレベル、CASB,WEB
=ハイレベルによって指示され、このとき上位2ビット
を除いたアドレスがロウアドレス信号として、上位2ビ
ットのアドレス信号A12,A13がメモリバンクの選
択信号として取り込まれる。取り込み動作は上述のよう
に内部クロック信号の立ち上がりエッジに同期して行わ
れる。例えば、当該コマンドが指定されると、それによ
って指定されるメモリバンクにおけるワード線が選択さ
れ、当該ワード線に接続されたメモリセルがそれぞれ対
応する相補データ線に導通される。
(Re) このコマンドは、バーストリード動作を開始するために
必要なコマンドであると共に、カラムアドレスストロー
ブの指示を与えるコマンドであり、CSB,CASB=
ロウレベル、RASB,WEB=ハイレベルによって指
示され、このときに供給されるカラムアドレスがカラム
アドレス信号として取り込まれる。これによって取り込
まれたカラムアドレス信号はバーストスタートアドレス
としてカラムアドレスカウンタに供給される。これによ
って指示されたバーストリード動作においては、その前
にロウアドレスストローブ・バンクアクティブコマンド
サイクルでメモリバンクとそれにおけるワード線の選択
が行われており、当該選択ワード線のメモリセルは、内
部クロック信号に同期してカラムアドレスカウンタから
出力されるアドレス信号に従って順次選択されて連続的
に読出される。連続的に読出されるデータ数は上記バー
ストレングスによって指定された個数とされる。また、
出力バッファからのデータ読出し開始は上記CASレイ
テンシイで規定される内部クロック信号のサイクル数を
待って行われる。
(Wr) ライト動作の態様としてモードレジスタにバーストライ
トが設定されているときは当該バーストライト動作を開
始するために必要なコマンドとされ、ライト動作の態様
としてモードレジスタにシングルライトが設定されてい
るときは当該シングルライト動作を開始するために必要
なコマンドとされる。更に当該コマンドは、シングルラ
イト及びバーストライトにおけるカラムアドレスストロ
ーブの指示を与える。当該コマンドは、CSB,CAS
B,WEB=ロウレベル、RASB=ハイレベルによっ
て指示され、このときに供給されるアドレスがカラムア
ドレス信号として取り込まれる。これによって取り込ま
れたカラムアドレス信号はバーストライトにおいてはバ
ーストスタートアドレスとしてカラムアドレスカウンタ
に供給される。これによって指示されたバーストライト
動作の手順もバーストリード動作と同様に行われる。但
し、ライト動作にはCASレイテンシイはなく、ライト
データの取り込みは当該カラムアドレス・ライトコマン
ドサイクルから開始される。
たメモリバンクに対するプリチャージ動作の開始コマン
ドとされ、CSB,RASB,WEB=ロウレベル、C
ASB=ハイレベルによって指示される。
要とされるコマンドであり、CSB,RASB,CAS
B=ロウレベル、WEB,CKE(クロックイネーブ
ル)=ハイレベルによって指示される。
ジコマンド フルページに対するバースト動作を全てのメモリバンク
に対して停止させるために必要なコマンドであり、フル
ページ以外のバースト動作では無視される。このコマン
ドは、CSB,WEB=ロウレベル、RASB,CAS
B=ハイレベルによって指示される。
p) これは実質的な動作を行わないこと指示するコマンドで
あり、CSB=ロウレベル、RASB,CASB,WE
Bのハイレベルによって指示される。
ナスDRAMの動作を説明するための波形図が示されて
いる。同図では、バースト長BL=2、CASレイテン
シCL=2の場合を例にして示されている。上記BL=
2、CL=2は、前記のようなモードレジスタに設定さ
れる。前記説明したように、BL=2とは2つの連続サ
イクルで2つのカラムスイッチから読みは出し/書き込
みを行うことであり、CL=2とはリードコマンドから
2サイクル後に出力端子DQから出力データを出力させ
ることである。
ないアドレス入力端子からロウ系のアドレス信号を取り
込み、それをデコードすることによりサブワード線SW
LがVPPのような選択レベルにされる。これにより、
相補ビット線BL,BLBには、微小読み出し信号が現
れる。センスアンプが動作タイミング信号により活性化
されるのて上記相補ビット線BLとBLBの上記微小読
み出し信号は、VDLのようなハイレベルとVSSのよ
うなロウレベルに増幅され、サブワード線が選択された
メモリセルへの再書き込み(リフレッシュ)が行われ
る。
トコマンドが入力され、図示しないカラム系のアドレス
信号が取り込まれ、カラム選択信号YS1を立ち上げ
る。これにより、この間カラムスイッチがオン状態なっ
てメイン入出力線MIOとMIOBからVDL,VSS
のような大きな信号振幅の書き込み信号をビット線対へ
伝えるのて、短時間でビット線対を反転書き込みさせる
ことができ、カラム選択信号YS1が非選択レベルにさ
れるとともにメイン入出力線プリチャージ回路MIOe
qが動作を開始してメイン入出力線MIO,MIOB及
び図示しないローカル入出力線LIO,LIOBをVD
Lレベルにプリチャージ(イコライズ)させ、次のクロ
ックサイクルではアドレスカウンタによりYアドレスが
インクリメントされて、YS2が選択されて上記同様な
書き込み動作とプリチャージ動作が行われる。
後にリードコマンドが入力され、上記同様に図示しない
カラム系のアドレス信号が取り込まれ、カラム選択信号
YS3を立ち上げて、選択された相補ビット線BL,B
LBの読み出し信号をローカル入出力線LIO,LIO
B及びメイン入出力線MIO,MIOBを通して伝達さ
せて100〜150mVの電圧差を得て、これを信号M
AEにより活性化されるメインアンプにより増幅して出
力信号MOを形成する。上記読み出し動作のときには、
上記YS3の選択期間が長くされて上記100〜150
mVの電圧差を得るようにしているので安定した読み出
し動作を行うことができる。上記ようなMIO対,LI
O対の比較的小さい電圧差をVDLにプリチャージさせ
るには短い時間でよい。次のクロックサイクルではYア
ドレスがインクリメントされて、YS4が選択されて上
記同様な読み出し動作とプリチャージ動作が行われる。
上記メインアンプの出力信号MOは、出力バッファの直
前でタイミング信号MOEとDOCによる制御とレベル
変換とが行われて出力信号DQが形成される。
ム選択信号YSのパルス幅を短く設定するので、書き込
み後のプリチャージ時間をその分長くでき大振幅の入出
力線MIOとLIOを次のサイクルの選択信号YSがハ
イレベルにされる前にVDLにプリチャージさせること
ができる。また、読み出し時には、上記カラム選択信号
YSのパルス幅を長く設定するので、上記入出力線MI
Oに十分な電位差を持つ読み出し信号を得ることがで
き、メインアンプの安定かつ高速動作に寄与する。そし
て、読み出し時のMIO線対、LIO線対の小さな電位
差のプリチャージは極短時間で終了させることができ
る。このような構成によって、例えば、120MHz程
度を上限周波数とするシンクロナスDRAMに対して、
上記のような書き込み時と読み出し時のカラム選択パル
ス幅を切り換えるという本願発明を適用することによっ
て同一デバイス機能でも160MHz程度まで高速化さ
せることが可能となる。
記の通りである。すなわち、 (1) 複数のワード線と複数の相補ビット線の交点に
複数のメモリセルが設けられてなるメモリアレイと、上
記複数の相補ビット線の中から選択信号により選択され
たものを共通相補入出力線に接続させるカラムスイッチ
と、上記共通相補入出力線を所定の同じ電位に設定する
プリチャージ回路とを備えた半導体記憶装置において、
読み出し時にはカラムスイッチの選択期間を長くすると
ともにその分上記共通相補入出力線のプリチャージ期間
を短くし、書き込み時にはカラムスイッチの選択期間を
短くするとともにその分上記共通相補入出力線のプリチ
ャージ期間を長くして上記読み出し時と書き込み時のメ
モリサイクル期間をほぼ同一の短いクロックサイクル時
間にすることができるという効果が得られる。
選択信号を、外部端子から供給されるクロック信号と、
読み出し制御信号と書き込み制御信号のそれぞれに対応
して上記読み出し期間と書き込み期間に対応した2種類
のパルス幅のパルス信号とY系のアドレスデコーダで形
成された選択信号との論理により形成し、上記プリチャ
ージ回路のプリチャージ信号を上記パルス信号に基づい
て発生されることにより、外部端子から供給されるクロ
ック信号に対応したメモリサイクル期間をほぼ同一の短
いクロックサイクルにおさめることができるという効果
が得らる。
選択MOSFETと記憶キャパシタからなるダイナミッ
ク型メモリセルとすることにより、大記憶容量化を図り
つつ外部端子から供給される高周波数のクロック信号に
対応したメモリサイクルを実現できるという効果が得ら
れる。
と、上記メインワード線の延長方向に対して分割された
長さとされ、かつ、上記メインワード線と交差するビッ
ト線方向に対して複数配置され、複数からなるダイナミ
ック型メモリセルのアドレス選択端子が接続されてなる
サブワード線からなる階層ワード線方式とし、上記相補
ビット線を上記複数のサブワード線とそれと直交するよ
うに配置され、上記ダイナミック型メモリセルの入出力
端子がその一方に接続された複数の相補ビット線対とし
て上記サブワード線とともにサブアレイを構成し、上記
共通相補入出力線を上記少数のサブアレイに対応して設
けられるローカル入出力線と、ビット線方向に配列され
た多数のサブアレイに対応して設けられるメイン入出力
線とし、上記ローカル入出力線及びメイン入出力線のそ
れぞれにプリチャージ回路が設けられるとともに、上記
メイン入出力線に読み出しアンプの入力端子と、書き込
みアンプの出力端子をそれぞれ接続することより、大記
憶容量化を図りつつ、外部端子から供給される高周波数
のクロック信号に対応したメモリサイクルを実現できる
という効果が得られる。
列の両端側にサブワード線駆動回路を振り分けられて分
割して配置し、上記複数からなる相補ビット線配列の両
端側にセンスアンプが振り分けて分割して配置し、上記
1つのサブアレイを上記複数のサブワード線駆動回路列
と上記複数のセンスアンプ列とにより囲まれるように形
成し、上記ローカル入出力線を上記センスアンプに沿っ
て延長させることにより、大記憶容量化を図りつつ、上
記ローカル入出力線を少数のサブアレイ群毎に分割して
配置させることにより寄生容量を小さくし、外部端子か
ら供給される高周波数のクロック信号に対応したメモリ
サイクルを実現できるという効果が得られる。
スアンプを中心にして隣接するサブアレイのビット線対
に対応して設け、上記カラムスイッチを上記センスアン
プの入出力ノードと上記ローカル入出力線との間に設け
ることにより、少ない数のローカル入出力線より多数の
メモリセルとの間でのデータを効率よく読み書きするこ
とができるという効果が得られる。
ことにより、同一の回路を用いつつ、簡単な回路の付加
によって動作周波数を大幅に高くすることができるとい
う効果が得られる。
基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種
々変更可能であることはいうまでもない。例えば、上記
図1又は図8に示したダイナミック型RAMにおいてメ
モリアレイ、サブアレイ及びサブワードドライバの構成
は、種々の実施形態を採ることができるし、サブワード
ドライバを用いないワードシャント方式でもよい。ダイ
ナミック型RAMにおいては、前記のようなバーストモ
ードの他に高速ページモードあるいはカラムスタティッ
クモードを持つものであってもよい。上記のような半導
体記憶装置は、1チップマイクロコンピュータ等のよう
なディジタル集積回路に内蔵されるものであってもよ
い。この発明は、半導体記憶装置に広く利用することが
できる。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、複数のワード線と複数の相
補ビット線の交点に複数のメモリセルが設けられてなる
メモリアレイと、上記複数の相補ビット線の中から選択
信号により選択されたものを共通相補入出力線に接続さ
せるカラムスイッチと、上記共通相補入出力線を所定の
同じ電位に設定するプリチャージ回路とを備えた半導体
記憶装置において、読み出し時にはカラムスイッチの選
択期間を長くするとともにその分上記共通相補入出力線
のプリチャージ期間を短くし、書き込み時にはカラムス
イッチの選択期間を短くするとともにその分上記共通相
補入出力線のプリチャージ期間を長くすることにより上
記読み出し時と書き込み時のメモリサイクル期間をほぼ
同一の短いクロックサイクル時間にすることができる。
一実施例を示す概略レイアウト図である。
説明するための概略レイアウト図である。
サブアレイとその周辺回路の一実施例を示す概略レイア
ウト図である。
アンプ部を中心にして、アドレス入力からデータ出力ま
での簡略化された一実施例を示す回路図である。
IOスイッチ回路の一実施例を示す回路図である。
出力線に接続されるライトアンプとメインアンプの一実
施例を示す回路図である。
れるタイミング発生回路の一実施例を示す論理回路図で
ある。
ク型RAMの一実施例を示す概略レイアウト図である。
作の一例を説明するための波形図である。
12…メインワードドライバ領域、13…カラムデコー
ダ領域、14…周辺回路、ポンディングパッド領域、1
5…メセリセルアレイ(サブアレイ)、16…センスア
ンプ領域、17…サブワードドライバ領域、18…交差
領域(クロスエリア)、51…アドレスバッファ、52
…プリデコーダ、53…デコーダ、61…メインアン
プ、62…出力バッファ、63…入力バッファ、BLe
q…ビット線プリチャージ回路、LIOeq…ローカル
入出力線プリチャージ回路、MIOeq…メイン入出力
線プリチャージ回路、MIO−LIOsw…IOスイッ
チ回路、MA…メインアンプ、WA…ライトアンプ、D
1,D2…遅延回路、G1〜G6…ゲート回路、N1〜
N4…インバータ回路、Q1〜Q35…MOSFET。
Claims (7)
- 【請求項1】 複数のワード線と複数の相補ビット線の
交点に複数のメモリセルが設けられてなるメモリアレイ
と、 上記複数の相補ビット線の中から選択信号により選択さ
れたものを共通相補入出力線に接続させるカラムスイッ
チと、 上記共通相補入出力線を所定の同じ電位に設定するプリ
チャージ回路と、 上記共通相補入出力線の読み出し信号を増幅する読み出
しアンプと、 上記共通相補入出力線に書き込み信号を伝える書き込み
アンプとを備え、 読み出し時にはカラムスイッチの選択期間を長くすると
ともにその分上記共通相補入出力線のプリチャージ期間
を短くし、 書き込み時にはカラムスイッチの選択期間を短くすると
ともにその分上記共通相補入出力線のプリチャージ期間
を長くし、 上記読み出し時と書き込み時のメモリサイクル期間をほ
ぼ同一にしてなることを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項2】 上記カラムスイッチに伝えられる選択信
号は、 外部端子から供給されるクロック信号と、読み出し制御
信号と書き込み制御信号のそれぞれに対応して上記読み
出し期間と書き込み期間に対応した2種類のパルス幅の
パルス信号を発生させるパルス発生回路の出力信号と、
Y系のアドレスデコーダで形成された選択信号との論理
により形成されるものであり、 上記プリチャージ回路のプリチャージ信号は、上記パル
ス発生回路の出力信号に基づいて発生されるものである
ことを特徴とする請求項1の半導体記憶装置。 - 【請求項3】 上記メモリセルは、対応するワード線に
ゲートが接続され、対応する相補ビット線の一方に一方
のソース,ドレインが接続されたアドレス選択MOSF
ETと、上記アドレス選択MOSFETの他方のソー
ス,ドレインに蓄積ノードが接続され、他方に所定の電
圧が与えられた記憶キャパシタとからなるダイナミック
型メモリセルであることを特徴とする請求項2の半導体
記憶装置。 - 【請求項4】 上記ワード線は、メインワード線と、上
記メインワード線の延長方向に対して分割された長さと
され、かつ、上記メインワード線と交差するビット線方
向に対して複数配置され、複数からなるダイナミック型
メモリセルのアドレス選択端子が接続されてなるサブワ
ード線からなり、 上記相補ビット線は、上記複数のサブワード線とそれと
直交するように配置され、上記ダイナミック型メモリセ
ルの入出力端子がその一方に接続された複数の相補ビッ
ト線対からなり、 上記複数のサブワード線及び上記複数の相補ビット線対
及びこれらの交点に設けられた複数のダイナミック型メ
モリセルによりサブアレイを構成し、 上記共通相補入出力線は、上記サブアレイに対応して設
けられてローカル入出力線と、ビット線方向に配列され
た複数からなるサブアレイに対応して設けられるメイン
入出力線からなり、 上記ローカル入出力線及びメイン入出力線のそれぞれに
プリチャージ回路が設けられるとともに、上記メイン入
出力線に読み出しアンプの入力端子と、書き込みアンプ
の出力端子がそれぞれ接続されるものであることを特徴
とする請求項3の半導体記憶装置。 - 【請求項5】 上記サブアレイは、 上記複数からなるサブワード線配列の両端側にサブワー
ド線駆動回路が振り分けられて分割して配置され、 上記複数からなる相補ビット線配列の両端側にセンスア
ンプが振り分けられて分割して配置され、 上記1つのサブアレイは、上記複数のサブワード線駆動
回路列と上記複数のセンスアンプ列とにより囲まれるよ
うに形成され、 上記ローカル入出力線は上記センスアンプに沿って延長
されるものであることを特徴とする請求項4の半導体記
憶装置。 - 【請求項6】 上記センスアンプは、シェアードセンス
方式とされ、それを中心にして隣接するサブアレイのビ
ット線に対応して設けられるものであり、 上記カラムスイッチは、センスアンプの入出力ノードと
上記ローカル入出力線との間に設けられるものであるこ
とを特徴とする請求項5の半導体記憶装置。 - 【請求項7】 上記半導体記憶装置は、シンクロナスD
RAMを構成するものであることを特徴とする請求項3
の半導体記憶装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08492698A JP3621250B2 (ja) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | 半導体記憶装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08492698A JP3621250B2 (ja) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | 半導体記憶装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11265580A true JPH11265580A (ja) | 1999-09-28 |
| JP3621250B2 JP3621250B2 (ja) | 2005-02-16 |
Family
ID=13844312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08492698A Expired - Fee Related JP3621250B2 (ja) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | 半導体記憶装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3621250B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114388019A (zh) * | 2022-01-14 | 2022-04-22 | 长鑫存储技术有限公司 | 存储器的检测方法 |
-
1998
- 1998-03-16 JP JP08492698A patent/JP3621250B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114388019A (zh) * | 2022-01-14 | 2022-04-22 | 长鑫存储技术有限公司 | 存储器的检测方法 |
| CN114388019B (zh) * | 2022-01-14 | 2023-09-19 | 长鑫存储技术有限公司 | 存储器的检测方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3621250B2 (ja) | 2005-02-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100634896B1 (ko) | 반도체 기억장치 | |
| JP4632107B2 (ja) | 半導体記憶装置 | |
| JP3712150B2 (ja) | 半導体集積回路装置 | |
| US6031779A (en) | Dynamic memory | |
| US6067257A (en) | Semiconductor integrated circuit device having step-down voltage circuit | |
| US20010046149A1 (en) | Semiconductor storage device having arrangement for controlling activation of sense amplifiers | |
| JP3970396B2 (ja) | 半導体記憶装置 | |
| JPH11297950A (ja) | 半導体集積回路装置 | |
| JPH10163451A (ja) | 半導体記憶装置 | |
| JPH10275468A (ja) | ダイナミック型ram | |
| KR100227268B1 (ko) | 멀티 뱅크 메모리장치 | |
| JP2000058785A (ja) | ダイナミック型ram | |
| JPH1131384A (ja) | 半導体集積回路装置 | |
| JPH08138378A (ja) | 半導体記憶装置 | |
| JPH10312682A (ja) | 半導体記憶装置 | |
| JP2000036193A (ja) | 半導体集積回路装置 | |
| KR20030074142A (ko) | 고속 감지 증폭기를 이용한 반도체 장치 | |
| JPH1186549A (ja) | ダイナミック型ram | |
| JP3621250B2 (ja) | 半導体記憶装置 | |
| JP4243389B2 (ja) | 半導体記憶装置と半導体装置 | |
| JPH11328962A (ja) | 半導体集積回路装置 | |
| JP2000163960A (ja) | 半導体集積回路装置 | |
| JP2000090663A (ja) | ダイナミック型ram | |
| JPH11213669A (ja) | センス回路及び半導体集積回路装置 | |
| JP2000036195A (ja) | ダイナミック型ram |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040122 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040210 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040405 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20041116 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20041117 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
| R370 | Written measure of declining of transfer procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071126 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081126 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081126 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091126 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091126 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101126 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111126 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121126 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121126 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131126 Year of fee payment: 9 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |