JPS6315677B2 - - Google Patents
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- JPS6315677B2 JPS6315677B2 JP62040249A JP4024987A JPS6315677B2 JP S6315677 B2 JPS6315677 B2 JP S6315677B2 JP 62040249 A JP62040249 A JP 62040249A JP 4024987 A JP4024987 A JP 4024987A JP S6315677 B2 JPS6315677 B2 JP S6315677B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高速化に適した半導体メモリ、とく
に、Nチヤンネル電界効果型トランジスタとPチ
ヤンネル電界効果型トランジスタとを有する相補
型の半導体メモリに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor memory suitable for high-speed operation, and particularly to a complementary semiconductor memory having an N-channel field effect transistor and a P-channel field effect transistor. .
近年、1つのNチヤンネル金属酸化物型電界効
果型トランジスタ(以下、NMOSと略す)と、
キヤパシタからなるメモリセルを用いるダイナミ
ツク型のメモリが実用化されているが、この種の
メモリにあつては、メモリセルからデータ線上に
情報を読出す時間が大きいという問題があつた。
In recent years, an N-channel metal oxide field effect transistor (hereinafter abbreviated as NMOS) and
A dynamic type memory using a memory cell consisting of a capacitor has been put into practical use, but this type of memory has a problem in that it takes a long time to read information from the memory cell onto a data line.
すなわち、メモリセルが選択されると、キヤパ
シタンスの端子電圧が、データ線の電圧の影響を
うけて増大するため、メモリセル内のNMOSに
ついて、このキヤパシタンスの端子に接続された
ソースと、ワード線に接続されたゲート間の電圧
が、ワード線電圧が上昇しても急激に上昇しな
い。従つて、NMOSのコンダクタンスは余り増
大しないため、メモリセル内の情報がデータ線上
に完全に読出されるに要する時間が大きい。従つ
て、その後につづく検出用アンプの動作開始タイ
ミングを遅らせねばならなくなるため、メモリセ
ルの情報を、外部において利用するまでに時間を
要する。 In other words, when a memory cell is selected, the capacitance terminal voltage increases due to the influence of the data line voltage, so for the NMOS in the memory cell, the source connected to this capacitance terminal and the word line The voltage between connected gates does not rise sharply even when the word line voltage increases. Therefore, since the conductance of the NMOS does not increase much, it takes a long time for the information in the memory cell to be completely read onto the data line. Therefore, it is necessary to delay the timing at which the subsequent detection amplifier starts operating, and it takes time before the information in the memory cell can be used externally.
この問題はPチヤンネル型のMOS(以下PMOS
と略す)についても同様である。 This problem is related to P-channel MOS (hereinafter referred to as PMOS).
The same applies to (abbreviated as ).
本発明は、従来のこの問題を解決した、高速の
半導体メモリを提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a high-speed semiconductor memory that solves this conventional problem.
このために、本発明では、メモリセルの情報を
読み出すときに、メモリセル内のNMOS又は
PMOSの電極領域のうち、データ線に接続され
た電極領域がソースとして動作させるようにした
ものである。 For this reason, in the present invention, when reading information in a memory cell, the NMOS or
Among the electrode regions of the PMOS, the electrode region connected to the data line is operated as a source.
以下、実施例に基づき、本発明を説明する。 The present invention will be explained below based on Examples.
第1図は本発明の第1の実施例を示す。 FIG. 1 shows a first embodiment of the invention.
第1図のメモリにおいて、一対のデータ線D0,
D0はプリアンプPAに接続され、データ線D0に交
叉して64本のメモリセル選択用のワード線W0〜
W63、ダミーセル選択用のワード線WDとが設け
られ、データ線0に交叉して64本のメモリセル
選択用のワード線0〜63、ダミーセル選択用
のワード線Dとが設けられている。これらのワ
ード線W0〜W63,0〜63とデータ線D0,0と
の交点にメモリセルMCが設けられ、ダミーセル
用ワード線WD,Dとデータ線D0,0との交点
にダミーセルDMCが設けられている。メモリセ
ルMCはPMOSQ4と、このPMOSQ4のドレイン
に接続されたキヤパシタンスC4からなる。
PMOSQ4のゲートはワード線に接続され、ソー
スはデータ線に接続されている。一方、ダミーセ
ルDMCは、PMOSQ6と、このPMOSのドレイン
に接続されたキヤパシタンスC6と、このキヤパ
シタンスの電位を初期設定するPMOSQ8よりな
る。 In the memory shown in FIG. 1, a pair of data lines D 0 ,
D 0 is connected to the preamplifier PA and crosses the data line D 0 to the 64 memory cell selection word lines W 0 ~
W 63 and a word line W D for dummy cell selection are provided, and 64 word lines 0 to 63 for memory cell selection and a word line D for dummy cell selection are provided crossing the data line 0 . . Memory cells MC are provided at the intersections of these word lines W 0 to W 63 , 0 to 63 and data lines D 0 , 0 , and memory cells MC are provided at the intersections of the dummy cell word lines W D , D and data lines D 0 , 0 . A dummy cell DMC is provided. The memory cell MC consists of a PMOSQ 4 and a capacitance C 4 connected to the drain of this PMOSQ 4 .
The gate of PMOSQ 4 is connected to the word line, and the source is connected to the data line. On the other hand, the dummy cell DMC consists of a PMOS Q 6 , a capacitance C 6 connected to the drain of this PMOS, and a PMOS Q 8 that initializes the potential of this capacitance.
本発明の実施例で用いるNMOS,PMOSはす
べて、エンハンス型である。第1図のメモリに
は、例えば64対のデータ線が設けられているが、
データ線対D0,0以外は簡単化のために図示さ
れていない。各データ線は、PMOSQ14,14を
介してコモンデータ線DC,Cに接続されている。
メモリセルの選択時には、デコーダ20は、線2
2から入力される14個のアドレス信号a0,a1,…
…a6,0,1,……6に応答して、ワード線のド
ライバ10により、選択すべきメモリセルの接続
されたワード線、たとえばワード線W0を選択的
に起動するとともに、この選択すべきメモリセル
が接続されているデータ線、たとえば、D0と対
をなすデータ線、たとえば、0に交叉するダミ
ーセル用ワード線Dを選択的に駆動する。ここ
で、アドレス信号0,1,……6はそれぞれアド
レス信号a0,a1,……a6の補の信号である。 The NMOS and PMOS used in the embodiments of the present invention are all enhanced types. The memory shown in FIG. 1 is provided with, for example, 64 pairs of data lines.
Components other than the data line pair D 0 , 0 are not shown for simplicity. Each data line is connected to common data lines DC , C via PMOSQ14 , 14 .
When selecting a memory cell, decoder 20 selects line 2.
14 address signals input from 2 a 0 , a 1 ,...
...a 6 , 0 , 1 , ... 6 , the word line driver 10 selectively activates the word line connected to the memory cell to be selected, for example, the word line W 0 , and also activates this selection. The data line to which the target memory cell is connected, for example, the data line that forms a pair with D0 , for example, the word line D for dummy cells that intersects with 0 , is selectively driven. Here, address signals 0 , 1 , ... 6 are complementary signals of address signals a 0 , a 1 , ... a 6 , respectively.
第2図は、このデコーダ20と、ワード線W0,
W1を駆動するためのドライバ1001と、ダミー
セル用ワード線Dを駆動するためドライバ10D
とを示したものである。図では、デコーダ20の
うち、一対のワード線W0,W1を選択するための
部分デコーダ20Aと、ダミーワード線Dを選
択するための部分デコーダ20Bと、部分デコー
ダ20Aで選択された一対のワード線の内の一方
をさらに選択するための部分デコーダ20Cのみ
を示してある。他のメモリセル用のワード線に対
する部分デコーダおよびダミーセル用のワード線
WDに対する部分デコーダは簡単化のために図示
されていない。本実施例では、メモリセル用のワ
ード線W0〜W63,0〜63のための部分デコー
ダは、隣接する2つのワード線に共通に設けられ
ている。その構成は、図示された部分デコーダ2
0Aと同一であり、入力されるアドレス信号のみ
が異なる。 FIG. 2 shows this decoder 20 and word lines W 0 ,
Driver 10 01 for driving W 1 and driver 10 D for driving word line D for dummy cells.
This shows the following. In the figure, among the decoders 20, a partial decoder 20A for selecting a pair of word lines W 0 and W 1 , a partial decoder 20B for selecting a dummy word line D , and a partial decoder 20B for selecting a pair of word lines W 0 and W 1, and a partial Only a partial decoder 20C is shown for further selecting one of the word lines. Partial decoder for word lines for other memory cells and word lines for dummy cells
The partial decoder for W D is not shown for simplicity. In this embodiment, partial decoders for memory cell word lines W 0 to W 63 and 0 to 63 are provided in common for two adjacent word lines. Its configuration is as follows: the illustrated partial decoder 2
It is the same as 0A, and only the input address signal is different.
すなわち、各部分デコーダは、6個のアドレス
信号がそれぞれ入力される6個のNMOSQ24〜
Q29を有する。入力されるアドレス信号は、a1又
は1,a2又は2,……a6又は6の6個であり、こ
れらがすべて低レベルのときに、この部分デコー
ダに接続された2つのワード線が選択されるよう
に構成されている。たとえば、ワード線W0,W1
を選択するための部分デコーダ20Aでは、図示
するように、アドレス信号a1,a2,……a6が入力
される。一方、例えば、ワード線W2,W3(図示
せず)を選択するための部分デコーダ(図示せ
ず)には、1,a2,……a6というように、a1の補
の信号1が入力される。 In other words, each partial decoder has six NMOSQ24 to which six address signals are respectively input.
Has Q 29 . There are six input address signals: a 1 or 1 , a 2 or 2 , ... a 6 or 6 , and when these are all low level, the two word lines connected to this partial decoder are configured to be selected. For example, word lines W 0 , W 1
Address signals a 1 , a 2 , . . . a 6 are input to the partial decoder 20A for selecting , as shown in the figure. On the other hand, for example, a partial decoder (not shown) for selecting word lines W 2 and W 3 (not shown) receives complementary signals of a 1 such as 1 , a 2 , ... a 6 . 1 is entered.
各部分デコーダによつて一対のワード線がまず
選ばれ、選ばれた1対のワード線の内の一方がさ
らに、部分デコーダ20C内のNMOSQ20,20
の出力線12A,12Bによつて選ばれる。こう
して、選ぶべき1つのワード線が駆動される。こ
のために、線12A,12Bは、メモリセル用の
複数のドライバに、接続されている。 A pair of word lines is first selected by each partial decoder, and one of the selected word lines is further connected to NMOSQ 20 , 20 in the partial decoder 20C.
is selected by the output lines 12A and 12B. In this way, one word line to be selected is driven. For this purpose, lines 12A, 12B are connected to a plurality of drivers for memory cells.
部分デコーダ20Bは、アドレス信号a6が低レ
ベルのときに、ダミーセル用ワード線Dを選択
するように、アドレス信号a6のみが入力されるた
めのNMOSQ32を有する。同様に、ワード線WD
を選択するための部分デコーダ(図示せず)は、
アドレス信号6が低レベルのときに、ダミーセル
用ワード線WDを選択するように構成される。 The partial decoder 20B has an NMOSQ 32 to which only the address signal a6 is input so as to select the dummy cell word line D when the address signal a6 is at a low level. Similarly, word line W D
A partial decoder (not shown) for selecting
It is configured to select the dummy cell word line W D when the address signal 6 is at a low level.
また、ドライバ1001は、ワード線W0,W1に
それぞれ接続されたラツチ回路30、
NMOSQ48,Q54と、これらのNMOSに共通に
接続されたNMOSQ46と
PMOSQ44とからなる。NMOSQ48,Q54は、線
12A,12Bの電圧により制御される。他のワ
ード線W3〜W63,0〜63もラツチ回路30、
NMOSQ46,Q48,Q54,PMOSQ44を有する。ド
ライバ10Dは、NMOSQ48,Q54を有しない点
で、ドライバ1001と異なるのみである。ドライ
バ10Dについても全く同じである。 The driver 1001 also includes a latch circuit 30, NMOSQ48 , Q54 connected to word lines W0 , W1, respectively, and NMOSQ46 and PMOSQ44 commonly connected to these NMOS. NMOSQ 48 and Q 54 are controlled by voltages on lines 12A and 12B. The other word lines W3 to W63 , 0 to 63 are also connected to the latch circuit 30,
It has NMOSQ 46 , Q 48 , Q 54 , and PMOSQ 44 . Driver 10D differs from driver 1001 only in that it does not include NMOSQ48 and Q54 . The same is true for driver 10D .
以下、第3図のタイムチヤートを参照しながら
第1図,第2図の回路の動作を説明する。 The operation of the circuits shown in FIGS. 1 and 2 will be explained below with reference to the time chart shown in FIG.
まず、第3図aに示す高レベルのプリチヤージ
信号φPにより、NMOSQ2,2,Q3,3はそれぞ
れ、データ線D0,0、コモンデータ線DC,Cを
ドレインに印加された電源電圧Vcc(5ボルト)
にプリチヤージする。このため、信号φPの高レ
ベルは、電圧Vccよりも、NMOSQ2,2,Q3,
Q3のしきい値電圧分だけ高い電圧に選ばれる。
また、プリチヤージ信号φPは、各ワード線に接
続されたラツチ回路30のNMOSQ53をオンと
し、
PMOSQ50のゲートおよびPMOSQ52のドレイ
ンを0ボルトにする。この結果、
PMOSQ50はオンとなり、Q52はオフとなる。
この結果、各ワード線は、電圧Vccにプリチヤー
ジされ、その電位にラツチされる。一方、信号
φPの反転信号Pは、ダミーセルプリチヤージ線
DPL,を介してダミーセルDMC内の
PMOSQ8をオンとし、キヤパシタンスC6に低電
圧をストアさせる。 First , due to the high- level precharge signal φ P shown in FIG . Voltage Vcc (5 volts)
Precharge to. Therefore, the high level of the signal φ P is higher than the voltage Vcc, NMOSQ 2 , 2 , Q 3 ,
The voltage is chosen to be higher by the threshold voltage of Q3 .
Further, the precharge signal φ P turns on the NMOSQ 53 of the latch circuit 30 connected to each word line, and sets the gate of the PMOSQ 50 and the drain of the PMOSQ 52 to 0 volts. As a result, PMOSQ 50 is turned on and Q 52 is turned off.
As a result, each word line is precharged to voltage Vcc and latched to that potential. On the other hand, the inverted signal P of the signal φ P is the dummy cell precharge line
in the dummy cell DMC via DPL,
Turn on PMOSQ 8 and store low voltage in capacitance C 6 .
さらに、信号φPは、デコーダ20(20A,
B)内のNMOSQ22をオンさせ、線12C,12
Dを電圧Vccにプリチヤージし、ワード線駆動用
トランジスタQ46のゲートをそれぞれ、電圧Vcc
にプリチヤージし、これらのNMOSをオン状態
に保つ。さらに、信号φPは、ドライバ1001内の
NMOSQ40,Q42をオンさせ、線12A,12B
を介して、NMOSQ48,Q54をオンとさせる。こ
うして、すべてのワード線に接続された
NMOSQ46,Q48,Q54はすべてオンとなる。この
とき、第3図cに示すように、信号φPが高レベ
ルにあるとき、ワード線駆動信号Xは高レベル
にある。従つて、このプリチヤージ状態において
は、すべてのワード線は、電圧Vccに保持され
る。この後、信号φP,Pはそれぞれ低レベル,
高レベルに変化させられる。こうしてプリチヤー
ジが終了する。 Further, the signal φ P is transmitted to the decoder 20 (20A,
Turn on NMOSQ 22 in B) and connect wires 12C, 12
D is precharged to the voltage Vcc, and the gates of the word line driving transistors Q46 are respectively connected to the voltage Vcc.
pre-charge and keep these NMOS on. Furthermore, the signal φ P is within the driver 10 01 .
Turn on NMOSQ 40 and Q 42 and connect wires 12A and 12B
Turn on NMOSQ 48 and Q 54 via . In this way, all word lines are connected to
NMOSQ 46 , Q 48 , and Q 54 are all turned on. At this time, as shown in FIG. 3c, when the signal φ P is at a high level, the word line drive signal X is at a high level. Therefore, in this precharge state, all word lines are held at voltage Vcc. After this, the signals φ P and P are at low level and
Can be changed to a high level. In this way, the precharge ends.
その後、第3図bに示すごとくデコーダ20に
アドレス信号が入力される。今、このアドレス信
号がワード線W0を選択するための信号とすると、
信号a0〜a6がすべて低レベルにあり、アドレス信
号0〜6がすべて高レベルにある。従つて、ワー
ド線W0に対する部分デコーダ20A内の
NMOSQ24〜Q28,Q29はすべてオフのままであ
る。従つて、部分デコーダ20Aの出力線12C
は高レベルに保たれ、ワード線W0,W1に接続さ
れたQ46はオンに保持される。同じように、部分
デコーダ20Bの出力線12Dも高レベルに保持
され、ドライバ10D内のNMOSQ46もオンに保
持される。他のワード線に接続された部分デコー
ダでは、そこに入力されるアドレス信号の内、少
くとも1つは、高レベルのものがあるので、この
部分デコーダは、そのワード線に接続された
NMOSQ46をオフとする低レベルの信号を出力す
る。こうして、ワード線W0,W1,D以外のワ
ード線には、信号Xが印加されなくなる。これ
らのワード線は、ラツチ回路30により電圧Vcc
に維持される。 Thereafter, the address signal is input to the decoder 20 as shown in FIG. 3b. Now, if this address signal is used to select word line W 0 , then
Signals a0 to a6 are all at low level and address signals 0 to 6 are all at high level. Therefore, in the partial decoder 20A for the word line W 0
NMOSQ 24 to Q 28 and Q 29 all remain off. Therefore, the output line 12C of the partial decoder 20A
is kept at a high level, and Q 46 connected to word lines W 0 and W 1 is kept on. Similarly, output line 12D of partial decoder 20B is also held high, and NMOSQ 46 in driver 10D is also held on. In the partial decoder connected to another word line, at least one of the address signals input thereto has a high level, so this partial decoder is connected to the word line.
Outputs a low level signal that turns off NMOSQ 46 . In this way, the signal X is no longer applied to word lines other than word lines W 0 , W 1 , and D. These word lines are connected to voltage Vcc by latch circuit 30.
will be maintained.
一方、部分デコーダ20C内のNMOSQ20,
Q20はそれぞれ低レベル,高レベルのアドレス信
号a0,0に応答し、オフ,オン状態になり、線1
2Aを高レベルに保持するが、線12Bは
NMOS20を介して低レベルに放電する。この結
果、すべてのドライバ内のNMOSQ48はオンのま
まであるが、すべてのドライバ内のNMOSQ54は
オフとなる。こうして、ワード線W1にも信号X
がこれ以上印加されなくなる。 On the other hand, NMOSQ 20 in the partial decoder 20C,
Q 20 responds to the low level and high level address signals a 0 and 0 , respectively, and turns off and on, and the line 1
2A is held high, but line 12B is
Discharge to low level through NMOS 20 . This results in NMOSQ 48 in all drivers remaining on, but NMOSQ 54 in all drivers turning off. In this way, word line W 1 also receives signal X
is no longer applied.
以上の説明から、明らかなとおり、部分デコー
ダ20Aの出力は、そのデコーダに対応するワー
ド線が選択されたときのみ、高レベルを維持し、
選択されないときには、高レベルより低レベルに
変化する。 As is clear from the above description, the output of the partial decoder 20A maintains a high level only when the word line corresponding to that decoder is selected.
When not selected, the level changes from high to low.
かくして、選択されたワード線W0と、ダミー
ワード線Dのみが、信号Xに接続され続けるこ
とになる。 Thus, only the selected word line W 0 and the dummy word line D remain connected to the signal X.
その後、信号Xを第3図cに示すように、低
レベルにシフトすると、選択されたワード線W0
の電圧φW0は、第3図dに示すように、ドライバ
1001内のNMOSQ46,Q48を介して急速に低レ
ベルに放電する。選択されたダミーワード線D
の電圧φWDもドライバ10D内のNMOSQ46,Q48
を介して低レベルに放電する。 Thereafter, when the signal X is shifted to a low level as shown in FIG. 3c, the selected word line W 0
The voltage φ W0 is rapidly discharged to a low level via NMOS Q 46 and Q 48 in the driver 10 01 as shown in FIG. 3d. Selected dummy word line D
The voltage φ WD is also NMOSQ 46 , Q 48 in the driver 10 D
discharge to low levels through.
この放電時に、NMOSQ46,Q48のソース電極
とゲート電圧の差は、放電中減少しない。従つ
て、放電が高速に行なわれる。 During this discharge, the difference between the source electrode and gate voltage of NMOSQ 46 and Q 48 does not decrease during the discharge. Therefore, discharge occurs at high speed.
このとき、線14と線12cは、容量的に結合
しているため、信号Xが高レベルから低レベル
にシフトしたとき、部分デコーダ20Aの出力線
12Cの電圧はVccより低下するおそれがある。
この低下を防止するのがPMOSQ44である。すな
わち、選択されないワード線に対するPMOSQ44
は、オフのままであるが、選択されたワード線
W0,Dに対するPMOSQ44は、φW0,φWDが低レ
ベルとなるとオンになり、線12C,12Dを
Vccに保持し続ける。線12A,12BもXのレ
ベル低下時に、容量結果によりレベル低下を引き
起すが、この低下量は、線12A,12Bの容量
が大きいため、小さいのでQ44に対するPMOSは
設けられていない。 At this time, since the line 14 and the line 12c are capacitively coupled, when the signal X shifts from a high level to a low level, the voltage of the output line 12C of the partial decoder 20A may fall below Vcc.
PMOSQ 44 prevents this decline. i.e. PMOSQ 44 for unselected word lines
remains off, but the selected word line
PMOSQ 44 for W 0 , D turns on when φ W0 , φ WD goes low and connects lines 12C, 12D.
Continue to hold at Vcc. The lines 12A and 12B also cause a level drop due to the capacitance when the level of X falls, but the amount of this drop is small because the capacitance of the lines 12A and 12B is large, so no PMOS is provided for Q44 .
このワード線W0,D放電の結果、φW0,φWD
が、それぞれ、Vcc―|VTH(Q4)|,Vcc―|VTH
(Q6)|以下になつたとき、メモリセルMC内の
PMOSQ4、ダミーセルDMC内のPMOSQ6は、オ
ン状態になる。ここで、VTH(Q4),VTH(Q6)はそ
れぞれ、PMOSQ4,Q6のしきい値である。以下
も同じようにNMOS又はPMOSのしきい値を示
す。メモリセルMC内のQ4がオンとなつた結果、
データ線D0の電位は、メモリセルMC内のキヤパ
シタンスC4のそれまでの端子間電圧に応じた値
だけ低下する。この端子間電圧は、メモリセル
MCに記憶すべき情報が“1”か“0”かに応じ
て、Vcc又は低レベルとなるように設定されてい
る。従つて、第3図eに示すように、メモリセル
MCから“1”が読出されたとき、データ線D0の
電位は、ほとんどVccのままであるが、メモリセ
ルMCから“0”が読出されたときは、データ線
の電位は、Vccより幾分低い値となる。一方、ダ
ミーセルDMC内のキヤパシタンスには、プリチ
ヤージ時に0ボルトが記憶されているので、この
ダミーセルが読出されたときには、データ線0
の電位はVccより幾分低い値をとる。このデータ
線D0の電位は、データ線0が取りうる2つの値
の中間に位置するように、キヤパシタンスC6は
キヤパシタンスC4の約半分の容量を有するよう
に構成される。キヤパシタンスC4,C6の容量は、
データ線D0,0の容量の数10分の1又は数百分
の1に選ばれているので、データ線D0,0の電
圧がVccより変化したとしても数十ないし数百ミ
リボルトの小さい値だけである。従つて、データ
線D0,0の電圧はほぼ5Vのままと考えることが
できる。 As a result of this word line W 0 , D discharge, φ W0 , φ WD
are, respectively, Vcc-|V TH (Q 4 )|, Vcc-|V TH
(Q 6 )|When the following occurs, the memory cell MC
PMOSQ 4 and PMOSQ 6 in the dummy cell DMC are turned on. Here, V TH (Q 4 ) and V TH (Q 6 ) are threshold values of PMOSQ 4 and Q 6 , respectively. The following also shows the threshold value of NMOS or PMOS. As a result of Q4 in memory cell MC being turned on,
The potential of the data line D 0 decreases by a value corresponding to the voltage between the terminals of the capacitance C 4 in the memory cell MC. This voltage between the terminals of the memory cell
It is set to Vcc or a low level depending on whether the information to be stored in the MC is "1" or "0". Therefore, as shown in FIG. 3e, the memory cell
When "1" is read from the memory cell MC, the potential of the data line D0 remains almost at Vcc, but when "0" is read from the memory cell MC, the potential of the data line becomes somewhat lower than Vcc. The value will be lower. On the other hand, since 0 volt is stored in the capacitance in the dummy cell DMC at the time of precharging, when this dummy cell is read, the data line 0
The potential of takes a value somewhat lower than Vcc. The capacitance C 6 is configured to have approximately half the capacitance of the capacitance C 4 so that the potential of the data line D 0 is located between two possible values of the data line 0 . The capacitances of C 4 and C 6 are
Since the capacitance of the data line D 0,0 is selected to be several tenths or several hundredths of the capacitance , even if the voltage of the data line D0,0 changes from Vcc, it will be a small change of several tens to hundreds of millivolts. It's just a value. Therefore, it can be considered that the voltage of the data lines D 0 , 0 remains approximately 5V.
この間、信号φW0が0ボルトに向つて放電しつ
づけたとき、ワード線W0に接続されたPMOSQ4
のゲートと、データ線D0に接続されたソースと
の電位は、さらに増大し、PMOSQ4のコンダク
タンスが増大し、PMOSQ4の導通度は、ワード
線電圧φW0が減少するにつれてよくなる。従つ
て、上述したような、メモリセルMC内の情報
の、データ線D0への読出しが高速に行なわれる
ことになる。ダミーセルDMC内の情報の、デー
タ線0への読出しも、同様に高速に行なわれる。 During this time, when the signal φ W0 continues to discharge toward 0 volts, the PMOSQ 4 connected to the word line W 0
The potential of the gate of and the source connected to the data line D 0 increases further, the conductance of PMOSQ 4 increases, and the conductivity of PMOSQ 4 becomes better as the word line voltage φ W0 decreases. Therefore, the information in the memory cell MC is read out to the data line D0 at high speed as described above. Reading of information in dummy cell DMC to data line 0 is similarly performed at high speed.
かくて、データ線D0,0の、メモリセル,ダ
ミーセル読み出しに伴なう電圧変化が高速に行な
われる。このデータ線D0,0の電位は
NMOSQ10,10,PMOSQ10′,10′からなるフリ
ツププロツプ型プリアンプPAにより差動増巾さ
れる。すなわち、第3図fに示すように、信号φS
が低レベルから、高レベルVccに上昇し、
NMOSQ12をオンさせ、プリアンプPAを能動状
態にする。この結果、データ線D0,0の電圧の
大小により、NMOSQ10,10の組およびPMOS
Q10′,Q10′の組のいずれか一方がオン、他方がオ
フとなる。たとえば、第3図eに示すように、デ
ータ線D0の電圧がデータ線0の電圧より大きい
ときには、NMOSQ10,PMOS10′はオフにな
り、10,Q10′がオン状態になる。この結果、デ
ータ線0の電圧は、第3図eに示すように、急
速に0ボルトに向つて放電する。データ線D0の
電圧は変化しない。その後、読出すべきメモリセ
ルMCに対応するPMOSQ14,14のゲートに印加
する信号φy0を高レベルから低レベルに変化し、
PMOSQ14,14をオンとすると、コモンデータ
線DCは高レベルを維持し、データ線Cは低レベ
ルに変化する。このデータ線DC,Cの電圧変化
から読出されたメモリセルの記憶情報を知ること
が出来る。この読み出し動作の後、すべての信号
は、第3図に示すように、プリチヤージ時の信号
に戻される。こうして読出し動作が終了する。 In this way, voltage changes on the data lines D 0 , 0 due to reading of memory cells and dummy cells are performed at high speed. The potential of this data line D 0 , 0 is
Differential amplification is performed by a flip-prop preamplifier PA consisting of NMOSQ 10 , 10 and PMOSQ 10 ', 10 '. That is, as shown in FIG. 3f, the signal φ S
increases from a low level to a high level Vcc,
Turn on NMOSQ 12 and activate preamplifier PA. As a result, depending on the magnitude of the voltage of the data lines D 0 , 0 , the NMOSQ 10 , 10 set and the PMOS
One of the pairs of Q 10 ′ and Q 10 ′ is on, and the other is off. For example, as shown in FIG. 3e, when the voltage on data line D 0 is greater than the voltage on data line 0 , NMOSQ 10 and PMOS 10 ' are turned off, and 10 and Q 10 ' are turned on. As a result, the voltage on data line 0 rapidly discharges towards 0 volts, as shown in Figure 3e. The voltage on data line D 0 does not change. After that, the signal φy0 applied to the gates of PMOSQ14 , 14 corresponding to the memory cell MC to be read is changed from high level to low level,
When PMOSQ 14 and 14 are turned on, the common data line D C maintains a high level, and the data line C changes to a low level. The stored information of the memory cell read out can be known from the voltage changes of the data lines D C and C. After this read operation, all signals are returned to precharge signals as shown in FIG. The read operation is thus completed.
このメモリにおいて、メモリセルに情報を記憶
するには、以上のようにして情報を書込むべきメ
モリセルから情報を読出す動作をした後、読出し
動作に関与する信号を、プリチヤージ時のレベル
に戻す前に、コモンデータ線DC,Cに書込むべ
き情報が“1”が“0”かに応じて、Vcc又は低
レベル電圧を与え、プリアンプPAの作用により、
データ線D0,0の電圧を、この書込むべき情報
に応じたVcc又は低レベルのいずれかの電圧に変
化させた後、読出し動作に関与する信号をすべて
プリチヤージ時のレベルに戻す。こうして、書込
み動作が終了する。 In order to store information in a memory cell in this memory, the information is read from the memory cell in which the information is to be written as described above, and then the signals involved in the read operation are returned to the precharge level. Before that, Vcc or a low level voltage is applied depending on whether the information to be written to the common data lines DC , C is "1" or "0", and by the action of the preamplifier PA,
After changing the voltage of the data line D 0 , 0 to either Vcc or a low level voltage depending on the information to be written, all the signals involved in the read operation are returned to the precharge level. In this way, the write operation ends.
第4図は、デコーダとドライバに関する本発明
の第2の実施例を示す。第4図において、第2図
と同じ参照番号のものは、同じ物を示す。デコー
ダ20は、第2図のデコーダと全く同じ構成を有
する。ドライバが第2図のものと異なる。ワード
線W0,W1に対するドライバ1001′は,
NMOSQ45を介して、デコーダ20Aの出力線1
2Cに接続され、NMOSQ47,Q49および信号φX
を用いてワード線の放電を行なう。信号φXは、
第3図に示した信号Xが高レベルから低レベル
に、また低レベルから高レベルにレベル変化する
タイミングに、低レベル(0ボルト)から高レベ
ル(Vcc)に、高レベル(Vcc)から低レベル
(0ボルト)にそれぞれ変化する信号である。 FIG. 4 shows a second embodiment of the invention relating to a decoder and driver. In FIG. 4, the same reference numbers as in FIG. 2 indicate the same items. Decoder 20 has exactly the same configuration as the decoder shown in FIG. The driver is different from that shown in FIG. The driver 10 01 ′ for word lines W 0 and W 1 is
Output line 1 of decoder 20A via NMOSQ 45
2C, NMOSQ 47 , Q 49 and signal φ
Discharge the word line using The signal φX is
At the timing when the signal X shown in Figure 3 changes from high level to low level and from low level to high level, the signal These are signals that change in level (0 volts).
ワード線,ダミーワード線は、第3図のラツチ
回路30と同じ構成のラツチ回路30により、電
圧Vccにプリチヤージされる。 The word line and dummy word line are precharged to voltage Vcc by a latch circuit 30 having the same structure as the latch circuit 30 of FIG.
デコーダ20の出力線12A,12B,12
C,12DもVccにプリチヤージされる。この結
果、プリチヤージ終了後は、すべてのドライバ内
のQ47のゲート電圧は、NMOSQ45を介して、
Vcc―VTH(Q45)に放電される。従つて、
NMOSQ47は、信号φXが0ボルトのときには、オ
ンであり、NMOSQ49のゲート電圧は0ボルトで
あり、NMOSQ49はオフ状態にある。一方、
NMOSQ48,Q54はオン状態にある。 Output lines 12A, 12B, 12 of decoder 20
C and 12D are also precharged to Vcc. As a result, after precharging, the gate voltage of Q 47 in all drivers is
Discharged to Vcc−V TH (Q 45 ). Therefore,
NMOSQ 47 is on when signal φX is 0 volts, the gate voltage of NMOSQ 49 is 0 volts, and NMOSQ 49 is in the off state. on the other hand,
NMOSQ 48 and Q 54 are in the on state.
その後、アドレス信号に応答して、デコーダ2
0の出力が確定すると、選択されたワード線、た
とえばW0とDに対する部分デコーダ20A,2
0B以外の部分デコーダの出力は、0ボルトにな
り、これらの部分デコーダに接続されたドライバ
内のNMOSQ45はオンとなり、NMOSQ47のゲー
ト電圧は、このオンとなつたNMOSQ45およびデ
コーダ20内のオン状態のNMOSQ24〜Q29のい
ずれか又は複数個を介して0ボルトに放電する。
その結果、このようなNMOSQ45に接続された
NMOSQ47はオフとなる。選択されたワード線、
たとえばW0とDに対するNMOSQ47はオンのま
まである。 Then, in response to the address signal, the decoder 2
Once the output of 0 is established, the partial decoders 20A, 2 for the selected word line, e.g.
The output of the partial decoders other than 0B becomes 0 volts, the NMOSQ 45 in the driver connected to these partial decoders turns on, and the gate voltage of NMOSQ 47 becomes The voltage is discharged to 0 volts through one or more of NMOSQ 24 to Q 29 in the on state.
As a result, connected to NMOSQ 45 like this
NMOSQ 47 is turned off. selected word line,
For example, NMOSQ 47 for W 0 and D remains on.
一方、部分デコーダ20Cの出力線12A,1
2Bのうち、選択すべきワード線W0に対応しな
い信号線12Bの電圧は、デコーダ20Cにより
0ボルトに落される。従つて、ワード線W0に対
するNMOSQ48はオンのままであるが、ワード線
W1に対するNMOSQ54はオフとなる。 On the other hand, the output lines 12A, 1 of the partial decoder 20C
Among the signal lines 2B, the voltages of the signal lines 12B that do not correspond to the word line W 0 to be selected are reduced to 0 volts by the decoder 20C. Therefore, NMOSQ 48 for word line W 0 remains on, but word line
NMOSQ 54 for W 1 is turned off.
このデコーダ出力が確定後、信号φXが高レベ
ル(Vcc)になると、信号線14とNMOSQ47の
ゲート間の容量結合によるブートストラツプ効果
により、ドライバ1001,10′D内のNMOSQ47
のゲート電圧は、元のVcc―VTH(Q45)よりも充
分高くなり、これらのドライバ内のNMOSQ45は
オフとなり、NMOSQ47はオンとなる。この結
果、これらのドライバ内のNMOSQ49はオンとな
る。 After this decoder output is determined, when the signal φ
The gate voltage of becomes sufficiently higher than the original Vcc−V TH (Q 45 ), and NMOSQ 45 in these drivers is turned off and NMOSQ 47 is turned on. As a result, NMOSQ 49 in these drivers is turned on.
かくて、選択されたワード線W0,Dのみが低
レベル(0ボルト)に放電する。他のワード線
は、ラツチ回路30により電圧Vccに保持された
ままである。 Thus, only the selected word line W 0 , D is discharged to a low level (0 volts). The other word lines remain held at voltage Vcc by latch circuit 30.
以上のように、第4図によるドライバにおいて
は、第3図のドライバと異なり、ドライバはすべ
てNMOSのみで構成することができるという利
点を有する。 As described above, the driver shown in FIG. 4 has the advantage that, unlike the driver shown in FIG. 3, the driver can be constructed entirely of NMOS.
さらに、選択されたワード線は、線14という
長い、従つて、容量の大きい線を通して放電する
必要がない。 Additionally, the selected word line does not need to be discharged through line 14, which is a long and therefore capacitive line.
従つて、ワード線の放電が第2図より高速に行
なわれる。 Therefore, the word line is discharged faster than in FIG.
第5図は、本発明の第3の実施例である。第5
図には一対のデータ線D0,0しか図示されてい
ないが、実際には複数対のデータ線が設けられ
る。 FIG. 5 shows a third embodiment of the invention. Fifth
Although only one pair of data lines D 0 , 0 is shown in the figure, in reality, a plurality of pairs of data lines are provided.
この図に示されるメモリは、米国特許第
4044340号に記載のごとく、一対のデータ線D0,
D0が、近接して、かつ平行に配置されており、
かつ、各ワード線を各データ線対との2つの交点
の内の1方にのみ、メモリセルおよびダミーセル
が配置されている所に特徴がある。 The memory shown in this figure is
As described in No. 4044340, a pair of data lines D 0 ,
D 0 are arranged close to each other and parallel to each other,
Another feature is that memory cells and dummy cells are arranged only at one of the two intersections between each word line and each data line pair.
第5図において、メモリセルMC、ダミーセル
DMC,プリアンプPA,ラツチ回路30,部分デ
コーダ20A等第1の実施例を示す第1図,第2
図の回路と同じ参照記号のものは、これらの図と
全く同じもので構成され、まつたく同じ動作をす
る。 In Figure 5, memory cell MC, dummy cell
Figures 1 and 2 show the first embodiment of the DMC, preamplifier PA, latch circuit 30, partial decoder 20A, etc.
Circuits with the same reference symbols as those shown in the figures are constructed of exactly the same components and operate in exactly the same way.
第5図の回路において、第1図,第2図の回路
と相異する点は、部分デコーダ20C′は、第2図
の部分デコーダ20Cに、NMOSQ21,21を付
加したものになつている点およびダミーセル用ワ
ード線WD,Dを選択するためのデコーダは、部
分デコーダ20C′とNMOSQ48,Q54からなり、
第2図に示したダミーセル用のデコーダ20Bが
ないことである。後者の相異点は、ダミーセル用
ワード線WD,Dは、それぞれ、アドレス信号
a0,a0が低レベルのときに選択されることを意味
する。この相異点により、ダミーセル用ワード線
の選択動作が第2図のメモリと異なるということ
はない。第5図のメモリにおいては、アドレス信
号a0,0を用いて、ダミーセル用ワード線を選択
させることにより、デコーダが簡単になる。 The circuit in FIG. 5 is different from the circuits in FIGS. 1 and 2 in that the partial decoder 20C' is the partial decoder 20C in FIG. 2 with NMOSQs 21 and 21 added. The decoder for selecting the point and dummy cell word lines W D and D consists of a partial decoder 20C′ and NMOSQ 48 and Q 54 ,
The dummy cell decoder 20B shown in FIG. 2 is not provided. The difference between the latter is that the dummy cell word lines W D and D are respectively address signals.
This means that it is selected when a 0 and a 0 are at low levels. Due to this difference, the selection operation of the dummy cell word line is not different from that of the memory shown in FIG. 2. In the memory shown in FIG. 5, the decoder can be simplified by selecting the dummy cell word line using address signals a 0 , 0 .
前者の相異点は、第5図のメモリと第1図,第
2図のメモリの主たる回路上の相異点である。こ
の相異点は、メモリセルMCに情報を書込むとき
に、メモリセルMC内に書込まれる低レベルの電
圧を充分低くできるという効果をもたらす。 The difference between the former is the main circuit difference between the memory shown in FIG. 5 and the memories shown in FIGS. 1 and 2. This difference has the effect that when writing information into the memory cell MC, the low level voltage written into the memory cell MC can be made sufficiently low.
第5図において、メモリセルに情報を書込むと
きは、プリチヤージ,デコード動作が、第1図の
メモリと全く同様に行なわれ、選択されたワード
線、たとえばW0は電圧がVccから0ボルトに変
化する。このワード線電圧の変化により、メモリ
セルMCがよみ出される。本実施例で特徴的な点
は、プリアンプPAを能動状態にするときに、そ
のための信号φSにより、NMOSQ21,21をオン
とし、信号線12A,12Bの電圧を0ボルトに
保持する。こうして、それまでオン状態にあつた
ワード線W0に接続されたNMOSQ48はオフとな
り、ワード線W0はフローテイングの状態になる。 In FIG. 5, when writing information to a memory cell, precharging and decoding operations are performed in exactly the same way as in the memory shown in FIG . Change. This change in word line voltage causes memory cell MC to be read out. The characteristic feature of this embodiment is that when the preamplifier PA is activated, the NMOSQ 21 and 21 are turned on by the signal φ S for this purpose, and the voltages of the signal lines 12A and 12B are held at 0 volts. In this way, the NMOSQ 48 connected to the word line W 0 , which had been in the on state, is turned off, and the word line W 0 is placed in a floating state.
一方、能動状態にされたプリアンプPAの作用
により、すべてのデータ線対の一方のデータ線は
Vccに保持されるが、他方は、0ボルトに低下す
る。ワード線W0は、すべてのデータ線と浮遊容
量C0,0により結合されている。従つて、すべ
てのデータ線の半分が、0ボルトに低下したと
き、この容量結合により、ワード線W0の電圧は
負の電圧に低下する。ただし、ワード線W0の電
圧は、−VTH(Q48)以下にはならない。これ以下
の電圧になると、NMOSQ48がオンとなり、0ボ
ルト状態にある信号Xから電流がワード線W0に
流れ込むためである。 On the other hand, due to the action of the activated preamplifier PA, one data line of all data line pairs
Vcc is held, while the other drops to 0 volts. Word line W 0 is coupled to all data lines by stray capacitance C 0,0 . Therefore, when half of all data lines drop to 0 volts, this capacitive coupling causes the voltage on word line W 0 to drop to a negative voltage. However, the voltage of the word line W 0 does not become lower than -V TH (Q 48 ). This is because when the voltage is lower than this, the NMOSQ 48 turns on and current flows from the signal X in the 0 volt state to the word line W 0 .
この状態において、データ線D0とワード線W0
の交点にあるメモリセルMCに情報を書込むため
に、データ線D0に0ボルトが与えられていたと
すると、メモリセルMC内のキヤパシタンスC4の
電圧は、ワード線W0の最小電圧―VTH(Q48)と、
メモリセル内のPMOSQ4のしきい値VTH(Q4)の
大小関係に依存する。すなわち、+VTH(Q48)<|
VTH(Q4)|のときには、メモリセル内のキヤパシ
タンスC4には、0ボルトが書込まれる。一方、+
VTH(Q48)>|VTH(Q4)|のときには、キヤパシタ
ンスC4には、小さな正の電圧|VTH(Q4)|−VTH
(Q48)|が書き込まれる。 In this state, data line D 0 and word line W 0
If 0 volts were applied to the data line D 0 in order to write information to the memory cell MC at the intersection of TH (Q 48 ) and
It depends on the magnitude relationship of the threshold value V TH (Q 4 ) of PMOSQ 4 in the memory cell. That is, +V TH (Q 48 ) < |
When V TH (Q 4 )|, 0 volts is written to the capacitance C 4 in the memory cell. On the other hand, +
When V TH (Q 48 ) > |V TH (Q 4 )|, a small positive voltage |V TH (Q 4 )|−V TH
(Q 48 ) | is written.
従つて、前者の条件を満足すべく、VTH(Q4),
VTH(Q48)を定めると、たとえば、それぞれ−1.0
(V)、1.2(V)にすると、メモリセルに書込まれ
る低レベルの電圧は0ボルトになる。従つて、メ
モリセルに書込まれる高レベル電圧と低レベルの
電圧差はVcc(5ボルト)に等しい。すでに述べ
た第1,第2の実施例のメモリにおいては、選択
されたワード線の最低電圧は0ボルトであるの
で、メモリセルのキヤパシタンスに書込まれる低
レベルの電圧は|VTH(Q4)|である。従つて、メ
モリセルに書込まれる高レベル電圧と低レベル電
圧の電圧差は4ボルトになる。第5図のメモリ
は、より大きな電圧差を記憶することができ、読
出しの高速化、誤動作の防止、リフレツシユサイ
クルの増大を図る上で有効である。 Therefore, in order to satisfy the former condition, V TH (Q 4 ),
For example, if V TH (Q 48 ) is determined, each −1.0
(V), 1.2 (V), the low level voltage written to the memory cell becomes 0 volts. Therefore, the voltage difference between the high level voltage and the low level voltage written to the memory cell is equal to Vcc (5 volts). In the memories of the first and second embodiments already described, the lowest voltage of the selected word line is 0 volts, so the low level voltage written to the capacitance of the memory cell is |V TH (Q 4 ) | is. Therefore, the voltage difference between the high level voltage and the low level voltage written to the memory cell is 4 volts. The memory shown in FIG. 5 can store a larger voltage difference, and is effective in speeding up reading, preventing malfunctions, and increasing refresh cycles.
以上は、メモリセルにPMOSを用い、周辺回
路にNMOSを用いた例であるが、本発明は、メ
モリセルにNMOSを用い、周辺回路にPMOSを
用いても実現できる。すなわち、以上の各実施例
におけるNMOSをすべてPMOSに置き換え、
PMOSをすべてNMOSに置き換え、接地電位を
与えている所には、電源電圧Vccを与え、電源電
圧Vccを与えている所には接地電位を与える。こ
れに伴ない低レベルから高レベルに変化するパル
スは、高レベルから低レベルに変換するパルスに
置換する。従つて、この第4の実施例において
は、信号φ8,8、アドレス信号ai、信号X,φSは
それぞれ第6図a,b,c,fに示すようなレベ
ル変化を示す信号にする。このように構成したメ
モリの動作は第6図を参照すると容易に理解でき
る。この実施例において、データ線D0,0は、
プリチヤージ信号φPにより、低レベルにプリチ
ヤージされる。ワード線の電圧も、低電圧にプリ
チヤージされる。選択されたワード線たとえば、
W0,Dの電圧φW0,WDが高レベルに上昇して、
メモリセルから情報を読み出す。この結果、デー
タ線D0が0ボルトのままであり、データ線0が
0ボルトより幾分大きい電圧に変化した後、プリ
アンプの動作によりVccまで上昇される。 The above is an example in which PMOS is used for the memory cell and NMOS is used for the peripheral circuit, but the present invention can also be realized using NMOS for the memory cell and PMOS for the peripheral circuit. That is, all NMOS in each of the above embodiments is replaced with PMOS,
All PMOSs are replaced with NMOSs, power supply voltage Vcc is applied to the places where the ground potential is applied, and ground potential is applied to the places where the power supply voltage Vcc is applied. A pulse that changes from a low level to a high level accompanying this is replaced with a pulse that changes from a high level to a low level. Therefore, in this fourth embodiment, the signals φ 8 , 8 , the address signal a i , and the signals X , φ S are changed to signals showing level changes as shown in FIG. 6 a, b, c, and f, respectively. do. The operation of the memory configured in this way can be easily understood by referring to FIG. In this example, the data lines D 0,0 are
It is precharged to a low level by the precharge signal φP . The word line voltage is also precharged to a low voltage. Selected word line e.g.
The voltage φ W0 , WD of W 0 , D rises to a high level,
Read information from memory cells. As a result, the data line D 0 remains at 0 volts, and after the data line 0 changes to a voltage somewhat greater than 0 volts, it is raised to Vcc by the operation of the preamplifier.
このメモリにおいても、第1の実施例にみられ
たようなワード線の選択時の速度、あるいは、メ
モリセル、ダミーセルの読み出し速度の高速化が
図れる。選択されたワード線の電圧変化を生じる
ためのPMOSのゲートとソース間の電圧は、ワ
ード線電圧の変化が生じても変化しない。さら
に、読み出すべきメモリセルの接続されたデータ
線の電圧が、読み出すべきメモリセルの記憶情報
に基づいて変化したとき、メモリセル内の
NMOSのソースとゲート間の電圧は、ワード線
電圧の立上がりにつれて増大するからである。 In this memory as well, it is possible to increase the word line selection speed or the read speed of memory cells and dummy cells as seen in the first embodiment. The voltage between the gate and source of the PMOS for producing a voltage change on the selected word line does not change even when the word line voltage changes. Furthermore, when the voltage of the data line connected to the memory cell to be read changes based on the stored information of the memory cell to be read, the voltage within the memory cell changes.
This is because the voltage between the source and gate of the NMOS increases as the word line voltage rises.
第7図は本発明の第2の実施例の断面構造例を
示す。基板比抵抗δsub=40Ω・cm程度のP形Si基
板51上のメモリセルを配列する領域に不純物濃
度1015cm-3程度のn形のウエル52が形成されて
おり、n形ウエル上の基板表面のメモリセル部に
は、基板より不純物濃度の高いP+不純物層53,
54をソース・ドレイン用として形成し、多結晶
シリコン等の良導電材料をゲート55とするスイ
ツチ用PMOSおよび接地電位にバイアスされた
ゲート電極56とN形ウエル基板表面に形成され
る正孔反転層57との間につくられる容量を蓄積
電極とする1トランジスタ形メモリセルが複数個
形成されている。図には1個のメモリセルのみ示
す。この構造において、ゲート電極55はアルミ
ニウムからなるワード線62とコンクタト部50
において接続される。同様に、P型拡散層53は
P型拡散層からなるデータ線の一部を構成してい
る。n形ウエルの形成されていないP形Si基板表
面のデコーダ,ドライバ部にはワード線駆動する
ためのデコーダ,ドライバがNMOSを用いてつ
くられている。図にはn形不純物層で形成された
ソース58およびドレイン59ならびにゲート6
0で構成される1個のNMOSを例示してある。
ソース58、ドレイン59はそれぞれアルミニウ
ム等のワード線用低抵抗電極材料61,62に接
続されており、ゲート63は、低抵抗電極材料6
3に接続されている。またn形ウエル52には、
回路動作時は、電極64およびn形不純物層65
を通して回路的に発生したVccより高い電圧VW
が供給され、またメモリ回路に電源が投入された
ときにはVcc電極66およびこの電極66とn形
ウエル界面に形成されるシヨツトキダイオード6
7により、N形ウエルの電位は電源電圧Vccの上
昇に遅延なく追随して上昇する。この結果、例え
ば拡散層53,ウエル52、基板51で形成され
るpnpトランジスタのP+層53がn形ウエル52
の電位よりも急速に上昇してこれらの間のP+n接
合が順方向にバイアスされることによつて生じる
P+層53とP基板51の間の多大の電流の流れ
を防止する。また、メモリ動作時においても、
VWをVccより充分大とすることにより上述の
PNPトランジスタが順方向にバイアスされるこ
とを防止する。なお68は層間絶縁膜であり、6
9は、酸化物分離領域である。また基板51には
−3ボルトが印加される。なお、電圧VWの発生
回路は第8図の回路により発生される。発振器8
0から、低レベル,高レベルがそれぞれ0ボル
ト,Vccボルトであるパルスが繰り返し出力さ
れ、キヤパシタンスC60,NMOSQ60,Q61からな
る整流回路に入力される。整流回路のNMOSQ61
のドレインにはVccが印加されている。
NMOSQ60のソースから出力される電圧VWは
VW=2Vcc−VTH(Q60)−VTH(Q61)
であり、Vccより充分大にできる。 FIG. 7 shows an example of the cross-sectional structure of the second embodiment of the present invention. An n-type well 52 with an impurity concentration of about 10 15 cm -3 is formed in a region where memory cells are arranged on a P-type Si substrate 51 with a substrate specific resistance δ sub = about 40 Ω·cm. In the memory cell portion on the surface of the substrate, a P + impurity layer 53 having a higher impurity concentration than the substrate,
54 is formed for the source and drain, and a gate 55 is made of a highly conductive material such as polycrystalline silicon, and a gate electrode 56 biased to the ground potential is formed, and a hole inversion layer is formed on the surface of the N-type well substrate. A plurality of one-transistor type memory cells are formed in which the capacitor formed between the capacitor 57 and the capacitor 57 serves as a storage electrode. Only one memory cell is shown in the figure. In this structure, the gate electrode 55 is connected to the word line 62 made of aluminum and the contact portion 50.
Connected at. Similarly, the P-type diffusion layer 53 constitutes a part of the data line made of the P-type diffusion layer. In the decoder and driver section on the surface of the P-type Si substrate on which the n-type well is not formed, the decoder and driver for driving word lines are made using NMOS. The figure shows a source 58, a drain 59, and a gate 6 formed of an n-type impurity layer.
One NMOS composed of 0 is illustrated.
The source 58 and the drain 59 are connected to word line low resistance electrode materials 61 and 62, such as aluminum, respectively, and the gate 63 is connected to the low resistance electrode material 61 and 62, respectively.
Connected to 3. In addition, in the n-type well 52,
During circuit operation, the electrode 64 and the n-type impurity layer 65
A voltage higher than Vcc generated by the circuit through V W
is supplied, and when power is applied to the memory circuit, the Vcc electrode 66 and the shot diode 6 formed at the interface between this electrode 66 and the n-type well
7, the potential of the N-type well rises following the rise of the power supply voltage Vcc without delay. As a result, for example, the P + layer 53 of the pnp transistor formed by the diffusion layer 53, the well 52, and the substrate 51 is transferred to the n-type well 52.
This is caused by the potential rising more rapidly than the potential of
This prevents a large amount of current from flowing between the P + layer 53 and the P substrate 51. Also, during memory operation,
By making V W sufficiently larger than Vcc, the above
Prevents the PNP transistor from becoming forward biased. Note that 68 is an interlayer insulating film;
9 is an oxide isolation region. Further, -3 volts is applied to the substrate 51. Note that the voltage V W is generated by the circuit shown in FIG. Oscillator 8
From 0, pulses whose low level and high level are 0 volts and Vcc volts, respectively, are repeatedly output and input to a rectifier circuit consisting of capacitances C 60 , NMOSQ 60 , and Q 61 . Rectifier circuit NMOSQ 61
Vcc is applied to the drain of.
The voltage V W output from the source of NMOSQ 60 is V W = 2Vcc - V TH (Q 60 ) - V TH (Q 61 ), and can be made sufficiently larger than Vcc.
なお、第7図の構造体において、メモリセル部
のソース,ドレイン用不純物拡散層53,54を
設けず、この53の上の絶縁膜68を貫通して基
板51の表面部に至るように、金属電極をワード
線62と絶縁して設け、この電極と基板51間に
シヨツトキーダイオードを形成し、このシヨツト
キーダイオードの金属電極をデータ線に接続する
ように構成することにより、拡散層53,54を
形成するため製造プロセスを一工程短縮できる。 In the structure shown in FIG. 7, the impurity diffusion layers 53 and 54 for the source and drain of the memory cell portion are not provided, and the impurity diffusion layers 53 and 54 are formed so as to penetrate through the insulating film 68 on top of these 53 and reach the surface portion of the substrate 51. By providing a metal electrode insulated from the word line 62, forming a Schottky diode between this electrode and the substrate 51, and connecting the metal electrode of the Schottky diode to the data line, the diffusion layer 53 and 54, the manufacturing process can be shortened by one step.
さらに、第1,第3の実施例のごとく、ドライ
バ10内にPMOSQ44を設ける場合には、この
PMOSQ44は、第7図のNウエル52内に設けら
れるのは明らかである。 Furthermore, when the PMOSQ 44 is provided in the driver 10 as in the first and third embodiments, this
PMOSQ 44 is clearly located within N-well 52 of FIG.
なお、以上の実施例に用いた金属酸化物形電界
効果トランジスタにかえ、接合形電界効果トラン
ジスタあるいはシヨツトキーゲート形電界効果ト
ランジスタを用いることも有効である。 It is also effective to use a junction field effect transistor or a Schottky gate field effect transistor instead of the metal oxide field effect transistor used in the above embodiments.
以上のごとく、本発明によれば、ワード線の選
択,メモリ情報の読出しの高速化が図れ、ひいて
は、高速のメモリが得られる。
As described above, according to the present invention, it is possible to speed up the selection of word lines and read out memory information, and as a result, a high-speed memory can be obtained.
第1図は、本発明の第1の実施例の概略構成
図、第2図は、第1の実施例におけるデコーダ,
ドライバの詳細回路図、第3図は、第1の実施例
のメモリの動作を説明するための信号のタイムチ
ヤート、第4図は、本発明の第2の実施例による
ドライバとデコーダの回路図、第5図は、本発明
の第3の実施例の回路図、第6図は、本発明の第
4の実施例におけるメモリの動作を説明するため
の信号のタイムチヤート、第7図は、本発明の第
2の実施例によるメモリの断面構造を例示する
図、第8図は、第7図のメモリに用いるウエルバ
イアス電圧発生回路図である。
D0,0…データ線、W0〜W63,0〜63…メ
モリセル用ワード線、WD,D…ダミーセル用ワ
ード線、MC…メモリセル、DMC…ダミーセル、
10,1001,1001,10D,10′D…ドライ
バ、20,20A,20B,20C…デコーダ。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a decoder in the first embodiment,
A detailed circuit diagram of the driver, FIG. 3 is a signal time chart for explaining the operation of the memory of the first embodiment, and FIG. 4 is a circuit diagram of the driver and decoder according to the second embodiment of the present invention. , FIG. 5 is a circuit diagram of the third embodiment of the present invention, FIG. 6 is a time chart of signals for explaining the operation of the memory in the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a circuit diagram of the third embodiment of the present invention. FIG. 8, a diagram illustrating a cross-sectional structure of a memory according to a second embodiment of the present invention, is a diagram of a well bias voltage generation circuit used in the memory of FIG. 7. D0 , 0 ...data line, W0 to W63 , 0 to 63 ...word line for memory cell, W D , D ...word line for dummy cell, MC...memory cell, DMC...dummy cell,
10, 10 01 , 10 01 , 10 D , 10' D ...driver, 20, 20A, 20B, 20C... decoder.
Claims (1)
して設けられた複数のワード線と、該複数のデー
タ線とワード線の交点に設けられたメモリセル
と、メモリセルの選択時に、選択すべきメモリセ
ルが接続されたデータ線電圧を所定の第1の電圧
に設定する手段と、メモリセルの選択時に、選択
すべきメモリセルが接続されたワード線電圧を、
所定の非選択電圧から選択電圧に変化させるため
のワード線ドライバとを有し、上記メモリセル
は、データ線に接続された第1の領域と、ワード
線に接続されたゲート電極と、記憶情報に応じ
た、所定の第2の電圧を有する端子に接続された
第2の領域とを有する電界効果型トランジスタを
有し、該トランジスタは、メモリセル選択時に導
通し、該メモリセル内の記憶情報に応じて、上記
データ線の電圧を変化させるものである半導体メ
モリにおいて、上記第1の電圧設定手段、および
上記第2の電圧を有する端子は、上記第1,第2
の領域がそれぞれ、ソースおよびドレインとして
動作せしめるための電圧を出力する手段を含み、
上記ドライバは、選択すべきメモリセルが、接続
されたワード線以外のワード線に、上記第1の電
圧との差が、上記トランジスタのしきい値をこえ
ない非選択電圧を与え、選択すべきメモリセルが
接続されたワード線に上記第1の電圧との差が上
記トランジスタのしきい値をこえる選択電圧をそ
れぞれ与える手段であり、かつ、メモリセル選択
前に、すべてのワード線をあらかじめ、上記非選
択電圧に設定する手段と、メモリセルの選択時
に、選択すべきメモリセルが接続されたワード線
の電圧を選択電圧に設定するための手段とを有す
る半導体メモリにおいて、上記電圧設定手段は、
隣接する一対のワード線ごとに設けられ、これら
を上記選択電圧に接続し、電圧設定のための設定
用電界効果型トランジスタと、上記設定用電界効
果型トランジスタと上記一対のワード線の各々を
接続するための接続用電界効果型トランジスタ
と、選択すべきワード線に接続された上記設定用
電界効果型トランジスタおよび接続用電界効果型
トランジスタをオンさせる手段を有することを特
徴とする半導体メモリ。 2 特許請求の範囲第1項記載の半導体メモリに
おいて、上記データ線は、近接して平行に配置さ
れた複数のデータ線対からなり、上記メモリセル
は、各対のデータ線と、上記ワード線の各々との
2つの交点の内のいずれか一方に設けられ、上記
接続用電界効果型トランジスタのゲートに、ワー
ド線の選択後、上記選択電圧を印加する手段を設
けたことを特徴とする半導体メモリ。 3 特許請求の範囲第1項記載の半導体メモリに
おいて、第1の導電型を有する半導体基板と、該
基板内に設けられた第2の導電型を有するウエル
領域を有し、上記メモリセルは上記ウエル領域内
に設けられていることを特徴とする半導体メモ
リ。 4 特許請求の範囲第3項記載の半導体メモリに
おいて、上記ウエル領域に所定のバイアス電圧を
与える手段は、上記電界効果型トランジスタの上
記第2の領域とウエルとで形成されるPN接合の
逆バイアス条件において充分大きい電圧を与える
手段であることを特徴とする半導体メモリ。 5 特許請求の範囲第4項記載の半導体メモリ
は、上記ウエル領域と、該ウエル領域に接して設
けられた金属電極とから構成されるシヨツトキー
ダイオードを有し、上記金属電極には、上記第2
の電圧が印加されることを特徴とする半導体メモ
リ。[Claims] 1. A plurality of data lines, a plurality of word lines provided to intersect the plurality of data lines, a memory cell provided at the intersection of the plurality of data lines and the word line, and a memory cell. means for setting a data line voltage to which a memory cell to be selected is connected to a predetermined first voltage when selecting a cell; and means for setting a word line voltage to which a memory cell to be selected is connected to a predetermined first voltage when selecting a memory cell;
and a word line driver for changing a predetermined non-selection voltage to a selection voltage, and the memory cell has a first region connected to a data line, a gate electrode connected to the word line, and a storage information a field-effect transistor having a second region connected to a terminal having a predetermined second voltage according to the memory cell; In the semiconductor memory, the voltage of the data line is changed according to the voltage of the data line, and the first voltage setting means and the terminal having the second voltage are configured to
each region includes means for outputting a voltage for operating as a source and a drain,
The driver applies a non-selection voltage to a word line other than the word line to which the memory cell to be selected is connected, the difference from the first voltage not exceeding the threshold of the transistor, and Means for applying selection voltages whose difference from the first voltage exceeds the threshold of the transistor to the word lines connected to the memory cells, and before selecting the memory cells, all the word lines are connected in advance. In a semiconductor memory comprising means for setting the non-selection voltage, and means for setting the voltage of a word line to which a memory cell to be selected is connected to the selection voltage when selecting a memory cell, the voltage setting means ,
Provided for each pair of adjacent word lines, these are connected to the selection voltage, and a setting field effect transistor for voltage setting is connected to each of the setting field effect transistor and the pair of word lines. 1. A semiconductor memory comprising: a connection field-effect transistor for setting a word line to be selected; and means for turning on the setting field-effect transistor and the connection field-effect transistor connected to a word line to be selected. 2. In the semiconductor memory according to claim 1, the data line is composed of a plurality of data line pairs arranged close to each other in parallel, and the memory cell is arranged between each pair of data lines and the word line. A semiconductor characterized in that it is provided at one of two intersections with each of the word lines, and is provided with means for applying the selection voltage to the gate of the connection field-effect transistor after selecting the word line. memory. 3. The semiconductor memory according to claim 1, which has a semiconductor substrate having a first conductivity type and a well region having a second conductivity type provided in the substrate, and the memory cell has a semiconductor substrate having a first conductivity type. A semiconductor memory characterized by being provided within a well region. 4. In the semiconductor memory according to claim 3, the means for applying a predetermined bias voltage to the well region reverse biases a PN junction formed by the second region of the field effect transistor and the well. A semiconductor memory characterized in that it is a means for applying a sufficiently large voltage under certain conditions. 5. The semiconductor memory according to claim 4 includes a Schottky diode comprising the above-mentioned well region and a metal electrode provided in contact with the well region, wherein the metal electrode includes the above-mentioned Second
A semiconductor memory characterized in that a voltage of:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62040249A JPS62222493A (en) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | semiconductor memory |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62040249A JPS62222493A (en) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | semiconductor memory |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11940379A Division JPS5644189A (en) | 1979-09-19 | 1979-09-19 | Semiconductor memory |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62222493A JPS62222493A (en) | 1987-09-30 |
| JPS6315677B2 true JPS6315677B2 (en) | 1988-04-05 |
Family
ID=12575425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62040249A Granted JPS62222493A (en) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | semiconductor memory |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62222493A (en) |
-
1987
- 1987-02-25 JP JP62040249A patent/JPS62222493A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62222493A (en) | 1987-09-30 |
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