JP3248468B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents
半導体記憶装置Info
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- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/21—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
- G11C11/34—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
- G11C11/40—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
- G11C11/401—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
- G11C11/4063—Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing
- G11C11/407—Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
- G11C11/409—Read-write [R-W] circuits
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- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C7/00—Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
- G11C7/06—Sense amplifiers; Associated circuits, e.g. timing or triggering circuits
- G11C7/065—Differential amplifiers of latching type
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体記憶装置に関
し、特にメモリセルアレイを複数個に分割したサブメモ
リセルアレイの各々に対応する複数のサブビット線及び
複数のセンスアンプ対応の共通センスアンプ及び共通ビ
ット線を有する階層ビット線構成をとる大容量の半導体
記憶装置に関する。
し、特にメモリセルアレイを複数個に分割したサブメモ
リセルアレイの各々に対応する複数のサブビット線及び
複数のセンスアンプ対応の共通センスアンプ及び共通ビ
ット線を有する階層ビット線構成をとる大容量の半導体
記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ギガビット級のDRAMなど、大容量の
半導体記憶装置では、センスアンプに接続するビット線
が負荷の大容量のメモリセルアレイにより付加容量が増
加し動作速度の低下要因となる。このため、メモリセル
アレイを複数個のサブメモリアレイに分割して、これら
各サブメモリアレイ対応のビット線、すなわちサブビッ
ト線の付加容量を低減し、これらサブビット線及び対応
のセンスアンプに対し、共通のビット線(以下共通ビッ
ト線)と高速動作する共通のセンスアンプ(以下共通セ
ンスアンプ)とを設け、高速化を計る等の工夫がなされ
ている。
半導体記憶装置では、センスアンプに接続するビット線
が負荷の大容量のメモリセルアレイにより付加容量が増
加し動作速度の低下要因となる。このため、メモリセル
アレイを複数個のサブメモリアレイに分割して、これら
各サブメモリアレイ対応のビット線、すなわちサブビッ
ト線の付加容量を低減し、これらサブビット線及び対応
のセンスアンプに対し、共通のビット線(以下共通ビッ
ト線)と高速動作する共通のセンスアンプ(以下共通セ
ンスアンプ)とを設け、高速化を計る等の工夫がなされ
ている。
【0003】これら各センスアンプには、対応するサブ
ビット線のレベルを検知するためのレベル検知用トラン
ジスタを含む。このレベル検知用トランジスタには、当
然しきい値のばらつきがある。レベル検知用トランジス
タのしきい値の差は、そのままセンスアンプにおけるオ
フセット電圧となり、S/N低下、感度低下の要因とな
る。また、このしきい値ばらつきはトランジスタの微細
化に伴って、増大する傾向にある。
ビット線のレベルを検知するためのレベル検知用トラン
ジスタを含む。このレベル検知用トランジスタには、当
然しきい値のばらつきがある。レベル検知用トランジス
タのしきい値の差は、そのままセンスアンプにおけるオ
フセット電圧となり、S/N低下、感度低下の要因とな
る。また、このしきい値ばらつきはトランジスタの微細
化に伴って、増大する傾向にある。
【0004】また、チップ面積は世代毎に約1.5倍に
増加する。これに対して、メモリセルは、トレンチやス
タック等の立体構造を用いることにより面積を削減して
いるのに対し、センスアンプは平面構造を取らざるを得
ないため、チップ面積におけるセンスアンプの占める割
合は増加している。
増加する。これに対して、メモリセルは、トレンチやス
タック等の立体構造を用いることにより面積を削減して
いるのに対し、センスアンプは平面構造を取らざるを得
ないため、チップ面積におけるセンスアンプの占める割
合は増加している。
【0005】このように、ギガビット級のDRAMを実
現するためには、レベル検知用トランジスタしきい値の
ばらつきを補償し、面積の小さなセンスアンプを形成す
ることが重要である。
現するためには、レベル検知用トランジスタしきい値の
ばらつきを補償し、面積の小さなセンスアンプを形成す
ることが重要である。
【0006】上記問題の解決を図った特開平5―471
79号公報記載の従来の第1の半導体記憶装置の一部を
ブロックで示す回路図で示す図4を参照すると、この従
来の第1の半導体記憶装置は、各サブメモリセルアレイ
のサブビット線対と対応するセンスアンプをダイレクト
センス方式としてNMOSトランジスタだけで構成し、
各メモリセルアレイのビット線対と共通ビット線対とを
別々の層に形成する階層ビット線構成としている。
79号公報記載の従来の第1の半導体記憶装置の一部を
ブロックで示す回路図で示す図4を参照すると、この従
来の第1の半導体記憶装置は、各サブメモリセルアレイ
のサブビット線対と対応するセンスアンプをダイレクト
センス方式としてNMOSトランジスタだけで構成し、
各メモリセルアレイのビット線対と共通ビット線対とを
別々の層に形成する階層ビット線構成としている。
【0007】従来の第1の半導体記憶装置は、互いに対
をなしかつ近接並行して形成された相補のビット線BL
11,BL12から成るビット線対(以下BL1)とこ
れらビット線BL11,BL12の各々に複数個ずつ対
応配置されたメモリセルC11,C12とを備えこれら
メモリセルC11,C12のうちの選択されたメモリセ
ル(選択メモリセル)に対応するビット線にデータを書
込みこの選択メモリセルの記憶データを対応するビット
線に読出すメモリセルアレイMA10と、相補のビット
線BL21,BL22から成るビット線対BL2及びメ
モリセルC21,C22を有しメモリセルアレイMA1
0と同一構成同一機能でかつ対応するビット線を同一線
上に合わせるように配置されたメモリセルアレイMA2
0と、メモリセルアレイMA10,MA20に含まれる
メモリセルのうちの所定のメモリセルを選択する複数の
ワード線WL11,WL12,・・・,WL21,WL
22,・・・と、メモリセルアレイMA10,MA20
のビット線対BL1,BL2の各々をプリチャージ制御
信号PCS1に従って所定のタイミングで電源電圧VD
の1/2のレベルのプリチャージ電圧VHにプリチャー
ジするプリチャージ回路PC10,PC20と、メモリ
セルアレイMA10,MA20の対応するビット線BL
11,BL12、BL21,BL22の各々に対して設
けられた互いに対をなす共通ビット線GBL1,GBL
2と、読出動作時にビット線BL11,BL12のレベ
ルを共通ビット線GBL2,GBL1に伝達し書込動作
時に共通ビット線GBL1,GBL2のレベルをビット
線BL11,BL12に伝達するセンスアンプSA10
と、センスアンプSA10と同様に構成され読出動作時
にビット線BL21,BL22のレベルを共通ビット線
GBL2,GBL1に伝達し書込動作時に共通ビット線
GBL1,GBL2のレベルをビット線BL21,BL
22に伝達するセンスアンプSA20とを備える。
をなしかつ近接並行して形成された相補のビット線BL
11,BL12から成るビット線対(以下BL1)とこ
れらビット線BL11,BL12の各々に複数個ずつ対
応配置されたメモリセルC11,C12とを備えこれら
メモリセルC11,C12のうちの選択されたメモリセ
ル(選択メモリセル)に対応するビット線にデータを書
込みこの選択メモリセルの記憶データを対応するビット
線に読出すメモリセルアレイMA10と、相補のビット
線BL21,BL22から成るビット線対BL2及びメ
モリセルC21,C22を有しメモリセルアレイMA1
0と同一構成同一機能でかつ対応するビット線を同一線
上に合わせるように配置されたメモリセルアレイMA2
0と、メモリセルアレイMA10,MA20に含まれる
メモリセルのうちの所定のメモリセルを選択する複数の
ワード線WL11,WL12,・・・,WL21,WL
22,・・・と、メモリセルアレイMA10,MA20
のビット線対BL1,BL2の各々をプリチャージ制御
信号PCS1に従って所定のタイミングで電源電圧VD
の1/2のレベルのプリチャージ電圧VHにプリチャー
ジするプリチャージ回路PC10,PC20と、メモリ
セルアレイMA10,MA20の対応するビット線BL
11,BL12、BL21,BL22の各々に対して設
けられた互いに対をなす共通ビット線GBL1,GBL
2と、読出動作時にビット線BL11,BL12のレベ
ルを共通ビット線GBL2,GBL1に伝達し書込動作
時に共通ビット線GBL1,GBL2のレベルをビット
線BL11,BL12に伝達するセンスアンプSA10
と、センスアンプSA10と同様に構成され読出動作時
にビット線BL21,BL22のレベルを共通ビット線
GBL2,GBL1に伝達し書込動作時に共通ビット線
GBL1,GBL2のレベルをビット線BL21,BL
22に伝達するセンスアンプSA20とを備える。
【0008】センスアンプSA10は、ソースにしきい
値補正ドライバ出力電圧OCV1を受け各々のゲートを
ビット線BL11,BL12の各々に接続するレベル検
出用のNMOSトランジスタQ11,Q21と、ゲート
にしきい値補正制御信号CVT1の供給を受けソースを
トランジスタQ11,Q21のドレインにドレインをビ
ット線BL11,BL12の各々にそれぞれ接続するし
きい値補正用のNMOSトランジスタQ12,Q22
と、ゲートに読出制御信号RS1の供給を受けソース・
ドレインの一方をトランジスタQ11,Q21のドレイ
ンに他方を共通ビット線GBL2,GBL1にそれぞれ
接続する読出用のNMOSトランジスタQ13,Q23
と、ゲートに書込制御信号WS1の供給を受けソース・
ドレインの一方を共通ビット線GBL1,GBL2に他
方をビット線BL11,BL12にそれぞれ接続する書
込用のトランジスタQ14,Q24を備える。
値補正ドライバ出力電圧OCV1を受け各々のゲートを
ビット線BL11,BL12の各々に接続するレベル検
出用のNMOSトランジスタQ11,Q21と、ゲート
にしきい値補正制御信号CVT1の供給を受けソースを
トランジスタQ11,Q21のドレインにドレインをビ
ット線BL11,BL12の各々にそれぞれ接続するし
きい値補正用のNMOSトランジスタQ12,Q22
と、ゲートに読出制御信号RS1の供給を受けソース・
ドレインの一方をトランジスタQ11,Q21のドレイ
ンに他方を共通ビット線GBL2,GBL1にそれぞれ
接続する読出用のNMOSトランジスタQ13,Q23
と、ゲートに書込制御信号WS1の供給を受けソース・
ドレインの一方を共通ビット線GBL1,GBL2に他
方をビット線BL11,BL12にそれぞれ接続する書
込用のトランジスタQ14,Q24を備える。
【0009】次に、図4及び各部動作波形をタイムチャ
ートで示す図5を参照して、従来の第1の半導体記憶装
置の動作について説明すると、この半導体記憶装置の1
サイクルの動作は、プリチャージ期間T1、しきい値補
正期間T2、読出期間T3、再書込期間T4の4つに大
きく分けられる。
ートで示す図5を参照して、従来の第1の半導体記憶装
置の動作について説明すると、この半導体記憶装置の1
サイクルの動作は、プリチャージ期間T1、しきい値補
正期間T2、読出期間T3、再書込期間T4の4つに大
きく分けられる。
【0010】まず、プリチャージ期間T1では、プリチ
ャージ回路PC10はプリチャージ制御信号PCS1の
アクティブ化に応答して、ビット線対BL11,BL1
2を電源電圧VDの1/2のレベルのプリチャージ電圧
VHにプリチャージする。
ャージ回路PC10はプリチャージ制御信号PCS1の
アクティブ化に応答して、ビット線対BL11,BL1
2を電源電圧VDの1/2のレベルのプリチャージ電圧
VHにプリチャージする。
【0011】次に、しきい値補正期間T2では、プリチ
ャージ制御信号PCSをインアクティブ化し、プリチャ
ージ回路PC10を非活性にした後、しきい値補正制御
信号CVT1をHレベルに設定する。しきい値補正制御
信号CVT1のHレベル遷移に応答してセンスアンプS
A10のトランジスタQ12,Q22はオンしてトラン
ジスタQ11,Q21をダイオード接続する。同時に基
準補正電圧OCV1を補正用レベルに設定し、トランジ
スタQ11,Q21のしきい値に応じた値にビット線B
L11,BL12のレベルを補正する。
ャージ制御信号PCSをインアクティブ化し、プリチャ
ージ回路PC10を非活性にした後、しきい値補正制御
信号CVT1をHレベルに設定する。しきい値補正制御
信号CVT1のHレベル遷移に応答してセンスアンプS
A10のトランジスタQ12,Q22はオンしてトラン
ジスタQ11,Q21をダイオード接続する。同時に基
準補正電圧OCV1を補正用レベルに設定し、トランジ
スタQ11,Q21のしきい値に応じた値にビット線B
L11,BL12のレベルを補正する。
【0012】このしきい値補正後は読出期間T3とな
り、複数のワード線のうちの1本、例えば、WL11を
選択レベルにし、メモリセルC11の記憶データをビッ
ト線BL11に読み出す。同時に、しきい値補正制御信
号OCV1を基準レベルに設定する。センスアンプSA
10のトランジスタQ11,Q21はしきい値補正制御
信号OCV1の基準レベル設定に応答してビット線BL
11,BL12のレベルをセンスする。
り、複数のワード線のうちの1本、例えば、WL11を
選択レベルにし、メモリセルC11の記憶データをビッ
ト線BL11に読み出す。同時に、しきい値補正制御信
号OCV1を基準レベルに設定する。センスアンプSA
10のトランジスタQ11,Q21はしきい値補正制御
信号OCV1の基準レベル設定に応答してビット線BL
11,BL12のレベルをセンスする。
【0013】この後読出制御信号RS1をアクティブレ
ベルに設定する。読出制御信号RS1のアクティブ化に
応答してセンスアンプSA10のトランジスタQ13,
Q23がオンし、検知用トランジスタQ11,Q21が
検出したビット線BL11,BL12のレベルを共通ビ
ット線GBL1,GBL2に伝達する。共通センスアン
プGSAは、共通ビット線GBL1,GBL2間の差電
位をフル振幅まで増幅し、外部に出力する。
ベルに設定する。読出制御信号RS1のアクティブ化に
応答してセンスアンプSA10のトランジスタQ13,
Q23がオンし、検知用トランジスタQ11,Q21が
検出したビット線BL11,BL12のレベルを共通ビ
ット線GBL1,GBL2に伝達する。共通センスアン
プGSAは、共通ビット線GBL1,GBL2間の差電
位をフル振幅まで増幅し、外部に出力する。
【0014】次に、再書込期間T4では、書込制御信号
WS1をアクティブにすると、書込制御信号WS1のア
クティブ化に応答してセンスアンプSA10のトランジ
スタQ14,Q24がオンし、フル振幅まで増幅された
共通ビット線GBL1,GBL2のレベルをビット線B
L11,BL12に伝達し、ワード線WL11に選択さ
れているメモリセルC11に再書込する。
WS1をアクティブにすると、書込制御信号WS1のア
クティブ化に応答してセンスアンプSA10のトランジ
スタQ14,Q24がオンし、フル振幅まで増幅された
共通ビット線GBL1,GBL2のレベルをビット線B
L11,BL12に伝達し、ワード線WL11に選択さ
れているメモリセルC11に再書込する。
【0015】この従来の第1の半導体記憶装置では、メ
モリセルの記憶データ読出前に、ビット線BL11,B
L12のレベルを検知用トランジスタQ11,Q21の
しきい電圧に応じて補正するので、これらトランジスタ
Q11,Q21のしきい値に対するメモリセルC11,
C12等の記憶データ読出時のビット線のレベル変化の
大きさをそれぞれ最高の状態にすることができ、S/N
の低下及び感度の低下という問題を解決することが出来
る。
モリセルの記憶データ読出前に、ビット線BL11,B
L12のレベルを検知用トランジスタQ11,Q21の
しきい電圧に応じて補正するので、これらトランジスタ
Q11,Q21のしきい値に対するメモリセルC11,
C12等の記憶データ読出時のビット線のレベル変化の
大きさをそれぞれ最高の状態にすることができ、S/N
の低下及び感度の低下という問題を解決することが出来
る。
【0016】また、前述したように、ビット線BL1
1,BL12、BL21,BL22と共通ビット線GB
L1,GBL2とは別々の層で形成し、センスアンプS
A10,SA20はNMOS型トランジスタのみで構成
しているので、その占有面積を小さくすることが出来
る。
1,BL12、BL21,BL22と共通ビット線GB
L1,GBL2とは別々の層で形成し、センスアンプS
A10,SA20はNMOS型トランジスタのみで構成
しているので、その占有面積を小さくすることが出来
る。
【0017】半導体記憶装置に対する大容量化の要求は
止まることを知らず、その要求は微細化技術等のたゆま
ぬ技術革新によって実現されてきた。従来の第1の半導
体記憶装置においても微細化技術の進展により、メモリ
セル面積の縮小及びビット線間隔の縮小が可能であり、
1対の共通ビット線に対し、各メモリセルアレイの複数
対のビット線対を対応させて大容量化した半導体記憶装
置が実現できる。
止まることを知らず、その要求は微細化技術等のたゆま
ぬ技術革新によって実現されてきた。従来の第1の半導
体記憶装置においても微細化技術の進展により、メモリ
セル面積の縮小及びビット線間隔の縮小が可能であり、
1対の共通ビット線に対し、各メモリセルアレイの複数
対のビット線対を対応させて大容量化した半導体記憶装
置が実現できる。
【0018】上述の従来の第1の半導体記憶装置は、フ
ォールデッドビット線型を対象として説明してきたが、
オープンビット線型についても同様である。
ォールデッドビット線型を対象として説明してきたが、
オープンビット線型についても同様である。
【0019】次に、1対の共通ビット線に対し、各メモ
リセルアレイの4対のビット線対相当のビット線を対応
させた場合のオープンビット線型の従来の第2の半導体
記憶装置の一般的な例を図4と共通の構成要素には共通
の参照文字/数字を付して同様に一部をブロックで示す
回路図で示す図6を参照すると、この従来の第2の半導
体記憶装置の従来の第1の半導体記憶装置との相違点
は、メモリセルアレイMA10,MA20の代わりに、
各センスアンプSA10,SA20に対しこれらセンス
アンプの両側に配置された2組の相補のメモリセルアレ
イMA1,MA2/MA3,MA4を備え、各メモリセ
ルアレイMA1〜MA4はワード線WL11〜WL41
のうちの1本により4個のメモリセルC11〜C14の
うちの1つが選択され、それぞれ対応する4本のビット
線BL11〜BL14との間でデータの授受が行われる
ことと、メモリセルアレイMA1/MA3の各4本のビ
ット線BL11〜BL14/BL31〜BL34のうち
の1本を選択しデータ線DL11/DL21を介してセ
ンスアンプSA10/SA20の一方の入出力端と接続
するデータ転送回路DT1/DT3と、ビット線BL1
1〜BL14/BL31〜BL34のうち1本を選択し
データ線DL12/DL22を介してセンスアンプSA
10/SA20の他方のデータ入出力端と接続するデー
タ転送回路DT2/DT4とを備えることである。
リセルアレイの4対のビット線対相当のビット線を対応
させた場合のオープンビット線型の従来の第2の半導体
記憶装置の一般的な例を図4と共通の構成要素には共通
の参照文字/数字を付して同様に一部をブロックで示す
回路図で示す図6を参照すると、この従来の第2の半導
体記憶装置の従来の第1の半導体記憶装置との相違点
は、メモリセルアレイMA10,MA20の代わりに、
各センスアンプSA10,SA20に対しこれらセンス
アンプの両側に配置された2組の相補のメモリセルアレ
イMA1,MA2/MA3,MA4を備え、各メモリセ
ルアレイMA1〜MA4はワード線WL11〜WL41
のうちの1本により4個のメモリセルC11〜C14の
うちの1つが選択され、それぞれ対応する4本のビット
線BL11〜BL14との間でデータの授受が行われる
ことと、メモリセルアレイMA1/MA3の各4本のビ
ット線BL11〜BL14/BL31〜BL34のうち
の1本を選択しデータ線DL11/DL21を介してセ
ンスアンプSA10/SA20の一方の入出力端と接続
するデータ転送回路DT1/DT3と、ビット線BL1
1〜BL14/BL31〜BL34のうち1本を選択し
データ線DL12/DL22を介してセンスアンプSA
10/SA20の他方のデータ入出力端と接続するデー
タ転送回路DT2/DT4とを備えることである。
【0020】次に、図6及び各部動作波形をタイムチャ
ートで示す図5を参照して、従来の第2の半導体記憶装
置の動作について説明すると、この半導体記憶装置の1
サイクルの動作は、従来の第1の半導体記憶装置と同様
に、プリチャージ期間T1、しきい値補正期間T2、読
出期間T3、再書込期間T4の4つに大きく分けられ
る。
ートで示す図5を参照して、従来の第2の半導体記憶装
置の動作について説明すると、この半導体記憶装置の1
サイクルの動作は、従来の第1の半導体記憶装置と同様
に、プリチャージ期間T1、しきい値補正期間T2、読
出期間T3、再書込期間T4の4つに大きく分けられ
る。
【0021】まず、プリチャージ期間T1では、データ
転送回路DT1,DT2/DT3,DT4によりメモリ
セルアレイMA1,MA2/MA3,MA4の4本のビ
ット線BL11〜BL14を対応するデータ線DL1
1,DL12/DL21,DL22に接続して、これら
データ線及びビット線をプリチャージ回路PC10,P
C20により所定のプリチャージ電圧VHにプリチャー
ジする。
転送回路DT1,DT2/DT3,DT4によりメモリ
セルアレイMA1,MA2/MA3,MA4の4本のビ
ット線BL11〜BL14を対応するデータ線DL1
1,DL12/DL21,DL22に接続して、これら
データ線及びビット線をプリチャージ回路PC10,P
C20により所定のプリチャージ電圧VHにプリチャー
ジする。
【0022】次に、しきい値補正期間T2で、しきい値
補正制御信号CVT1をアクティブレベル、しきい値補
正ドライバ出力電圧OCV1を補正用レベルにして、セ
ンスアンプSA10/SA20のトランジスタQ11,
Q21のしきい値に対するデータ線、ビット線のレベル
を補正する。
補正制御信号CVT1をアクティブレベル、しきい値補
正ドライバ出力電圧OCV1を補正用レベルにして、セ
ンスアンプSA10/SA20のトランジスタQ11,
Q21のしきい値に対するデータ線、ビット線のレベル
を補正する。
【0023】次に、読出期間T3では、複数のワード線
WL11〜WL41のうちの1本、例えばWL11を選
択レベルとして1つのメモリセルアレイMA1の1行の
メモリセルC11〜C14を選択し、これらメモリセル
の記憶データを対応するビット線BL11〜BL14に
読み出すと共に、データ転送回路DT1、DT2により
対応するビット線1本ずつ、例えばBL11を選択して
対応するデータ線DL11,DL12に接続した後、読
出制御信号RS1をアクティブレベルにし、選択したビ
ット線のレベルをセンスアンプSA10で検知し、共通
ビット線GBL1,GBL2に伝達する。そして、共通
センスアンプは共通ビット線GBL1,GBL2間の差
電位をフル振幅まで増幅する。
WL11〜WL41のうちの1本、例えばWL11を選
択レベルとして1つのメモリセルアレイMA1の1行の
メモリセルC11〜C14を選択し、これらメモリセル
の記憶データを対応するビット線BL11〜BL14に
読み出すと共に、データ転送回路DT1、DT2により
対応するビット線1本ずつ、例えばBL11を選択して
対応するデータ線DL11,DL12に接続した後、読
出制御信号RS1をアクティブレベルにし、選択したビ
ット線のレベルをセンスアンプSA10で検知し、共通
ビット線GBL1,GBL2に伝達する。そして、共通
センスアンプは共通ビット線GBL1,GBL2間の差
電位をフル振幅まで増幅する。
【0024】この後再書込期間T4では、書込制御信号
WS1をアクティブレベルにすることにより、センスア
ンプSA10のQ14,Q24及びデータ線DL11を
介して選択されたメモリセルC11にデータが再書込さ
れる。
WS1をアクティブレベルにすることにより、センスア
ンプSA10のQ14,Q24及びデータ線DL11を
介して選択されたメモリセルC11にデータが再書込さ
れる。
【0025】従来の第1及び第2の半導体記憶装置は、
メモリセルの分割数に対応して128個あるいは256
個等の多数のセンスアンプを有し、これら多数のセンス
アンプでしきい値補正用/読出動作用のドライバ回路O
CDを共有している。
メモリセルの分割数に対応して128個あるいは256
個等の多数のセンスアンプを有し、これら多数のセンス
アンプでしきい値補正用/読出動作用のドライバ回路O
CDを共有している。
【0026】しきい値補正用/読出動作用のドライバ回
路OCDの一例を回路図で示す図7を参照すると、この
ドライバ回路OCDは、共通接続したゲート及びドレイ
ンに昇圧レベルVXDの供給を受けるNMOS型のトラ
ンジスタQ9と、ドレインをトランジスタQ9のソース
にソースを接地電位にそれぞれ接続しゲートに制御信号
RS1の供給を受けるNMOS型のトランジスタQ10
と、ドレインにしきい値補正電圧OVVの供給を受けゲ
ートをトランジスタQ9のソースに接続しソースからド
ライバ出力電圧OCVを出力するNMOS型のトランジ
スタQ7と、ドレインをトランジスタQ7のソースにソ
ースを接地電位にそれぞれ接続しゲートに制御信号RS
1の供給を受けるNMOS型のトランジスタQ8とを備
える。
路OCDの一例を回路図で示す図7を参照すると、この
ドライバ回路OCDは、共通接続したゲート及びドレイ
ンに昇圧レベルVXDの供給を受けるNMOS型のトラ
ンジスタQ9と、ドレインをトランジスタQ9のソース
にソースを接地電位にそれぞれ接続しゲートに制御信号
RS1の供給を受けるNMOS型のトランジスタQ10
と、ドレインにしきい値補正電圧OVVの供給を受けゲ
ートをトランジスタQ9のソースに接続しソースからド
ライバ出力電圧OCVを出力するNMOS型のトランジ
スタQ7と、ドレインをトランジスタQ7のソースにソ
ースを接地電位にそれぞれ接続しゲートに制御信号RS
1の供給を受けるNMOS型のトランジスタQ8とを備
える。
【0027】図7を参照してドライバ回路OCDの動作
について説明すると、まず、しきい値補正動作を行うと
きは、読出動作制御信号RS1をインアクティブレベル
とし、信号RS1のインアクティブレベルに応答してト
ランジスタQ10はオフしトランジスタQ7のゲートの
電位をHレベルとする。トランジスタQ7は、ゲート電
位のHレベル変化に応答してオンし、ドライバ出力電圧
OCV1をしきい値補正電圧OVVにする。
について説明すると、まず、しきい値補正動作を行うと
きは、読出動作制御信号RS1をインアクティブレベル
とし、信号RS1のインアクティブレベルに応答してト
ランジスタQ10はオフしトランジスタQ7のゲートの
電位をHレベルとする。トランジスタQ7は、ゲート電
位のHレベル変化に応答してオンし、ドライバ出力電圧
OCV1をしきい値補正電圧OVVにする。
【0028】次に、読出動作を行うときは、読出動作制
御信号RS1をアクティブレベルとし、トランジスタQ
10はオンする。これにより、トランジスタQ7のゲー
トにはトランジスタQ9とQ10のサイズ比すなわち電
流駆動能力比で決まるレベルが入力される。トランジス
タQ10の電流駆動能力はトランジスタQ9のそれより
も高く設定しているため、読出制御信号RS1がアクテ
ィブレベルのとき、トランジスタQ7はオフ、トランジ
スタQ8はオンし、ドライバ出力電圧OCV1は接地レ
ベルに接続される。
御信号RS1をアクティブレベルとし、トランジスタQ
10はオンする。これにより、トランジスタQ7のゲー
トにはトランジスタQ9とQ10のサイズ比すなわち電
流駆動能力比で決まるレベルが入力される。トランジス
タQ10の電流駆動能力はトランジスタQ9のそれより
も高く設定しているため、読出制御信号RS1がアクテ
ィブレベルのとき、トランジスタQ7はオフ、トランジ
スタQ8はオンし、ドライバ出力電圧OCV1は接地レ
ベルに接続される。
【0029】このドライバ回路では、出力段のトランジ
スタQ7,Q8の電流駆動能力により出力電流量が著し
く制限されるため、しきい値補正及び読出動作に時間が
かかり、データアクセスの高速化が困難であるという問
題点があった。また、読出動作時には、出力段駆動用の
直列接続トランジスタQ9,Q10を通して貫通電流が
流れ、チップの低消費電流化にも不利であった。
スタQ7,Q8の電流駆動能力により出力電流量が著し
く制限されるため、しきい値補正及び読出動作に時間が
かかり、データアクセスの高速化が困難であるという問
題点があった。また、読出動作時には、出力段駆動用の
直列接続トランジスタQ9,Q10を通して貫通電流が
流れ、チップの低消費電流化にも不利であった。
【0030】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の第1及
び第2の半導体記憶装置は、メモリセルの分割数に対応
して128個あるいは256個等の多数のセンスアンプ
を有し、これら多数のセンスアンプでしきい値補正用/
読出動作用のドライバ回路を共有しているが、このドラ
イバ回路は、出力段のトランジスタの電流駆動能力によ
り出力電流量が著しく制限されるため、しきい値補正及
び読出動作に時間がかかり、データアクセスの高速化が
困難であるという欠点があった。
び第2の半導体記憶装置は、メモリセルの分割数に対応
して128個あるいは256個等の多数のセンスアンプ
を有し、これら多数のセンスアンプでしきい値補正用/
読出動作用のドライバ回路を共有しているが、このドラ
イバ回路は、出力段のトランジスタの電流駆動能力によ
り出力電流量が著しく制限されるため、しきい値補正及
び読出動作に時間がかかり、データアクセスの高速化が
困難であるという欠点があった。
【0031】また、読出動作時には、上記出力段駆動用
の直列接続トランジスタ同士を経由して貫通電流が流
れ、チップの低消費電流化の阻害要因となるという欠点
があった。
の直列接続トランジスタ同士を経由して貫通電流が流
れ、チップの低消費電流化の阻害要因となるという欠点
があった。
【0032】本発明の目的は、レベル検知用トランジス
タのしきい値補正及び読出動作の高速化を可能とすると
共に、チップ面積の小さな半導体記憶装置を実現した半
導体記憶装置を提供することにある。
タのしきい値補正及び読出動作の高速化を可能とすると
共に、チップ面積の小さな半導体記憶装置を実現した半
導体記憶装置を提供することにある。
【0033】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体記憶装置
は、全メモリセルアレイを複数個に分割したサブメモリ
セルアレイの各々に対応する複数の相補の第1,第2の
ビット線から成るサブビット線対及び前記第1,第2の
ビット線のレベルを検出するレベル検出トランジスタを
含む複数のセンスアンプ対応の共通センスアンプ及び相
補の第1,第2の共通ビット線から成る共通ビット線対
を有する半導体記憶装置において、互いに対をなしかつ
近接並行して第1の層に形成した相補の第1,第2の共
通ビット線と、前記第1,第2の共通ビット線と並行し
て第2の層に形成したN(Nは正の整数)本の正相の前
記第1のビット線と、N本の第1のビット線の各々にM
(Mは正の整数)個ずつ対応配置されたN群の第1のメ
モリセルとを備え、これらN群の第1のメモリセルのう
ちの選択されたメモリセルである選択メモリセルに対し
対応する第1のビット線に伝達されたデータを書込みこ
の選択メモリセルの記憶データを対応する第1のビット
線に読出す正相の第1のメモリセルアレイと、 前記第
1,第2の共通ビット線と、前記第1,第2の共通ビッ
ト線と並行して第2の層に形成したN(Nは正の整数)
本の補相の前記第2のビット線と、N本の前記第2のビ
ット線の各々にM(Mは正の整数)個ずつ対応配置され
たN群の第2のメモリセルとを備え、これらN群の第2
のメモリセルのうちの選択されたメモリセルである選択
メモリセルに対し対応する第2のビット線に伝達された
データを書込みこの選択メモリセルの記憶データを対応
する第2のビット線に読出す補相の第2のメモリセルア
レイと、 前記第1,第2のメモリセルアレイに対応して
設けられ前記第1,第2のメモリセルアレイとそれぞれ
同一構成で正相の第3のビット線と第3のメモリセルを
備える第3のメモリセルアレイ及び補相の第4のビット
線と第4のメモリセルとを備える第4のメモリセルアレ
イと、 前記第1〜第4のメモリセルアレイに含まれるメ
モリセルのうちの所定のメモリセルを選択する第1〜第
4ワード線と、 前記第1,第2のビット線の各々の選択
したビット線のデータを前記第1,第 2の共通ビット線
の各々に伝達する相補の第1,第2のデータ線及び前記
第3,第4のビット線の各々の選択したビット線である
選択ビット線のデータを前記第1,第2の共通ビット線
の各々に伝達する第3,第4のデータ線と、 第1〜第4
のデータ転送信号の供給にそれぞれ応答して前記第1〜
第4のビット線の各々の選択ビット線とそれぞれ対応す
る第1〜第4のデータ線との間のデータ転送制御を行う
第1〜第4のデータ転送回路と、 プリチャージ制御信号
の供給に応答して所定のタイミングで所定のプリチャー
ジ電圧に前記第1,第2ビット線と前記第1,第2のデ
ータ線の組及び前記第3,第4のビット線と前記第3,
第4のデータ線の組をそれぞれプリチャージする第1及
び第2のプリチャージ回路と、 所定のタイミングで活性
化して前記第1,第2の共通ビット線間の差電位を増幅
し非活性時には前記第1,第2の共通ビット線を所定の
プリチャージ電圧にプリチャージする共通センスアンプ
と、 前記第1,第2のデータ線のレベル検出用の第1,
第2のトランジスタとこの第1,第2のトランジスタの
しきい値補正用の第3,第4のトランジスタと前記第
1,第2のトランジスタに対するしきい値補正動作を制
御するしきい値補正ドライバ用の第5のトランジスタ
と、前記第1,第2のトランジスタによる読出動作を制
御する読出動作用ドライバの第6のトランジスタを備
え、読出動作時に前記第1,第2のデータ線のレベルを
前記第1,第2の共通ビット線に伝達し書込動作時に前
記第1,第2の共通ビット線のレベルを前記第1,第2
のデータ線に伝達する第1のセンスアンプと、 前記第
3,第4のデータ線のレベル検出用の第7,第8のトラ
ンジスタとこの第7,第8のトランジスタのしきい値補
正用の第9,第10のトランジスタと前記第7,第8の
トランジスタに対するしきい値補正動作を制御するしき
い値補正ドライバ用の第11のトランジスタと、前記第
7,第8のトランジスタによる読出動作を制御する読出
動作用ドライバの第12のトランジスタ及び読出動作用
ドライバを備え、読出動作時に前記第3,第4のデータ
線のレベルを前記第1,第2の共通ビット線に伝達し書
込動作時に前記第1,第2の共通ビット線のレベルを前
記第3,第4のデータ線に伝達する第2のセンスアンプ
とを備え、 前記第1のセンスアンプが、ソースにしきい
値補正ドライバ出力電圧を受け各々のゲートを前記第
1,第2のビット線の各々に接続する前記レベル検出用
のNMOS型の前記第1,第2のトランジスタと、ゲー
トにしきい値補正制御信号の供給を受けソースを前記第
1,第2のトランジスタのドレインにドレインを前記第
1,第2のビット線の各々にそれぞれ接続する前記しき
い値補正用のNMOS型の前記第3,第4のトランジス
タと、ゲートに読出制御信号の供給を受けソース・ドレ
インの一方を前記第1,第2のトランジスタのドレイン
に他方を前記第1,第2の共通ビット線の各々にそれぞ
れ接続する読出用のNMOS型の第13,第14のトラ
ンジスタと、ゲートに書込制御信号の供給を受けソース
・ドレインの一方を前記第1,第2の共通ビット線の各
々に他方を前記第1,第2のビット線の各々にそれぞれ
接続する書込用の第15,第16のトランジスタと、 ド
レインを前記第1のトランジスタのソースにソースを接
地電位にそれぞれ接続しゲートに読出制御信号の供給を
受ける前記読出動作用ドライバのNMOS型の前記第6
のトランジスタと、 ドレインを前記第2のトランジスタ
のソースにソースをしきい値補正電圧にそれぞれ接続し
ゲートに前記読出制御信号の反転信号であるしきい値補
正ドライブ信号の供給を受ける前記しきい値補正ドライ
バ用のNMOS型の前記第5のトランジスタとを備えて
構成されている。
は、全メモリセルアレイを複数個に分割したサブメモリ
セルアレイの各々に対応する複数の相補の第1,第2の
ビット線から成るサブビット線対及び前記第1,第2の
ビット線のレベルを検出するレベル検出トランジスタを
含む複数のセンスアンプ対応の共通センスアンプ及び相
補の第1,第2の共通ビット線から成る共通ビット線対
を有する半導体記憶装置において、互いに対をなしかつ
近接並行して第1の層に形成した相補の第1,第2の共
通ビット線と、前記第1,第2の共通ビット線と並行し
て第2の層に形成したN(Nは正の整数)本の正相の前
記第1のビット線と、N本の第1のビット線の各々にM
(Mは正の整数)個ずつ対応配置されたN群の第1のメ
モリセルとを備え、これらN群の第1のメモリセルのう
ちの選択されたメモリセルである選択メモリセルに対し
対応する第1のビット線に伝達されたデータを書込みこ
の選択メモリセルの記憶データを対応する第1のビット
線に読出す正相の第1のメモリセルアレイと、 前記第
1,第2の共通ビット線と、前記第1,第2の共通ビッ
ト線と並行して第2の層に形成したN(Nは正の整数)
本の補相の前記第2のビット線と、N本の前記第2のビ
ット線の各々にM(Mは正の整数)個ずつ対応配置され
たN群の第2のメモリセルとを備え、これらN群の第2
のメモリセルのうちの選択されたメモリセルである選択
メモリセルに対し対応する第2のビット線に伝達された
データを書込みこの選択メモリセルの記憶データを対応
する第2のビット線に読出す補相の第2のメモリセルア
レイと、 前記第1,第2のメモリセルアレイに対応して
設けられ前記第1,第2のメモリセルアレイとそれぞれ
同一構成で正相の第3のビット線と第3のメモリセルを
備える第3のメモリセルアレイ及び補相の第4のビット
線と第4のメモリセルとを備える第4のメモリセルアレ
イと、 前記第1〜第4のメモリセルアレイに含まれるメ
モリセルのうちの所定のメモリセルを選択する第1〜第
4ワード線と、 前記第1,第2のビット線の各々の選択
したビット線のデータを前記第1,第 2の共通ビット線
の各々に伝達する相補の第1,第2のデータ線及び前記
第3,第4のビット線の各々の選択したビット線である
選択ビット線のデータを前記第1,第2の共通ビット線
の各々に伝達する第3,第4のデータ線と、 第1〜第4
のデータ転送信号の供給にそれぞれ応答して前記第1〜
第4のビット線の各々の選択ビット線とそれぞれ対応す
る第1〜第4のデータ線との間のデータ転送制御を行う
第1〜第4のデータ転送回路と、 プリチャージ制御信号
の供給に応答して所定のタイミングで所定のプリチャー
ジ電圧に前記第1,第2ビット線と前記第1,第2のデ
ータ線の組及び前記第3,第4のビット線と前記第3,
第4のデータ線の組をそれぞれプリチャージする第1及
び第2のプリチャージ回路と、 所定のタイミングで活性
化して前記第1,第2の共通ビット線間の差電位を増幅
し非活性時には前記第1,第2の共通ビット線を所定の
プリチャージ電圧にプリチャージする共通センスアンプ
と、 前記第1,第2のデータ線のレベル検出用の第1,
第2のトランジスタとこの第1,第2のトランジスタの
しきい値補正用の第3,第4のトランジスタと前記第
1,第2のトランジスタに対するしきい値補正動作を制
御するしきい値補正ドライバ用の第5のトランジスタ
と、前記第1,第2のトランジスタによる読出動作を制
御する読出動作用ドライバの第6のトランジスタを備
え、読出動作時に前記第1,第2のデータ線のレベルを
前記第1,第2の共通ビット線に伝達し書込動作時に前
記第1,第2の共通ビット線のレベルを前記第1,第2
のデータ線に伝達する第1のセンスアンプと、 前記第
3,第4のデータ線のレベル検出用の第7,第8のトラ
ンジスタとこの第7,第8のトランジスタのしきい値補
正用の第9,第10のトランジスタと前記第7,第8の
トランジスタに対するしきい値補正動作を制御するしき
い値補正ドライバ用の第11のトランジスタと、前記第
7,第8のトランジスタによる読出動作を制御する読出
動作用ドライバの第12のトランジスタ及び読出動作用
ドライバを備え、読出動作時に前記第3,第4のデータ
線のレベルを前記第1,第2の共通ビット線に伝達し書
込動作時に前記第1,第2の共通ビット線のレベルを前
記第3,第4のデータ線に伝達する第2のセンスアンプ
とを備え、 前記第1のセンスアンプが、ソースにしきい
値補正ドライバ出力電圧を受け各々のゲートを前記第
1,第2のビット線の各々に接続する前記レベル検出用
のNMOS型の前記第1,第2のトランジスタと、ゲー
トにしきい値補正制御信号の供給を受けソースを前記第
1,第2のトランジスタのドレインにドレインを前記第
1,第2のビット線の各々にそれぞれ接続する前記しき
い値補正用のNMOS型の前記第3,第4のトランジス
タと、ゲートに読出制御信号の供給を受けソース・ドレ
インの一方を前記第1,第2のトランジスタのドレイン
に他方を前記第1,第2の共通ビット線の各々にそれぞ
れ接続する読出用のNMOS型の第13,第14のトラ
ンジスタと、ゲートに書込制御信号の供給を受けソース
・ドレインの一方を前記第1,第2の共通ビット線の各
々に他方を前記第1,第2のビット線の各々にそれぞれ
接続する書込用の第15,第16のトランジスタと、 ド
レインを前記第1のトランジスタのソースにソースを接
地電位にそれぞれ接続しゲートに読出制御信号の供給を
受ける前記読出動作用ドライバのNMOS型の前記第6
のトランジスタと、 ドレインを前記第2のトランジスタ
のソースにソースをしきい値補正電圧にそれぞれ接続し
ゲートに前記読出制御信号の反転信号であるしきい値補
正ドライブ信号の供給を受ける前記しきい値補正ドライ
バ用のNMOS型の前記第5のトランジスタとを備えて
構成されている。
【0034】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図6
と共通の構成要素には共通の参照文字/数字を付して同
様に一部をブロックで示す回路図で示す図1を参照する
と、この図に示す本実施の形態の半導体記憶装置は、従
来の第2の半導体記憶装置と共通の互いに対をなしかつ
近接並行して第1の層に形成した相補の共通ビット線G
BL1,GBL2と、これら共通ビット線GBL1,G
BL2と並行して第2の層に形成した4本の正相のビッ
ト線BL11〜BL14と、これらビット線BL11〜
BL14の各々に複数個ずつ対応配置されたメモリセル
C11〜C14とを備え、これらメモリセルC11〜C
14のうちの選択された正相のメモリセル(以下選択メ
モリセル)に対し対応するビット線に伝達されたデータ
を書込みこの選択メモリセルの記憶データを対応するビ
ット線に読出す正相のメモリセルアレイMA1と、メモ
リセルアレイMA1と同一構成で補相のビット線BL2
1〜BL24と補相のメモリセルC21〜C24とを備
える補相のメモリセルアレイMA2と、これらメモリセ
ルアレイMA1,MA2に対応して設けられメモリセル
アレイMA1,MA2とそれぞれ同一構成で正相のビッ
ト線BL31〜BL34とメモリセルC31〜C34及
び補相のビット線BL41〜BL44とメモリセルC4
1〜C44とをそれぞれ備える相補のメモリセルアレイ
MA3,MA4と、メモリセルアレイMA1〜MA4に
含まれるメモリセルのうちの所定のメモリセルを選択す
るワード線WL11,WL21,WL31,WL41
と、相補のデータ線DL11,DL12及びDL13,
DL14と、メモリセルアレイMA1,MA2又はMA
3,MA4中のメモリセルの選択時にこの選択メモリセ
ルを含むメモリセルアレイのBL11〜BL14,BL
21〜BL24、BL31〜BL34,BL41〜BL
44の各々のうちの選択されたビット線(選択ビット
線)とデータ線DL11,DL12又はDL13,DL
14及びこのメモリセルアレイと対応するメモリセルア
レイMA3,MA4又はMA1,MA2の選択ビット線
とデータ線DL11,DL12とをそれぞれ接続しこれ
らデータ線及びビット線間のデータの伝達制御を行うデ
ータ転送回路DT1〜DT4と、メモリセルアレイMA
1〜MA4に含まれるビット線及びデータ線DL11,
DL12及びDL13,DL14をプリチャージ制御信
号PCS1に従って所定のタイミングで電源電圧VDの
1/2のレベルのプリチャージ電圧VHにプリチャージ
するプリチャージ回路PC10,PC20とに加えて、
センスアンプSA10,SA20の代わりに、データ線
DL11,DL12のレベル検出用トランジスタとこの
レベル検出用トランジスタのしきい値補正用トランジス
タとこれらレベル検出用トランジスタ及びしきい値補正
用トランジスタのしきい値補正用ドライバ及び読出動作
用ドライバを備え読出動作時にデータ線DL11,DL
12のレベルを共通ビット線GBL2,GBL1に伝達
し書込動作時に共通ビット線GBL1,GBL2のレベ
ルをデータ線DL11,DL12に伝達するセンスアン
プSA10Aと、センスアンプSA10Aと同様に構成
され読出動作時にデータ線DL21,DL22のレベル
を共通ビット線GBL2,GBL1に伝達し書込動作時
に共通ビット線GBL1,GBL2のレベルをデータ線
DL21,DL22に伝達するセンスアンプSA20A
と、所定のタイミングで活性化して共通ビット線GBL
1,GBL2間の差電位を増幅し非活性時には共通ビッ
ト線GBL1,GBL2を電源電圧VDの1/2のレベ
ルのプリチャージ電圧VHにプリチャージする共通セン
スアンプGSAとを備える。
と共通の構成要素には共通の参照文字/数字を付して同
様に一部をブロックで示す回路図で示す図1を参照する
と、この図に示す本実施の形態の半導体記憶装置は、従
来の第2の半導体記憶装置と共通の互いに対をなしかつ
近接並行して第1の層に形成した相補の共通ビット線G
BL1,GBL2と、これら共通ビット線GBL1,G
BL2と並行して第2の層に形成した4本の正相のビッ
ト線BL11〜BL14と、これらビット線BL11〜
BL14の各々に複数個ずつ対応配置されたメモリセル
C11〜C14とを備え、これらメモリセルC11〜C
14のうちの選択された正相のメモリセル(以下選択メ
モリセル)に対し対応するビット線に伝達されたデータ
を書込みこの選択メモリセルの記憶データを対応するビ
ット線に読出す正相のメモリセルアレイMA1と、メモ
リセルアレイMA1と同一構成で補相のビット線BL2
1〜BL24と補相のメモリセルC21〜C24とを備
える補相のメモリセルアレイMA2と、これらメモリセ
ルアレイMA1,MA2に対応して設けられメモリセル
アレイMA1,MA2とそれぞれ同一構成で正相のビッ
ト線BL31〜BL34とメモリセルC31〜C34及
び補相のビット線BL41〜BL44とメモリセルC4
1〜C44とをそれぞれ備える相補のメモリセルアレイ
MA3,MA4と、メモリセルアレイMA1〜MA4に
含まれるメモリセルのうちの所定のメモリセルを選択す
るワード線WL11,WL21,WL31,WL41
と、相補のデータ線DL11,DL12及びDL13,
DL14と、メモリセルアレイMA1,MA2又はMA
3,MA4中のメモリセルの選択時にこの選択メモリセ
ルを含むメモリセルアレイのBL11〜BL14,BL
21〜BL24、BL31〜BL34,BL41〜BL
44の各々のうちの選択されたビット線(選択ビット
線)とデータ線DL11,DL12又はDL13,DL
14及びこのメモリセルアレイと対応するメモリセルア
レイMA3,MA4又はMA1,MA2の選択ビット線
とデータ線DL11,DL12とをそれぞれ接続しこれ
らデータ線及びビット線間のデータの伝達制御を行うデ
ータ転送回路DT1〜DT4と、メモリセルアレイMA
1〜MA4に含まれるビット線及びデータ線DL11,
DL12及びDL13,DL14をプリチャージ制御信
号PCS1に従って所定のタイミングで電源電圧VDの
1/2のレベルのプリチャージ電圧VHにプリチャージ
するプリチャージ回路PC10,PC20とに加えて、
センスアンプSA10,SA20の代わりに、データ線
DL11,DL12のレベル検出用トランジスタとこの
レベル検出用トランジスタのしきい値補正用トランジス
タとこれらレベル検出用トランジスタ及びしきい値補正
用トランジスタのしきい値補正用ドライバ及び読出動作
用ドライバを備え読出動作時にデータ線DL11,DL
12のレベルを共通ビット線GBL2,GBL1に伝達
し書込動作時に共通ビット線GBL1,GBL2のレベ
ルをデータ線DL11,DL12に伝達するセンスアン
プSA10Aと、センスアンプSA10Aと同様に構成
され読出動作時にデータ線DL21,DL22のレベル
を共通ビット線GBL2,GBL1に伝達し書込動作時
に共通ビット線GBL1,GBL2のレベルをデータ線
DL21,DL22に伝達するセンスアンプSA20A
と、所定のタイミングで活性化して共通ビット線GBL
1,GBL2間の差電位を増幅し非活性時には共通ビッ
ト線GBL1,GBL2を電源電圧VDの1/2のレベ
ルのプリチャージ電圧VHにプリチャージする共通セン
スアンプGSAとを備える。
【0035】センスアンプSA10Aは、従来と共通の
ソースにしきい値補正ドライバ出力電圧OCV1を受け
各々のゲートをビット線BL11,BL12の各々に接
続するレベル検出用のNMOSトランジスタQ11,Q
21と、ゲートにしきい値補正制御信号CVT1の供給
を受けソースをトランジスタQ11,Q21のドレイン
にドレインをビット線BL11,BL12の各々にそれ
ぞれ接続するしきい値補正用のNMOSトランジスタQ
12,Q22と、ゲートに読出制御信号RS1の供給を
受けソース・ドレインの一方をトランジスタQ11,Q
21のドレインに他方を共通ビット線GBL2,GBL
1にそれぞれ接続する読出用のNMOSトランジスタQ
13,Q23と、ゲートに書込制御信号WS1の供給を
受けソース・ドレインの一方を共通ビット線GBL1,
GBL2に他方をビット線BL11,BL12にそれぞ
れ接続する書込用のトランジスタQ14,Q24とに加
えて、ドレインをトランジスタQ11のソースにソース
を接地電位にそれぞれ接続しゲートに読出制御信号RS
1の供給を受ける読出動作用ドライバのNMOSトラン
ジスタQ15と、ドレインをトランジスタQ21のソー
スにソースをしきい値補正電圧OVVにそれぞれ接続し
ゲートに読出制御信号RS1の反転信号であるしきい値
補正ドライブ信号RSB1の供給を受けるしきい値補正
ドライバ用のNMOSトランジスタQ16とを備える。
ソースにしきい値補正ドライバ出力電圧OCV1を受け
各々のゲートをビット線BL11,BL12の各々に接
続するレベル検出用のNMOSトランジスタQ11,Q
21と、ゲートにしきい値補正制御信号CVT1の供給
を受けソースをトランジスタQ11,Q21のドレイン
にドレインをビット線BL11,BL12の各々にそれ
ぞれ接続するしきい値補正用のNMOSトランジスタQ
12,Q22と、ゲートに読出制御信号RS1の供給を
受けソース・ドレインの一方をトランジスタQ11,Q
21のドレインに他方を共通ビット線GBL2,GBL
1にそれぞれ接続する読出用のNMOSトランジスタQ
13,Q23と、ゲートに書込制御信号WS1の供給を
受けソース・ドレインの一方を共通ビット線GBL1,
GBL2に他方をビット線BL11,BL12にそれぞ
れ接続する書込用のトランジスタQ14,Q24とに加
えて、ドレインをトランジスタQ11のソースにソース
を接地電位にそれぞれ接続しゲートに読出制御信号RS
1の供給を受ける読出動作用ドライバのNMOSトラン
ジスタQ15と、ドレインをトランジスタQ21のソー
スにソースをしきい値補正電圧OVVにそれぞれ接続し
ゲートに読出制御信号RS1の反転信号であるしきい値
補正ドライブ信号RSB1の供給を受けるしきい値補正
ドライバ用のNMOSトランジスタQ16とを備える。
【0036】次に、図1及び各部動作波形をタイムチャ
ートで示す図2を参照して本実施の形態の動作について
説明すると、本実施の形態の半導体記憶装置の1サイク
ルの動作は、従来の第1,第2の半導体記憶装置と同様
に、プリチャージ期間T1、しきい値補正期間T2、読
出期間T3、再書込期間T4の4つに大きく分けられ
る。なお、図2は説明の便宜上選択状態のワード線(選
択ワード線)WL11に接続する4つのメモリセルC1
1〜C14のうちの1つC11に対するデータの読出、
再書込動作のタイムチャートを示す。
ートで示す図2を参照して本実施の形態の動作について
説明すると、本実施の形態の半導体記憶装置の1サイク
ルの動作は、従来の第1,第2の半導体記憶装置と同様
に、プリチャージ期間T1、しきい値補正期間T2、読
出期間T3、再書込期間T4の4つに大きく分けられ
る。なお、図2は説明の便宜上選択状態のワード線(選
択ワード線)WL11に接続する4つのメモリセルC1
1〜C14のうちの1つC11に対するデータの読出、
再書込動作のタイムチャートを示す。
【0037】まず、プリチャージ期間T1では、データ
転送回路DT1,DT2/DT3,DT4によりメモリ
セルアレイMA1,MA2/MA3,MA4の各4本の
ビット線BL11〜BL14,BL21〜BL24/B
L31〜BL34,BL41〜BL44を対応するデー
タ線DL11,DL12/DL21,DL22に接続す
る。プリチャージ制御信号PCSをアクティブレベルと
し、プリチャージ回路PC10,PC20はプリチャー
ジ制御信号PCSのアクティブレベルに応答してこれら
データ線及びビット線を所定のプリチャージ電圧VHに
プリチャージする。
転送回路DT1,DT2/DT3,DT4によりメモリ
セルアレイMA1,MA2/MA3,MA4の各4本の
ビット線BL11〜BL14,BL21〜BL24/B
L31〜BL34,BL41〜BL44を対応するデー
タ線DL11,DL12/DL21,DL22に接続す
る。プリチャージ制御信号PCSをアクティブレベルと
し、プリチャージ回路PC10,PC20はプリチャー
ジ制御信号PCSのアクティブレベルに応答してこれら
データ線及びビット線を所定のプリチャージ電圧VHに
プリチャージする。
【0038】以下説明の便宜上、特に断らない限りメモ
リセルアレイMA1,MA2、プリチャージ回路PC1
0,センスアンプSA10A及びデータ転送回路DT
1,DT2関連の動作を代表として説明する。
リセルアレイMA1,MA2、プリチャージ回路PC1
0,センスアンプSA10A及びデータ転送回路DT
1,DT2関連の動作を代表として説明する。
【0039】次に、しきい値補正期間T2で、プリチャ
ージ制御信号PCS1をインアクティブにしてプリチャ
ージ回路PC10を非活性化した後、しきい値補正制御
信号CVT1をアクティブレベルとする。このしきい値
補正制御信号CVT1のアクティブレベルに応答してト
ランジスタQ12,Q22が導通し、トランジスタQ1
1,Q21をダイオード接続する。このとき、しきい値
補正ドライブ信号RSB1はHレベルであり、このしき
い値補正ドライブ信号RSB1のHレベルに応答してセ
ンスアンプSA10Aのしきい値補正ドライバ用のトラ
ンジスタQ16がオンしてしきい値補正電圧OVVをト
ランジスタQ11,Q21のソースに供給する。これに
より、データ線DL11,DL12のレベルをトランジ
スタQ11,Q21のしきい値に応じた値に補正する。
ージ制御信号PCS1をインアクティブにしてプリチャ
ージ回路PC10を非活性化した後、しきい値補正制御
信号CVT1をアクティブレベルとする。このしきい値
補正制御信号CVT1のアクティブレベルに応答してト
ランジスタQ12,Q22が導通し、トランジスタQ1
1,Q21をダイオード接続する。このとき、しきい値
補正ドライブ信号RSB1はHレベルであり、このしき
い値補正ドライブ信号RSB1のHレベルに応答してセ
ンスアンプSA10Aのしきい値補正ドライバ用のトラ
ンジスタQ16がオンしてしきい値補正電圧OVVをト
ランジスタQ11,Q21のソースに供給する。これに
より、データ線DL11,DL12のレベルをトランジ
スタQ11,Q21のしきい値に応じた値に補正する。
【0040】次に、読出期間T3では、しきい値補正制
御信号CVT1をインアクティブレベルとし、トランジ
スタQ12,Q22をオフしてレベル検出用トランジス
タQ11,Q21のダイオード接続を開放する。複数の
ワード線WL11〜WL41のうちの1本、ここではW
L11を選択レベルとして1つのメモリセルアレイMA
1の1行のメモリセルC11〜C14を選択し、これら
メモリセルC11〜C14の記憶データを対応するビッ
ト線BL11〜BL14に読み出す。データ転送回路D
T1は、データ転送制御信号TG11〜TG14のうち
の1つここではTG11のアクティブレベルに応答して
対応のビット線BL11を選択して対応するデータ線D
L11に接続する。また、データ転送回路DT2は、デ
ータ転送制御信号TG11と対のデータ転送制御信号T
G21のアクティブレベルに応答して対応のビット線B
L21を選択して対応するデータ線DL21に接続す
る。このときワード線WL21は非選択状態であり、し
たがって、メモリセルMA2対応のビット線BL21は
当然インアクティブレベルすなわちプリチャ−ドレベル
であり、したがってデータ線DL12もプリチャ−ドレ
ベルである。
御信号CVT1をインアクティブレベルとし、トランジ
スタQ12,Q22をオフしてレベル検出用トランジス
タQ11,Q21のダイオード接続を開放する。複数の
ワード線WL11〜WL41のうちの1本、ここではW
L11を選択レベルとして1つのメモリセルアレイMA
1の1行のメモリセルC11〜C14を選択し、これら
メモリセルC11〜C14の記憶データを対応するビッ
ト線BL11〜BL14に読み出す。データ転送回路D
T1は、データ転送制御信号TG11〜TG14のうち
の1つここではTG11のアクティブレベルに応答して
対応のビット線BL11を選択して対応するデータ線D
L11に接続する。また、データ転送回路DT2は、デ
ータ転送制御信号TG11と対のデータ転送制御信号T
G21のアクティブレベルに応答して対応のビット線B
L21を選択して対応するデータ線DL21に接続す
る。このときワード線WL21は非選択状態であり、し
たがって、メモリセルMA2対応のビット線BL21は
当然インアクティブレベルすなわちプリチャ−ドレベル
であり、したがってデータ線DL12もプリチャ−ドレ
ベルである。
【0041】その後、読出制御信号RS1をアクティブ
レベルにし、この読出制御信号RS1のアクティブレベ
ルに応答してセンスアンプSA10Aの読出ドライバト
ランジスタQ15はオンし、トランジスタQ11,Q2
1を動作状態として選択したデータ線DL11及び非選
択状態のデータ線DL12の各々のレベルを検出すると
共に、読出用トランジスタQ13,Q23は導通してト
ランジスタQ11,Q21の検出レベル、すなわちデー
タ線DL11,DL12のレベルを共通ビット線GBL
2,GBL1に伝達する。共通センスアンプは共通ビッ
ト線GBL1,GBL2間の差電位をフル振幅まで増幅
し、外部に出力する。
レベルにし、この読出制御信号RS1のアクティブレベ
ルに応答してセンスアンプSA10Aの読出ドライバト
ランジスタQ15はオンし、トランジスタQ11,Q2
1を動作状態として選択したデータ線DL11及び非選
択状態のデータ線DL12の各々のレベルを検出すると
共に、読出用トランジスタQ13,Q23は導通してト
ランジスタQ11,Q21の検出レベル、すなわちデー
タ線DL11,DL12のレベルを共通ビット線GBL
2,GBL1に伝達する。共通センスアンプは共通ビッ
ト線GBL1,GBL2間の差電位をフル振幅まで増幅
し、外部に出力する。
【0042】次に、再書込期間T4では、読出制御信号
RS1をインアクティブレベルにして、トランジスタQ
13,Q23を遮断する。書込制御信号WS1をアクテ
ィブにすると、この書込制御信号WS1のアクティブ化
に応答してセンスアンプSA10AのトランジスタQ1
4,Q24がオンし、フル振幅まで増幅された共通ビッ
ト線GBL1,GBL2のレベルをデータ線DL11,
DL12に伝達し、データ転送回路DT1,DT2を経
由してビット線BL11,BL12に伝達する。ビット
線BL11のレベルは選択ワード線WL11に選択され
ているメモリセルC11に再書込される。
RS1をインアクティブレベルにして、トランジスタQ
13,Q23を遮断する。書込制御信号WS1をアクテ
ィブにすると、この書込制御信号WS1のアクティブ化
に応答してセンスアンプSA10AのトランジスタQ1
4,Q24がオンし、フル振幅まで増幅された共通ビッ
ト線GBL1,GBL2のレベルをデータ線DL11,
DL12に伝達し、データ転送回路DT1,DT2を経
由してビット線BL11,BL12に伝達する。ビット
線BL11のレベルは選択ワード線WL11に選択され
ているメモリセルC11に再書込される。
【0043】次に、選択ワード線WL11に接続するメ
モリセルアレイMA1の4つのメモリセルC11〜C1
4に対し順次データの読出,再書込を実施する動作をタ
イムチャートで示す図3を参照して本実施の形態の動作
の詳細について説明すると、まず、期間T1〜T4は上
述したメモリセルC11に対するデータの読出,再書込
であり、図2と同様である。
モリセルアレイMA1の4つのメモリセルC11〜C1
4に対し順次データの読出,再書込を実施する動作をタ
イムチャートで示す図3を参照して本実施の形態の動作
の詳細について説明すると、まず、期間T1〜T4は上
述したメモリセルC11に対するデータの読出,再書込
であり、図2と同様である。
【0044】続いて、メモリセルC12に対してデータ
の読出、再書込を行う際には、この後、データ転送制御
信号TG11,TG21をインアクティブにして、デー
タ線DL11,DL12と選択ビット線BL11,BL
21及びメモリセルC11をデータ保持状態とする。そ
の後、センスアンプ活性化信号SEをインアクティブに
すると、共通センスアンプGSAは、共通ビット線GB
L1,GBL2及びデータ線DL11,DL12をプリ
チャージ電圧VHにプリチャージする。また、書込制御
信号WS1,WS2をインアクティブにする(期間T
5)。
の読出、再書込を行う際には、この後、データ転送制御
信号TG11,TG21をインアクティブにして、デー
タ線DL11,DL12と選択ビット線BL11,BL
21及びメモリセルC11をデータ保持状態とする。そ
の後、センスアンプ活性化信号SEをインアクティブに
すると、共通センスアンプGSAは、共通ビット線GB
L1,GBL2及びデータ線DL11,DL12をプリ
チャージ電圧VHにプリチャージする。また、書込制御
信号WS1,WS2をインアクティブにする(期間T
5)。
【0045】次に、しきい値補正制御信号CVT1をア
クティブレベルにし、補正用トランジスタQ12,Q2
2をオンし、レベル検出用トランジスタQ11,Q21
をダイオード接続し、これらトランジスタQ11,Q2
1のしきい値電圧に対するデータ線DL11,DL12
のレベルを補正する(期間T6)。このとき補正するの
はデータ線DL11,DL12のレベルのみで良いの
で、しきい値補正制御信号CVT1のアクティブレベル
期間T6は期間T2よりも短くて良い。
クティブレベルにし、補正用トランジスタQ12,Q2
2をオンし、レベル検出用トランジスタQ11,Q21
をダイオード接続し、これらトランジスタQ11,Q2
1のしきい値電圧に対するデータ線DL11,DL12
のレベルを補正する(期間T6)。このとき補正するの
はデータ線DL11,DL12のレベルのみで良いの
で、しきい値補正制御信号CVT1のアクティブレベル
期間T6は期間T2よりも短くて良い。
【0046】しきい値補正動作後、データ転送制御信号
TG12,TG22をアクティブレベルにして選択ワー
ド線WL11と接続するメモリセルC11〜C14のう
ち次の未読出メモリセルC12対応のビット線対BL1
2,BL22をデータ線DL11,DL12に接続し、
予めビット線BL12に読み出されているメモリセルC
12のデータをデータ線DL11に読出す。トランジス
タQ11,Q21は、データ線DL11,DL12のレ
ベル差を検知する。一方、選択ビット線BL22と対応
するメモリセルアレイMA2のメモリセルC22の全て
は非選択状態であるので、ビット線BL22及びデータ
線DL12はプリチャージレベルVHのままであり、そ
のレベルがトランジスタQ21によって検出される。続
いて、期間T3,T4と同様な動作により、データ線D
L11,DL12のレベルを外部に出力し、メモリセル
C12への再書込を行う。(期間T7,T8)。
TG12,TG22をアクティブレベルにして選択ワー
ド線WL11と接続するメモリセルC11〜C14のう
ち次の未読出メモリセルC12対応のビット線対BL1
2,BL22をデータ線DL11,DL12に接続し、
予めビット線BL12に読み出されているメモリセルC
12のデータをデータ線DL11に読出す。トランジス
タQ11,Q21は、データ線DL11,DL12のレ
ベル差を検知する。一方、選択ビット線BL22と対応
するメモリセルアレイMA2のメモリセルC22の全て
は非選択状態であるので、ビット線BL22及びデータ
線DL12はプリチャージレベルVHのままであり、そ
のレベルがトランジスタQ21によって検出される。続
いて、期間T3,T4と同様な動作により、データ線D
L11,DL12のレベルを外部に出力し、メモリセル
C12への再書込を行う。(期間T7,T8)。
【0047】次に、期間T5〜T8と同様の動作によ
り、メモリセルC13,C14のデータの読出、再書込
動作を行う(期間T9〜T16)。
り、メモリセルC13,C14のデータの読出、再書込
動作を行う(期間T9〜T16)。
【0048】以上の一連の動作により、選択ワード線W
L11によって接続されたメモリセルC11〜C14全
てのデータの読出、再書込動作を行い、ワード線WL1
1をインアクティブレベルとし、この選択ワード線WL
11に対する動作を終了する。
L11によって接続されたメモリセルC11〜C14全
てのデータの読出、再書込動作を行い、ワード線WL1
1をインアクティブレベルとし、この選択ワード線WL
11に対する動作を終了する。
【0049】このようにして、選択ワード線と接続する
複数のメモリセルそれぞれのデータが読み出される前に
所定のトランジスタのしきい値電圧に対する補正を効率
的に行うことができる。
複数のメモリセルそれぞれのデータが読み出される前に
所定のトランジスタのしきい値電圧に対する補正を効率
的に行うことができる。
【0050】本実施の形態において、しきい値補正ドラ
イブ信号RSB1のアクティブ時のレベルを通常のHレ
ベルよりも低く設定することにより、しきい値補正動作
時、しきい値補正用ドライバのトランジスタQ16のオ
ン抵抗を調節することが可能となる。これは、例えば、
読出制御信号RS1を反転すると共にHレベル値を所望
のレベル値に変換するレベル変換回路を用いることによ
り実現できる。これにより、レベル検出トランジスタQ
11,Q12のソース電位を接地レベルよりも高くする
ことができるので、基板効果によりトランジスタQ1
1,Q12のしきい値の微調整が可能となり、センス感
度を高めることができる。
イブ信号RSB1のアクティブ時のレベルを通常のHレ
ベルよりも低く設定することにより、しきい値補正動作
時、しきい値補正用ドライバのトランジスタQ16のオ
ン抵抗を調節することが可能となる。これは、例えば、
読出制御信号RS1を反転すると共にHレベル値を所望
のレベル値に変換するレベル変換回路を用いることによ
り実現できる。これにより、レベル検出トランジスタQ
11,Q12のソース電位を接地レベルよりも高くする
ことができるので、基板効果によりトランジスタQ1
1,Q12のしきい値の微調整が可能となり、センス感
度を高めることができる。
【0051】以上本発明の実施の形態を述べたが、本発
明は上記実施の形態に限られることなく種々の変形が可
能である。例えば、実施の形態で説明したオープン・ビ
ット線型の半導体記憶装置の代わりにフォールデッド・
ビット線型の半導体記憶装置に適用することも、本発明
の主旨を逸脱しない限り適用できることは勿論である。
明は上記実施の形態に限られることなく種々の変形が可
能である。例えば、実施の形態で説明したオープン・ビ
ット線型の半導体記憶装置の代わりにフォールデッド・
ビット線型の半導体記憶装置に適用することも、本発明
の主旨を逸脱しない限り適用できることは勿論である。
【0052】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体記
憶装置は、各センスアンプが、プリチャージ期間にしき
い値補正ドライブ信号の供給に応答してレベル検出トラ
ンジスタのしきい値に対する第1,第2のビット線の各
ビット線レベルを補正するしきい値補正ドライバと、読
出期間に各ビット線レベルを検出するよう上記レベル検
出トランジスタを動作させる読出ドライバとを備えてい
るので、しきい値補正及び読出動作の高速化を可能とす
ると共に、チップ面積の小さな半導体記憶装置を実現す
ることが可能となるという効果がある。
憶装置は、各センスアンプが、プリチャージ期間にしき
い値補正ドライブ信号の供給に応答してレベル検出トラ
ンジスタのしきい値に対する第1,第2のビット線の各
ビット線レベルを補正するしきい値補正ドライバと、読
出期間に各ビット線レベルを検出するよう上記レベル検
出トランジスタを動作させる読出ドライバとを備えてい
るので、しきい値補正及び読出動作の高速化を可能とす
ると共に、チップ面積の小さな半導体記憶装置を実現す
ることが可能となるという効果がある。
【図1】本発明の半導体記憶装置の一実施の形態の一部
をブロックで示す回路図である。
をブロックで示す回路図である。
【図2】本実施の形態の半導体記憶装置における動作の
一例を示すタイムチャートである。
一例を示すタイムチャートである。
【図3】本実施の形態の半導体記憶装置における動作の
詳細を示すタイムチャートである。
詳細を示すタイムチャートである。
【図4】従来の第1の半導体記憶装置の一例の一部をブ
ロックで示す回路図である。
ロックで示す回路図である。
【図5】従来の第1の半導体記憶装置における動作の一
例を示すタイムチャートである。
例を示すタイムチャートである。
【図6】従来の第2の半導体記憶装置の一例の一部をブ
ロックで示す回路図である。
ロックで示す回路図である。
【図7】従来の第1,第2の半導体記憶装置のドライバ
回路の一例を示す回路図である。
回路の一例を示す回路図である。
BL11〜BL14,BL21〜BL24,BL31〜
BL34,BL41〜BL44 ビット線 C11〜14,C21〜C24,C31〜C34,C4
1〜C44 メモリセル DL11,DL12 データ線 DT1〜DT4 データ転送回路 GSA 共通センスアンプ GBL1,GBL2 共通ビット線 MA1〜MA4,MA10,MA20 メモリセルア
レイ PC10,PC20 プリチャージ回路 Q7〜Q10,Q11〜Q16,Q21〜Q26 ト
ランジスタ SA10,SA20,SA10A,SA20A セン
スアンプ WL11,WL21,WL31,WL41 ワード線
BL34,BL41〜BL44 ビット線 C11〜14,C21〜C24,C31〜C34,C4
1〜C44 メモリセル DL11,DL12 データ線 DT1〜DT4 データ転送回路 GSA 共通センスアンプ GBL1,GBL2 共通ビット線 MA1〜MA4,MA10,MA20 メモリセルア
レイ PC10,PC20 プリチャージ回路 Q7〜Q10,Q11〜Q16,Q21〜Q26 ト
ランジスタ SA10,SA20,SA10A,SA20A セン
スアンプ WL11,WL21,WL31,WL41 ワード線
Claims (2)
- 【請求項1】 全メモリセルアレイを複数個に分割した
サブメモリセルアレイの各々に対応する複数の相補の第
1,第2のビット線から成るサブビット線対及び前記第
1,第2のビット線のレベルを検出するレベル検出トラ
ンジスタを含む複数のセンスアンプ対応の共通センスア
ンプ及び相補の第1,第2の共通ビット線から成る共通
ビット線対を有する半導体記憶装置において、互いに対をなしかつ近接並行して第1の層に形成した相
補の第1,第2の共通ビット線と、前記第1,第2の共
通ビット線と並行して第2の層に形成したN(Nは正の
整数)本の正相の前記第1のビット線と、N本の第1の
ビット線の各々にM(Mは正の整数)個ずつ対応配置さ
れたN群の第1のメモリセルとを備え、これらN群の第
1のメモリセルのうちの選択されたメモリセルである選
択メモリセルに対し対応する第1のビット線に伝達され
たデータを書込みこの選択メモリセルの記憶データを対
応する第1のビット線に読出す正相の第1のメモリセル
アレイと、 前記第1,第2の共通ビット線と、前記第1,第2の共
通ビット線と並行して第2の層に形成したN(Nは正の
整数)本の補相の前記第2のビット線と、N本の前記第
2のビット線の各々にM(Mは正の整数)個ずつ対応配
置されたN群の第2のメモリセルとを備え、これらN群
の第2のメモリセルのうちの選択されたメモリセルであ
る選択メモリセルに対し対応する第2のビット線に伝達
されたデータを書込みこの選択メモリセルの記憶データ
を対応する第2のビット線に読出す補相の第2のメモリ
セルアレイと、 前記第1,第2のメモリセルアレイに対応して設けられ
前記第1,第2のメモリセルアレイとそれぞれ同一構成
で正相の第3のビット線と第3のメモリセルを備える第
3のメモリセルアレイ及び補相の第4のビット線と第4
のメモリセルとを備える第4のメモリセルアレイと、 前記第1〜第4のメモリセルアレイに含まれるメモリセ
ルのうちの所定のメモリセルを選択する第1〜第4ワー
ド線と、 前記第1,第2のビット線の各々の選択したビット線の
データを前記第1,第2の共通ビット線の各々に伝達す
る相補の第1,第2のデータ線及び前記第3, 第4のビ
ット線の各々の選択したビット線である選択ビット線の
データを前記第1,第2の共通ビット線の各々に伝達す
る第3,第4のデータ線と、 第1〜第4のデータ転送信号の供給にそれぞれ応答して
前記第1〜第4のビット線の各々の選択ビット線とそれ
ぞれ対応する第1〜第4のデータ線との間のデータ転送
制御を行う第1〜第4のデータ転送回路と、 プリチャージ制御信号の供給に応答して所定のタイミン
グで所定のプリチャージ電圧に前記第1,第2ビット線
と前記第1,第2のデータ線の組及び前記第3,第4の
ビット線と前記第3,第4のデータ線の組をそれぞれプ
リチャージする第1及び第2のプリチャージ回路と、 所定のタイミングで活性化して前記第1,第2の共通ビ
ット線間の差電位を増幅し非活性時には前記第1,第2
の共通ビット線を所定のプリチャージ電圧にプリチャー
ジする共通センスアンプと、 前記第1,第2のデータ線のレベル検出用の第1,第2
のトランジスタとこの第1,第2のトランジスタのしき
い値補正用の第3,第4のトランジスタと前記第1,第
2のトランジスタに対するしきい値補正動作を制御する
しきい値補正ドライバ用の第5のトランジスタと、前記
第1,第2のトランジスタによる読出動作を制御する読
出動作用ドライバの第6のトランジスタを備え、読出動
作時に前記第1,第2のデータ線のレベルを前記第1,
第2の共通ビット線に伝達し書込動作時に前記第1,第
2の共通ビット線のレベルを前記第1,第2のデータ線
に伝達する第1のセンスアンプと、 前記第3,第4のデータ線のレベル検出用の第7,第8
のトランジスタとこの第7,第8のトランジスタのしき
い値補正用の第9,第10のトランジスタと前記第7,
第8のトランジスタに対するしきい値補正動作を制御す
るしきい値補正ドライバ用の第11のトランジスタと、
前記第7,第8のトランジスタによる読出動作を制御す
る読出動作用ドライバの第12のトランジスタ及び読出
動作用ドライバを備え、読出動作時に前記第3,第4の
データ線のレベルを前記第1,第2の共通ビット線に伝
達し書込動作時に前記第1,第2の共通ビット線のレベ
ルを前記第3,第4のデータ線に伝達する第2のセンス
アンプとを備え、 前記第1のセンスアンプが、ソースにしきい値補正ドラ
イバ出力電圧を受け各 々のゲートを前記第1,第2のビ
ット線の各々に接続する前記レベル検出用のNMOS型
の前記第1,第2のトランジスタと、 ゲートにしきい値補正制御信号の供給を受けソースを前
記第1,第2のトランジスタのドレインにドレインを前
記第1,第2のビット線の各々にそれぞれ接続する前記
しきい値補正用のNMOS型の前記第3,第4のトラン
ジスタと、 ゲートに読出制御信号の供給を受けソース・ドレインの
一方を前記第1,第2のトランジスタのドレインに他方
を前記第1,第2の共通ビット線の各々にそれぞれ接続
する読出用のNMOS型の第13,第14のトランジス
タと、 ゲートに書込制御信号の供給を受けソース・ドレインの
一方を前記第1,第2の共通ビット線の各々に他方を前
記第1,第2のビット線の各々にそれぞれ接続する書込
用の第15,第16のトランジスタと、 ドレインを前記第1のトランジスタのソースにソースを
接地電位にそれぞれ接続しゲートに読出制御信号の供給
を受ける前記読出動作用ドライバのNMOS型の前記第
6のトランジスタと、 ドレインを前記第2のトランジスタのソースにソースを
しきい値補正電圧にそれぞれ接続しゲートに前記読出制
御信号の反転信号であるしきい値補正ドライブ信号の供
給を受ける前記しきい値補正ドライバ用のNMOS型の
前記第5のトランジスタ とを備えることを特徴とする半
導体記憶装置。 - 【請求項2】 前記しきい値補正ドライブ信号の活性化
時のレベルを調整するレベル調整手段を備え、前記第5
のトランジスタのゲート入力レベルを制御することによ
り前記第1,第2のトランジスタの電流値を制御するこ
とを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。
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