JPH04341995A - ダイナミック型メモリセルおよびダイナミック型メモリ - Google Patents
ダイナミック型メモリセルおよびダイナミック型メモリInfo
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- JPH04341995A JPH04341995A JP3113521A JP11352191A JPH04341995A JP H04341995 A JPH04341995 A JP H04341995A JP 3113521 A JP3113521 A JP 3113521A JP 11352191 A JP11352191 A JP 11352191A JP H04341995 A JPH04341995 A JP H04341995A
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-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- 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
- G11C11/406—Management or control of the refreshing or charge-regeneration cycles
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
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- 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
- G11C11/403—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 with charge regeneration common to a multiplicity of memory cells, i.e. external refresh
- G11C11/405—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 with charge regeneration common to a multiplicity of memory cells, i.e. external refresh with three charge-transfer gates, e.g. MOS transistors, per cell
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B12/00—Dynamic random access memory [DRAM] devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Dram (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体メモリセルおよ
び半導体メモリ、特にリフレッシュ動作を必要とするダ
イナミック型メモリセルおよびそのアレイを有するダイ
ナミック型メモリに関する。
び半導体メモリ、特にリフレッシュ動作を必要とするダ
イナミック型メモリセルおよびそのアレイを有するダイ
ナミック型メモリに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のダイナミック型メモリ(DRAM
)で用いられている1トランジスタ・1キャパシタ型の
DRAMセルは、ビット線およびワード線に接続される
電荷転送用のMOSトランジスタと、これに接続される
情報記憶用のキャパシタとからなる。このDRAMセル
は、セル自身はリフレッシュ電流供給機能を有しておら
ず、リフレッシュに際しては、電荷転送用トランジスタ
を開いて記憶情報をビット線側に読み出し、これをセン
スアンプで増幅した電位をビット線側から再書込みする
(リフレッシュ電流を供給する)操作を行う必要があっ
た。
)で用いられている1トランジスタ・1キャパシタ型の
DRAMセルは、ビット線およびワード線に接続される
電荷転送用のMOSトランジスタと、これに接続される
情報記憶用のキャパシタとからなる。このDRAMセル
は、セル自身はリフレッシュ電流供給機能を有しておら
ず、リフレッシュに際しては、電荷転送用トランジスタ
を開いて記憶情報をビット線側に読み出し、これをセン
スアンプで増幅した電位をビット線側から再書込みする
(リフレッシュ電流を供給する)操作を行う必要があっ
た。
【0003】上記DRAMセルが行列状に配列されてメ
モリセルアレイを形成する場合、リフレッシュに際して
前記したように電荷転送用トランジスタを開いてビット
線側からリフレッシュ操作を行うためには、同一カラム
のビット線に共通に接続されているDRAMセルを同時
にリフレッシュすることは不可能であり、同一行のワー
ド線に共通に接続されているDRAMセルを同時にリフ
レッシュしている。
モリセルアレイを形成する場合、リフレッシュに際して
前記したように電荷転送用トランジスタを開いてビット
線側からリフレッシュ操作を行うためには、同一カラム
のビット線に共通に接続されているDRAMセルを同時
にリフレッシュすることは不可能であり、同一行のワー
ド線に共通に接続されているDRAMセルを同時にリフ
レッシュしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
DRAMセルは、電荷転送用トランジスタを開いてビッ
ト線側からリフレッシュ操作を行う必要があり、メモリ
セルアレイ内におけるワード線単位で決まる比較的少数
の限定されたセルしか同時にリフレッシュすることがで
きないという問題があった。
DRAMセルは、電荷転送用トランジスタを開いてビッ
ト線側からリフレッシュ操作を行う必要があり、メモリ
セルアレイ内におけるワード線単位で決まる比較的少数
の限定されたセルしか同時にリフレッシュすることがで
きないという問題があった。
【0005】本発明は上記の問題点を解決すべくなされ
たもので、セル自身にリフレッシュ電流供給機能を有し
、電荷転送用トランジスタを開いて読み出し/書込みノ
ード側からリフレッシュ操作を行う必要がなくなり、リ
フレッシュ期間における読み出し/書込みノード側のデ
ータ処理の制約が緩和され、メモリセルアレイを形成し
た場合に同一カラムのビット線に共通に接続されている
セルを同時にリフレッシュすることが可能になるダイナ
ミック型メモリセルを提供することを目的とする。
たもので、セル自身にリフレッシュ電流供給機能を有し
、電荷転送用トランジスタを開いて読み出し/書込みノ
ード側からリフレッシュ操作を行う必要がなくなり、リ
フレッシュ期間における読み出し/書込みノード側のデ
ータ処理の制約が緩和され、メモリセルアレイを形成し
た場合に同一カラムのビット線に共通に接続されている
セルを同時にリフレッシュすることが可能になるダイナ
ミック型メモリセルを提供することを目的とする。
【0006】また、本発明は、メモリセルアレイ内の全
てあるいは任意に選定し得る比較的多数のセルを同時に
リフレッシュすることが可能になるダイナミック型メモ
リを提供することを目的とする。
てあるいは任意に選定し得る比較的多数のセルを同時に
リフレッシュすることが可能になるダイナミック型メモ
リを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のダイナミック型
メモリセルは、読み出し/書込みノードにドレイン・ソ
ース端子の一端側が接続され、転送ゲート制御線にゲー
トが接続された電荷転送用の第1のMOSトランジスタ
と、この第1のMOSトランジスタの他端側の第1の記
憶ノードにゲートが接続され、ゲート容量が情報記憶用
のキャパシタとなり、一端側が第1の制御端子に接続さ
れた第2のMOSトランジスタと、一端側が第2の制御
端子に接続され、他端側が前記第1の記憶ノードに接続
されたリフレッシュ電流供給用の第3のMOSトランジ
スタと、この第3のMOSトランジスタのゲートと前記
第2のMOSトランジスタの他端側の第2の記憶ノード
との間に接続された抵抗素子またはスイッチ素子とを具
備することを特徴とする。
メモリセルは、読み出し/書込みノードにドレイン・ソ
ース端子の一端側が接続され、転送ゲート制御線にゲー
トが接続された電荷転送用の第1のMOSトランジスタ
と、この第1のMOSトランジスタの他端側の第1の記
憶ノードにゲートが接続され、ゲート容量が情報記憶用
のキャパシタとなり、一端側が第1の制御端子に接続さ
れた第2のMOSトランジスタと、一端側が第2の制御
端子に接続され、他端側が前記第1の記憶ノードに接続
されたリフレッシュ電流供給用の第3のMOSトランジ
スタと、この第3のMOSトランジスタのゲートと前記
第2のMOSトランジスタの他端側の第2の記憶ノード
との間に接続された抵抗素子またはスイッチ素子とを具
備することを特徴とする。
【0008】また、本発明のダイナミック型メモリは、
本発明のDRAMセルが行列状に配列されて形成された
メモリセルアレイと、このメモリセルアレイの全てのD
RAMセルまたはメモリセルアレイを複数に区分したブ
ロック内のDRAMセルの各第1の制御端子に共通に接
続された第1の制御信号供給線および各第2の制御端子
に共通に接続された第2の制御信号供給線とを具備する
ことを特徴とする。
本発明のDRAMセルが行列状に配列されて形成された
メモリセルアレイと、このメモリセルアレイの全てのD
RAMセルまたはメモリセルアレイを複数に区分したブ
ロック内のDRAMセルの各第1の制御端子に共通に接
続された第1の制御信号供給線および各第2の制御端子
に共通に接続された第2の制御信号供給線とを具備する
ことを特徴とする。
【0009】
【作用】上記ダイナミック型メモリセルによれば、セル
自身がリフレッシュ電流供給機能を有しており、電荷転
送用トランジスタを開いて読み出し/書込みノード側か
らリフレッシュ操作を行う必要がなくなる。従って、リ
フレッシュ期間における読み出し/書込みノード側のデ
ータ処理の制約が緩和され、メモリセルアレイを形成し
た場合に、同一カラムのビット線に共通に接続されるセ
ルを同時にリフレッシュすることが可能になる。
自身がリフレッシュ電流供給機能を有しており、電荷転
送用トランジスタを開いて読み出し/書込みノード側か
らリフレッシュ操作を行う必要がなくなる。従って、リ
フレッシュ期間における読み出し/書込みノード側のデ
ータ処理の制約が緩和され、メモリセルアレイを形成し
た場合に、同一カラムのビット線に共通に接続されるセ
ルを同時にリフレッシュすることが可能になる。
【0010】また、上記ダイナミック型メモリによれば
、セル自身にリフレッシュ電流供給機能を有し、電荷転
送用トランジスタを開いて読み出し/書込みノード側か
らリフレッシュ操作を行う必要がないDRAMセルのア
レイを使用しているので、リフレッシュ期間におけるビ
ット線側におけるデータ処理の制約が緩和され、メモリ
セルアレイ内の全てあるいは任意に選定し得る比較的多
数のセルを同時にリフレッシュすることが可能になる。
、セル自身にリフレッシュ電流供給機能を有し、電荷転
送用トランジスタを開いて読み出し/書込みノード側か
らリフレッシュ操作を行う必要がないDRAMセルのア
レイを使用しているので、リフレッシュ期間におけるビ
ット線側におけるデータ処理の制約が緩和され、メモリ
セルアレイ内の全てあるいは任意に選定し得る比較的多
数のセルを同時にリフレッシュすることが可能になる。
【0011】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【0012】図1は、本発明のDRAMセルの第1実施
例の等価回路を示している。
例の等価回路を示している。
【0013】このDRAMセル10において、Q1は電
荷転送用の第1のNチャネルMOSトランジスタであり
、そのドレイン・ソース端子の一端は読み出し/書込み
ノード(例えばビット線BL)に接続され、そのゲート
は転送ゲート制御線(例えばワード線WL)に接続され
ている。Q2はそのゲート容量が情報記憶用のキャパシ
タとなる第2のNチャネルMOSトランジスタであり、
そのゲートは前記第1のトランジスタQ1の他端(第1
の記憶ノードNa )に接続され、その一端側は第1の
制御端子CP1に接続されている。Q3はリフレッシュ
電流供給用の第3のNチャネルMOSトランジスタであ
り、その一端側は第2の制御端子CP2に接続され、そ
の他端側は前記第1の記憶ノードNa に接続されてい
る。そして、上記第3のトランジスタQ3のゲートと前
記第2のトランジスタQ2の他端(第2の記憶ノードN
b )との間に抵抗素子Rb が接続されている。
荷転送用の第1のNチャネルMOSトランジスタであり
、そのドレイン・ソース端子の一端は読み出し/書込み
ノード(例えばビット線BL)に接続され、そのゲート
は転送ゲート制御線(例えばワード線WL)に接続され
ている。Q2はそのゲート容量が情報記憶用のキャパシ
タとなる第2のNチャネルMOSトランジスタであり、
そのゲートは前記第1のトランジスタQ1の他端(第1
の記憶ノードNa )に接続され、その一端側は第1の
制御端子CP1に接続されている。Q3はリフレッシュ
電流供給用の第3のNチャネルMOSトランジスタであ
り、その一端側は第2の制御端子CP2に接続され、そ
の他端側は前記第1の記憶ノードNa に接続されてい
る。そして、上記第3のトランジスタQ3のゲートと前
記第2のトランジスタQ2の他端(第2の記憶ノードN
b )との間に抵抗素子Rb が接続されている。
【0014】上記DRAMセル10の書込み/読み出し
に際しては、第1の制御端子CP1に印加される第1の
制御信号φpaおよび第2の制御端子CP2に印加され
る第2の制御信号φpbをそれぞれ基準電位(例えば接
地電位Vss)にしておけば、第3のトランジスタQ3
はオフ状態である。この状態では、電荷転送用の第1の
トランジスタQ1および第2のトランジスタQ2のゲー
ト容量(情報記憶用のキャパシタ)により、ビット線B
Lと第1の記憶ノードNa との間で情報の転送が可能
になり、従来の1トランジスタ・1キャパシタ型のDR
AMセルと同様に書込み/読み出し動作が可能になる。
に際しては、第1の制御端子CP1に印加される第1の
制御信号φpaおよび第2の制御端子CP2に印加され
る第2の制御信号φpbをそれぞれ基準電位(例えば接
地電位Vss)にしておけば、第3のトランジスタQ3
はオフ状態である。この状態では、電荷転送用の第1の
トランジスタQ1および第2のトランジスタQ2のゲー
ト容量(情報記憶用のキャパシタ)により、ビット線B
Lと第1の記憶ノードNa との間で情報の転送が可能
になり、従来の1トランジスタ・1キャパシタ型のDR
AMセルと同様に書込み/読み出し動作が可能になる。
【0015】上記DRAMセル10のリフレッシュに際
しては、例えば図2のタイミング波形図に示すように動
作させる。即ち、ワード線WLは閉じたままにしておき
、まず、第2の制御信号φpbを電源電位Vccより高
い所定電位Vpbに立ち上げ、この後、第1の制御信号
φpaを電源電位Vccより高い所定電位Vpa(例え
ばVpa=Vpb)に立ち上げる。この時、前記第1の
記憶ノードNa が“1”情報(高レベル)を蓄えてい
る“1”状態のDRAMセル(この状態の第1の記憶ノ
ードNa の電位Va をV”1” で表わす。)にお
いては、第2のトランジスタQ2がオン状態になり、そ
のゲートと第1の制御端子CP1との間に容量を持つこ
とになり、第1の記憶ノードNa の電位Va は容量
結合によりV”1” +Vpaにまで昇圧される。これ
により、第2の記憶ノードNb の電位Vb は、(V
”1” +Vpa−Vth2 )か、あるいは、Vpa
のうちの低い方の電位(本例ではVpa)になる。ここ
で、Vth2 は第2のトランジスタQ2のゲート閾値
電圧である。この第2の記憶ノードNb の電位Vb
が抵抗素子Rb を介してゲートに印加される第3のト
ランジスタQ3はオン状態になり、第1の記憶ノードN
a には、Vpa−Vth3 (Vth3 は第3のト
ランジスタQ3のゲート閾値電圧)が加わることになる
。次に、第1の制御信号φpaを基準電位Vssに立ち
下げると、第1の記憶ノードNa の電位Va は容量
結合によりV”1” にまで下がろうとするが、第2の
記憶ノードNb の電位Vb は抵抗素子Rb および
第2の記憶ノードNb の容量とで決まる時定数の間は
保持される。この間、第3のトランジスタQ3はオン状
態であるので、第2の制御端子CP2から第3のトラン
ジスタQ3を介して第1の記憶ノードNa にリフレッ
シュ電流が供給され、第1の記憶ノードNa はVpa
−Vth3 の電位にまで回復し、リフレッシュされた
ことになる。このリフレッシュ後に、第2の制御信号φ
pbを基準電位Vssに立ち下げる。
しては、例えば図2のタイミング波形図に示すように動
作させる。即ち、ワード線WLは閉じたままにしておき
、まず、第2の制御信号φpbを電源電位Vccより高
い所定電位Vpbに立ち上げ、この後、第1の制御信号
φpaを電源電位Vccより高い所定電位Vpa(例え
ばVpa=Vpb)に立ち上げる。この時、前記第1の
記憶ノードNa が“1”情報(高レベル)を蓄えてい
る“1”状態のDRAMセル(この状態の第1の記憶ノ
ードNa の電位Va をV”1” で表わす。)にお
いては、第2のトランジスタQ2がオン状態になり、そ
のゲートと第1の制御端子CP1との間に容量を持つこ
とになり、第1の記憶ノードNa の電位Va は容量
結合によりV”1” +Vpaにまで昇圧される。これ
により、第2の記憶ノードNb の電位Vb は、(V
”1” +Vpa−Vth2 )か、あるいは、Vpa
のうちの低い方の電位(本例ではVpa)になる。ここ
で、Vth2 は第2のトランジスタQ2のゲート閾値
電圧である。この第2の記憶ノードNb の電位Vb
が抵抗素子Rb を介してゲートに印加される第3のト
ランジスタQ3はオン状態になり、第1の記憶ノードN
a には、Vpa−Vth3 (Vth3 は第3のト
ランジスタQ3のゲート閾値電圧)が加わることになる
。次に、第1の制御信号φpaを基準電位Vssに立ち
下げると、第1の記憶ノードNa の電位Va は容量
結合によりV”1” にまで下がろうとするが、第2の
記憶ノードNb の電位Vb は抵抗素子Rb および
第2の記憶ノードNb の容量とで決まる時定数の間は
保持される。この間、第3のトランジスタQ3はオン状
態であるので、第2の制御端子CP2から第3のトラン
ジスタQ3を介して第1の記憶ノードNa にリフレッ
シュ電流が供給され、第1の記憶ノードNa はVpa
−Vth3 の電位にまで回復し、リフレッシュされた
ことになる。このリフレッシュ後に、第2の制御信号φ
pbを基準電位Vssに立ち下げる。
【0016】これに対して、前記第1の記憶ノードNa
が“0”情報(低レベル)を蓄えている“0”状態の
DRAMセル(この状態の第1の記憶ノードNa の電
位Va をV”0” で表わす。)においては、第2の
トランジスタQ2のチャネル領域に反転層が形成されな
いので、第2の制御信号φpbおよび第1の制御信号φ
paを順次立ち上げても、第1の記憶ノードNa の電
位Va が昇圧されることなく、図2中に点線で示すよ
うに、第1の記憶ノードNa の電位Va および第2
の記憶ノードNb の電位Vb は変化せず、それぞれ
Vss電位のままである。従って、この後、第1の制御
信号φpaおよび第2の制御信号φpbを順次立ち下げ
ても、第1の記憶ノードNa の電位Va および第2
の記憶ノードNb の電位Vb は変化しない。
が“0”情報(低レベル)を蓄えている“0”状態の
DRAMセル(この状態の第1の記憶ノードNa の電
位Va をV”0” で表わす。)においては、第2の
トランジスタQ2のチャネル領域に反転層が形成されな
いので、第2の制御信号φpbおよび第1の制御信号φ
paを順次立ち上げても、第1の記憶ノードNa の電
位Va が昇圧されることなく、図2中に点線で示すよ
うに、第1の記憶ノードNa の電位Va および第2
の記憶ノードNb の電位Vb は変化せず、それぞれ
Vss電位のままである。従って、この後、第1の制御
信号φpaおよび第2の制御信号φpbを順次立ち下げ
ても、第1の記憶ノードNa の電位Va および第2
の記憶ノードNb の電位Vb は変化しない。
【0017】なお、上記したように“0”状態のDRA
Mセルに対して第1の制御信号φpaを立ち上げた時に
第1の記憶ノードNa の電位Va が昇圧されないた
めの条件として、V”1” >Vth2 が必要である
。
Mセルに対して第1の制御信号φpaを立ち上げた時に
第1の記憶ノードNa の電位Va が昇圧されないた
めの条件として、V”1” >Vth2 が必要である
。
【0018】上記実施例のDRAMセル10によれば、
セル自身がリフレッシュ電流供給機能を有しており、電
荷転送用トランジスタQ1を開いて読み出し/書込みノ
ード側からリフレッシュ操作を行う必要がなくなる。従
って、リフレッシュ期間における読み出し/書込みノー
ド側のデータ処理の制約が緩和され、メモリセルアレイ
を形成した場合に、同一カラムのビット線に共通に接続
されるセルを同時にリフレッシュすることが可能になる
。
セル自身がリフレッシュ電流供給機能を有しており、電
荷転送用トランジスタQ1を開いて読み出し/書込みノ
ード側からリフレッシュ操作を行う必要がなくなる。従
って、リフレッシュ期間における読み出し/書込みノー
ド側のデータ処理の制約が緩和され、メモリセルアレイ
を形成した場合に、同一カラムのビット線に共通に接続
されるセルを同時にリフレッシュすることが可能になる
。
【0019】図3は、本発明のDRAMセルの第2実施
例の等価回路を示している。このDRAMセルは、図1
に示したDRAMセルにおいて、第2のトランジスタQ
2´および第3のトランジスタQ3´が薄膜トランジス
タ(THIN FILM TRANSISTOR;TF
T)により形成され、抵抗素子Rb´が上記第2のトラ
ンジスタQ2´の活性領域用薄膜あるいは上記第3のト
ランジスタQ3´のゲート電極用薄膜と同じ薄膜に形成
されている。
例の等価回路を示している。このDRAMセルは、図1
に示したDRAMセルにおいて、第2のトランジスタQ
2´および第3のトランジスタQ3´が薄膜トランジス
タ(THIN FILM TRANSISTOR;TF
T)により形成され、抵抗素子Rb´が上記第2のトラ
ンジスタQ2´の活性領域用薄膜あるいは上記第3のト
ランジスタQ3´のゲート電極用薄膜と同じ薄膜に形成
されている。
【0020】図4は、図3のDRAMセルの断面構造の
一例を示している。図4において、41はp型の半導体
基板、42は基板表層部に選択的に形成された素子分離
領域、43および44は基板表層部に選択的に形成され
たn+ 型領域(第1のトランジスタQ1のドレイン領
域およびソース領域)、45は上記ドレイン・ソース間
のチャネル領域表面上にゲート絶縁膜46を介して形成
された第1のトランジスタQ1用のゲート電極である。 上記第1のトランジスタQ1のソース領域44は電荷蓄
積ノード(第1の記憶ノードNa )となっており、こ
れにコンタクトする第1層の導電膜47が形成されてい
る。 この第1層の導電膜47の一部は前記第2のトランジス
タQ2´のゲート電極として使用されている。上記第1
層の導電膜47上に第1のキャパシタゲート絶縁膜48
を介して第2層の薄膜49が形成されている。この第2
層の薄膜49の一部は前記第2のトランジスタQ2´の
活性領域(ソース・ドレイン・チャネル領域)として形
成され、上記第2層の薄膜49の別の一部は前記第3の
トランジスタQ3´のゲート電極領域として形成されて
おり、上記第2のトランジスタQ2´の活性領域と上記
第3のトランジスタQ3´のゲート電極領域との間に前
記抵抗素子Rb ´の領域が形成されており、上記第2
層の薄膜49の一端部は前記第1の制御端子CP1に連
なっている。さらに、上記第2層の薄膜49上に第2の
キャパシタゲート絶縁膜50を介して第3層の薄膜51
が形成されている。この第3層の薄膜51の一部は前記
第3のトランジスタQ3´の活性領域(ソース・ドレイ
ン・チャネル領域)として形成されており、上記第3層
の薄膜51の一端部は第2の制御端子CP2に連なって
おり、上記第3層の薄膜51の他端部は前記第1層の導
電膜47の一端部に連なっている。
一例を示している。図4において、41はp型の半導体
基板、42は基板表層部に選択的に形成された素子分離
領域、43および44は基板表層部に選択的に形成され
たn+ 型領域(第1のトランジスタQ1のドレイン領
域およびソース領域)、45は上記ドレイン・ソース間
のチャネル領域表面上にゲート絶縁膜46を介して形成
された第1のトランジスタQ1用のゲート電極である。 上記第1のトランジスタQ1のソース領域44は電荷蓄
積ノード(第1の記憶ノードNa )となっており、こ
れにコンタクトする第1層の導電膜47が形成されてい
る。 この第1層の導電膜47の一部は前記第2のトランジス
タQ2´のゲート電極として使用されている。上記第1
層の導電膜47上に第1のキャパシタゲート絶縁膜48
を介して第2層の薄膜49が形成されている。この第2
層の薄膜49の一部は前記第2のトランジスタQ2´の
活性領域(ソース・ドレイン・チャネル領域)として形
成され、上記第2層の薄膜49の別の一部は前記第3の
トランジスタQ3´のゲート電極領域として形成されて
おり、上記第2のトランジスタQ2´の活性領域と上記
第3のトランジスタQ3´のゲート電極領域との間に前
記抵抗素子Rb ´の領域が形成されており、上記第2
層の薄膜49の一端部は前記第1の制御端子CP1に連
なっている。さらに、上記第2層の薄膜49上に第2の
キャパシタゲート絶縁膜50を介して第3層の薄膜51
が形成されている。この第3層の薄膜51の一部は前記
第3のトランジスタQ3´の活性領域(ソース・ドレイ
ン・チャネル領域)として形成されており、上記第3層
の薄膜51の一端部は第2の制御端子CP2に連なって
おり、上記第3層の薄膜51の他端部は前記第1層の導
電膜47の一端部に連なっている。
【0021】上記図4の構造によれば、第1のトランジ
スタQ1の領域上にTFTからなる第2のトランジスタ
Q2´および第3のトランジスタQ3´が積層されてお
り、従来の1トランジスタ・1キャパシタ型のDRAM
セルとほぼ同じセルサイズで実現することができる。
スタQ1の領域上にTFTからなる第2のトランジスタ
Q2´および第3のトランジスタQ3´が積層されてお
り、従来の1トランジスタ・1キャパシタ型のDRAM
セルとほぼ同じセルサイズで実現することができる。
【0022】図5は、本発明のDRAMセルの第3実施
例の等価回路を示している。このDRAMセルは、図1
に示したDRAMセルと比べて、前記抵抗素子Rb に
代えて、例えば第4のNチャネルMOSトランジスタか
らなるスイッチ素子SWが用いられている点が異なり、
その他は同じであるので同じ符号を付している。このD
RAMセルは、第1の制御信号φpaを所定電位Vpa
に立ち上げる時またはその直前に上記スイッチ素子SW
をオン状態に制御してその抵抗成分を低くし、第1の制
御信号φpaを基準電位Vssに立ち下げる時またはそ
の直前に上記スイッチ素子SWをオフ状態に制御してそ
の抵抗成分を高くすれば、上記スイッチ素子SWが前記
抵抗素子Rb とほぼ等価な動作を行うので、図1に示
したDRAMセルとほぼ同様の動作を行う。
例の等価回路を示している。このDRAMセルは、図1
に示したDRAMセルと比べて、前記抵抗素子Rb に
代えて、例えば第4のNチャネルMOSトランジスタか
らなるスイッチ素子SWが用いられている点が異なり、
その他は同じであるので同じ符号を付している。このD
RAMセルは、第1の制御信号φpaを所定電位Vpa
に立ち上げる時またはその直前に上記スイッチ素子SW
をオン状態に制御してその抵抗成分を低くし、第1の制
御信号φpaを基準電位Vssに立ち下げる時またはそ
の直前に上記スイッチ素子SWをオフ状態に制御してそ
の抵抗成分を高くすれば、上記スイッチ素子SWが前記
抵抗素子Rb とほぼ等価な動作を行うので、図1に示
したDRAMセルとほぼ同様の動作を行う。
【0023】図6は、本発明のDRAMの一例の一部を
示している。
示している。
【0024】メモリセルアレイ60は、本発明のDRA
Mセル(例えば図1に示したようなDRAMセル10)
が行列状に配列されて形成されており、同一カラムのD
RAMセル10…はビット線BL1、BL2、…に共通
に接続され、同一行のDRAMセル10…はワード線W
L1、WL2、…に共通に接続されている。本例では、
メモリセルアレイ60の全てのDRAMセル10…、ま
たは、メモリセルアレイ60を複数に区分した各ブロッ
ク内のDRAMセル10…の各第1の制御端子CP1を
第1の制御信号供給線61に共通に接続すると共に各第
2の制御端子CP2を第2の制御信号供給線62に共通
に接続している。さらに、前記メモリセルアレイ60と
同一チップ上に制御信号発生回路63が設けられている
。この制御信号発生回路63は、図2を参照して前述し
たように基準電位Vssと電源電位Vccより高い所定
電位との間でパルス状に変化する第1の制御信号φpa
および第2の制御信号φpbを発生し、上記第1の制御
信号供給線61および第2の制御信号供給線62に供給
する。 なお、リフレッシュ電流供給用の第2の制御信号φpb
および/または昇圧用の第1の制御信号φpaをチップ
外部から端子(図示せず)を介して供給してもよい。ま
た、上記区分の仕方は、例えば複数のカラムを単位とす
る、あるいは、メモリセルアレイ60が複数に分割され
たサブアレイを単位とするなど、任意に選定してよい。
Mセル(例えば図1に示したようなDRAMセル10)
が行列状に配列されて形成されており、同一カラムのD
RAMセル10…はビット線BL1、BL2、…に共通
に接続され、同一行のDRAMセル10…はワード線W
L1、WL2、…に共通に接続されている。本例では、
メモリセルアレイ60の全てのDRAMセル10…、ま
たは、メモリセルアレイ60を複数に区分した各ブロッ
ク内のDRAMセル10…の各第1の制御端子CP1を
第1の制御信号供給線61に共通に接続すると共に各第
2の制御端子CP2を第2の制御信号供給線62に共通
に接続している。さらに、前記メモリセルアレイ60と
同一チップ上に制御信号発生回路63が設けられている
。この制御信号発生回路63は、図2を参照して前述し
たように基準電位Vssと電源電位Vccより高い所定
電位との間でパルス状に変化する第1の制御信号φpa
および第2の制御信号φpbを発生し、上記第1の制御
信号供給線61および第2の制御信号供給線62に供給
する。 なお、リフレッシュ電流供給用の第2の制御信号φpb
および/または昇圧用の第1の制御信号φpaをチップ
外部から端子(図示せず)を介して供給してもよい。ま
た、上記区分の仕方は、例えば複数のカラムを単位とす
る、あるいは、メモリセルアレイ60が複数に分割され
たサブアレイを単位とするなど、任意に選定してよい。
【0025】上記DRAMによれば、セル自身がリフレ
ッシュ電流供給機能を有し、電荷転送用トランジスタを
開いて読み出し/書込みノード側からリフレッシュ操作
を行う必要がないDRAMセル10…のアレイ61を使
用しているので、リフレッシュ期間におけるビット線側
におけるデータ処理の制約が緩和され、メモリセルアレ
イ内の全てあるいは任意に選定し得る比較的多数のセル
を同時にリフレッシュすることができる。
ッシュ電流供給機能を有し、電荷転送用トランジスタを
開いて読み出し/書込みノード側からリフレッシュ操作
を行う必要がないDRAMセル10…のアレイ61を使
用しているので、リフレッシュ期間におけるビット線側
におけるデータ処理の制約が緩和され、メモリセルアレ
イ内の全てあるいは任意に選定し得る比較的多数のセル
を同時にリフレッシュすることができる。
【0026】
【発明の効果】上述したように本発明によれば、セル自
身にリフレッシュ電流供給機能を有し、電荷転送用トラ
ンジスタを開いて読み出し/書込みノード側からリフレ
ッシュ操作を行う必要がなくなり、リフレッシュ期間に
おける読み出し/書込みノード側のデータ処理の制約が
緩和され、メモリセルアレイを形成した場合に同一カラ
ムのビット線に共通に接続されているセルを同時にリフ
レッシュすることが可能になるダイナミック型メモリセ
ルを実現できる。
身にリフレッシュ電流供給機能を有し、電荷転送用トラ
ンジスタを開いて読み出し/書込みノード側からリフレ
ッシュ操作を行う必要がなくなり、リフレッシュ期間に
おける読み出し/書込みノード側のデータ処理の制約が
緩和され、メモリセルアレイを形成した場合に同一カラ
ムのビット線に共通に接続されているセルを同時にリフ
レッシュすることが可能になるダイナミック型メモリセ
ルを実現できる。
【0027】また、本発明は、メモリセルアレイ内の全
てあるいは任意に選定し得る比較的多数のセルを同時に
リフレッシュすることが可能になるダイナミック型メモ
リを実現できる。
てあるいは任意に選定し得る比較的多数のセルを同時に
リフレッシュすることが可能になるダイナミック型メモ
リを実現できる。
【図1】本発明のDRAMセルの第1実施例を示す等価
回路図。
回路図。
【図2】図1のDRAMセルのリフレッシュ動作を示す
タイミング波形図。
タイミング波形図。
【図3】本発明のDRAMセルの第2実施例を示す等価
回路図。
回路図。
【図4】図3のDRAMセルの構造の一例を示す断面図
。
。
【図5】本発明のDRAMセルの第3実施例を示す等価
回路図。
回路図。
【図6】本発明のDRAMの一実施例の一部を示す回路
図。
図。
10…DRAMセル、Q1…第1のトランジスタ、Q2
、Q2´…第2のトランジスタ、Q3、Q3´…第3の
トランジスタ、BL、BL1、BL2…ビット線、WL
、WL1、WL2…ワード線、CP1…第1の制御端子
、CP2…第2の制御端子、Na …第1の記憶ノード
、Nb …第2の記憶ノード、Rb 、Rb ´…抵抗
素子、SW…スイッチ素子、60…メモリセルアレイ、
61…第1の制御信号供給線、62…第2の制御信号供
給線、63…制御信号発生回路。
、Q2´…第2のトランジスタ、Q3、Q3´…第3の
トランジスタ、BL、BL1、BL2…ビット線、WL
、WL1、WL2…ワード線、CP1…第1の制御端子
、CP2…第2の制御端子、Na …第1の記憶ノード
、Nb …第2の記憶ノード、Rb 、Rb ´…抵抗
素子、SW…スイッチ素子、60…メモリセルアレイ、
61…第1の制御信号供給線、62…第2の制御信号供
給線、63…制御信号発生回路。
Claims (12)
- 【請求項1】 読み出し/書込みノードにドレイン・
ソース端子の一端側が接続され、転送ゲート制御線にゲ
ートが接続された電荷転送用の第1のMOSトランジス
タと、この第1のMOSトランジスタの他端側の第1の
記憶ノードにゲートが接続され、ゲート容量が情報記憶
用のキャパシタとなり、一端側が第1の制御端子に接続
された第2のMOSトランジスタと、一端側が第2の制
御端子に接続され、他端側が前記第1の記憶ノードに接
続されたリフレッシュ電流供給用の第3のMOSトラン
ジスタと、この第3のMOSトランジスタのゲートと前
記第2のMOSトランジスタの他端側の第2の記憶ノー
ドとの間に接続された抵抗素子またはスイッチ素子とを
具備することを特徴とするダイナミック型メモリセル。 - 【請求項2】 請求項1記載のダイナミック型メモリ
セルにおいて、前記第2のMOSトランジスタおよび第
3のMOSトランジスタが薄膜トランジスタにより形成
されていることを特徴とするダイナミック型メモリセル
。 - 【請求項3】 請求項2記載のダイナミック型メモリ
セルにおいて、前記第2のトランジスタおよび第3のト
ランジスタは積層されて形成されていることを特徴とす
るダイナミック型メモリセル。 - 【請求項4】 請求項3記載のダイナミック型メモリ
セルにおいて、前記第1のMOSトランジスタの他端側
の電荷蓄積ノードにコンタクトするように導電膜が形成
され、この導電膜上に積層されて形成された薄膜の一部
に前記第2のトランジスタの活性領域が形成され、上記
導電膜の一部に上記第2のトランジスタのゲート領域が
形成され、前記第2のトランジスタおよび第3のトラン
ジスタは前記第1のトランジスタの領域上に積層されて
形成されていることを特徴とするダイナミック型メモリ
セル。 - 【請求項5】 請求項2乃至4のいずれか1項に記載
のダイナミック型メモリセルにおいて、第2のMOSト
ランジスタの活性領域用の薄膜の一部に前記抵抗素子が
形成されていることを特徴とするダイナミック型メモリ
セル。 - 【請求項6】 請求項1乃至5のいずれか1項に記載
のダイナミック型メモリセルが行列状に配列されて形成
されたメモリセルアレイと、このメモリセルアレイの全
てのメモリセルまたはメモリセルアレイを複数に区分し
たブロック内のメモリセルの各第1の制御端子に共通に
接続された第1の制御信号供給線および各第2の制御端
子に共通に接続された第2の制御信号供給線とを具備す
ることを特徴とするダイナミック型メモリ。 - 【請求項7】 請求項6記載のダイナミック型メモリ
において、前記第1の制御信号供給線および第2の制御
信号供給線にそれぞれ制御信号を印加する制御信号印加
手段を具備することを特徴とするダイナミック型メモリ
。 - 【請求項8】 請求項7記載のダイナミック型メモリ
において、前記制御信号印加手段は、前記メモリセルア
レイと同一チップ上に設けられた制御信号発生回路であ
ることを特徴とするダイナミック型メモリ。 - 【請求項9】 請求項7記載のダイナミック型メモリ
において、前記制御信号印加手段は、チップ外部から前
記制御信号を印加するための端子を含むことを特徴とす
るダイナミック型メモリ。 - 【請求項10】 請求項8記載のダイナミック型メモ
リにおいて、前記制御信号発生回路は、前記ダイナミッ
ク型メモリセルのリフレッシュに際して、前記第2の制
御信号供給線の電位および第1の制御信号供給線の電位
を順次立ち上げた後に上記第1の制御信号供給線の電位
および第2の制御信号供給線の電位を順次立ち下げるた
めの制御信号を供給することを特徴とするダイナミック
型メモリ。 - 【請求項11】 請求項10記載のダイナミック型メ
モリにおいて、前記制御信号発生回路は、前記制御信号
を基準電位と電源電位より高い所定電位との間でパルス
状態に変化させることを特徴とするダイナミック型メモ
リ。 - 【請求項12】 請求項7乃至11のいずれか1項に
記載のダイナミック型メモリにおいて、前記制御信号印
加手段は、前記ダイナミック型メモリセルの読み出し/
書込みに際して、前記第1の制御信号供給線の電位およ
び第2の制御信号供給線の電位をそれぞれ基準電位に設
定することを特徴とするダイナミック型メモリ。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3113521A JP2509764B2 (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | ダイナミック型メモリセルおよびダイナミック型メモリ |
US07/882,867 US5262988A (en) | 1991-05-17 | 1992-05-14 | Dynamic memory cell and dynamic memory |
KR1019920008112A KR950014250B1 (ko) | 1991-05-17 | 1992-05-14 | 다이내믹형 메모리 셀 및 다이내믹형 메모리 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3113521A JP2509764B2 (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | ダイナミック型メモリセルおよびダイナミック型メモリ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04341995A true JPH04341995A (ja) | 1992-11-27 |
JP2509764B2 JP2509764B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=14614453
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3113521A Expired - Fee Related JP2509764B2 (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | ダイナミック型メモリセルおよびダイナミック型メモリ |
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Country | Link |
---|---|
US (1) | US5262988A (ja) |
JP (1) | JP2509764B2 (ja) |
KR (1) | KR950014250B1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020047936A (ja) * | 2013-06-26 | 2020-03-26 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5640114A (en) * | 1995-12-27 | 1997-06-17 | Vlsi Technology, Inc. | Versatile select and hold scan flip-flop |
US5748547A (en) * | 1996-05-24 | 1998-05-05 | Shau; Jeng-Jye | High performance semiconductor memory devices having multiple dimension bit lines |
US5808932A (en) * | 1996-12-23 | 1998-09-15 | Lsi Logic Corporation | Memory system which enables storage and retrieval of more than two states in a memory cell |
KR100253305B1 (ko) * | 1997-08-05 | 2000-04-15 | 김영환 | 긴 리프레쉬간격을 갖는 메모리셀 제어방법 |
US5943270A (en) * | 1997-11-26 | 1999-08-24 | Intel Corporation | Two-transistor DRAM cell for logic process technology |
US5995433A (en) * | 1998-05-22 | 1999-11-30 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Three-transistor type DRAM with a refresh circuit |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3876993A (en) * | 1974-03-25 | 1975-04-08 | Texas Instruments Inc | Random access memory cell |
US4030083A (en) * | 1975-04-04 | 1977-06-14 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Self-refreshed capacitor memory cell |
US4352997A (en) * | 1977-05-31 | 1982-10-05 | Texas Instruments Incorporated | Static MOS memory cell using inverted N-channel field-effect transistor |
US4161791A (en) * | 1978-08-28 | 1979-07-17 | Electronic Memories & Magnetics Corporation | Automatic refresh memory cell |
US4247919A (en) * | 1979-06-15 | 1981-01-27 | Texas Instruments Incorporated | Low power quasi-static storage cell |
-
1991
- 1991-05-17 JP JP3113521A patent/JP2509764B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-05-14 US US07/882,867 patent/US5262988A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-05-14 KR KR1019920008112A patent/KR950014250B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020047936A (ja) * | 2013-06-26 | 2020-03-26 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR950014250B1 (ko) | 1995-11-23 |
JP2509764B2 (ja) | 1996-06-26 |
US5262988A (en) | 1993-11-16 |
KR920022296A (ko) | 1992-12-19 |
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---|---|---|---|
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