JPH1186549A - Dynamic RAM - Google Patents
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- JPH1186549A JPH1186549A JP9251386A JP25138697A JPH1186549A JP H1186549 A JPH1186549 A JP H1186549A JP 9251386 A JP9251386 A JP 9251386A JP 25138697 A JP25138697 A JP 25138697A JP H1186549 A JPH1186549 A JP H1186549A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 メモリセルの情報保持特性の改善と高速動作
を実現したダイナミック型RAMを提供する。
【解決手段】 BSG方式のダイナミック型RAMにお
いて、プリチャージ電圧より低く、ブーステッドグラン
ドレベルにより高い内部電圧を形成しておき、ワード線
の選択状態の前期間においてはセンスアンプのロウレベ
ル側の動作電圧として内部電圧を用い、上記ワード線が
非選択状態にされる直前において上記内部電圧を上記ブ
ーステッドグランドレベルに切り替えてビット線のロウ
レベルを上記ブーステッドグランドレベルに設定し、カ
ラムスイッチ部にダイレクトセンスアンプを設ける。
(57) [Problem] To provide a dynamic RAM in which the information retention characteristics of memory cells are improved and high-speed operation is realized. In a dynamic RAM of the BSG system, an internal voltage lower than a precharge voltage and higher than a boosted ground level is formed, and an operating voltage on a low level side of a sense amplifier in a period before a word line is selected. Immediately before the word line is deselected, the internal voltage is switched to the boosted ground level to set the low level of the bit line to the boosted ground level, and the direct sense is applied to the column switch section. Provide an amplifier.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、ダイナミック型
RAM(ランダム・アクセス・メモリ)に関し、特にブ
ーステッドセンスグランド(BSG)方式のセンスアン
プを用いるものに利用して有効な技術に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dynamic RAM (random access memory), and more particularly to a technology effective when used in a sense amplifier using a boosted sense ground (BSG) system.
【0002】[0002]
【従来の技術】MOSFETは、その微細化されるにつ
れて耐圧が低下する。このため、微細化されたMOSF
ETにより構成された回路では、動作電圧を低くするこ
とが必要である。この場合、ゲートに供給されるゲート
電圧も低くなるために、低くされたゲート電圧でも所望
の電流が流れるようしきい電圧を低くすることが必要と
される。しかしながら、しきい電圧を低く設定すると、
ゲートとソース間の電圧を等しくしてオフ状態にさせた
ときに流れるリーク電流(以下、サブスレッショルドリ
ーク電流という)が指数関数的に増加してしまう。2. Description of the Related Art The breakdown voltage of a MOSFET decreases as it is miniaturized. For this reason, the miniaturized MOSF
In the circuit constituted by ET, it is necessary to lower the operating voltage. In this case, since the gate voltage supplied to the gate also becomes low, it is necessary to lower the threshold voltage so that a desired current flows even with the lowered gate voltage. However, if the threshold voltage is set low,
A leak current (hereinafter referred to as a sub-threshold leak current) flowing when the gate and the source are turned off by equalizing the voltage between the gate and the source increases exponentially.
【0003】ダイナミック型メモリセルにおいて、ワー
ド線が非選択のメモリセルにおいては、上記のようなサ
ブスレッショルドリーク電流によってハイレベルを保持
している情報記憶キャパシタの保持時間が短くなり、リ
フレッシュ周期を短くする必要があり、それが全体の消
費電流を増大させてしまう。このようなリーク電流を低
減させる方法として、ブーステッドセンスグランド(B
SG)方式がある。この方式では、上記センスアンプの
ロウレベル出力を0.5V程度の昇圧グランドレベルと
して、ビット線に伝えるようにするものである。この構
成では、メモリセルのアドレス選択MOSFETのゲー
ト,ソース間に上記昇圧グランドレベル分だけ逆バイア
ス電圧がかかるために、サブスレッショルドリーク電流
を低減させることができる。上記BSG方式では、セン
スアンプのロウレベルが持ち上げられる結果、キャパシ
タに記憶させる記憶電荷量が減少してしまう。そこで、
ワード線を非選択にする前にセンスアンプのロウレベル
を接地電位まで低くして、センスアンプを2段階増幅さ
せて信号レベルを確保するようにしたものが特開平7−
85662号公報により提案されている。In a dynamic memory cell, in a memory cell in which a word line is not selected, the holding time of an information storage capacitor holding a high level due to the above-described subthreshold leak current is shortened, and the refresh cycle is shortened. And that increases the overall current consumption. As a method of reducing such a leak current, a boosted sense ground (B
SG) method. In this method, the low level output of the sense amplifier is transmitted to the bit line as a boosted ground level of about 0.5V. In this configuration, since a reverse bias voltage is applied between the gate and the source of the address selection MOSFET of the memory cell by the boosted ground level, the sub-threshold leakage current can be reduced. In the BSG method, the low level of the sense amplifier is raised, so that the amount of charge stored in the capacitor decreases. Therefore,
Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 7 (1996) -1995 discloses a method in which the low level of the sense amplifier is lowered to the ground potential before the word line is deselected, and the sense amplifier is amplified in two stages to secure the signal level.
85662.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記のようにビット線
を接地電位のようなロウレベルにすると、ワード線が非
選択のメモリセルではアドレス選択MOSFETのゲー
トとソース間が一時的に同電位となって比較的大きなサ
ブスレッショルドリーク電流が流れてしまい、記憶キャ
パシタに保持されているハイレベルを低下させてしま
う。つまり、選択メモリセルにおいて記憶情報量を大き
くしようとしことが、非選択メモリセルにおいてはサブ
スレッショルドリーク電流を増加させてしまうという悪
影響をもらたす結果となるものである。そこで、本願発
明者等は、上記のようなセンスアンプの2段階センス動
作を利用することによって、記憶キャパシタの情報保持
特性を改善しつつ、読み出し動作を高速化したダイナミ
ック型RAMを考えた。When the bit line is set to the low level such as the ground potential as described above, the potential between the gate and the source of the address selection MOSFET is temporarily set to the same potential in the memory cell where the word line is not selected. As a result, a relatively large sub-threshold leak current flows, and the high level held in the storage capacitor is reduced. That is, an attempt to increase the amount of stored information in the selected memory cell has the adverse effect of increasing the sub-threshold leakage current in the non-selected memory cell. Therefore, the present inventors have considered a dynamic RAM in which the reading operation is sped up while improving the information holding characteristics of the storage capacitor by utilizing the two-stage sensing operation of the sense amplifier as described above.
【0005】この発明の目的は、メモリセルの情報保持
特性の改善と高速動作を実現したダイナミック型RAM
を提供することにある。この発明の前記ならびにそのほ
かの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図
面から明らかになるであろう。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a dynamic RAM capable of improving the information retention characteristics of a memory cell and realizing high-speed operation.
Is to provide. The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、BSG方式のダイナミック
型RAMにおいて、プリチャージ電圧より低く、ブース
テッドグランドレベルにより高い内部電圧を形成してお
き、ワード線の選択状態の前期間においてはセンスアン
プのロウレベル側の動作電圧として内部電圧を用い、上
記ワード線が非選択状態にされる直前において上記内部
電圧を上記ブーステッドグランドレベルに切り替えてビ
ット線のロウレベルを上記ブーステッドグランドレベル
に設定し、カラムスイッチ部にダイレクトセンスアンプ
を設ける。The following is a brief description of an outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application. That is, in the dynamic RAM of the BSG system, an internal voltage lower than the precharge voltage and higher than the boosted ground level is formed, and in the period before the word line is selected, the internal voltage is set as the low-level operating voltage of the sense amplifier. Immediately before the word line is deselected, the internal voltage is switched to the boosted ground level to set the low level of the bit line to the boosted ground level, and a direct sense amplifier is connected to the column switch section. Provide.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】図1には、この発明を説明するた
めの概念図が示されている。図1(A)には、選択メモ
リセルと非選択メモリセルが示され、図1(B)にはア
ドレス選択MOSFETでのサブスレッショルドリーク
電流Ioff の特性図が示されている。上記のようにワー
ド線が選択されたメモリセルにおいて、ビット線の電位
をセンスアンプの増幅信号に従ってブーステッドグラン
ドレベルに対応したロウレベルにすると、選択されたメ
モリセルにはかかるロウレベルのリライト動作が行われ
るものである。しかし、その間においてワード線が非選
択レベルとされたメモリセルでは、アドレス選択用MO
SFETのゲートとソースが上記ブーステッドセンスレ
ベルVBSG2に対応した比較的小さな電圧でしか逆バ
イアスされないために、図1(B)の動作点Bのように
サブスレッショルドリーク電流Ioff が比較的大きくさ
れ、キャパシタのハイデータを失わせるように作用して
しまう。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining the present invention. FIG. 1A shows a selected memory cell and an unselected memory cell, and FIG. 1B shows a characteristic diagram of a subthreshold leak current Ioff in an address selection MOSFET. When the potential of the bit line is set to the low level corresponding to the boosted ground level in accordance with the amplified signal of the sense amplifier in the memory cell in which the word line is selected as described above, the low-level rewrite operation is performed on the selected memory cell. It is something to be done. However, in the memory cells in which the word line is at the non-selection level during that time, the address selection MO is not used.
Since the gate and the source of the SFET are reverse-biased only at a relatively small voltage corresponding to the boosted sense level VBSG2, the sub-threshold leakage current Ioff is relatively increased as shown at the operating point B in FIG. It acts to lose the high data of the capacitor.
【0008】そこで、本願発明ではセンスアンプに2段
階増幅を行わせる。つまり、センスアンプのロウレベル
側の動作電圧をビット線のハーフプリチャージ電圧によ
り低く、上記ブーステッドセンスレベルVBSG2によ
りも大きな所定の電圧VBSG1を用い、ワード線が選
択状態にされたときには係る電圧VBSG1によりセン
スアンプの増幅動作を行わせる。このようにすれば、図
1(B)の動作点Aのようにサブスレッショルドリーク
電流Ioff が指数関数(Log)的に減少して非選択メモ
リセルのデータ保持特性を大幅に改善させることができ
る。しかしながら、このままでは上記両電圧差分VBS
G1−VBSG2だけロウレベル側の信号電荷量が減少
してしまうので、上記選択ワード線を非選択にする直前
に上記センスアンプのロウレベル側の動作電圧をVBS
G1から本来のブーステッドセンスレベルVBSG2に
戻して、記憶キャパシタに書き込まれるロウレベルの大
きくする。このとき、ビット線の電位がVBSG1から
VBSG2への変化し、ワード線とのカップリングによ
って非選択ワード線をVSSより低い電位(負電位)に
することができるので、非選択メモリセルのデータ保持
特性を良くする方向に作用させるものとなる。Therefore, in the present invention, the sense amplifier performs two-stage amplification. In other words, the operating voltage on the low level side of the sense amplifier is lowered by the half precharge voltage of the bit line, a predetermined voltage VBSG1 larger than the boosted sense level VBSG2 is used, and when the word line is selected, the voltage VBSG1 is used. The sense amplifier performs an amplifying operation. By doing so, the sub-threshold leak current Ioff decreases exponentially (Log) like the operating point A in FIG. 1B, and the data retention characteristics of the unselected memory cells can be greatly improved. . However, in this state, the voltage difference VBS
Since the signal charge amount on the low level side decreases by G1−VBSG2, the operating voltage on the low level side of the sense amplifier is changed to VBS just before the selected word line is deselected.
Returning from G1 to the original boosted sense level VBSG2, the low level written to the storage capacitor is increased. At this time, the potential of the bit line changes from VBSG1 to VBSG2, and the unselected word line can be set to a potential lower than VSS (negative potential) by coupling with the word line. It acts in a direction to improve the characteristics.
【0009】上記のようにワード線が選択状態にされた
直後では、上記センスアンプのロウレベル側の信号レベ
ルが電圧VBSG1に対応して小さくなってしまい、読
み出し動作そのものが遅くなってしまう。そこで、本願
発明では、次に説明するようなダイレクトセンスアンプ
を付加し、上記ダイナミック型メモリセルの読み出し動
作を高速化するものである。Immediately after the word line is set to the selected state as described above, the signal level on the low level side of the sense amplifier is reduced corresponding to the voltage VBSG1, and the read operation itself is delayed. Therefore, in the present invention, a direct sense amplifier as described below is added to speed up the read operation of the dynamic memory cell.
【0010】図2には、この発明に係るダイナミック型
RAMにおけるセンスアンプ及び書き込み回路と読み出
し増幅回路(ダイレクトセンスアンプ)の一実施例の回
路図が示されている。同図において、Pチャンネル型M
OSFETは、そのチャンネル部分に矢印を付しことに
よって、Nチャンネル型MOSFETと区別されるもの
である。このことは、他の回路図においても同様であ
る。FIG. 2 is a circuit diagram showing one embodiment of a sense amplifier, a write circuit, and a read amplifier circuit (direct sense amplifier) in a dynamic RAM according to the present invention. In the figure, a P-channel type M
OSFETs are distinguished from N-channel MOSFETs by the addition of arrows to their channel portions. This is the same in other circuit diagrams.
【0011】一対の相補ビット線BLと/BLは、同図
に示すように平行に配置され、ビット線の容量バランス
等をとるために必要に応じて適宜に交差させられる。か
かる相補ビット線BLと/BLは、センスアンプの入出
力ノードと接続される。センスアンプは、ゲートとドレ
インとが交差接続されてラッチ形態にされたNチャンネ
ル型MOSFETQ5,Q6及びPチャンネル型MOS
FETQ7,Q8から構成される。Nチャンネル型MO
SFETQ5とQ6のソースは、コモンソース線CSN
に接続される。Pチャンネル型MOSFETQ7とQ8
のソースは、コモンソース線CSPに接続される。コモ
ンソース線CSPに同図では省略されているが、Pチャ
ンネル型MOSFETのパワースイッチMOSFETが
設けられて、内部電圧発生回路で形成された内部降圧電
圧VDLが供給される。Nチャンネル型MOSFETQ
5とQ6に対応したコモンソース線CSNにも、図示し
ないNチャンネル型MOSFETが設けられて、内部電
圧発生回路で形成された2段階の動作電圧VBSG1と
VBSG2が供給される。これらの各電圧を供給するス
イッチMOSFETは、2段階センス制御回路に含まれ
るものである。A pair of complementary bit lines BL and / BL are arranged in parallel as shown in FIG. 1 and are appropriately crossed as necessary to balance the bit line capacitance. These complementary bit lines BL and / BL are connected to an input / output node of a sense amplifier. The sense amplifier includes N-channel type MOSFETs Q5 and Q6 and a P-channel type MOS in which a gate and a drain are cross-connected and latched.
It comprises FETs Q7 and Q8. N-channel MO
The sources of the SFETs Q5 and Q6 are connected to a common source line CSN.
Connected to. P-channel MOSFETs Q7 and Q8
Are connected to a common source line CSP. Although not shown in the figure, a power switch MOSFET of a P-channel type MOSFET is provided for the common source line CSP, and an internal step-down voltage VDL formed by an internal voltage generating circuit is supplied. N-channel type MOSFETQ
An N-channel MOSFET (not shown) is also provided on the common source line CSN corresponding to 5 and Q6, and two-stage operating voltages VBSG1 and VBSG2 formed by the internal voltage generating circuit are supplied. The switch MOSFET that supplies these voltages is included in the two-stage sense control circuit.
【0012】図示しないが、上記センスアンプの入出力
ノードには、相補ビット線を短絡させるMOSFET
と、相補ビット線にハーフプリチャージ電圧を供給する
スイッチMOSFETからなるプリチャージ回路が設け
られる。これらのMOSFETのゲートは、共通にプリ
チャージ信号が供給され、ワード線が非選択状態にされ
るとオン状態となってビット線BLと/BLをプリチャ
ージ電圧に設定するものである。Although not shown, a MOSFET for short-circuiting the complementary bit line is provided at the input / output node of the sense amplifier.
And a precharge circuit comprising a switch MOSFET for supplying a half precharge voltage to the complementary bit line. The gates of these MOSFETs are supplied with a precharge signal in common, and are turned on when the word line is deselected to set the bit lines BL and / BL to a precharge voltage.
【0013】この実施例では、上記センスアンプの2段
階センス動作による信号レベルの低下を実質的に補償し
て読み出し動作の高速化のために、ダイレクトセンスア
ンプが設けられる。ダイレクトセンスアンプは、相補ビ
ット線BLと/BLの電圧を受ける増幅MOSFETQ
12,Q13と、上記増幅MOSFETQ12,Q13
のドレインと読み出し専用線/RIOとRIOとの間に
設けられ、カラム選択線YSにゲートが接続された選択
スイッチMOSFETQ32とQ33により構成され
る。上記増幅MOSFETQ12とQ13は、そのソー
スに接地電位VSSが与えられている。上記読み出し専
用線/RIO,RIOには、特に制限されないが、動作
電圧VDLにプリチャージさせるプリチャージ回路が設
けられ、上記増幅MOSFETQ12とQ13のちハイ
レベルに対応された読み出し専用線/RIO又はRIO
の一方が大きくロウレベルに引き抜かれて、かかる増幅
信号が図示しないメインアンプの入力に伝えられる。In this embodiment, a direct sense amplifier is provided for substantially compensating for a decrease in signal level due to the two-stage sensing operation of the sense amplifier and speeding up the reading operation. The direct sense amplifier includes an amplifying MOSFET Q receiving voltages of complementary bit lines BL and / BL.
12, Q13 and the amplification MOSFETs Q12, Q13
, And select switches MOSFETs Q32 and Q33 each having a gate connected to a column select line YS. The amplifying MOSFETs Q12 and Q13 have their sources supplied with the ground potential VSS. Although not particularly limited, the read-only lines / RIO and RIO are provided with a precharge circuit for precharging to the operating voltage VDL, and the read-only lines / RIO or RIO corresponding to the high level after the amplification MOSFETs Q12 and Q13.
Is largely pulled down to a low level, and the amplified signal is transmitted to an input of a main amplifier (not shown).
【0014】センスアンプの増幅信号が上記のようなハ
イレベル(VDL)とロウレベル(VBSG1)のよう
な比較的小さな信号振幅であっても、このようなダイレ
クトセンスアンプの挿入により、それを増幅することが
できること及びダイレクトセンスアンプは高入力インピ
ーダンスであり、その動作がビット線BLと/BLに電
位変化を生じさせないためにセンスアンプの増幅動作に
悪影響を与えないのでY系の選択動作を可能な限りに先
行して行うようにしてメインアンプに読み出し信号を伝
えるようにすることが可能となって読み出し時間の高速
化を図ることができる。Even if the amplified signal of the sense amplifier has a relatively small signal amplitude such as the high level (VDL) and the low level (VBSG1) as described above, it is amplified by inserting such a direct sense amplifier. And the direct sense amplifier has a high input impedance, and its operation does not cause a potential change on the bit lines BL and / BL, so that it does not adversely affect the amplification operation of the sense amplifier. It is possible to transmit the read signal to the main amplifier by performing the read operation as far as possible, so that the read time can be shortened.
【0015】上記のように読み出し専用線/RIOとR
IOが設けられることに対応して、書き込み専用線WI
Oと/WIOが設けられる。この書き込み専用線WIO
と/WIOから伝えらる書き込み信号のハイレベルとロ
ウレベルを、上記VDLとVBSG2に合わせるため
に、図示しないライトバッファでは、上記電圧VDLと
VBSG2より動作するようにされる。これにより、上
記書き込み専用線WIOと/WIOには上記VDLに対
応したハイレベルとVBSG2に対応したロウレベルの
書き込み信号が伝えられる。つまり、上記書き込み専用
線WIOと/WIOは、書き込みパルスWPによりオン
状態にされるスイッチMOSFETQ17とQ18と、
カラム選択線YSに伝えられるカラム選択線によりスイ
ッチ制御されるカラム選択MOSFETQ15とQ16
を通してビット線BLと/BLに接続される。これによ
り、ビット線BLと/BLの電位が上記読み出し専用線
/RIOとRIOの信号に対応して変化し、選択された
メモリセルに書き込まれる。As described above, the read-only lines / RIO and R
In response to the provision of the IO, the write-only line WI
O and / WIO are provided. This write-only line WIO
In order to adjust the high level and the low level of the write signal transmitted from / WIO to VDL and VBSG2, a write buffer (not shown) is operated from the voltages VDL and VBSG2. As a result, a high-level write signal corresponding to the VDL and a low-level write signal corresponding to VBSG2 are transmitted to the write-only lines WIO and / WIO. That is, the write-only lines WIO and / WIO are connected to the switch MOSFETs Q17 and Q18 which are turned on by the write pulse WP,
Column selection MOSFETs Q15 and Q16 switch-controlled by the column selection line transmitted to the column selection line YS
To the bit lines BL and / BL. As a result, the potentials of the bit lines BL and / BL change according to the signals of the read-only lines / RIO and RIO, and are written to the selected memory cell.
【0016】図3には、この発明に係るダイナミック型
RAMの読み出し動作を説明するための概略タイミング
図が示されている。同図においては、この発明に直接関
係するワード線WL、上記センスアンプにVDLに対応
した動作電圧と、上記VBSG1とVBSG2からなる
2段階の動作電圧とをセンスアンプに供給するセンスア
ンプ制御信号SAP,SAN1,SAN2及び相補ビッ
ト線BL,/BLが代表として例示的に示されている。
図示しないロウアドレスストローブ信号のロウレベルに
より、ロウ(RAS系)のアドレス選択動作が開始され
る。つまり、上記ロウアドレスストローブ信号のロウレ
ベルへの変化に対応してロウ系のアドレス信号の取り込
みが行われ、デコーダにより取り込まれたアドレス信号
の解読がなされる。これと並行して、プリチャージ動作
が終了されて相補ビット線BL,/BLがハイインピー
ダンス状態でプリチャージレベルを保持する。FIG. 3 is a schematic timing chart for explaining a read operation of the dynamic RAM according to the present invention. In the figure, a sense amplifier control signal SAP for supplying a word line WL directly related to the present invention, an operating voltage corresponding to VDL to the sense amplifier, and a two-stage operating voltage VBSG1 and VBSG2 to the sense amplifier. , SAN1, SAN2 and complementary bit lines BL, / BL are exemplarily shown as representatives.
A row (RAS) address selecting operation is started by a low level of a row address strobe signal (not shown). That is, a row address signal is fetched in response to the change of the row address strobe signal to a low level, and the address signal fetched by the decoder is decoded. At the same time, the precharge operation is completed and the complementary bit lines BL and / BL maintain the precharge level in a high impedance state.
【0017】上記デコード結果により、ワード線WLが
昇圧されたハイレベルVCHの選択レベルにされる。こ
の選択レベルVCHは、上記内部電圧VDLに対してメ
モリセルのアドレス選択MOSFETの実効的なしきい
値電圧だけ高くされた昇圧電圧とされる。上記ワード線
WLの選択動作によって、上記相補ビット線BL,/B
Lのうち選択されたメモリセルが接続されビット線の電
位がメモリセルの記憶電荷に従って例えばハイレベルに
上昇する。このようにビット線にメモリセルの記憶電荷
に従った微小な電位変化が現れると、センスアンプの活
性化信号SAPがロウレベルに、SAN1がハイレベル
にされてセンスアンプの増幅動作が開始される。つま
り、センスアンプを構成するCMOSラッチには、VD
LとVBSG1が動作電圧として与えられる。これによ
り、センスアンプの入出力ノードと結合されたビット線
BL,/BLは上記メモリセルからの微小な読み出し電
圧に従ってVDLに対応したハイレベルとVBSG1に
対応したロウレベルに初期増幅される。Based on the result of the decoding, the word line WL is set to the selected level of the boosted high level VCH. The selection level VCH is a boosted voltage that is higher than the internal voltage VDL by an effective threshold voltage of the address selection MOSFET of the memory cell. By the operation of selecting the word line WL, the complementary bit lines BL, / B
The memory cell selected from L is connected, and the potential of the bit line rises to, for example, a high level according to the storage charge of the memory cell. As described above, when a minute potential change according to the storage charge of the memory cell appears on the bit line, the activation signal SAP of the sense amplifier is set to the low level and SAN1 is set to the high level, and the amplification operation of the sense amplifier is started. That is, VD is applied to the CMOS latch constituting the sense amplifier.
L and VBSG1 are provided as operating voltages. As a result, the bit lines BL and / BL coupled to the input / output nodes of the sense amplifier are initially amplified to a high level corresponding to VDL and a low level corresponding to VBSG1 according to a minute read voltage from the memory cell.
【0018】読み出し動作においては、図示しないカラ
ム系の選択動作により、選択ビット線が決まり、上記セ
ンスアンプにより増幅された相補ビット線BL,/BL
の電圧差がダイレクトセンスアンプによって更に増幅さ
れて前記読み出し専用線RIOと/RIOを通してメイ
ンアンプに伝えられ、データ出力回路を通して外部端子
から出力される。このようなダイレクトセンスアンプの
挿入によって、上記相補ビット線BLと/BLの電位差
がVDL−VBSG1のように比較的小さな電圧に制限
されていても、読み出し速度はそれに影響されずに高速
にできるものとなる。In the read operation, a selected bit line is determined by a column-based selecting operation (not shown), and the complementary bit lines BL, / BL amplified by the sense amplifier are read.
Is further amplified by the direct sense amplifier, transmitted to the main amplifier through the read-only lines RIO and / RIO, and output from an external terminal through a data output circuit. Even if the potential difference between the complementary bit lines BL and / BL is limited to a relatively small voltage like VDL-VBSG1 by inserting such a direct sense amplifier, the reading speed can be increased without being affected by the difference. Becomes
【0019】この状態では、ビット線BL又は/BLの
ロウレベル側の電位は、上記電圧VBSG1に対応した
比較的高い電圧に維持される。それ故、ワード線が接地
電位のような非選択レベルにされたメモリセルにおいて
は、アドレス選択MOSFETのゲートとソース間に
は、上記−VBSG1のような比較的大きな逆バイアス
電圧が印加されるので、図1(B)における動作点Aに
対応した微小なサブスレッショルドリーク電流Ioff し
か流れず、非選択のメモリセルのデータ保持特性を改善
させることができる。In this state, the low-level potential of bit line BL or / BL is maintained at a relatively high voltage corresponding to voltage VBSG1. Therefore, in a memory cell in which the word line is set to a non-selection level such as the ground potential, a relatively large reverse bias voltage such as -VBSG1 is applied between the gate and the source of the address selection MOSFET. Only a small sub-threshold leakage current Ioff corresponding to the operating point A in FIG. 1B flows, and the data retention characteristics of the unselected memory cells can be improved.
【0020】メモリセルのキャパシタに蓄積されるロウ
レベル側の記憶電荷を大きくするために、上記選択ワー
ド線が非選択状態に切り替えられる前に、センスアンプ
のロウレベル側の動作電圧が上記電圧VBSG1から本
来のブーステッドセンスグランドレベルに対応した電圧
VBSG2に切り替えられる。この結果、ビット線のロ
ウレベルも上記電圧VBSG2に変化し、本来の記憶電
荷量がメモリセルに書き込まれる。上記センスアンプの
ロウレベル側の動作電圧を電圧VBSG1からブーステ
ッドセンスグランドレベルに対応した電圧VBSG2に
切り替えるタイミングとして、特に制限されないが、ロ
ウアドレスストローブ信号がハイレベルに変化したこと
により、上記信号SAN1をハイレベルからロウレベル
に切り替え、信号SAN2をロウレベルからハイレベル
に変化させ、ワード線WLのロウレベルへの変化により
上記信号SAN2をハイレベルからロウレベルに変化さ
せるようにすればよい。Before the selected word line is switched to the non-selected state, the operating voltage on the low level side of the sense amplifier is changed from the voltage VBSG1 before the selected word line is switched to the non-selected state. Is switched to the voltage VBSG2 corresponding to the boosted sense ground level. As a result, the low level of the bit line also changes to the voltage VBSG2, and the original storage charge is written to the memory cell. The timing at which the low-level operation voltage of the sense amplifier is switched from the voltage VBSG1 to the voltage VBSG2 corresponding to the boosted sense ground level is not particularly limited, but the signal SAN1 is changed due to the change of the row address strobe signal to the high level. It is sufficient to switch from the high level to the low level, change the signal SAN2 from the low level to the high level, and change the signal SAN2 from the high level to the low level by changing the word line WL to the low level.
【0021】図示しないが、センスアンプの活性化信号
SAPとSAN2がそれぞれリセットされた後に、プリ
チャージ信号が発生されて相補ビット線BLと/BLを
短絡してプリチャージ動作を行わせる。これにより、相
補ビット線BLと/BLは、(VDL−VBSG2)/
2のようなハーフプリチャージ電圧に設定される。特に
制限されないが、上記センスアンプの共通ソース線CS
NとCSPも上記同様にプリチャージされる。Although not shown, after the activation signals SAP and SAN2 of the sense amplifier are respectively reset, a precharge signal is generated to short-circuit the complementary bit lines BL and / BL to perform a precharge operation. As a result, the complementary bit lines BL and / BL become (VDL-VBSG2) /
2 is set to a half precharge voltage. Although not particularly limited, the common source line CS of the sense amplifier
N and CSP are precharged in the same manner as described above.
【0022】図4には、この発明に係るダイナミック型
RAMの書き込み動作を説明するためのタイミング図が
示されている。同図においても、上記同様にこの発明に
直接関係するワード線WL、上記センスアンプにVDL
に対応した動作電圧と、上記VBSG1とVBSG2か
らなる2段階の動作電圧とをセンスアンプに供給するセ
ンスアンプ制御信号SAP,SAN1,SAN2及び相
補ビット線BL,/BLが代表として例示的に示されて
いる。上記と同様にロウアドレスストローブ信号ロウレ
ベルにより、ロウ系のアドレス信号の取り込みが行わ
れ、デコーダにより取り込まれたアドレス信号の解読が
なされる。これと並行して、プリチャージ動作が終了さ
れて相補ビット線BL,/BLがハイインピーダンス状
態でプリチャージレベルを保持する。FIG. 4 is a timing chart for explaining the write operation of the dynamic RAM according to the present invention. In the same figure, the word line WL directly related to the present invention and the sense amplifier
, And sense amplifier control signals SAP, SAN1, SAN2 and complementary bit lines BL, / BL, which supply the operating voltage corresponding to the above and the two-stage operating voltage consisting of VBSG1 and VBSG2 to the sense amplifier, are exemplarily shown as representatives. ing. Similarly to the above, the row address signal is taken in by the row level of the row address strobe signal, and the address signal taken in by the decoder is decoded. At the same time, the precharge operation is completed and the complementary bit lines BL and / BL maintain the precharge level in a high impedance state.
【0023】上記デコード結果により、ワード線WLが
昇圧されたハイレベルVCHの選択レベルにされる。こ
の選択レベルVCHは、上記内部電圧VDLに対してメ
モリセルのアドレス選択MOSFETの実効的なしきい
値電圧だけ高くされた昇圧電圧とされる。上記ワード線
WLの選択動作によって、上記相補ビット線BL,/B
Lのうち選択されたメモリセルが接続されビット線の電
位がメモリセルの記憶電荷に従って例えばハイレベルに
上昇する。このようにビット線にメモリセルの記憶電荷
に従った微小な電位変化が現れると、センスアンプの活
性化信号SAPがロウレベルに、SAN1がハイレベル
にされてセンスアンプの増幅動作が開始される。Based on the result of the decoding, the word line WL is set to the selected level of the boosted high level VCH. The selection level VCH is a boosted voltage that is higher than the internal voltage VDL by an effective threshold voltage of the address selection MOSFET of the memory cell. By the operation of selecting the word line WL, the complementary bit lines BL, / B
The memory cell selected from L is connected, and the potential of the bit line rises to, for example, a high level according to the storage charge of the memory cell. As described above, when a minute potential change according to the storage charge of the memory cell appears on the bit line, the activation signal SAP of the sense amplifier is set to the low level and SAN1 is set to the high level, and the amplification operation of the sense amplifier is started.
【0024】上記センスアンプを構成するCMOSラッ
チには、VDLとVBSG1が動作電圧として与えられ
る。これにより、センスアンプの入出力ノードと結合さ
れたビット線BL,/BLは上記メモリセルからの微小
な読み出し電圧に従ってVDLに対応したハイレベルと
VBSG1に対応したロウレベルに初期増幅される。カ
ラムアドレスストローブ信号がロウレベルに変化するタ
イミングで、ライトイネーブル信号がロウレベルである
と書き込み動作と判定されて、カラム系の選択動作によ
り選択メモリセルに対応したビット線BL,BLに対し
て書込信号が伝えられる。このセンスアンプは、上記書
き込み信号に対応してビット線BL,BLの電位を決定
する。VDL and VBSG1 are supplied as operating voltages to the CMOS latch constituting the sense amplifier. As a result, the bit lines BL and / BL coupled to the input / output nodes of the sense amplifier are initially amplified to a high level corresponding to VDL and a low level corresponding to VBSG1 according to a minute read voltage from the memory cell. At the timing when the column address strobe signal changes to low level, if the write enable signal is at low level, it is determined that the write operation is performed, and the write operation is performed on the bit lines BL, BL corresponding to the selected memory cell by the column-related selection operation. Is conveyed. This sense amplifier determines the potential of the bit lines BL, BL according to the write signal.
【0025】この状態では、上記読み出し動作と同様に
ビット線BL又は/BLのうちのロウレベル側の電位
は、上記のような書き込み動作に対しても電圧VBSG
1に対応した比較的高い電圧に維持される。それ故、ワ
ード線が接地電位のような非選択レベルにされたメモリ
セルにおいては、アドレス選択MOSFETのゲートと
ソース間には、上記−VBSG1のような比較的大きな
逆バイアス電圧が印加されるので、図1(B)における
動作点Aに対応した微小なサブスレッショルドリーク電
流Ioff しか流れず、非選択のメモリセルのデータ保持
特性を改善させることができる。In this state, the low-level potential of the bit line BL or / BL remains at the voltage VBSG even for the above-described write operation, as in the above-described read operation.
1 is maintained at a relatively high voltage. Therefore, in a memory cell in which the word line is set to a non-selection level such as the ground potential, a relatively large reverse bias voltage such as -VBSG1 is applied between the gate and the source of the address selection MOSFET. Only a small sub-threshold leakage current Ioff corresponding to the operating point A in FIG. 1B flows, and the data retention characteristics of the unselected memory cells can be improved.
【0026】メモリセルのキャパシタに書き込まれるロ
ウレベル側の記憶電荷を大きくするために、上記選択ワ
ード線が非選択状態に切り替えられる前に、センスアン
プのロウレベル側の動作電圧が上記電圧VBSG1から
本来のブーステッドセンスグランドレベルに対応した電
圧VBSG2に切り替えられる。この結果、ビット線の
ロウレベルも上記電圧VBSG2に変化し、本来の書き
込み電荷量がメモリセルに書き込まれる。上記センスア
ンプのロウレベル側の動作電圧を電圧VBSG1からブ
ーステッドセンスグランドレベルに対応した電圧VBS
G2に切り替えるタイミングとして、上記同様にロウア
ドレスストローブ信号がハイレベルに変化したことによ
り、上記信号SAN1をハイレベルからロウレベルに切
り替え、信号SAN2をロウレベルからハイレベルに変
化させ、ワード線WLのロウレベルへの変化により上記
信号SAN2をハイレベルからロウレベルに変化させる
ようにすればよい。Before the selected word line is switched to the non-selected state, the operating voltage on the low level side of the sense amplifier is changed from the voltage VBSG1 to the original level in order to increase the low-level storage charge written in the capacitor of the memory cell. The voltage is switched to the voltage VBSG2 corresponding to the boosted sense ground level. As a result, the low level of the bit line also changes to the voltage VBSG2, and the original write charge is written to the memory cell. The operating voltage on the low level side of the sense amplifier is changed from the voltage VBSG1 to the voltage VBS corresponding to the boosted sense ground level.
As the timing for switching to G2, the signal SAN1 is switched from high to low level by changing the row address strobe signal to high level as described above, the signal SAN2 is changed from low to high level, and the word line WL is changed to low level. , The signal SAN2 may be changed from the high level to the low level.
【0027】図示しないが、センスアンプの活性化信号
SAPとSAN2がそれぞれリセットされた後に、プリ
チャージ信号が発生されて相補ビット線BLと/BLを
短絡してプリチャージ動作を行わせる。これにより、相
補ビット線BLと/BLは、(VDL−VBSG2)/
2のようなハーフプリチャージ電圧に設定される。特に
制限されないが、上記センスアンプの共通ソース線CS
NとCSPも上記同様にプリチャージさて、書き込みサ
イクルが終了する。Although not shown, after the activation signals SAP and SAN2 of the sense amplifier are respectively reset, a precharge signal is generated to short-circuit the complementary bit lines BL and / BL to perform a precharge operation. As a result, the complementary bit lines BL and / BL become (VDL-VBSG2) /
2 is set to a half precharge voltage. Although not particularly limited, the common source line CS of the sense amplifier
N and CSP are precharged in the same manner as described above, and the write cycle ends.
【0028】図5には、この発明に係るダイナミック型
RAMの一実施例の概略レイアウト図が示されている。
同図においては、ダイナミック型RAMを構成する各回
路ブロックのうち、この発明に関連する部分が判るよう
に示されており、それが公知の半導体集積回路の製造技
術により、単結晶シリコンのような1個の半導体基板上
において形成される。FIG. 5 is a schematic layout diagram of one embodiment of the dynamic RAM according to the present invention.
In the figure, of the circuit blocks constituting the dynamic RAM, a portion related to the present invention is shown so as to be understood. It is formed on one semiconductor substrate.
【0029】この実施例では、特に制限されないが、メ
モリアレイは、全体として4個に分けられる。半導体チ
ップの長手方向に対して左右に2個ずつのメモリアレイ
が分けられて、中央部分14にアドレス入力回路、デー
タ入出力回路及びボンディングパッド列からなる入出力
インターフェイス回路等が設けられる。これら中央部分
14の両側のメモリアレイに接する部分には、カラムデ
コーダ領域13が配置される。上述のように半導体チッ
プの長手方向に対して左右に2個、上下に2個ずつに分
けられた4個からなる各メモリアレイにおいて、長手方
向に対して上下中央部にメインロウデコーダ領域11が
設けられる。このメインロウデコーダの上下には、メイ
ンワードドライバ領域12が形成されて、上記上下に分
けられたメモリアレイのメインワード線をそれぞれが駆
動するようにされる。In this embodiment, although not particularly limited, the memory array is divided into four as a whole. Two memory arrays are divided into two on the left and right sides in the longitudinal direction of the semiconductor chip, and an address input circuit, a data input / output circuit, an input / output interface circuit including a bonding pad row, and the like are provided in the central portion 14. Column decoder regions 13 are arranged in portions of both sides of the central portion 14 in contact with the memory array. As described above, in each of the four memory arrays divided into two on the left and right sides and two on the upper and lower sides with respect to the longitudinal direction of the semiconductor chip, the main row decoder area 11 is located at the upper and lower central parts in the longitudinal direction. Provided. Main word driver regions 12 are formed above and below the main row decoder, and drive the main word lines of the vertically divided memory array.
【0030】上記メモリセルアレイ(サブアレイ)15
は、その拡大図に示すように、メモリセルアレイ15を
挟んでセンスアンプ領域16、サブワードドライバ領域
17に囲まれて形成されるものである。上記センスアン
プアンプ領域と、上記サブワードドライバ領域の交差部
は、交差領域(クロスエリア)18とされる。上記セン
スアンプ領域16に設けられるセンスアンプは、シェア
ードセンス方式により構成され、メモリセルアレイの両
端に配置されるセンスアンプを除いて、センスアンプを
中心にして左右に相補ビット線が設けられ、左右いずれ
かのメモリセルアレイの相補ビット線に選択的に接続さ
れる。The above memory cell array (subarray) 15
Are formed so as to be surrounded by the sense amplifier region 16 and the sub-word driver region 17 with the memory cell array 15 interposed therebetween, as shown in the enlarged view. An intersection between the sense amplifier region and the sub-word driver region is an intersection region (cross area) 18. The sense amplifiers provided in the sense amplifier region 16 are configured by a shared sense method, and except for the sense amplifiers arranged at both ends of the memory cell array, complementary bit lines are provided on the left and right around the sense amplifier. Selectively connected to the complementary bit lines of the memory cell array.
【0031】上述のように半導体チップの長手方向に対
して左右に4個ずつに分けられたメモリアレイは、2個
ずつ組となって配置される。このように2個ずつ組とな
って配置された2つのメモリアレイは、その中央部分に
上記メインロウデコーダ領域11とメインワードドライ
バ12が配置される。このメインロウデコーダ11は、
それを中心にして上下に振り分けられた2個のメモリア
レイに対応して共通に設けられる。メインワードドライ
バ12は、上記1つのメモリアレイを貫通するように延
長されるメインワード線の選択信号を形成する。また、
上記メインワードドライバ12にサブワード選択用のド
ライバも設けれら、後述するように上記メインワード線
と平行に延長されてサブワード選択線の選択信号を形成
する。As described above, the memory arrays divided into four on the left and right sides in the longitudinal direction of the semiconductor chip are arranged in groups of two. In the two memory arrays thus arranged in pairs, the main row decoder region 11 and the main word driver 12 are arranged in the center. This main row decoder 11
It is provided in common corresponding to the two memory arrays which are divided up and down around the center. The main word driver 12 generates a selection signal of a main word line extended so as to penetrate the one memory array. Also,
The main word driver 12 is also provided with a driver for selecting a sub-word, and extends in parallel with the main word line to form a selection signal for the sub-word selection line, as described later.
【0032】拡大図として示された1つのメモリセルア
レイ(サブアレイ)15は、図示しないがサブワード線
が256本と、それと直交する相補ビット線(又はデー
タ線)が256対とされる。上記1つのメモリアレイに
おいて、上記メモリセルアレイ(サブアレイ)15がワ
ードビット線方向に16個設けられるから、全体として
の上記サブワード線は約4K分設けられ、ワード線方向
に8個設けられるから、相補ビット線は全体として約2
K分設けられる。このようなメモリアレイが全体で8個
設けられるから、全体では8×2K×4K=64Mビッ
トのような大記憶容量を持つようにされる。Although not shown, one memory cell array (sub-array) 15 shown as an enlarged view has 256 sub-word lines and 256 pairs of complementary bit lines (or data lines) orthogonal thereto. In the one memory array, 16 memory cell arrays (sub arrays) 15 are provided in the word bit line direction. Therefore, the sub word lines as a whole are provided for about 4K, and 8 sub word lines are provided in the word line direction. The bit line is about 2
K are provided. Since eight such memory arrays are provided in total, a large storage capacity such as 8 × 2K × 4K = 64 Mbits is provided.
【0033】上記1つのメモリアレイは、メインワード
線方向に対して8個に分割される。かかる分割されたメ
モリセルアレイ15毎にサブワードドライバ(サブワー
ド線駆動回路)17が設けられる。サブワードドライバ
17は、メインワード線に対して1/8の長さに分割さ
れ、それと平行に延長されるサブワード線の選択信号を
形成する。この実施例では、メインワード線の数を減ら
すために、言い換えるならば、メインワード線の配線ピ
ッチを緩やかにするために、特に制限されないが、1つ
のメインワード線に対して、相補ビット線方向に4本か
らなるサブワード線を配置させる。このようにメインワ
ード線方向には8本に分割され、及び相補ビット線方向
に対して4本ずつが割り当てられたサブワード線の中か
ら1本のサブワード線を選択するために、サブワード選
択ドライバが配置される。このサブワード選択ドライバ
は、上記サブワードドライバの配列方向に延長される4
本のサブワード選択線の中から1つを選択する選択信号
を形成する。The one memory array is divided into eight in the main word line direction. A sub-word driver (sub-word line driving circuit) 17 is provided for each of the divided memory cell arrays 15. The sub-word driver 17 is divided into の 長 of the length of the main word line, and forms a sub-word line selection signal extending in parallel with the length. In this embodiment, in order to reduce the number of main word lines, in other words, to reduce the wiring pitch of the main word lines, there is no particular limitation. Are arranged four sub-word lines. In order to select one sub-word line from among the sub-word lines divided into eight in the main word line direction and four in the complementary bit line direction, a sub-word selection driver is used. Be placed. This sub-word selection driver is extended in the arrangement direction of the sub-word drivers.
A selection signal for selecting one of the sub-word selection lines is formed.
【0034】上記1つのメモリアレイに着目すると、1
つのメインワード線に割り当てられる8個のメモリセル
アレイのうち選択すべきメモリセルが含まれる1つのメ
モリセルアレイに対応したサブワードドライバにおい
て、1本のサブワード選択線が選択される結果、1本の
メインワード線に属する8×4=32本のサブワード線
の中から1つのサブワード線が選択される。上記のよう
にメインワード線方向に2K(2048)のメモリセル
が設けられるので、1つのサブワード線には、2048
/8=256個のメモリセルが接続されることとなる。
特に制限されないが、リフレッシュ動作(例えばセルフ
リフレッシュモード)においては、1本のメインワード
線に対応する8本のサブワード線が選択状態とされる。Focusing on the one memory array, 1
One sub-word selection line is selected in a sub-word driver corresponding to one memory cell array including a memory cell to be selected among eight memory cell arrays allocated to one main word line, resulting in one main word One sub-word line is selected from 8 × 4 = 32 sub-word lines belonging to the line. As described above, 2K (2048) memory cells are provided in the main word line direction.
/ 8 = 256 memory cells are connected.
Although not particularly limited, in a refresh operation (for example, a self-refresh mode), eight sub-word lines corresponding to one main word line are selected.
【0035】上記のように1つのメモリアレイは、相補
ビット線方向に対して4Kビットの記憶容量を持つ。し
かしながら、1つの相補ビット線に対して4Kものメモ
リセルを接続すると、相補ビット線の寄生容量が増大
し、微細な情報記憶用キャパシタとの容量比により読み
出される信号レベルが得られなくなってしまうために、
相補ビット線方向に対しても16分割される。つまり、
太い黒線で示されたセンスアンプ16により 相補ビッ
ト線が16分割に分割される。特に制限されないが、セ
ンスアンプ16は、シェアードセンス方式により構成さ
れ、メモリアレイの両端に配置されるセンスアンプ16
を除いて、センスアンプ16を中心にして左右に相補ビ
ット線が設けられ、左右いずれかの相補ビット線に選択
的に接続される。As described above, one memory array has a storage capacity of 4 K bits in the complementary bit line direction. However, if as many as 4K memory cells are connected to one complementary bit line, the parasitic capacitance of the complementary bit line increases, and a signal level that is read out cannot be obtained due to the capacitance ratio with a fine information storage capacitor. To
It is also divided into 16 in the complementary bit line direction. That is,
The complementary bit line is divided into 16 by the sense amplifier 16 indicated by a thick black line. Although not particularly limited, the sense amplifiers 16 are configured by a shared sense system, and are provided at both ends of the memory array.
Except for the above, complementary bit lines are provided on the left and right with respect to the sense amplifier 16, and are selectively connected to one of the left and right complementary bit lines.
【0036】図6には、この発明に係るダイナミック型
RAMを説明するための概略レイアウト図が示されてい
る。同図には、メモリチップ全体の概略レイアウトと、
8分割された1つのメモリアレイのレイアウトが示され
ている。同図は、図5の実施例を別の観点から図示した
ものである。つまり、図5と同様にメモリチップは、長
手方向(ワード線方向)対して左右と上下にそれぞれ2
個ずつのメモリアレイ(Array)が4分割され、その長方
向における中央部分には複数らなるボンディングパッド
及びアドレスバッファや制御バッファやプリデコーダ及
びタイミング制御回路等のような間接周辺回路(Bondin
g Pad & perifheral Circuit) が設けられる。FIG. 6 is a schematic layout diagram for explaining a dynamic RAM according to the present invention. The figure shows a schematic layout of the entire memory chip,
The layout of one memory array divided into eight is shown. This figure illustrates the embodiment of FIG. 5 from another point of view. That is, as in FIG. 5, the memory chip is located in the left and right and up and down directions with respect to the longitudinal direction (word line direction).
Each memory array is divided into four parts, and a plurality of bonding pads and indirect peripheral circuits (Bondin peripheral circuits) such as an address buffer, a control buffer, a predecoder, a timing control circuit, etc.
g Pad & perifheral Circuit).
【0037】上記2個ずつのメモリアレイは、それぞれ
が約8Mビットの記憶容量を持つようにされるものであ
り、そのうちの一方が拡大して示されているように、ワ
ード線方向に8分割され、ビット線方向に16分割され
たサブアレイが設けられる。上記サブアレイのビット線
方向の両側には、上記ビット線方向に対してセンスアン
プ(Sence Amplifier)が配置される。上記サブアレイの
ワード線方向の両側には、サブワードドライバ(Sub-Wo
rd Driver)が配置される。Each of the two memory arrays has a storage capacity of about 8 Mbits. One of the two memory arrays is divided into eight in the word line direction as shown in an enlarged manner. A sub-array divided into 16 in the bit line direction is provided. On both sides of the sub-array in the bit line direction, sense amplifiers (Sence Amplifiers) are arranged in the bit line direction. A sub-word driver (Sub-Wo) is provided on both sides of the sub-array in the word line direction.
rd Driver) is placed.
【0038】上記1つのアレイには、全体で4096本
のワード線と2048対の相補ビット線が設けられる。
これにより、全体で約8Mビットの記憶容量を持つよう
にされる。上記のように4096本のワード線が16個
のサブアレイに分割して配置されるので、1つのサブア
レイには256本のワード線(サブワード線)が設けら
れる。また、上記のように2048対の相補ビット線が
8個のサブアレイに分割して配置されるので、1つのサ
ブアレイには256対の相補ビット線が設けられる。The one array is provided with a total of 4096 word lines and 2048 pairs of complementary bit lines.
As a result, the storage capacity is about 8 Mbits in total. As described above, 4096 word lines are divided into 16 sub-arrays and arranged, so that one sub-array is provided with 256 word lines (sub-word lines). In addition, since 2048 pairs of complementary bit lines are divided into eight sub-arrays as described above, one sub-array is provided with 256 pairs of complementary bit lines.
【0039】上記2つのアレイの中央部には、メインロ
ウデコーダが設けられる。つまり、同図に示されたアレ
イの左側には、その右側に設けられるアレイと共通に設
けられる前記メインロウデコーダに対応して、アレイコ
ントロール(Array control)回路及びメインワードドラ
イバ(Main Word dricer)が設けられる。上記アレイコン
トロール回路には、第1のサブワード選択線を駆動する
ドライバが設けられる。上記アレイには、上記8分割さ
れたサブアレイを貫通するように延長されるメインワー
ド線が配置される。上記メインワードドライバは、上記
メインワード線を駆動する。上記メインワード線と同様
に第1のサブワード選択線も上記8分割されたサブアレ
イを貫通するように延長される。上記アレイの上部に
は、Yデコーダ(YDecoder) 及びY選択線ドライバ(YS
driver) が設けられる。At the center of the two arrays, a main row decoder is provided. That is, on the left side of the array shown in the figure, an array control circuit and a main word driver (Main Word driver) are provided corresponding to the main row decoder provided in common with the array provided on the right side. Is provided. The array control circuit includes a driver for driving the first sub-word selection line. A main word line extending so as to penetrate the eight divided sub-arrays is arranged in the array. The main word driver drives the main word line. Like the main word line, the first sub-word selection line is extended so as to pass through the eight divided sub-arrays. Above the array, a Y decoder (YDecoder) and a Y select line driver (YS
driver).
【0040】図7には、この発明に係るダイナミック型
RAMにおけるサブアレイとその直接周辺回路の一実施
例の概略レイアウト図が示されている。同図には、図6
に示されたメモリアレイの中の斜線を付した位置に配置
された4つのサブアレイSBARYが代表として例示的
に示されている。サブアレイSBARYが形成される領
域には斜線を付すことによって、その周辺に設けられサ
ブワードドライバ領域、センスアンプ領域及びクロスエ
リアとが区別されるものである。FIG. 7 is a schematic layout diagram showing one embodiment of a sub-array and its direct peripheral circuits in the dynamic RAM according to the present invention. FIG.
Are exemplarily shown as representatives of the four sub-arrays SBARY arranged at hatched positions in the memory array shown in FIG. By shading the region where the sub-array SBARY is formed, the sub-word driver region, the sense amplifier region, and the cross area provided around the region are distinguished.
【0041】サブアレイSBARYは、次のような4種
類に分けられる。つまり、ワード線の延長方向を水平方
向とすると、右下に配置される第1のサブアレイSBA
RYは、サブワード線SWLが256本配置され、相補
ビット線対は256対から構成される。それ故、上記2
56本のサブワード線SWLに対応した256個のサブ
ワードドライバSWDは、かかるサブアレイの左右に1
28個ずつに分割して配置される。上記256対の相補
ビット線BLに対応して設けられる256個のセンスア
ンプSAは、前記のようなシェアードセンスアンプ方式
とされ、かかるサブアレイの上下に128個ずつに分割
して配置される。The subarray SBARY is divided into the following four types. That is, when the extending direction of the word line is the horizontal direction, the first sub-array SBA
RY has 256 sub-word lines SWL and 256 complementary bit line pairs. Therefore, the above 2
The 256 sub-word drivers SWD corresponding to the 56 sub-word lines SWL are connected to the left and right of the sub-array by one.
It is divided into 28 pieces and arranged. The 256 sense amplifiers SA provided corresponding to the 256 pairs of complementary bit lines BL are of a shared sense amplifier type as described above, and are divided into 128 units above and below the sub-array.
【0042】上記のように右上配置される第2のサブア
レイSBARYは、正規のサブワード線SWLが256
本に加えて、8本の予備ワード線が設けられる。それ
故、上記256+8本のサブワード線SWLに対応した
264個のサブワードドライバSWDは、かかるサブア
レイの左右に132個ずつに分割して配置される。上記
のように右下のサブアレイが256対の相補ビット線B
Lからなり、上記同様に128個のセンスアンプが上下
に配置される。上記右側の上下に配置されるサブアレイ
SBARYに形成される128対の相補ビット線は、そ
れに挟まれたセンスアンプSAに対してシェアードスイ
ッチMOSFETを介して共通に接続される。As described above, the second sub-array SBARY arranged on the upper right has 256 sub-word lines SWL.
In addition to the book, eight spare word lines are provided. Therefore, the 264 sub-word drivers SWD corresponding to the above-mentioned 256 + 8 sub-word lines SWL are divided and arranged on the left and right of the sub-array in units of 132. As described above, the lower right sub-array has 256 pairs of complementary bit lines B
L, and 128 sense amplifiers are arranged vertically as described above. The 128 pairs of complementary bit lines formed in the upper and lower sub-arrays SBARY on the right side are commonly connected to the sense amplifier SA interposed therebetween via a shared switch MOSFET.
【0043】上記のように左下配置される第3のサブア
レイSBARYは、右隣接のサブアレイSBARYと同
様にサブワード線SWLが256本により構成される。
上記同様に128個のサブワードドライバが分割して配
置される。上記下側左右に配置されたサブアレイSBA
RYの128本のサブワード線SWLは、それに挟まれ
た領域に形成された128個のサブワードドライバSW
Dに対して共通に接続される。上記のように左下配置さ
れるサブアレイSBARYは、256対からなる正規の
相補ビット線BLに加えて、4対の予備ビット線4RE
Dが設けられる。それ故、上記260対からなる相補ビ
ット線BLに対応した260個のセンスアンプSAは、
かかるサブアレイの上下に130個ずつに分割して配置
される。The third sub-array SBARY arranged at the lower left as described above is composed of 256 sub-word lines SWL, like the sub-array SBARY adjacent to the right.
As described above, 128 sub-word drivers are divided and arranged. The subarrays SBA arranged on the lower left and right sides
The 128 sub-word lines SWL of RY correspond to the 128 sub-word drivers SW formed in the region sandwiched between them.
D is commonly connected. The subarray SBARY arranged at the lower left as described above has four pairs of spare bit lines 4RE in addition to 256 pairs of normal complementary bit lines BL.
D is provided. Therefore, the 260 sense amplifiers SA corresponding to the 260 pairs of complementary bit lines BL are:
130 sub-arrays are divided and arranged above and below the sub-array.
【0044】上記のように左上配置される第4のサブア
レイSBARYは、右隣接のサブアレイSBARYと同
様に正規のサブワード線SWLが256本に予備サブワ
ード線Rが8本設けられ、下隣接のサブアレイと同様に
正規の相補ビット線対の256対にに加えて、予備のビ
ット線が4対設けられるので、サブワードドライバは、
左右に132個ずつ分割して配置され、センスアンプS
Aは130ずつが上下に分割して配置される。As described above, the fourth sub-array SBARY arranged at the upper left has 256 regular sub-word lines SWL and eight spare sub-word lines R similarly to the right adjacent sub-array SBARY. Similarly, since four spare bit lines are provided in addition to the 256 normal complementary bit line pairs, the sub-word driver can
132 parts are arranged on the left and right sides, respectively.
A is arranged by dividing 130 vertically.
【0045】メインワード線MWLは、その1つが代表
として例示的に示されているように延長される。カラム
選択線YSは、その1つが代表とて例示的に示されるよ
うに同図の縦方向に延長される。上記メインワード線M
WLと平行にサブワード線SWLが配置され、上記カラ
ム選択線YSと平行に相補ビット線BL(図示ぜす)が
配置されるものである。この実施例では、特に制限され
ないが、上記4つのサブアレイを基本単位として、図2
のように8Mビット分のメモリアレイでは、ビット線方
向には8組のサブアレイが形成され、ワード線方向には
4組のサブアレイが構成される。1組のサブアレイが4
個で構成されるから、上記8Mビットのメモリアレイで
は、8×4×4=128個のサブアレイが設けられる。
上記8Mビットのメモリアレイがチップ全体では8個設
けられるから、メモリチップ全体では128×8=10
24個ものサブアレイが形成されるものである。The main word lines MWL are extended as one of them is exemplarily shown as a representative. The column selection line YS is extended in the vertical direction in the figure as one of them is exemplarily shown as a representative. The main word line M
A sub-word line SWL is arranged in parallel with WL, and a complementary bit line BL (shown) is arranged in parallel with the column selection line YS. In this embodiment, although not particularly limited, the above-described four sub-arrays are used as a basic unit in FIG.
In the memory array for 8M bits as described above, eight sets of sub-arrays are formed in the bit line direction, and four sets of sub-arrays are formed in the word line direction. One set of 4 subarrays
Therefore, in the memory array of 8M bits, 8 × 4 × 4 = 128 sub-arrays are provided.
Since eight 8M-bit memory arrays are provided in the entire chip, 128 × 8 = 10 in the entire memory chip.
As many as 24 sub-arrays are formed.
【0046】特に制限されないが、上記4個からなるサ
ブアレイに対して、8本のサブワード選択線FX0B〜
FX7Bが、メインワード線MWLと同様に4組(8
個)のサブアレイを貫通するように延長される。上記サ
ブワード選択線FX0B〜FX3Bからなる4本と、F
X4B〜FX7Bからなる4本とが上下のサブアレイ上
に分けて延長させる。このように2つのサブアレイに対
して1組のサブワード選択線FX0B〜FX7Bを割り
当て、かつ、それらをサブアレイ上を延長させるように
する理由は、メモリチップサイズの小型化を図るためで
ある。Although not particularly limited, eight sub-word selection lines FX0B to FX0B to
FX7B has four sets (8) in the same manner as the main word line MWL.
) Of the sub-arrays. Four sub-word selection lines FX0B to FX3B and F
X4B to FX7B are separately extended on the upper and lower sub-arrays. The reason why one set of sub-word selection lines FX0B to FX7B are allocated to the two sub-arrays and they are extended on the sub-arrays is to reduce the memory chip size.
【0047】各サブアレイに対して上記8本のサブワー
ド選択線FX0B〜FX7Bを割り当て、しかもそれを
センスアンプエリア上に配線チャンネルに形成した場
合、図2のメモリアレイのよううに16個ものサブアレ
イが上下のメモリアレイにおいて合計32個も配置され
るために、8×32=256本分もの配線チャンネルが
必要になるものである。これに対して、上記の実施例で
は、配線そのものが、2つのサブアレイに対して上記8
本のサブワード選択線FX0B〜FX7Bを割り当て、
しかも、それをサブアレイ上を通過するように配置させ
ることにより、格別な配線チャンネルを設けることなく
形成することができる。When the above-mentioned eight sub-word select lines FX0B to FX7B are allocated to each sub-array and are formed in the wiring channel on the sense amplifier area, as many as 16 sub-arrays as in the memory array of FIG. Since 32 memory arrays are arranged in total, 8 × 32 = 256 wiring channels are required. On the other hand, in the above-described embodiment, the wiring itself is connected to the two
Allocate sub word select lines FX0B to FX7B
Moreover, by arranging it so as to pass over the sub-array, it can be formed without providing a special wiring channel.
【0048】上記サブアレイ上には、8本のサブワード
線に対して1本のメインワード線が設けられるものであ
り、その8本の中の1本のサブワード線を選択するため
にサブワード選択線が必要になるものである。メモリセ
ルのピッチに合わせて形成されるサブワード線の8本分
に1本の割り合いでメインワード線が形成されるもので
あるために、メインワード線の配線ピッチは緩やかにな
っている。したがって、メインワード線と同じ配線層を
利用して、上記サブワード選択線をメインワード線の間
に形成することは比較的容易にできるものである。On the sub-array, one main word line is provided for eight sub-word lines, and a sub-word selection line is provided to select one of the eight sub-word lines. It is necessary. Since one main word line is formed for every eight sub word lines formed in accordance with the pitch of the memory cells, the wiring pitch of the main word lines is gentle. Therefore, it is relatively easy to form the sub-word selection line between the main word lines using the same wiring layer as the main word line.
【0049】この実施例のサブワードドライバは、後述
するように上記サブワード選択線FX0B等を通して供
給される選択信号と、それを反転させた選択信号とを用
いて1つのサブワード線SWLを選択する構成を採る。
そして、サブワードドライバは、それを中心として左右
に配置されるサブアレイのサブワード線SWLを同時に
選択するような構成を採るものである。そのため、上記
のように2つのサブアレイに対しては、128×2=2
56個ものサブワードドライバに対して、上記4本のサ
ブワード選択線を割り振って供給する。つまり、サブワ
ード選択線FX0Bに着目すると、256÷4=64個
ものサブワードドライバに選択信号を供給する必要があ
る。The sub-word driver of this embodiment has a configuration in which one sub-word line SWL is selected by using a selection signal supplied through the sub-word selection line FX0B or the like and a selection signal obtained by inverting the selection signal as described later. take.
The sub-word driver employs a configuration in which the sub-word lines SWL of the sub-arrays arranged on the left and right of the sub-word driver are simultaneously selected. Therefore, as described above, for two sub-arrays, 128 × 2 = 2
The four sub-word selection lines are allocated and supplied to as many as 56 sub-word drivers. That is, focusing on the sub-word selection line FX0B, it is necessary to supply a selection signal to as many as 256 ÷ 4 = 64 sub-word drivers.
【0050】上記メインワード線MWLと平行に延長さ
れるものを第1のサブワード選択線FX0Bとすると、
左上部のクロスエリアに設けられ,上記第1のサブワー
ド選択線FX0Bからの選択信号を受けるサブワード選
択線駆動回路FXDを介して、上記上下に配列される6
4個のサブワードドライバに選択信号を供給する第2の
サブワード線FX0が設けられる。上記第1のサブワー
ド選択線FX0Bは上記メインワード線MWL及びサブ
ワード線SWLと平行に延長されるのに対して上記第2
のサブワード選択線は、それと直交するカラム選択線Y
S及び相補ビット線BLと平行に延長される。上記8本
の第1のサブワード選択線FX0B〜FX7Bに対し
て、上記第2のサブワード選択線FX0〜FX7は、偶
数FX0,2,4,6と、奇数FX1,3,5,7とに
分割されてサブアレイSBARYの左右に設けられたサ
ブワードドライバSWDに振り分けられて配置される。If the one extending in parallel with the main word line MWL is a first sub-word select line FX0B,
The six sub-word selection line driving circuits FXD which are provided in the upper left cross area and receive the selection signal from the first sub-word selection line FX0B are arranged in the above-mentioned vertical direction.
A second sub-word line FX0 that supplies a selection signal to the four sub-word drivers is provided. The first sub-word selection line FX0B extends in parallel with the main word line MWL and the sub-word line SWL, while the second sub-word selection line FX0B extends in parallel with the second sub-word selection line FX0B.
Of the sub-word selection line is orthogonal to the column selection line Y
S and the parallel bit line BL. For the eight first sub-word selection lines FX0B to FX7B, the second sub-word selection lines FX0 to FX7 are divided into even numbers FX0, 2, 4, 6 and odd numbers FX1, 3, 5, 7 Then, they are distributed to sub-word drivers SWD provided on the left and right of the sub-array SBARY.
【0051】上記サブワード選択線駆動回路FXDは、
同図において■で示したように、1つのクロスエリアの
上下に2個ずつ分配して配置される。つまり、上記のよ
うに左上部のクロスエリアでは、下側に配置されたサブ
ワード選択線駆動回路が上記第1のサブワード選択線F
X0Bに対応され、左中間部のクロスエリアに設けられ
た2つのサブワード選択線駆動回路FXDが、第1のサ
ブワード選択線FX2Bと、FX4Bに対応され、左下
部のクロスエリアに設けられた上側に配置されたサブワ
ード選択線駆動回路が上記第1のサブワード選択線FX
6Bに対応される。The sub word select line driving circuit FXD is
In the same drawing, as shown by a triangle, two pieces are distributed above and below one cross area. That is, as described above, in the upper left cross area, the sub-word selection line driving circuit arranged on the lower side operates the first sub-word selection line F
Two sub-word selection line driving circuits FXD corresponding to X0B and provided in the cross area of the left middle part correspond to the first sub-word selection lines FX2B and FX4B, and are provided on the upper side provided in the lower left cross area. The arranged sub-word selection line driving circuit operates the first sub-word selection line FX.
6B.
【0052】中央上部のクロスエリアでは、下側に配置
されたサブワード選択線駆動回路が上記第1のサブワー
ド選択線FX1Bに対応され、中央中間部のクロスエリ
アに設けられた2つのサブワード選択線駆動回路FXD
が、第1のサブワード選択線FX3Bと、FX5Bに対
応され、中央下部のクロスエリアに設けられた上側に配
置されたサブワード選択線駆動回路が上記第1のサブワ
ード選択線FX7Bに対応される。そして、右上部のク
ロスエリアでは、下側に配置されたサブワード選択線駆
動回路が上記第1のサブワード選択線FX0Bに対応さ
れ、右中間部のクロスエリアに設けられた2つのサブワ
ード選択線駆動回路FXDが、第1のサブワード選択線
FX2Bと、FX4Bに対応され、右下部のクロスエリ
アに設けられた上側に配置されたサブワード選択線駆動
回路が上記第1のサブワード選択線FX6Bに対応され
る。このようにメモリアレイの端部に設けられたサブワ
ードドライバは、その右側にはサブアレイが存在しない
から、左側だけのサブワード線SWLを駆動する。In the cross area in the upper center, the sub word select line driving circuit arranged on the lower side corresponds to the first sub word select line FX1B, and the two sub word select line driving circuits provided in the cross area in the center middle part are driven. Circuit FXD
Correspond to the first sub-word selection lines FX3B and FX5B, and the upper sub-word selection line drive circuit provided in the cross area at the lower center corresponds to the first sub-word selection line FX7B. In the upper right cross area, the lower sub word select line drive circuit corresponds to the first sub word select line FX0B, and two sub word select line drive circuits provided in the right middle cross area. FXD corresponds to the first sub-word selection lines FX2B and FX4B, and the upper sub-word selection line driving circuit provided in the lower right cross area corresponds to the first sub-word selection line FX6B. As described above, the sub-word driver provided at the end of the memory array drives the sub-word line SWL only on the left side since there is no sub-array on the right side.
【0053】この実施例のようにサブアレイ上のメイン
ワード線のピッチの間にサブワード選択線を配置する構
成では、格別な配線チャンネルが不要にできるから、1
つのサブアレイに8本のサブワード選択線を配置するよ
うにしてもメモリチップがお大きくなることはない。し
かしながら、上記のようなサブワード選択線駆動回路F
XDを形成するために領域が増大し、高集積化を妨げる
こととなる。つまり、上記クロスエリアには、同図にお
いて点線で示したようなメイン入出力線MIOやサブ入
出力線LIOに対応して設けられるスイッチ回路IOS
Wや、センスアンプを駆動するパワーMOSFET、シ
ェアードスイッチMOSFETを駆動するための駆動回
路、プリチャージMOSFETを駆動する駆動回路等の
周辺回路が形成されるために面積的な余裕が無いからで
ある。上記サブ入出力線LIOとメイン入出力線MIO
は、前記のような書き込み専用線と読み出し専用線から
構成される。In the configuration in which the sub-word selection lines are arranged between the pitches of the main word lines on the sub-array as in this embodiment, a special wiring channel can be eliminated, so that 1
Even if eight sub-word selection lines are arranged in one sub-array, the memory chip does not become large. However, the sub-word selection line driving circuit F
The area is increased to form the XD, which hinders high integration. That is, in the cross area, a switch circuit IOS provided corresponding to the main input / output line MIO and the sub input / output line LIO as shown by the dotted line in FIG.
This is because there is no area allowance because peripheral circuits such as W, a power MOSFET for driving the sense amplifier, a drive circuit for driving the shared switch MOSFET, and a drive circuit for driving the precharge MOSFET are formed. The sub input / output line LIO and the main input / output line MIO
Is composed of a write-only line and a read-only line as described above.
【0054】後述するようにサブワードドライバにおい
ては、上記第2のサブワード選択線FX0〜6等には、
それと平行に第1サブワード選択線FX0B〜6Bに対
応した選択信号を通す配線が設けられるものであるが、
その負荷が後述するように小さいので、上記第2のサブ
ワード選択線FX0〜6のように格別なドライバFXD
を設けることなく、上記第1サブワード選択線FX0B
〜6Bと直接接続される配線によって構成される。ただ
し、その配線層は上記第2のサブワード選択線FX0〜
6と同じものが用いられる。As will be described later, in the sub-word driver, the second sub-word select lines FX0 to FX6 and the like
In parallel with this, a wiring for passing a selection signal corresponding to the first sub-word selection lines FX0B to FX6B is provided.
Since the load is small as described later, a special driver FXD like the second sub-word selection lines FX0 to FX6 is used.
, The first sub-word select line FX0B
To 6B are directly connected. However, the wiring layer is the second sub-word selection line FX0
The same thing as 6 is used.
【0055】特に制限されないが、上記クロスエリアの
うち、偶数に対応した第2のサブワード選択線FX0〜
FX6の延長方向Aに配置されたものには、○にPで示
したようにセンスアンプに対して定電圧化された内部電
圧VDLを供給するNチャンネル型のパワーMOSFE
Tと、○にOで示したようにセンスアンプに対して後述
するようなオーバードライブ用のクランプ電圧VDDC
LPを供給するPチャンネル型のパワーMOSFET、
及び○にNで示したようにセンスアンプに対して回路の
接地電位VSSを供給するためのNチャンネル型のパワ
ーMOSFETが設けられる。Although not particularly limited, the second sub-word selection lines FX0 to FX0 corresponding to even numbers in the cross area
An N-channel type power MOSFET that supplies an internal voltage VDL that is a constant voltage to the sense amplifier as indicated by P in FIG.
T and a clamp voltage VDDC for overdrive as described later with respect to the sense amplifier as indicated by O in O.
P-channel type power MOSFET that supplies LP,
Also, as shown by N in the circle, an N-channel type power MOSFET for supplying the ground potential VSS of the circuit to the sense amplifier is provided.
【0056】上記クロスエリアのうち、奇数に対応した
第2のサブワード選択線FX0〜FX6の延長方向Bに
配置されたものには、○にBで示したようにビット線の
プリチャージ及びイコライズ用MOSFETをオフ状態
にさせるNチャンネル型の駆動MOSFETと、○にN
で示したようにセンスアンプに対してVBSG1とVB
SG2を供給するためのNチャンネル型のパワーMOS
FETが設けられる。このNチャンネル型のパワーMO
SFETは、センスアンプ列の両側からセンスアンプを
構成するNチャンネル型MOSFETの増幅MOSFE
Tのソースに接地電位を供給するものである。つまり、
センスアンプエリアに設けられる128個又は130個
のセンスアンプに対しては、上記A側のクロスエリアに
設けられたNチャンネル型のパワーMOSFETと、上
記B側のクロスエリアに設けられた2つのNチャンネル
型のパワーMOSFETの両方によりそれぞれVBSG
1とVBSG2が選択的に供給される。Among the cross areas, those arranged in the extending direction B of the second sub-word selection lines FX0 to FX6 corresponding to the odd numbers include the precharge and equalization of the bit lines as indicated by B in ○. An N-channel drive MOSFET for turning off the MOSFET,
As shown by VBSG1 and VBG for the sense amplifier,
N-channel type power MOS for supplying SG2
An FET is provided. This N-channel type power MO
The SFET is an N-channel MOSFET amplifying MOSFET configured from both sides of the sense amplifier row.
It supplies the ground potential to the source of T. That is,
For 128 or 130 sense amplifiers provided in the sense amplifier area, an N-channel type power MOSFET provided in the cross area on the A side and two N MOSFETs provided in the cross area on the B side are provided. VBSG by both channel type power MOSFET
1 and VBSG2 are selectively supplied.
【0057】上記のようにサブワード線駆動回路SWD
は、それを中心にして両側のサブアレイのサブワード線
を選択する。これに対して、上記選択された2つのサブ
アレイのサブワード線に対応して2つのセンスアンプが
活性化される。つまり、サブワード線を選択状態にする
と、アドレス選択MOSFETがオン状態となり、記憶
キャパシタの電荷がビット線電荷と合成されてしまうの
で、センスアンプを活性化させてもとの電荷の状態に戻
すという再書き込み動作を行う必要があるからである。
このため、上記端部のサブアレイに対応したものを除い
て、上記P、O及びNで示されたパワーMOSFET
は、それを挟んで両側のセンスアンプを活性化させるた
めに用いられる。As described above, the sub-word line drive circuit SWD
Selects the sub-word lines of the sub-arrays on both sides with respect to the center. On the other hand, two sense amplifiers are activated corresponding to the selected sub-word lines of the two sub-arrays. That is, when the sub-word line is set to the selected state, the address selection MOSFET is turned on and the charge of the storage capacitor is combined with the bit line charge, so that the sense amplifier is activated to return to the original charge state. This is because a write operation needs to be performed.
For this reason, except for those corresponding to the subarrays at the ends, the power MOSFETs denoted by P, O and N
Is used to activate the sense amplifiers on both sides of it.
【0058】これに対して、アレイの端に設けられたサ
ブアレイの右側に設けられたサブワード線駆動回路SW
Dでは、上記サブアレイのサブワード線しか選択しない
から、上記上記P、O及びNで示されたパワーMOSF
ETは、上記サブアレイに対応したセンスアンプのみを
活性化するものである。上記センスアンプは、シェアー
ドセンス方式とされ、それを挟んで両側に配置されるサ
ブアレイのうち、上記サブワード線が非選択された側の
相補ビット線に対応したシェアードスイッチMOSFE
Tがオフ状態にされて切り離されることにより、上記選
択されたサブワード線に対応した相補ビット線の読み出
し信号を増幅し、メモリセルの記憶キャパシタをもとの
電荷状態に戻すというリライト動作を行う。On the other hand, a sub-word line driving circuit SW provided on the right side of the sub-array provided at the end of the array
In D, only the sub-word lines of the sub-array are selected.
ET activates only the sense amplifier corresponding to the sub-array. The sense amplifier is of a shared sense type, and among the sub-arrays arranged on both sides of the shared amplifier, the shared switch MOSFE corresponding to the complementary bit line on the side where the sub-word line is not selected.
When T is turned off and disconnected, a read signal of the complementary bit line corresponding to the selected sub-word line is amplified, and a rewrite operation of returning the storage capacitor of the memory cell to the original charge state is performed.
【0059】図8には、この発明に係るダイナミック型
RAMのメモリアレイ部の他の一実施例の要部回路図が
示されている。同図においては、1本のワード線、1対
の相補ビット線BL,/BLとこれらに関連したセンス
アンプとプリチャージ回路、読み出し系回路及び書き込
み系回路等が代表として例示的に示されている。FIG. 8 is a main part circuit diagram of another embodiment of the memory array section of the dynamic RAM according to the present invention. In the figure, one word line, a pair of complementary bit lines BL and / BL, and a sense amplifier and a precharge circuit, a read system circuit, a write system circuit, and the like associated therewith are illustratively shown. I have.
【0060】ダイナミック型メモリセル(Memory Cell)
は、前記同様にアドレス選択用MOSFETQmと情
報記憶用キャパシタCsから構成される。アドレス選択
用MOSFETQmのゲートは、ワード線WLに接続さ
れ、このMOSFETQmの一方のソース,ドレインが
ビット線BLに接続される。他方のソース,ドレインが
情報記憶キャパシタCsのストレージノードと接続され
る。情報記憶用キャパシタCsの他方の電極は共通化さ
れてプレート電圧が与えられる。Dynamic memory cell (Memory Cell)
Is composed of an address selection MOSFET Qm and an information storage capacitor Cs in the same manner as described above. The gate of the address selection MOSFET Qm is connected to the word line WL, and one source and drain of the MOSFET Qm are connected to the bit line BL. The other source and drain are connected to the storage node of the information storage capacitor Cs. The other electrode of the information storage capacitor Cs is shared and supplied with a plate voltage.
【0061】上記ビット線BLと/BLは、同図に示す
ように平行に配置され、ビット線の容量バランス等をと
るために必要に応じて適宜に交差させられる。かかる相
補ビット線BLと/BLは、スイッチMOSFETQ1
とQ2によりセンスアンプの入出力ノードと接続され
る。センスアンプは、ゲートとドレインとが交差接続さ
れてラッチ形態にされたNチャンネル型MOSFETQ
5,Q6及びPチャンネル型MOSFETQ7,Q8か
ら構成される。Nチャンネル型MOSFETQ5とQ6
のソースは、コモンソース線CSNに接続される。Pチ
ャンネル型MOSFETQ7とQ8のソースは、コモン
ソース線CSPに接続される。コモンソース線CSPは
同図では省略されているが、Pチャンネル型MOSFE
TのパワースイッチMOSFETが設けられて、電圧発
生回路VDLGにより形成された内部電圧VDLが供給
される。Nチャンネル型MOSFETQ5とQ6に対応
したコモンソース線CSNにも、図示しないNチャンネ
ル型MOSFETが設けられて、電圧発生回路VBSG
1GとVBSB2により形成された内部電圧VBSG1
とVBSG2とが選択的に供給される。The bit lines BL and / BL are arranged in parallel as shown in the figure, and are appropriately crossed as necessary to balance the bit line capacitance. The complementary bit lines BL and / BL are connected to the switch MOSFET Q1
And Q2 are connected to the input / output node of the sense amplifier. The sense amplifier has an N-channel MOSFET Q in which a gate and a drain are cross-connected and in a latch form.
5, Q6 and P-channel MOSFETs Q7, Q8. N-channel MOSFETs Q5 and Q6
Are connected to a common source line CSN. The sources of the P-channel MOSFETs Q7 and Q8 are connected to a common source line CSP. Although a common source line CSP is omitted in FIG.
A power switch MOSFET of T is provided, and the internal voltage VDL formed by the voltage generation circuit VDLG is supplied. An N-channel MOSFET (not shown) is also provided on the common source line CSN corresponding to the N-channel MOSFETs Q5 and Q6, and a voltage generation circuit VBSG
Internal voltage VBSG1 formed by 1G and VBSB2
And VBSG2 are selectively supplied.
【0062】上記センスアンプSAの入出力ノードに
は、相補ビット線を短絡させるMOSFETQ11と、
相補ビット線にハーフプリチャージ電圧VDL−VBS
G2/2を供給するスイッチMOSFETQ9とQ11
からなるプリチャージ回路が設けられる。これらのMO
SFETQ9〜Q11のゲートは、共通にプリチャージ
信号PCが供給される。上記センスアンプSAのコモン
ソース線CSPとCSNにも、これらコモンソース線C
SPとCSNとを短絡させるMOSFETQ27と、上
記ハーフプリチャージ電圧を供給するスイッチMOSF
ETQ25とQ26からなるプリチャージ回路が設けら
れる。これらのMOSFETQ25〜Q27のゲート
は、共通にプリチャージ信号CSPCが供給される。The input / output node of the sense amplifier SA has a MOSFET Q11 for short-circuiting the complementary bit line,
The half precharge voltage VDL-VBS is applied to the complementary bit line.
Switch MOSFETs Q9 and Q11 that supply G2 / 2
Is provided. These MOs
The precharge signal PC is commonly supplied to the gates of the SFETs Q9 to Q11. The common source lines CSP and CSN of the sense amplifier SA are also connected to the common source lines C and CSN.
MOSFET Q27 for short-circuiting SP and CSN, and switch MOSF for supplying the half precharge voltage
A precharge circuit including ETQ25 and Q26 is provided. The gates of these MOSFETs Q25 to Q27 are commonly supplied with a precharge signal CSPC.
【0063】この実施例では、前記のように読み出し動
作の高速化のために、ダイレクトセンスアンプ(以下、
単に増幅回路という)が設けられる。増幅回路は、上記
センスアンプSAの入出力ノードの電位を受ける差動増
幅MOSFETQ12とQ13、及びそれらの共通ソー
スに設けられて動作電流を形成するMOSFETQ14
から構成される。このMOSFETQ14は、タイミン
グ信号RSとカラム選択信号YSとをソースとゲートに
受けて、上記差動増幅MOSFETQ12とQ13の動
作を有効とする。In this embodiment, in order to speed up the read operation as described above, a direct sense amplifier (hereinafter, referred to as a direct sense amplifier) is used.
Simply referred to as an amplifier circuit). The amplifying circuit includes differential amplifying MOSFETs Q12 and Q13 receiving the potential of the input / output node of the sense amplifier SA, and a MOSFET Q14 provided at a common source thereof to form an operating current.
Consists of The MOSFET Q14 receives the timing signal RS and the column selection signal YS at its source and gate, and enables the operation of the differential amplifier MOSFETs Q12 and Q13.
【0064】これらの増幅MOSFETQ12とQ13
のドレインは、読み出し専用線RIOに接続される。こ
の読み出し専用線RIOには、MOSFETQ19〜Q
21からなるプリチャージ回路が設けられ、電源電圧V
CCにプリチャージされ、上記差動増幅MOSFETの
増幅動作により一方がロウレベルに引き抜かれて、かか
る増幅信号がメインアンプ(Main Amp) の入力に伝えら
れる。なお、上記読み出し専用線RIOは、前記RIO
と/RIOに対応している。These amplification MOSFETs Q12 and Q13
Are connected to a read-only line RIO. The read-only line RIO includes MOSFETs Q19 to Q19.
21 is provided and the power supply voltage V
CC is precharged, one is pulled to a low level by the amplification operation of the differential amplification MOSFET, and the amplified signal is transmitted to the input of the main amplifier (Main Amp). The read-only line RIO is connected to the RIO
And / RIO.
【0065】このような増幅回路の挿入により、センス
アンプSAの増幅信号が上記のようなハイレベル(VD
L)とロウレベル(VBSG1)のような比較的小さな
信号振幅であるにもかかわらず、Y系の選択動作に連動
して増幅することによりメインアンプに必要な信号レベ
ルの読み出し信号を伝えることができるので読み出し時
間の高速化を図ることができる。By inserting such an amplifier circuit, the amplified signal of the sense amplifier SA becomes high level (VD
Despite having a relatively small signal amplitude such as L) and low level (VBSG1), a required signal level read signal can be transmitted to the main amplifier by amplifying in conjunction with the Y-system selection operation. Therefore, the reading time can be shortened.
【0066】上記のように読み出し専用線RIOが設け
られることに対応して、書き込み専用線WIOが設けら
れる。この書き込み専用線WIOから伝えられる書き込
み信号のハイレベルとロウレベルを、上記VDLとVB
SG1に合わせるために、上記電圧発生回路VDLGと
VBSG1が共用される。つまり、書き込み専用線WI
Oにも、MOSFETQ22〜Q24からなる前記同様
なプリチャージ回路が設けられ、ライトバッファ(Writ
e Buffer) を通して上記VDLとVBSG1のような書
き込み信号が伝えられる。In response to the provision of read-only line RIO as described above, write-only line WIO is provided. The high level and low level of the write signal transmitted from the write-only line WIO are changed to VDL and VB, respectively.
The voltage generation circuits VDLG and VBSG1 are shared to match SG1. That is, the write-only line WI
O is also provided with a precharge circuit similar to the above, comprising MOSFETs Q22 to Q24, and a write buffer (Writ
e Buffer), a write signal such as VDL and VBSG1 is transmitted.
【0067】書き込み信号WEB0がハイレベルで、W
EB1がロウレベルならMOSFETQ28とQ30が
オン状態になり、それに対応して書き込み信号を上記書
き込み専用線WIOに伝える。書き込み信号WEB0が
ロウレベルで、WEB1がハイレベルならMOSFET
Q29とQ31がオン状態になり、それに対応して上記
とは逆の書き込み信号を書き込み専用線WIOに伝え
る。MOSFETQ15とQ16は、カラム選択スイッ
チであり、上記選択信号YSによりスイッチ制御され
る。これと直列形態に設けられたMOSFETQ17と
Q18は、書き込みパルスWPによりスイッチ制御さ
れ、この間において上記書き込み専用線WIOに伝えら
れたVDLとVBSG1のような書き込み信号を上記セ
ンスアンプSAの入出力ノードに伝える。When the write signal WEB0 is at a high level and W
If EB1 is at a low level, MOSFETs Q28 and Q30 are turned on, and a write signal is transmitted to write-only line WIO correspondingly. If the write signal WEB0 is low level and WEB1 is high level, MOSFET
Q29 and Q31 are turned on, and the corresponding write signal is transmitted to the write-only line WIO. The MOSFETs Q15 and Q16 are column selection switches, and are switch-controlled by the selection signal YS. The MOSFETs Q17 and Q18 provided in series with this are switch-controlled by the write pulse WP, during which a write signal such as VDL and VBSG1 transmitted to the write-only line WIO is applied to the input / output node of the sense amplifier SA. Tell
【0068】MOSFETQ1とQ2及びQ3とQ4
は、シェアードスイッチMOSFETであり、かかるセ
ンスアンプSA及び入出力回路に対して左右に設けられ
たメモリマットのいずれかを選択する。左側のメモリマ
ットが選択されたときには、信号SHLによりMOSF
ETQ1とQ2がオン状態を維持し、信号SHRがロウ
レベルにされて右側のメモリマットのビット線の切り離
しが行われる。右側のメモリマットが選択されたときに
は、信号SHRによりMOSFETQ3とQ4がオン状
態を維持し、信号SHLがロウレベルにされて左側のメ
モリマットのビット線の切り離しが行われる。メモリア
クセスが終了したプリチャージ期間では、上記信号SH
LとSHRが共にハイレベルになり、両方のビット線の
プリチャージが行われる。上記信号SHLとSHRのハ
イレベルは、ワード線WLと同様に昇圧電圧VCHのよ
うなハイレベルにされる。The MOSFETs Q1 and Q2 and Q3 and Q4
Is a shared switch MOSFET, and selects one of the memory mats provided on the left and right of the sense amplifier SA and the input / output circuit. When the left memory mat is selected, the MOSF is
ETQ1 and Q2 are kept on, the signal SHR is set to low level, and the bit line of the right memory mat is disconnected. When the right memory mat is selected, the MOSFETs Q3 and Q4 are kept on by the signal SHR, the signal SHL is set to low level, and the bit line of the left memory mat is disconnected. In the precharge period in which the memory access is completed, the signal SH
Both L and SHR go high, precharging both bit lines. The high level of the signals SHL and SHR is set to a high level like the boosted voltage VCH similarly to the word line WL.
【0069】図9には、上記サブアレイのメインワード
線とサブワード線との関係を説明するための要部ブロッ
ク図が示されている。同図は、主に回路動作を説明する
ものであり、前記のようなサブワード選択線の幾何学的
な配置を無視してサブワード選択線FX0B〜7Bを纏
めて表している。同図においては、サブワード線の選択
動作を説明するために2本のメインワード線MWL0と
MWL1が代表として示されている。これらのメインワ
ード線MWL0は、メインワードドライバMWD0によ
り選択される。他のメインワード線MWL1は、上記同
様なメインワードドライバにより同様に選択される。FIG. 9 is a main block diagram for explaining the relationship between the main word lines and the sub word lines of the sub array. This figure mainly explains the circuit operation, and omits the geometrical arrangement of the sub-word selection lines as described above and collectively shows the sub-word selection lines FX0B to FX7B. In the figure, two main word lines MWL0 and MWL1 are shown as representatives for explaining the sub-word line selection operation. These main word lines MWL0 are selected by a main word driver MWD0. The other main word line MWL1 is similarly selected by a main word driver similar to the above.
【0070】上記1つのメインワード線MWL0には、
それの延長方向に対して8組のサブワード線が設けられ
る。同図には、そのうちの2組のサブワード線が代表と
して例示的に示されている。サブワード線は、偶数0〜
6と奇数1〜7の合計8本のサブワード線が1つのサブ
アレイに交互に配置される。メインワードドライバに隣
接する偶数0〜6と、メインワード線の遠端側(ワード
ドライバの反対側)に配置される奇数1〜7を除いて、
サブアレイ間に配置されるサブワードドライバは、それ
を中心にした左右のサブアレイのサブワード線を駆動す
る。The one main word line MWL0 has:
Eight sets of sub-word lines are provided in the extending direction. FIG. 2 exemplarily shows two sets of the sub-word lines as representatives. The sub word line is even 0 to
A total of eight sub-word lines 6 and odd numbers 1 to 7 are alternately arranged in one sub-array. Except for even numbers 0 to 6 adjacent to the main word driver and odd numbers 1 to 7 arranged on the far end side (opposite side of the word driver) of the main word line,
The sub-word driver arranged between the sub-arrays drives the sub-word lines of the left and right sub-arrays centered on the sub-word driver.
【0071】これにより、前記のようにサブアレイとし
ては、8分割されるが、上記のように実質的にサブワー
ドドライバSWDにより2つのサブアレイに対応したサ
ブワード線が同時に選択されるので、実質的には上記サ
ブアレイが4組に分けられることとなる。上記のように
サブワード線SWLを偶数0〜6と偶数1〜7に分け、
それぞれメモリブロックの両側にサブワードドライバS
WDを配置する構成では、メモリセルの配置に合わせて
高密度に配置されるサブワード線SWLの実質的なピッ
チがサブワードドライバSWDの中で2倍に緩和でき、
サブワードドライバSWDとサブワード線SWLとを効
率よく半導体チップ上にレイアウトすることができる。As a result, although the sub-array is divided into eight as described above, the sub-word driver SWD substantially selects the sub-word lines corresponding to the two sub-arrays at the same time. The sub-array is divided into four sets. As described above, the sub word line SWL is divided into even numbers 0 to 6 and even numbers 1 to 7,
Sub word drivers S are provided on both sides of each memory block.
In the configuration in which the WDs are arranged, the substantial pitch of the sub-word lines SWL arranged at high density in accordance with the arrangement of the memory cells can be relaxed twice in the sub-word driver SWD.
The sub-word driver SWD and the sub-word line SWL can be efficiently laid out on a semiconductor chip.
【0072】この実施例では、上記サブワードドライバ
SWDは、4本のサブワード線0〜6(1〜7)に対し
て共通にメインワード線MWLから選択信号を供給す
る。上記4つのサブワード線の中から1つのサブワード
線を選択するためのサブワード選択線FXBが設けられ
る。サブワード選択線は、FXB0〜FXB7の8本か
ら構成され、そのうちの偶数FXB0〜FXB6が上記
偶数列のサブワードドライバ0〜6に供給され、そのう
ち奇数FXB1〜FXB7が上記奇数列のサブワードド
ライバ1〜7に供給される。サブワード選択線FXB0
〜FXB7は、サブアレイ上ではでは第2層目の金属
(メタル)配線層M2により形成され、同じく第2層目
の金属配線層M2により構成されるメインワード線MW
L0〜MWLnと平行に延長される第1サブワード選択
線と、そこから直交する方向に延長される第2のサブワ
ード選択線からなる。特に制限されないが、上記第2の
サブワード選択線は、メインワード線MWLとの交差す
るために第3層目の金属配線層M3により構成される。In this embodiment, the sub word driver SWD supplies a selection signal from the main word line MWL to four sub word lines 0 to 6 (1 to 7) in common. A sub-word select line FXB for selecting one sub-word line from the four sub-word lines is provided. The sub-word selection lines are composed of eight lines FXB0 to FXB7, of which even-numbered FXB0 to FXB6 are supplied to the even-numbered sub-word drivers 0 to 6, and odd-numbered FXB1 to FXB7 are odd-numbered sub-word drivers 1 to 7 of the odd-numbered columns. Supplied to Sub word select line FXB0
FXB7 to FXB7 are formed by a second-layer metal (metal) wiring layer M2 on the sub-array, and the main word lines MW similarly formed by the second-layer metal wiring layer M2.
It comprises a first sub-word selection line extending in parallel with L0 to MWLn and a second sub-word selection line extending in a direction orthogonal thereto. Although not particularly limited, the second sub-word selection line is formed by a third-layer metal wiring layer M3 so as to intersect with the main word line MWL.
【0073】サブワードドライバSWDは、そのうちの
1つが例示的に示されているように、メインワード線M
WLに入力端子が接続され、出力端子にサブワード線S
WLが接続されたPチャンネル型MOSFETQ21と
Nチャンネル型MOSFETQ22からなる第1のCM
OSインバータ回路と、上記サブワード線SWLと回路
の接地電位との間に設けられ、上記サブワード選択信号
FXBを受けるスイッチMOSFETQ23から構成さ
れる。このスイッチMOSFETQ23のゲートを接続
するために、実際には0、2、4、6からなるサブワー
ドドライバ列にそってFXとFXBとの合計8本のサブ
ワード選択線が配置されるが、同図では1つの線で表し
ている。The sub-word driver SWD has a main word line M as one of them is illustratively shown.
The input terminal is connected to WL, and the sub-word line S is connected to the output terminal.
A first CM including a P-channel MOSFET Q21 and an N-channel MOSFET Q22 to which WL is connected.
An OS inverter circuit and a switch MOSFET Q23 provided between the sub-word line SWL and the ground potential of the circuit and receiving the sub-word selection signal FXB. In order to connect the gate of this switch MOSFET Q23, a total of eight sub-word selection lines FX and FXB are arranged along a sub-word driver row consisting of 0, 2, 4, and 6, but in FIG. It is represented by one line.
【0074】上記サブワード選択信号FXBの反転信号
FXを形成する第2のCMOSインバータ回路N1がサ
ブワード選択線駆動回路FXDとして設けられ、その出
力信号を上記第1のCMOSインバータ回路の動作電圧
端子であるPチャンネル型MOSFETQ21のソース
端子に供給する。この第2のCMOSインバータ回路N
1は、特に制限されないが、前記図3のようにクロスエ
リアに形成され、複数(前記実施例では64個)からな
るサブワードドライバSWDに対応して共通に用いられ
る。A second CMOS inverter circuit N1 for forming an inverted signal FX of the sub-word selection signal FXB is provided as a sub-word selection line driving circuit FXD, and its output signal is used as an operating voltage terminal of the first CMOS inverter circuit. It is supplied to the source terminal of the P-channel MOSFET Q21. This second CMOS inverter circuit N
Although not particularly limited, 1 is formed in a cross area as shown in FIG. 3 and is commonly used in correspondence with a plurality (64 in the above embodiment) of sub-word drivers SWD.
【0075】上記のようなサブワードドライバSWDの
構成においては、メインワード線MWLがワード線の選
択レベルに対応した昇圧電圧VCHのようなハイレベル
のとき、上記第1のCMOSインバータ回路のNチャン
ネル型MOSFETQ22がオン状態となり、サブワー
ド線SWLを回路の接地電位のようなロウレベルにす
る。このとき、サブワード選択信号FXBが回路の接地
電位のようなロウレベルのような選択レベルとなり、サ
ブワード選択線駆動回路FXDとしての第2のCMOS
インバータ回路N1の出力信号が上記昇圧電圧VCHに
対応した選択レベルにされても、上記メインワード線M
WLの非選択レベルにより、Pチャンネル型MOSFE
TQ21がオフ状態であるので、上記サブワード線SW
Lは上記Nチャンネル型MOSFETQ22のオン状態
による非選択状態にされる。In the above configuration of the sub-word driver SWD, when the main word line MWL is at a high level such as the boosted voltage VCH corresponding to the word line selection level, the N-channel type of the first CMOS inverter circuit The MOSFET Q22 is turned on, and the sub-word line SWL is set to a low level such as the ground potential of the circuit. At this time, the sub-word selection signal FXB becomes a selection level such as a low level such as the ground potential of the circuit, and the second CMOS as the sub-word selection line driving circuit FXD
Even if the output signal of the inverter circuit N1 is set to the selected level corresponding to the boosted voltage VCH, the main word line M
Depending on the non-selection level of WL, P-channel MOSFET
Since TQ21 is off, the sub word line SW
L is set to a non-selected state due to the ON state of the N-channel MOSFET Q22.
【0076】上記メインワード線MWLが選択レベルに
対応した回路の接地電位のようなロウレベルのとき、上
記第1のCMOSインバータ回路のNチャンネル型MO
SFETQ22がオフ状態となり、Pチャンネル型MO
SFETQ21がオン状態になる。このとき、サブワー
ド選択信号FXBが上記回路の接地電位のようなロウレ
ベルなら、サブワード選択線駆動回路FXDとしての第
2のCMOSインバータ回路N1の出力信号が上記昇圧
電圧VCHに対応した選択レベルにされて、サブワード
線SWLをVCHのような選択レベルにする。もしも、
サブワード選択信号FXBが昇圧電圧VCHのような非
選択レベルなら、上記第2のCMOSインバータ回路N
2の出力信号がロウレベルとなり、これとともに上記N
チャンネル型MOSFETQ23がオン状態になってサ
ブワード線SWLをロウレベルの非選択レベルにする。When the main word line MWL is at a low level such as the ground potential of the circuit corresponding to the selected level, the N-channel type MO of the first CMOS inverter circuit is
The SFET Q22 is turned off, and the P-channel type MO
SFET Q21 is turned on. At this time, if the sub-word selection signal FXB is at a low level such as the ground potential of the circuit, the output signal of the second CMOS inverter circuit N1 as the sub-word selection line driving circuit FXD is set to the selection level corresponding to the boosted voltage VCH. , The sub word line SWL is set to a selection level such as VCH. If,
If the sub-word selection signal FXB is at a non-selection level such as the boosted voltage VCH, the second CMOS inverter circuit N
2 becomes low level, and at the same time, N
The channel type MOSFET Q23 is turned on to set the sub-word line SWL to the low level non-selection level.
【0077】上記メインワード線MWL及びそれと平行
に配置される第1のサブワード選択線FXBは、上記の
ように非選択レベルが共にVCHのようなハイレベルに
されている。それ故、RAMが非選択状態(スタンバ
イ)状態のときに上記平行に配置されるメインワード線
MWLと第1のサブワード選択線FXBとの間に絶縁不
良が発生しても、リーク電流が流れることがない。この
結果、メインワード線MWLの間に第1のサブワード選
択線FXB形成してサブアレイ上に配置させることがで
き、レアウトの高密度化としても、上記リーク電流によ
る直流不良を回避することができ高信頼性となるもので
ある。The main word line MWL and the first sub-word select line FXB arranged in parallel with the main word line MWL are both set to a non-selection level such as VCH as described above. Therefore, even when an insulation failure occurs between the main word line MWL and the first sub-word selection line FXB arranged in parallel when the RAM is in the non-selection state (standby) state, leakage current flows. There is no. As a result, the first sub-word selection line FXB can be formed between the main word lines MWL and arranged on the sub-array, and the DC failure due to the above-described leakage current can be avoided even when the layout density is increased. It will be reliable.
【0078】図10には、上記メモリアレイのメインワ
ード線とセンスアンプとの関係を説明するための要部ブ
ロック図が示されている。同図においては、代表として
1本のメインワード線MWLが示されている。このメイ
ンワード線MWLは、メインワードドライバMWDによ
り選択される。上記メインワードドライバに隣接して、
上記偶数サブワード線に対応したサブワードドライバS
WDが設けられる。FIG. 10 is a main block diagram for explaining the relationship between the main word lines of the memory array and the sense amplifiers. In the figure, one main word line MWL is shown as a representative. This main word line MWL is selected by the main word driver MWD. Adjacent to the above main word driver,
Sub-word driver S corresponding to the even-numbered sub-word line
A WD is provided.
【0079】同図では、省略されてるが上記メインワー
ド線MWLと平行に配置されるサブワード線と直交する
ように相補ビット線(Pair Bit Line)が設けられる。こ
の実施例では、特に制限されないが、相補ビット線も偶
数列と奇数列に分けられ、それぞれに対応してサブアレ
イ(メモリセルアレイ)を中心にして左右にセンスアン
プSAが振り分けられる。センスアンプSAは、前記の
ようにシェアードセンス方式とされるが、端部のセンス
アンプSAでは、実質的に片方にした相補ビット線が設
けられないが、シェアードスイッチMOSFETを介し
て相補ビット線と接続される。In the figure, although omitted, a complementary bit line (Pair Bit Line) is provided so as to be orthogonal to the sub-word line arranged in parallel with the main word line MWL. In this embodiment, although not particularly limited, the complementary bit lines are also divided into even columns and odd columns, and the sense amplifiers SA are distributed to the left and right corresponding to the respective sub-arrays (memory cell arrays). The sense amplifier SA is of the shared sense type as described above. In the sense amplifier SA at the end, although substantially one complementary bit line is not provided, the sense amplifier SA is connected to the complementary bit line via a shared switch MOSFET. Connected.
【0080】上記のようにメモリブロックの両側にセン
スアンプSAを分散して配置する構成では、奇数列と偶
数列に相補ビット線が振り分けられるために、センスア
ンプ列のピッチを緩やかにすることができる。逆にいう
ならば、高密度に相補ビット線を配置しつつ、センスア
ンプSAを形成する素子エリアを確保することができる
ものとなる。上記センスアンプSAの配列に沿って上記
サブ入出力線が配置される。このサブ入出力線は、カラ
ムスイッチを介して上記相補ビット線に接続される。カ
ラムスイッチには、前記のようなダイレクトセンスアン
プや書き込み回路が付加されるが、同図ではスイッチM
OSFETを代表として例示的に占めている。スイッチ
MOSFETのゲートは、カラムデコーダCOLUMN DECOR
DER の選択信号が伝えられるカラム選択線YSに接続さ
れることを表し、実際には前記のような読み出し増幅回
路及び書き込み回路により構成される。In the configuration in which the sense amplifiers SA are dispersedly arranged on both sides of the memory block as described above, since the complementary bit lines are distributed to the odd columns and the even columns, the pitch of the sense amplifier columns can be reduced. it can. In other words, it is possible to secure element areas for forming the sense amplifiers SA while arranging complementary bit lines at high density. The sub input / output lines are arranged along the arrangement of the sense amplifiers SA. This sub input / output line is connected to the complementary bit line via a column switch. Although a direct sense amplifier and a write circuit as described above are added to the column switch, in FIG.
OSFET is exemplified as a representative. The gate of the switch MOSFET is a column decoder COLUMN DECOR
It indicates that it is connected to the column selection line YS to which the DER selection signal is transmitted, and is actually constituted by the above-described read amplification circuit and write circuit.
【0081】図11には、この発明に係るダイナミック
型RAMの間接周辺回路部分の一実施例の概略ブロック
図が示されている。タイミング制御回路TGは、外部端
子から供給されるロウアドレスストローブ信号/RA
S、カラムアドレスストローブ信号/CAS、ライトイ
ネーブル信号/WE及びアウトプットイネーブル信号/
OEを受けて、動作モードの判定、それに対応して内部
回路の動作に必要な各種のタイミング信号を形成する。
この明細書及び図面では、/はロウレベルがアクティブ
レベルであることを意味するのに用いている。FIG. 11 is a schematic block diagram showing one embodiment of the indirect peripheral circuit portion of the dynamic RAM according to the present invention. The timing control circuit TG receives a row address strobe signal / RA supplied from an external terminal.
S, column address strobe signal / CAS, write enable signal / WE and output enable signal /
In response to the OE, the operation mode is determined, and various timing signals necessary for the operation of the internal circuit are formed accordingly.
In this specification and the drawings, the symbol / is used to mean that the low level is the active level.
【0082】信号R1とR3は、ロウ系の内部タイミン
グ信号であり、ロウ系の選択動作のために使用される。
タイミング信号φXLは、ロウ系アドレスを取り込んで
保持させる信号であり、ロウアドレスバッファRABに
供給される。すなわち、ロウアドレスバッファRAB
は、上記タイミング信号φXLによりアドレス端子A0
〜Aiから入力されたアドレスを取り込んでラッチ回路
に保持させる。タイミング信号φYLは、カラムウ系ア
ドレスを取り込んで保持させる信号であり、カラムアド
レスバッファCABに供給される。すなわち、カラムア
ドレスバッファRABは、上記タイミング信号φYLに
よりアドレス端子A0〜Aiから入力されたアドレスを
取り込んでラッチ回路に保持させる。Signals R1 and R3 are row-related internal timing signals, and are used for row-related selection operations.
The timing signal φXL is a signal for taking in and holding a row-related address, and is supplied to the row address buffer RAB. That is, the row address buffer RAB
Is controlled by the address signal A0 by the timing signal φXL.
AAi are fetched and held in the latch circuit. The timing signal φYL is a signal for taking in and holding the column address, and is supplied to the column address buffer CAB. That is, the column address buffer RAB fetches an address input from the address terminals A0 to Ai in response to the timing signal φYL and causes the latch circuit to hold the address.
【0083】信号φREFは、リフレッシュモードのと
きに発生される信号であり、ロウアドレスバッファの入
力部に設けられたマルチプレクサAMXに供給されて、
リフレッシュモードのときにリフレッシュアドレスカウ
ンタ回路RFCにより形成されたリフレッシュ用アドレ
ス信号に切り替えるよう制御する。リフレッシュアドレ
スカウンタ回路RFCは、タイミング制御回路TGによ
り形成されたリフレッシュ用の歩進パルスφRCを計数
してリフレッシュアドレス信号を生成する。この実施例
では後述するようなオートリフレッシュとセルフリフレ
ッシュを持つようにされる。タイミング信号φXは、ワ
ード線選択タイミング信号であり、デコーダXIBに供
給されて、下位2ビットのアドレス信号の解読された信
号に基づいて4通りのワード線選択タイミング信号Xi
Bが形成される。タイミング信号φYはカラム選択タイ
ミング信号であり、カラム系プリデコーダYPDに供給
されてカラム選択信号AYix、AYjx、AYkxが出力さ
れる。The signal φREF is a signal generated in the refresh mode, and is supplied to the multiplexer AMX provided at the input of the row address buffer.
In the refresh mode, control is performed so as to switch to the refresh address signal formed by the refresh address counter circuit RFC. The refresh address counter circuit RFC counts a refresh step pulse φRC formed by the timing control circuit TG to generate a refresh address signal. In this embodiment, an auto refresh and a self refresh as described later are provided. The timing signal φX is a word line selection timing signal, and is supplied to the decoder XIB, and based on the decoded signal of the lower 2 bits of the address signal, there are four types of word line selection timing signals Xi.
B is formed. The timing signal φY is a column selection timing signal, and is supplied to the column predecoder YPD to output the column selection signals AYix, AYjx, AYkx.
【0084】タイミング信号φWは、書き込み動作を指
示する制御信号であり、タイミング信号φRは読み出し
動作を指示する制御信号である。これらのタイミング信
号φWとφRは、入出力回路I/Oに供給されて、書き
込み動作のときには入出力回路I/Oに含まれる入力バ
ッファを活性化し、出力バッファを出力ハイインピーダ
ンス状態にさせる。これに対して、読み出し動作のとき
には、上記出力バッファを活性化し、入力バッファを出
力ハイインピーダンス状態にする。タイミング信号φM
Sは、特に制限されないが、メモリアレイ選択動作を指
示する信号であり、ロウアドレスバッファRABに供給
され、このタイミングに同期して選択信号MSiが出力
される。タイミング信号φSAは、センスアンプの動作
を指示する信号である。このタイミング信号φSAに基
づいて、センスアンプの活性化パルスが形成される。The timing signal φW is a control signal for instructing a write operation, and the timing signal φR is a control signal for instructing a read operation. These timing signals φW and φR are supplied to the input / output circuit I / O to activate an input buffer included in the input / output circuit I / O at the time of a write operation, thereby bringing the output buffer into an output high impedance state. On the other hand, at the time of the read operation, the output buffer is activated, and the input buffer is set to the output high impedance state. Timing signal φM
S is a signal that instructs, but is not limited to, a memory array selection operation, is supplied to a row address buffer RAB, and a selection signal MSi is output in synchronization with this timing. Timing signal φSA is a signal for instructing the operation of the sense amplifier. An activation pulse for the sense amplifier is formed based on the timing signal φSA.
【0085】この実施例では、ロウ系の冗長回路X−R
EDが代表として例示的に示されている。すなわち、上
記回路X−REDは、不良アドレスを記憶させる記憶回
路と、アドレス比較回路とを含んでいる。記憶された不
良アドレスとロウアドレスバッファRABから出力され
る内部アドレス信号BXiとを比較し、不一致のときに
は信号XEをハイレベルにし、信号XEBをロウレベル
にして、正規回路の動作を有効にする。上記入力された
内部アドレス信号BXiと記憶された不良アドレスとが
一致すると、信号XEをロウレベルにして正規回路の不
良メインワード線の選択動作を禁止させるとともに、信
号XEBをハイレベルにして、1つの予備メインワード
線を選択する選択信号XRiBを出力させる。In this embodiment, the row-related redundant circuit XR
ED is illustratively shown as a representative. That is, the circuit X-RED includes a storage circuit for storing a defective address and an address comparison circuit. The stored defective address is compared with the internal address signal BXi output from the row address buffer RAB, and when they do not match, the signal XE is set to the high level, and the signal XEB is set to the low level to enable the operation of the normal circuit. When the input internal address signal BXi matches the stored defective address, the signal XE is set to low level to inhibit the operation of selecting the defective main word line of the normal circuit, and the signal XEB is set to high level to set one signal. A selection signal XRiB for selecting a spare main word line is output.
【0086】内部電圧発生回路VGは、外部端子から供
給された3.3Vのような電源電圧VDDと0Vの接地
電位VSSとを受け、特に制限されないが、上記昇圧電
圧VCH(+3.8V)、内部電圧VDL(+2.2
V)、プレート電圧(プリチャージ電圧)VPL(1.
35V)、上記センスアンプの動作電圧VBSG1(+
1.0V)、ブーステッドグランドレベルに対応した電
圧VBSG2(+0.5V)及び必要に応じて基板電圧
VBB(−1.0V)を形成する。上記昇圧電圧VCH
と基板電圧VBBとは、チャージポンプ回路と、その制
御回路とを用いて上記電圧VCH及びVBBを安定的に
形成する。上記内部電圧VDLとVBSG1,VBSG
2は、所定の基準電圧を用いて上記電源電圧VDDを内
部降圧して安定化させて形成される。上記プレート電圧
VPLやハーフプリチャージ電圧は、内部降圧電圧VD
LとVBSG2の電圧を1/2に分圧して形成される。The internal voltage generating circuit VG receives a power supply voltage VDD such as 3.3 V supplied from an external terminal and a ground potential VSS of 0 V, and is not particularly limited, but includes the boosted voltage VCH (+3.8 V), Internal voltage VDL (+2.2
V), plate voltage (precharge voltage) VPL (1.
35V), and the operating voltage VBSG1 (+
1.0 V), a voltage VBSG2 (+0.5 V) corresponding to the boosted ground level, and a substrate voltage VBB (-1.0 V) as necessary. The boosted voltage VCH
The substrate voltage VBB stably forms the voltages VCH and VBB using a charge pump circuit and its control circuit. The internal voltages VDL and VBSG1 and VBSG
2 is formed by internally lowering and stabilizing the power supply voltage VDD using a predetermined reference voltage. The plate voltage VPL and the half precharge voltage are equal to the internal step-down voltage VD.
It is formed by dividing the voltage of L and VBSG2 by half.
【0087】この実施例のように大記憶容量化されたダ
イナミック型RAMでは、素子の微細化に伴い、そこに
形成されるMOSFETは低しきい値電圧とされる。そ
して、メモリセルのアドレス選択MOSFETは、周辺
回路を構成するMOSFETと同様に低しきい値電圧と
される。これにより、従来のダイナミック型RAMのよ
うにメモリセルを構成するMOSFETを周辺回路のM
OSFETに比べて大きなしきい値電圧にする必要がな
く製造プロセスの簡素化ができる。あるいは、上記ブー
スティッドグランドセンス方式の採用により、メモリセ
ルと周辺回路のNチャンネル型MOSFETを同じP型
ウェル領域に形成できるから、高集積化を図ることがで
きる。In a dynamic RAM having a large storage capacity as in this embodiment, the MOSFET formed therein is set to a low threshold voltage as the elements are miniaturized. The address selection MOSFET of the memory cell has a low threshold voltage, similarly to the MOSFET forming the peripheral circuit. As a result, the MOSFET forming the memory cell as in the conventional dynamic RAM is replaced with the M of the peripheral circuit.
It is not necessary to make the threshold voltage larger than that of the OSFET, and the manufacturing process can be simplified. Alternatively, by adopting the boosted ground sense method, the memory cell and the N-channel MOSFET of the peripheral circuit can be formed in the same P-type well region, so that high integration can be achieved.
【0088】メモリセルを構成するNチャンネル型MO
SFETは、3重ウェル構造を利用し、P型基板に形成
された深い深さのN型ウェル領域内のP型ウェル領域に
形成されてもよい。この場合には、かかるP型ウェル領
域には基板バックバッアス電圧VBBを印加して、アド
レス選択MOSFETの実効的なしきい値電圧を大きく
してドレイン−ゲート間に流れるサブスレッショルドリ
ーク電流をいっそう小さくするようにしてもよい。N-channel type MO constituting memory cell
The SFET may be formed in a P-type well region in a deep N-type well region formed in a P-type substrate using a triple well structure. In this case, a substrate back-back voltage VBB is applied to the P-type well region to increase the effective threshold voltage of the address selection MOSFET and further reduce the sub-threshold leakage current flowing between the drain and the gate. It may be.
【0089】上記の実施例から得られる作用効果は、下
記の通りである。すなわち、 (1) BSG方式のダイナミック型RAMにおいて、
プリチャージ電圧より低く、ブーステッドグランドレベ
ルにより高い内部電圧を形成しておき、ワード線の選択
状態の前期間においてはセンスアンプのロウレベル側の
動作電圧として内部電圧を用い、上記ワード線が非選択
状態にされる直前において上記内部電圧を上記ブーステ
ッドグランドレベルに切り替えてビット線のロウレベル
を上記ブーステッドグランドレベルに設定することによ
り、ワード線が非選択のメモリセルのサブスレッショル
ドリーク電流を低減しつつ、ダイレクトセンスアンプの
採用により高速動作を実現できるという効果が得られ
る。The operation and effect obtained from the above embodiment are as follows. That is, (1) In the BSG type dynamic RAM,
An internal voltage lower than the precharge voltage and higher than the boosted ground level is formed, and in the period before the word line is selected, the internal voltage is used as the low-level operation voltage of the sense amplifier, and the word line is not selected. Immediately before the state is changed, the internal voltage is switched to the boosted ground level and the low level of the bit line is set to the boosted ground level, thereby reducing the sub-threshold leakage current of the memory cell whose word line is not selected. On the other hand, there is an effect that high-speed operation can be realized by employing the direct sense amplifier.
【0090】(2) 上記ビット線として一対の相補ビ
ット線を平行に配置し、上記センスアンプの増幅MOS
FETは、一方のビット線に接続されたメモリセルの読
み出し信号を他方のビット線のプリチャージ電圧を参照
電圧として増幅するシェアード方式とし、上記プリチャ
ージMOSFET及びカラムスイッチMOSFETをシ
ェアードスイッチMOSFETを介して上記2組の相補
ビット線に対して共通に設け、これらシェアードスイッ
チMOSFETも上記メモリアレイに含ませて構成する
ことにより高集積化が可能になるという効果が得られ
る。(2) A pair of complementary bit lines are arranged in parallel as the bit lines, and the amplifying MOS of the sense amplifier is used.
The FET uses a shared method in which a read signal of a memory cell connected to one bit line is amplified using the precharge voltage of the other bit line as a reference voltage, and the precharge MOSFET and the column switch MOSFET are connected via a shared switch MOSFET. By providing the shared switch MOSFETs in common for the two sets of complementary bit lines and including these shared switch MOSFETs in the memory array, it is possible to obtain an effect that high integration can be achieved.
【0091】(3) 上記センスアンプを構成する増幅
MOSFETは、Pチャンネル型MOSFETとNチャ
ンネル型MOSFETからなる2つのCMOSインバー
タ回路の入力と出力とが交差接続されてなるCMOSラ
ッチ回路とし、かかるCMOSラッチ回路に上記第1の
内部電圧を供給するPチャンネル型MOSFET及び上
記第2の内部電圧と第3の内部電圧とを選択的に供給す
るNチャンネル型MOSFETからなるパワースイッチ
を設けるようにすることより、高感度で上記ビット線電
位を精度よく設定することができるという効果が得られ
る。(3) The amplifying MOSFET constituting the sense amplifier is a CMOS latch circuit in which the input and output of two CMOS inverter circuits, which are a P-channel MOSFET and an N-channel MOSFET, are cross-connected. A power switch comprising a P-channel MOSFET for supplying the first internal voltage and an N-channel MOSFET for selectively supplying the second and third internal voltages to the latch circuit is provided. As a result, the effect that the bit line potential can be set with high sensitivity and with high accuracy can be obtained.
【0092】(4) 上記ワード線を、メインワード線
と、かかるメインワード線に対して共通に割り当てられ
てなる複数のサブワード線で構成し、上記サブワード線
に対して上記ダイナミック型メモリセルのアドレス選択
MOSFETのゲートが接続し、上記サブワード線は、
上記メインワード線の信号とサブワード選択線の信号と
を受けるサブワードドライバにより上記複数のうちの1
つが選択されるものとし、かかるサブワードドライバも
上記メモリアレイに含ませることにより、サブスレッシ
ョルドリーク電流を抑えつつ、高集積化と高速動作化及
び高集積化が可能になるという効果が得られる。(4) The word line is composed of a main word line and a plurality of sub-word lines commonly assigned to the main word line, and the address of the dynamic memory cell is assigned to the sub-word line. The gate of the selection MOSFET is connected, and the sub-word line is
The sub-word driver receiving the signal of the main word line and the signal of the sub-word selection line causes one of the plurality of signals to be output.
One of them is selected, and by including such a sub-word driver in the memory array, it is possible to obtain an effect that high integration, high-speed operation, and high integration can be achieved while suppressing a sub-threshold leakage current.
【0093】以上本発明者よりなされた発明を実施例に
基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種
々変更可能であることはいうまでもない。例えば、サブ
アレイの構成、または半導体チップに搭載される複数の
メモリアレイの配置は、その記憶容量等に応じて種々の
実施形態を採ることができる。また、サブワードドライ
バの構成は、種々の実施形態を採ることができる。入出
力インターフェイスの部分は、クロック信号に同期して
動作を行うようにされたシンクロナスダイナミック型R
AMとしてもよいし、ランバス仕様に準拠したものであ
ってもよい。この発明は、ダイナミック型RAMに広く
利用できる。Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the invention of the present application is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. Needless to say. For example, the configuration of the sub-array or the arrangement of a plurality of memory arrays mounted on a semiconductor chip can employ various embodiments according to the storage capacity and the like. In addition, the configuration of the sub-word driver can employ various embodiments. The portion of the input / output interface is a synchronous dynamic type R which operates in synchronization with a clock signal.
It may be AM, or may conform to the Rambus specification. The present invention can be widely used for a dynamic RAM.
【0094】[0094]
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、BSG方式のダイナミック
型RAMにおいて、プリチャージ電圧より低く、ブース
テッドグランドレベルにより高い内部電圧を形成してお
き、ワード線の選択状態の前期間においてはセンスアン
プのロウレベル側の動作電圧として内部電圧を用い、上
記ワード線が非選択状態にされる直前において上記内部
電圧を上記ブーステッドグランドレベルに切り替えてビ
ット線のロウレベルを上記ブーステッドグランドレベル
に設定することにより、ワード線が非選択のメモリセル
のサブスレッショルドリーク電流を低減しつつ、ダイレ
クトセンスアンプの採用により高速動作を実現できる。The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, in the dynamic RAM of the BSG system, an internal voltage lower than the precharge voltage and higher than the boosted ground level is formed, and in the period before the word line is selected, the internal voltage is set as the low-level operating voltage of the sense amplifier. A voltage is used to switch the internal voltage to the boosted ground level and set the low level of the bit line to the boosted ground level immediately before the word line is set to the non-selected state. High-speed operation can be realized by employing a direct sense amplifier while reducing the sub-threshold leakage current of the memory cell.
【図1】この発明を説明するための概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining the present invention.
【図2】この発明に係るダイナミック型RAMにおける
センスアンプ及び書き込み回路と読み出し増幅回路の一
実施例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing one embodiment of a sense amplifier, a write circuit, and a read amplifier circuit in the dynamic RAM according to the present invention.
【図3】この発明に係るダイナミック型RAMの読み出
し動作を説明するための概略タイミング図である。FIG. 3 is a schematic timing chart for explaining a read operation of the dynamic RAM according to the present invention;
【図4】この発明に係るダイナミック型RAMの書き込
み動作を説明するための概略タイミング図である。FIG. 4 is a schematic timing chart for explaining a write operation of the dynamic RAM according to the present invention.
【図5】この発明に係るダイナミック型RAMの一実施
例を示すレイアウト図である。FIG. 5 is a layout diagram showing one embodiment of a dynamic RAM according to the present invention.
【図6】この発明に係るダイナミック型RAMを説明す
るための概略レイアウト図である。FIG. 6 is a schematic layout diagram for explaining a dynamic RAM according to the present invention.
【図7】この発明に係るダイナミック型RAMにおける
サブアレイとその直接周辺回路の一実施例を示す概略レ
イアウト図である。FIG. 7 is a schematic layout diagram showing one embodiment of a sub-array and its direct peripheral circuits in a dynamic RAM according to the present invention.
【図8】この発明に係るダイナミック型RAMのメモリ
アレイ部の他の一実施例を示す要部回路図である。FIG. 8 is a main part circuit diagram showing another embodiment of the memory array section of the dynamic RAM according to the present invention.
【図9】図7に示したサブアレイのメインワード線とサ
ブワード線との関係を説明するための要部ブロック図で
ある。9 is a main part block diagram for explaining a relationship between a main word line and a sub word line of the sub array shown in FIG. 7;
【図10】図7のサブアレイのメインワード線とセンス
アンプとの関係を説明するための要部ブロック図であ
る。10 is a main part block diagram for explaining a relationship between a main word line and a sense amplifier of the sub-array in FIG. 7;
【図11】この発明に係るダイナミック型RAMの間接
周辺回路部分の一実施例を示す概略ブロック図である。FIG. 11 is a schematic block diagram showing one embodiment of an indirect peripheral circuit portion of a dynamic RAM according to the present invention.
10…メモリチップ、11…メインロウデコーダ領域、
12…メインワードドライバ領域、13…カラムデコー
ダ領域、14…周辺回路、ポンディングパッド領域、1
5…メセリセルアレイ(サブアレイ)、16…センスア
ンプ領域、17…サブワードドライバ領域、18…交差
領域(クロスエリア) SA…センスアンプ、SWD…サブワードドライバ、M
WD…メインワードドライバ、ACTRL…メモリアレ
イ制御回路、MWL0〜MWLn…メインワード線、S
WL,SWL0…サブワード線、YS…カラム選択線、
SBARY…サブアレイ、TG…タイミング制御回路、
I/O…入出力回路、RAB…ロウアドレスバッファ、
CAB…カラムアドレスバッファ、AMX…マルチプレ
クサ、RFC…リフレッシュアドレスカウンタ回路、X
PD,YPD…プリテコーダ回路、X−DEC…ロウ系
冗長回路、XIB…デコーダ回路、Q1〜Q33…MO
SFET、RIO…読み出し専用線、WIO…書き込み
専用線。10: memory chip, 11: main row decoder area,
12: Main word driver area, 13: Column decoder area, 14: Peripheral circuit, bonding pad area, 1
5: Meseli cell array (sub array), 16: sense amplifier area, 17: sub word driver area, 18: cross area (cross area) SA: sense amplifier, SWD: sub word driver, M
WD: Main word driver, CTRL: Memory array control circuit, MWL0 to MWLn: Main word line, S
WL, SWL0 ... sub-word line, YS ... column select line,
SBARY: sub-array, TG: timing control circuit,
I / O: input / output circuit, RAB: row address buffer,
CAB: column address buffer, AMX: multiplexer, RFC: refresh address counter circuit, X
PD, YPD: Pretecoder circuit, X-DEC: Row system redundant circuit, XIB: Decoder circuit, Q1 to Q33: MO
SFET, RIO: read-only line, WIO: write-only line.
Claims (4)
ース,ドレインが上記ワード線と交差するビット線に接
続され、他方のソース,ドレインが記憶キャパシタの蓄
積ノードに接続されたアドレス選択MOSFETからな
るダイナミック型メモリセルと、 上記ビット線に読み出された上記記憶キャパシタの情報
電荷に従った微小電圧を記憶情報のハイレベルに対応し
た第1の内部電圧と、記憶情報のロウレベルに対応し、
接地電位に対して高い電圧にされた第2の内部電圧で動
作し、上記第1又は第2の内部電圧に増幅するセンスア
ンプと、 上記ビット線に上記第1と第2の内部電圧の中間電圧に
対応したプリチャージ電圧を与えるプリチャージ回路
と、 上記ビット線の増幅信号を受け、ビット線選択信号によ
り活性化されて読み出し専用線に増幅信号を伝える読み
出し増幅回路と、 書き込み専用線の書き込み信号を受け、ビット選択信号
により活性化されて上記ビット線に書き込み信号を伝え
る書き込み回路とを含むメモリアレイを備えてなり、 上記センスアンプは、 上記ワード線の選択状態の前期間において上記第1の電
圧と上記プリチャージ電圧より低く、上記第2の内部電
圧より高い第3の内部電圧で動作して、上記ビット線を
上記第1又は第3の内部電圧に増幅し、 上記ワード線が非選択状態にされる直前の後期間におい
て上記第3の内部電圧を上記第2の内部電圧に切り替え
て、上記ビット線に与えられるロウレベルを上記第2の
内部電圧に対応させて変化させるようにしたことを特徴
とするダイナミック型RAM。1. An address selection MOSFET having a gate connected to a word line, one source and drain connected to a bit line crossing the word line, and the other source and drain connected to a storage node of a storage capacitor. A small voltage according to the information charge of the storage capacitor read to the bit line, a first internal voltage corresponding to a high level of the storage information, and a low level of the storage information,
A sense amplifier that operates at a second internal voltage higher than a ground potential and amplifies the voltage to the first or second internal voltage; and an intermediate voltage between the first and second internal voltages at the bit line. A precharge circuit for applying a precharge voltage corresponding to a voltage; a read amplifier circuit for receiving the amplified signal of the bit line and being activated by a bit line selection signal to transmit the amplified signal to a read-only line; A write circuit that receives a signal and is activated by a bit selection signal to transmit a write signal to the bit line. The sense amplifier comprises: And the third internal voltage lower than the precharge voltage and higher than the second internal voltage, and the bit line is connected to the first or third voltage. The third internal voltage is switched to the second internal voltage in a later period immediately before the word line is deselected, and the low level applied to the bit line is changed to the second level. A dynamic RAM characterized in that the RAM is changed in accordance with an internal voltage.
平行に配置されてなり、 上記センスアンプの増幅MOSFETは、一方のビット
線に接続されたメモリセルの読み出し信号を他方のビッ
ト線のプリチャージ電圧を参照電圧として増幅するもの
であり、 かかるセンスアンプを中心にしてシェアードスイッチM
OSFETを介して2組の相補ビット線に共通に設けら
れるものであり、 上記プリチャージ回路及び上記読み出し増幅回路と書き
込み回路は、上記シェアードスイッチMOSFETを介
して上記2組の相補ビット線に対して共通に設けられる
ものであることを特徴とする請求項1のダイナミック型
RAM。2. The bit line includes a pair of complementary bit lines arranged in parallel, and the amplification MOSFET of the sense amplifier transmits a read signal of a memory cell connected to one bit line to the other bit line. The precharge voltage is amplified as a reference voltage, and the shared switch M
The precharge circuit, the read amplifier circuit, and the write circuit are provided in common to the two sets of complementary bit lines via the OSFET. 2. The dynamic RAM according to claim 1, wherein the RAM is provided in common.
ETからなる2つのCMOSインバータ回路の入力と出
力とが交差接続されてなるCMOSラッチ回路と、 かかるCMOSラッチ回路に上記第1の内部電圧を供給
するPチャンネル型MOSFET及び上記第2の内部電
圧と第3の内部電圧とを選択的に供給するNチャンネル
型MOSFETからなるパワースイッチ回路とにより構
成されるものであることを特徴とする請求項1又は請求
項2のダイナミック型RAM。3. The sense amplifier comprises a P-channel MOSFET and an N-channel MOSFET.
A CMOS latch circuit in which the inputs and outputs of two CMOS inverter circuits made of ET are cross-connected; a P-channel MOSFET supplying the first internal voltage to the CMOS latch circuit; and a second internal voltage. 3. The dynamic RAM according to claim 1, further comprising a power switch circuit including an N-channel MOSFET for selectively supplying a third internal voltage.
方向に対して分割された長さとされ、かつ、上記メイン
ワード線と交差するビット線方向に対して複数配置さ
れ、複数からなるダイナミック型メモリセルのアドレス
選択MOSFETのゲート接続されてなるサブワード線
であり、 上記メインワード線と平行するように延長され、上記1
つのメインワード線に割り当てられた複数のサブワード
線の中の1つを選択する選択信号が伝えられる第1のサ
ブワード選択線と、 上記第1のサブワード選択線の対応するものと接続さ
れ、上記メインワード線と直交するように延長される第
2のサブワード選択線と、 上記メインワード線の選択信号と上記第2のサブワード
選択線を通して伝えられた選択信号とを受けて、上記サ
ブワード線の選択信号を形成する複数からなるサブワー
ドドライバ及び上記複数のサブワード線、上記複数の相
補ビット線対及びこれらの交点に設けられた複数のダイ
ナミック型メモリセルかにより構成されてなる複数のサ
ブアレイを備え、 上記サブアレイの複数からなるサブワード線配列の両端
側にサブワードドライバが振り分けられて分割して配置
され、 上記サブアレイの複数からなる相補ビット線配列の両端
側にセンスアンプが振り分けられて分割して配置され、 上記1つのサブアレイは、上記複数のサブワードドライ
バ列と上記複数のセンスアンプ列とにより囲まれるよう
に形成され、 上記サブアレイに対応してサブ共通入出力線が設けら
れ、複数のサブアレイに対応して設けられる共通入出力
線とを接続させるスイッチ回路は、上記サブアレイの四
隅に対応され、上記センスアンプとサブワードドライバ
とが交差するクロスエリアに設けられるものであること
を特徴とする請求項1、請求項2又は請求項3のダイナ
ミック型RAM。4. A dynamic type comprising a plurality of word lines having a length divided in a direction in which a main word line extends and a plurality of word lines arranged in a bit line direction intersecting with the main word line. A sub-word line connected to the gate of an address selection MOSFET of a memory cell, extended so as to be parallel to the main word line;
A first sub-word selection line to which a selection signal for selecting one of a plurality of sub-word lines assigned to one main word line is transmitted; and a first sub-word selection line corresponding to the first sub-word selection line, A second sub-word select line extending orthogonal to the word line; a main word line select signal and a select signal transmitted through the second sub-word select line; A plurality of sub-word drivers, a plurality of sub-word lines, a plurality of sub-word lines, a plurality of sub-arrays including a plurality of complementary bit line pairs, and a plurality of dynamic memory cells provided at intersections thereof. The sub-word drivers are distributed and arranged at both ends of the sub-word line array composed of a plurality of Sense amplifiers are divided and arranged at both ends of a plurality of complementary bit line arrays of the sub-arrays, and the one sub-array is surrounded by the plurality of sub-word driver rows and the plurality of sense amplifier rows. A sub-common input / output line is provided corresponding to the sub-array, and a switch circuit connecting the common input / output line provided corresponding to the plurality of sub-arrays is provided at four corners of the sub-array, 4. The dynamic RAM according to claim 1, wherein the dynamic RAM is provided in a cross area where an amplifier and a sub-word driver intersect.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9251386A JPH1186549A (en) | 1997-09-01 | 1997-09-01 | Dynamic RAM |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9251386A JPH1186549A (en) | 1997-09-01 | 1997-09-01 | Dynamic RAM |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1186549A true JPH1186549A (en) | 1999-03-30 |
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ID=17222076
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9251386A Pending JPH1186549A (en) | 1997-09-01 | 1997-09-01 | Dynamic RAM |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1186549A (en) |
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