JP2000012790A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP2000012790A
JP2000012790A JP10179126A JP17912698A JP2000012790A JP 2000012790 A JP2000012790 A JP 2000012790A JP 10179126 A JP10179126 A JP 10179126A JP 17912698 A JP17912698 A JP 17912698A JP 2000012790 A JP2000012790 A JP 2000012790A
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memory cell
bit configuration
lines
data signal
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Eiji Haseo
英二 長谷尾
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NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】多ビット構成のメモリ部を有する半導体装置
を、その動作速度を劣化させることなく、簡便にマスタ
ースライス方式で製造できるようにする。 【解決手段】半導体装置のメモリ部のメモリセルアレイ
が複数領域に分割され、上記分割されたメモリセルアレ
イ領域に偶数のI/O線群が割り当てられて配列されて
メモリ部が所定のビット構成にできるようになってい
る。ここで、上記メモリ部のビット構成においてビット
数9が基本単位になっている。また、上記偶数のI/O
線群のうち隣接するメモリセルアレイ領域に割り当てら
れた2つのI/O線が1つのI/O線にまとめられて、
メモリセル部のビット構成でのビット数が所定のビット
構成でのビット数の1/2にできるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置に係わ
り、特にメモリセルアレイを有する半導体装置のデータ
バス線等の配線構成に関する。
【0002】
【従来の技術】SRAM(Static Random
Access Memory)あるいはDRAM(D
ynamic Random Access Memo
ry)のような半導体装置でも、そのビット構成におい
て多様化し顧客ニーズに合わせた短TAT(Turn
Around Time)の供給が必要になってきてい
る。また、半導体装置がゲートアレイ部、ロジック部、
あるいは、メモリ部を含み、多機能化しシステム化する
場合でも、顧客ニーズによって、上記のメモリ部のビッ
ト数が種々に変わってくる。
【0003】本発明は、上記のような半導体装置におい
て、半導体装置をマスタースライス方式(半導体装置の
配線構成のみ変えて種々の製品を製造する方式のこと)
でもって製造し、種々の異なるビット構成を有する製品
に対して迅速に対応しようとするものである。
【0004】上記のようなマスタースライス方式によっ
て、種々の半導体メモリのビット構成に対応しようとす
る技術は、最近になり重要になってきている。以下、通
常に用いられる従来の技術を図7に基づいて説明する。
図7は、8ビット+1パリティ・ビットすなわち9ビッ
トを基本単位にして構成されたSRAMにおいて、×1
8ビット構成のSRAMと×36ビット構成のSRAM
とをマスタースライス方式で形成できるようにするため
のデータバス線(以下、I/O線という)の構成を示す
平面図である。ここで、図7(a)が×36ビット構成
のSRAMであり、図7(b)が×18ビット構成のS
RAMである。
【0005】図7(a)に示すように、半導体チップ1
01内に、次のようにして、メモリセルアレイが配置さ
れている。すなわち、1群のメモリセルが、プレート
Q、プレートR、プレートSおよびプレートTの4領域
に分割して配列される。そして、各プレートは複数のブ
ロック、例えばブロック1からブロック8を構成するメ
モリセルアレイでもって構成される。
【0006】そして、プレートQのブロック1からブロ
ック8のメモリセルには、図7(a)に示すように、I
/O1からI/O9までの9本のI/O線が割り当てら
れる。同様に、プレートRの各ブロックのメモリセルに
は、I/O10からI/O18までの9本のI/O線が
割り当てられる。さらに、プレートSの各ブロックのメ
モリセルには、I/O19からI/O27までの、そし
て、プレートTの各ブロックのメモリセルには、I/O
28からI/O36までの9本のI/O線が割り当てら
れる。
【0007】そして、データ信号配線群102に上記の
I/O1からI/O9のI/O線が接続されている。こ
こで、データ信号配線群102は9本の配線で構成さ
れ、上記のI/O線は別々に上記のデータ信号配線群に
それぞれ接続される。また、同様に、データ信号配線群
103に上記のI/O10からI/O18のI/O線が
接続され、データ信号配線群104に上記のI/O19
からI/O27のI/O線が接続され、データ信号配線
群105に上記のI/O28からI/O36のI/O線
が接続される。このようにして、×36ビット構成のS
RAMが形成されることになる。
【0008】このようなSRAMを×18ビット構成に
するには、図7(b)に示すように配線が変更される。
【0009】上記の配線の変更は次のようになされる。
すなわち、図7(a)に示したデータ信号配線群102
と103がそれぞれ接続され、新たなデータ信号配線群
106にされる。そして、図7(a)のI/O1とI/
O10が同一のデータ信号配線に接続されて図7(b)
に示すようにI/O1にまとめられる。同様にして、I
/O2とI/O11とがI/O2に,・・・I/O9と
I/O18とがI/O9に、それぞれまとめられる。同
様にして、データ信号配線104と105が接続され、
図7(b)に示すI/O10からI/O18が形成され
る。このようにして、配線のみを変えることで、×18
ビット構成のSRAMが形成される。
【0010】以上に説明したように、従来の技術では、
×36ビット構成の場合、I/O線は4分割され、1つ
のプレートに奇数である9本のI/O線が割り当てられ
て形成される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
な従来の技術では、例えば、×36ビット構成のSRA
Mと×18ビット構成のSRAMとがマスタースライス
方式で製造できるようにすると、×18ビット構成のS
RAMの動作速度が大幅に悪くなってしまう。これは、
先述したように、データ信号配線群が接続されて、その
配線長が2倍になるためと、データ信号配線群の寄生容
量が増大することによりデータ信号配線での信号遅延時
間が大幅に増加するようになるからである。
【0012】このように、ビット構成によってSRAM
の動作速度が悪くなることは、上記以外のビット構成、
例えば、×18ビット構成と×9ビット構成の場合、×
54ビット構成と×27ビット構成の場合でも同様に生
じることである。
【0013】本発明の目的は、多ビット構成のメモリ部
を有する半導体装置を、その動作速度を劣化させること
なく、しかも、簡便にマスタースライス方式で製造でき
るようにすることにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】このために本発明の半導
体装置では、半導体装置のメモリ部のメモリセルアレイ
が複数領域に分割され、前記分割されたメモリセルアレ
イ領域に偶数のI/O線群が割り当てられて配列され、
前記メモリ部が所定のビット構成にできるようになって
いる。ここで、前記メモリ部のビット構成においてビッ
ト数9が基本単位になっている。
【0015】そして、前記偶数のI/O線群のうち隣接
するメモリセルアレイ領域に割り当てられた2つのI/
O線が1つのI/O線にまとめられて、メモリセル部の
ビット構成でのビット数が所定のビット構成でのビット
数の1/2にできるようになっている。ここで、前記メ
モリセル部のビット数の変換は、配線のみの変更による
マスタースライス方式でできるようになっている。
【0016】また、前記所定のビット構成のビット数が
36、18あるいは54となるように設定されている。
【0017】あるいは、半導体チップにメモリ部とゲー
トアレイ部とロジック部とが搭載されて半導体装置が構
成されている。
【0018】
【発明の実施の形態】次に、本発明の第1の実施の形態
を図1に基づいて説明する。図1は、従来の技術と同様
に、×18ビット構成のSRAMと×36ビット構成の
SRAMとをマスタースライス方式で形成できるように
するためのI/O線の構成を示す平面図である。ここ
で、図1(a)が×36ビット構成のSRAMであり、
図1(b)が×18ビット構成のSRAMとなってい
る。
【0019】図1(a)に示すように、半導体チップ1
内に、次のようにして、メモリセルアレイが配置されて
いる。すなわち、1群のメモリセルが、プレートA、プ
レートB、プレートCおよびプレートDの4領域に分割
して配列される。そして、各プレートは、ブロック1か
らブロック8を構成するメモリセルアレイでもって構成
される。
【0020】そして、プレートAのブロック1からブロ
ック8のメモリセルには、図1(a)に示すように、I
/O1からI/O10までの10本のI/O線が割り当
てられる。同様に、プレートBの各ブロックのメモリセ
ルには、I/O11からI/O18までの8本のI/O
線が割り当てられる。さらに、プレートCの各ブロック
のメモリセルには、I/O19からI/O28までの、
そして、プレートDの各ブロックのメモリセルには、I
/O29からI/O36までの8本のI/O線が割り当
てられる。
【0021】このように本発明では、各プレートに偶数
個のI/O線が割り当てられる。この点が従来の技術と
特に異なるところとなっている。
【0022】そして、データ信号配線群2に上記のI/
O1からI/O10のI/O線が接続されている。ここ
で、データ信号配線群2は10本の配線で構成され、上
記のI/O線は別々に上記のデータ信号配線群にそれぞ
れ接続される。また、同様に、データ信号配線群3に上
記のI/O11からI/O18のI/O線が接続され、
データ信号配線群4に上記のI/O19からI/O28
のI/O線が接続され、データ信号配線群5に上記のI
/O29からI/O36のI/O線が接続される。この
ようにして、×36ビット構成のSRAMが形成される
ことになる。
【0023】そして、本発明の場合では、このようなS
RAMを×18ビット構成にするには、図1(b)に示
すようにI/O線が変更されることになる。
【0024】すなわち、プレートAでは、図1(a)に
示した互いに隣接するI/O1とI/O2とが、図1
(b)に示すように、1つのI/O1にまとめられる。
同様に、I/O3とI/O4とがI/O2に・・・I/
O9とI/O10とがI/O5にそれぞれまとめられ
る。そして、これらのまとめられた新たなI/O線が、
新たなデータ信号配線群2aに対してそれぞれに接続さ
れる。ここで、データ信号配線2aの本数は5本に半減
するようになる。
【0025】同様に、プレートBでは、I/O11とI
/O12とが1つのI/O6にまとめられる。同様に、
I/O13とI/O14とがI/O7に・・・I/O1
7とI/O18とがI/O9にそれぞれまとめられる。
そして、これらのまとめられた新たなI/O線が、新た
なデータ信号配線群3aに接続される。ここで、データ
信号配線3aの本数は5本に半減する。
【0026】このようにして、従来の技術の場合と異な
り、図1(a)に示したデート信号配線群2と3とが接
続されることはなく、新たなデータ信号配線群2aと3
aとが形成される。
【0027】プレートC、プレートDにおけるI/O線
の配列および新たなデータ信号配線群4a,5aの配設
も、それぞれ上記プレートAおよびプレートBで説明し
たのと同様にして行われる。このようにして、配線のみ
を変えることで、×18ビット構成のSRAMが形成さ
れる。
【0028】以上に説明したように、本発明では、各プ
レートに偶数であるI/O線が割り当てられて形成され
る。そして、半導体装置のビット構成を1/2にする場
合には、例えば先述したように×36ビット構成を×1
8ビット構成にする場合には、各プレート内の隣接する
2つのI/O線が1つにまとめられる。このために、プ
レート間のデータ信号配線群を接続する必要はなくな
る。
【0029】このようにして、従来の技術で生じたよう
な、新たなデータ信号配線群の配線長が2倍になり、デ
ータ信号配線の寄生容量が増大して、データ信号配線で
の信号遅延時間が大幅に増加するというようなことは皆
無になる。
【0030】次に、図2に基づいて、図1で説明した配
線の具体的な方法について説明する。ここで、図2
(a)は、×36ビット構成の場合のメモリセルアレイ
とその周辺部を具体的に示したものであり、図2(b)
は、×16ビット構成の場合のメモリセルアレイとその
周辺部を具体的に示したものである。
【0031】図2(a)に示すように、メモリセルのビ
ット線はそれぞれのカラムスイッチ6に接続される。そ
して、このカラムスイッチ6は、カラム選択信号線群7
でもって選択的に活性化されるようになっている。そし
て、カラムスイッチ6はそれぞれのI/O線群8に接続
されている。このI/O線群8は、メモリセルに割り当
てられたI/O1、I/O2、I/O3等に対応して形
成されている。
【0032】さらに、これらI/O線群8は、データア
ンプ回路9を通して、データ信号配線群2にそれぞれ接
続されている。ここで、データアンプ回路9は、主にラ
イトドライバ回路とセンスアンプ回路とで構成されてい
る。
【0033】上記のような×36ビット構成を×18ビ
ット構成にするためには、図2(b)に示すような配線
構成に変えられる。すなわち、図2(b)に示すよう
に、カラムスイッチ6を選択するために、図2(a)の
場合の2倍の配線数を有するカラム選択信号線群7aが
配設される。そして、図2(a)の場合のI/O1とI
/O2とをまとめるために、I/O線群8aが形成され
る。このようにして、図2(b)に示すように、×36
ビット構成の場合の2倍のメモリセルアレイにI/O1
が割り当てられる。
【0034】そして、これらI/O線群8aは、データ
アンプ回路9を通して、データ信号配線群2aに接続さ
れている。ここで、データ信号配線群2aの配線数は、
データ信号配線群2の配線数の1/2に削減される。
【0035】以上のようにして、カラム選択信号線群7
aの増加分に因る面積増加が、上記のデータ信号配線群
2aの減少分に因る面積減少で補償されるようになる。
【0036】次に、図3に、上記の×36ビット構成を
×18ビット構成にするための別の配線構成について示
す。図3も、図2(b)で示したものと同様の配線図と
なっている。ここで、図2(b)で示したものと同一の
ものは同一符号で示されている。
【0037】この場合には、図3に示すように、カラム
スイッチ6を選択するために、カラム選択信号線群7が
配設される。ここで、図2(a)と同じカラム選択信号
配線が用いられる。
【0038】そして、図2(a)の場合の互いに隣接す
るI/O1とI/O2とがまとめられて、I/O1が形
成される。その他の隣接するI/O線も同様にしてまと
められる。しかしこの場合のI/O線群8には、図2
(a)と同じI/O線群が用いられる。このI/O線群
8は、データアンプ回路9を通してデータ信号配線群2
aに接続されている。この場合には、2本のデータアン
プ回路選択信号線10が配設され、その信号によって、
所定のデータアンプ回路9が活性化され、I/O線群の
うち所定のI/O線とデータ信号配線群2aとが電気接
続される。
【0039】この場合には、カラム選択信号線群の配線
数の増加はない。このために、配線の余裕度が向上し、
後述するようにシステム機能を有するような半導体装置
への適用において非常に効果的になる。
【0040】次に、本発明の第2の実施の形態を図4と
図5に基づいて説明する。図4と図5は、それぞれ×3
6ビット構成のメモリ部と×18ビット構成のメモリ部
とをマスタースライス方式で形成できるようにするため
のI/O線の別の割り当てを示す平面図である。この場
合には、メモリセルアレイが6分割されている。
【0041】図4に示すように、半導体装置のある領域
にメモリセル部が形成されている。すなわち、1群のメ
モリセルアレイが、プレートE、プレートF、プレート
G、プレートH、プレートIおよびプレートJの6領域
に分割して配列される。そして、各プレートは複数のブ
ロック、例えばブロック1からブロック8を構成するメ
モリセルアレイでもって構成される。
【0042】そして、プレートEのブロック1からブロ
ック8のメモリセルには、図4に示すように、I/O1
からI/O6までの6本のI/O線が割り当てられる。
同様に、プレートFの各ブロックのメモリセルには、I
/O7からI/O12までの6本のI/O線が割り当て
られる。他の各プレートにも、図4に示すように6本の
I/O線が割り当てられる。このように、この場合も、
各プレートに偶数個のI/O線が割り当てられることに
なる。
【0043】そして、データ信号配線群11に上記のI
/O1からI/O12のI/O線が接続されている。こ
こで、データ信号配線群11は12本の配線で構成さ
れ、上記のI/O線は別々に上記のデータ信号配線群に
接続する。また、同様に、データ信号配線群12に上記
のI/O13からI/O24のI/O線が接続され、デ
ータ信号配線群13に上記のI/O25からI/O36
のI/O線が接続される。このようにして、×36ビッ
ト構成のメモリセルアレイが形成される。
【0044】次に、このようなメモリセルアレイを×1
8ビット構成にするには、図5に示すようにI/O線の
割り当て方法が変更されることになる。すなわち、プレ
ートEでは、図4に示した互いに隣接するI/O1とI
/O2とが、図5に示すように、1つのI/O1にまと
められる。同様に、I/O3とI/O4とがI/O2
に、I/O5とI/O6とがI/O3にそれぞれまとめ
られる。そして、これらのまとめられた新たなI/O線
が、新たなデータ信号配線群11aに接続される。同様
に、図4に示したI/O7とI/O8とが、図5に示す
ように、1つのI/O4にまとめられる。同様に、I/
O9とI/O10とがI/O5に、I/O11とI/O
12とがI/O6にそれぞれまとめられる。そして、デ
ータ信号配線群11aに上記のI/O1からI/O6の
I/O線が接続される。ここで、データ信号配線11a
の本数は6本に半減するようになる。
【0045】同様にしてまとめられたI/O7からI/
O12のI/O線がデータ信号配線群12aに接続さ
れ、まとめられたI/O13からI/O18のI/O線
がデータ信号配線群13aに接続されることになる。
【0046】このようなメモリセルアレイの分割方法
は、システム・オン・チップのような多機能を有する半
導体装置に効果的になる。これについて図6に基づいて
説明する。図6は、上記のシステム・オン・チップの1
例を模式的に示した平面図である。
【0047】図6に示すように、半導体チップにSRA
Mのメモリ部14、DRAMのメモリ部15とが配列さ
れている。そして、これらのメモリ部14,15の間に
ゲートアレイ部16とロジック部17が形成されてい
る。
【0048】そして、SRAMのメモリセル部14から
上記のようにしてデータ信号配線群が取り出され、ゲー
トアレイ部16あるいはロジック部17にこれらのデー
タ信号が転送される。あるいは、逆に、ゲートアレイ部
16あるいはロジック部17からの信号がデータ信号配
線群を通して、SRAMのメモリ部に情報蓄積されるよ
うになる。また、DRAMのメモリ部15とゲートアレ
イ部16あるいはロジック部17との間の関係も上述し
たのと同様である。
【0049】このような半導体装置がマスタースライス
方式で形成される場合には、メモリ部のビット構成とゲ
ートアレイ部の論理構成とが、配線のみの変更でもって
変えられる。そして、例えば、上述したデータ信号配線
群の増減による面積増減が、ゲートアレイ部の配線数の
増減でもって補償できるようになる。
【0050】また、本発明がシステム・オン・チップの
ような半導体装置に適用されると、SRAMあるいはD
RAM等のメモリ部のビット構成が変わっても、そのデ
ータ信号の伝達速度が小さくなることはなく、半導体装
置の高性能化が非常に容易になる。
【0051】以下の実施の形態の説明では、メモリ部の
ビット構成が、×36ビットと×18ビットになる場合
について行われている。本発明はこのようなビット構成
に限定されない。本発明は、メモリ部のビット構成が、
×18ビットと×9ビットになる場合、×54ビットと
27ビットになる場合も同様にも同様に適用できるもの
である。あるいは、×36ビット、18ビットおよび9
ビット間でビット構成が変化する場合も同様に形成でき
る。
【0052】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明では、半
導体装置のメモリ部のメモリセルアレイが複数領域に分
割され、上記分割されたメモリセルアレイ領域に偶数の
I/O線群が割り当てられて配列されてメモリ部が所定
のビット構成にできるようになっている。ここで、上記
メモリ部のビット構成においてビット数9が基本単位に
なっている。また、上記偶数のI/O線群のうち隣接す
るメモリセルアレイ領域に割り当てられた2つのI/O
線が1つのI/O線にまとめられて、メモリセル部のビ
ット構成でのビット数が所定のビット構成でのビット数
の1/2にできるようになっている。なお、上記メモリ
セル部のビット数の変換は、配線のみの変更によるマス
タースライス方式でできるようになっている。
【0053】このために、メモリ部のビット構成がマス
タースライス方式で1/2に変換された場合でも、メモ
リ部の動作速度が劣化することは皆無になる。
【0054】また、本発明がシステム・オン・チップの
ような多機能を有する半導体装置に適用されると、その
半導体装置の機能の信頼性が大幅に向上するようにな
る。
【0055】このようにして、多ビット構成のメモリ部
を有する半導体装置が、その動作速度が劣化することな
く、簡便にマスタースライス方式で製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を説明するためのメ
モリセルアレイへのデータバス線の割り当て平面図であ
る。
【図2】上記実施の形態を説明するための配線図であ
る。
【図3】上記実施の形態を説明するための配線図であ
る。
【図4】本発明の第2の実施の形態を説明するためのメ
モリセルアレイへのデータバス線の割り当て平面図であ
る。
【図5】本発明の第2の実施の形態を説明するためのメ
モリセルアレイへのデータバス線の割り当て平面図であ
る。
【図6】本発明の第2の実施の形態を説明するための半
導体チップの平面図である。
【図7】従来の技術を説明するためのメモリセルアレイ
へのデータバス線の割り当て平面図である。
【符号の説明】
1,101 半導体チップ 2,2a,3,3a,4,4a,5,5a,11,11
a,12,12a,13,13a データ信号配線群 6 カラムスイッチ 7,7a カラム選択信号線群 8,8a I/O線群 9 データアンプ回路 10 データアンプ回路選択信号線 14 SRAMのメモリ部 15 DRAMのメモリ部 16 ゲートアレイ部 17 ロジック部 102,103,104,105,106,107
データ信号配線群
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/82 H01L 21/82 D 27/118 M 27/04 27/04 M 21/822 Fターム(参考) 5B015 AA00 BA64 FA01 FA10 5B024 AA15 BA29 CA16 CA21 5F038 AV06 AV12 BH07 CA04 CD05 DF05 5F064 AA03 BB12 BB13 CC09 DD32 EE08 EE15 EE17 EE43 5F083 BS00 KA17

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体装置のメモリ部のメモリセルアレ
    イが複数領域に分割され、前記分割されたメモリセルア
    レイ領域に偶数のI/O線群が割り当てられて配列さ
    れ、前記メモリ部が所定のビット構成にできるようにな
    っていることを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記メモリ部のビット構成においてビッ
    ト数9が基本単位になっていることを特徴とする請求項
    1記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記偶数のI/O線群のうち隣接するメ
    モリセルアレイ領域に割り当てられた2つのI/O線が
    1つのI/O線にまとめられ、メモリセル部のビット構
    成でのビット数が所定のビット構成でのビット数の1/
    2にできるようになっていることを特徴とする請求項1
    または請求項2記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記メモリセル部のビット数の変換が、
    配線のみの変更によるマスタースライス方式でできるよ
    うになっていることを特徴とする請求項3記載の半導体
    装置。
  5. 【請求項5】 前記所定のビット構成のビット数が36
    であること特徴とする請求項4記載の半導体装置。
  6. 【請求項6】 前記所定のビット構成のビット数が54
    であること特徴とする請求項4記載の半導体装置。
  7. 【請求項7】 半導体チップにメモリ部とゲートアレイ
    部とロジック部とが搭載されていることを特徴とする請
    求項4、請求項5または請求項6記載の半導体装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1170204A1 (en) 2000-05-16 2002-01-09 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Motion reduction apparatus and floating body therewith
US7929342B2 (en) 2005-08-15 2011-04-19 Nec Corporation Magnetic memory cell, magnetic random access memory, and data read/write method for magnetic random access memory
US8009466B2 (en) 2007-02-21 2011-08-30 Nec Corporation Semiconductor storage device

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