JP2000340771A - Semiconductor memory device - Google Patents

Semiconductor memory device

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JP2000340771A
JP2000340771A JP2000079542A JP2000079542A JP2000340771A JP 2000340771 A JP2000340771 A JP 2000340771A JP 2000079542 A JP2000079542 A JP 2000079542A JP 2000079542 A JP2000079542 A JP 2000079542A JP 2000340771 A JP2000340771 A JP 2000340771A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize area saving of a semiconductor memory device. SOLUTION: NMOSFETs 49 and 50, which are used to connect a pair of complementary bit line 15 extending from a subarray 32 and a sense amplifier 24a, are arranged on the opposite side of a sub array 32, which is not from the input side of the sense amplifier 25Pa. Accordingly, the NMOSFETs 49 and 50, having the threshold voltage same as that of the NMOSFET used on a logic circuit, can be used without the use of the material of low threshold voltage, the NMOSFETs 49 and 50 can be on/off operated surely in the narrow range of operation, and the scale and the function of a drive circuit can be suppressed low.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、論理回路と共に半
導体基板上に集積化するのに適したダイナミック方式の
RAM等半導体メモリ装置に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a semiconductor memory device such as a dynamic RAM which is suitable for being integrated on a semiconductor substrate together with a logic circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、マイクロプロセッサや特定用
途向け集積回路(ASIC)等のロジック回路およびダ
イナミックRAM(DRAM)等は、それぞれその集積
度の増加に伴い高性能の大規模集積回路(VLSI、U
LSI等)として生産されてきた。そして、これら集積
回路はそれぞれ個別のチップとして生産され、パーソナ
ルコンピュータ等のシステムにおいては、システムボー
ド上において外部配線にて接続されていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, logic circuits such as microprocessors and application-specific integrated circuits (ASICs), and dynamic RAMs (DRAMs) and the like have been increasing in the degree of integration, respectively, and have high-performance large-scale integrated circuits (VLSI, U
LSI etc.). These integrated circuits are produced as individual chips, respectively, and in a system such as a personal computer, they are connected by external wiring on a system board.

【0003】ところが、このようなシステムにおいて
は、コンピュータの演算性能が外部配線の寄生容量およ
び抵抗等により制限されるため、コンピュータ性能の更
なる高性能化が困難なものとなっている。そのため近
年、前記ロジック回路とDRAM等を同一半導体基板上
に形成し、高性能化を図ることも一部行われている。特
に近年は、ロジック回路のメタル配線の多層化が進み、
6層、あるいは7層といったようなメタル配線の多層化
も試みられている。
However, in such a system, since the computing performance of the computer is limited by the parasitic capacitance and resistance of the external wiring, it is difficult to further improve the performance of the computer. Therefore, in recent years, the logic circuit, the DRAM, and the like are formed on the same semiconductor substrate to partially improve the performance. In recent years, in particular, the metal wiring of logic circuits has been multi-layered,
Attempts have been made to increase the number of metal wiring layers such as six layers or seven layers.

【0004】図20〜図22に、2層のメタル配線から
なるDRAMとこのDRAMを利用するロジック回路と
を同一半導体基板上に混載した従来の半導体メモリ装置
の製造プロセスの概要を示す。図20〜図22の各左図
はDRAM領域の部分断面構造を示し、図20〜図22
の各右図はロジック回路領域の部分断面構造を示す。ま
ず、図20に示すように、Si(シリコン)基板1上に
素子分離用のフィールド酸化膜2を形成した後、ゲート
酸化膜3、多結晶シリコンからなるトランジスタのゲー
ト電極4、ワード線(ゲート配線)4a、この上部を覆
うシリコン酸化膜5、および拡散層6,6aを形成す
る。この上に層間絶縁膜217をCVD法により形成し
た後、フォトレジスト工程およびドライエッチング工程
により同層間絶縁膜217の一部をキャパシタ形成のた
めに開口する。
FIGS. 20 to 22 show an outline of a manufacturing process of a conventional semiconductor memory device in which a DRAM composed of two layers of metal wiring and a logic circuit using the DRAM are mounted on the same semiconductor substrate. 20 to 22 show partial cross-sectional structures of the DRAM region.
Each right figure shows a partial cross-sectional structure of the logic circuit region. First, as shown in FIG. 20, after forming a field oxide film 2 for element isolation on a Si (silicon) substrate 1, a gate oxide film 3, a gate electrode 4 of a transistor made of polycrystalline silicon, a word line (gate) A wiring 4a, a silicon oxide film 5 covering the upper portion, and diffusion layers 6 and 6a are formed. After an interlayer insulating film 217 is formed thereon by a CVD method, a part of the interlayer insulating film 217 is opened for forming a capacitor by a photoresist process and a dry etching process.

【0005】次に、DRAM領域については、薄膜堆
積、フォトレジスト工程、およびドライエッチング工程
を繰り返すことにより、図21左図に示されるメモリセ
ルキャパシタの蓄積電極201、容量絶縁膜202、セ
ルプレート電極203を順次形成する。そして、その上
にロジック回路領域も含めて層間絶縁膜204を形成す
る。
[0005] Next, in the DRAM region, the thin film deposition, the photoresist process, and the dry etching process are repeated, so that the storage electrode 201, the capacitance insulating film 202, the cell plate electrode of the memory cell capacitor shown in the left diagram of FIG. 203 are sequentially formed. Then, an interlayer insulating film 204 including the logic circuit region is formed thereon.

【0006】次に、同じくDRAM領域については、図
22左図に示すように、上記配線と層間絶縁膜を交互に
堆積、加工して多結晶シリコン膜とタングステンポリサ
イド膜からなるビット線206、同ビット線206と拡
散層6aとを結ぶコンタクトホール205を形成する。
その後、ロジック回路領域も含めてその上部を覆うよう
に層間絶縁膜207を形成する。
Next, in the DRAM region, as shown in the left diagram of FIG. 22, the above wirings and interlayer insulating films are alternately deposited and processed to form bit lines 206 made of a polycrystalline silicon film and a tungsten polycide film. A contact hole 205 connecting the bit line 206 and the diffusion layer 6a is formed.
After that, an interlayer insulating film 207 is formed so as to cover the upper portion including the logic circuit region.

【0007】このようなDRAM領域とロジック回路領
域とを混載した半導体メモリ装置において、上述した通
り、メモリセルは、アドレス選択用のメモリセルトラン
ジスタとデータ記憶用のメモリセルキャパシタとから構
成され、メモリセルキャパシタに電荷を蓄積することに
より、データ記憶動作を行うので、正常に且つ高速にデ
ータ読み出しを行ったり、データ保持時間を長くするた
めには、記憶電荷量を大きくすることが必要である。
In such a semiconductor memory device in which a DRAM region and a logic circuit region are mixedly mounted, as described above, the memory cell is composed of a memory cell transistor for address selection and a memory cell capacitor for data storage. Since the data storage operation is performed by accumulating the electric charge in the cell capacitor, it is necessary to increase the amount of the stored electric charge in order to read the data normally and at a high speed and to lengthen the data holding time.

【0008】DRAMのメモリセルキャパシタに貯えら
れる電荷量はメモリセルに書き込まれる電圧に比例し、
“H”データの書き込み電圧は以下で表される。 書き込み電圧={α・Vcc−(Vtn+β)}・γ … ここで、 α:電源電圧の供給源からメモリセルまでの寄生容量や
抵抗による時定数に依存する時間の関数(α≦1) β:バックバイアス値に依存するしきい値増加分 γ:書き込み特性と動作サイクルに依存する係数(γ≦
1) Vcc:電源電圧 Vtn:メモリセルトランジスタのしきい値 従って、このようなDRAMにおいては、式の第2項
(Vtn+β)を極力小さくすることにより、書き込み
電圧を大きくすることができ、そのために一般的にはワ
ード線の電圧を電源電圧Vccよりも高することによ
り、第2項によるマイナス分を相殺している。
[0008] The amount of charge stored in the memory cell capacitor of a DRAM is proportional to the voltage written to the memory cell.
The write voltage for “H” data is represented below. Write voltage = {α · Vcc− (Vtn + β)} · γ where α is a function of a time depending on a time constant due to a parasitic capacitance or resistance from a power supply voltage supply source to a memory cell (α ≦ 1) β: Increase in threshold value depending on back bias value γ: Coefficient (γ ≦
1) Vcc: power supply voltage Vtn: threshold value of the memory cell transistor Therefore, in such a DRAM, the write voltage can be increased by minimizing the second term (Vtn + β) of the equation, and therefore, Generally, the word line voltage is made higher than the power supply voltage Vcc, thereby canceling out the negative component of the second term.

【0009】ところが、DRAM領域とロジック回路領
域とを混載する場合、酸化膜形成工程を簡略化するため
に、図20〜図22に示す通り、ロジック回路領域とD
RAM領域とのそれぞれのゲート酸化膜3を同一工程で
形成することが望ましく、この場合、ロジック回路領域
とDRAM領域とのそれぞれのゲート酸化膜3の膜厚が
同一になる。そして、ロジック回路領域においては、高
速性が求められることから、そのゲート酸化膜3の膜厚
も比較的薄く設定され、必然的にDRAM領域のゲート
酸化膜3も薄くなる。その結果、DRAM領域のゲート
酸化膜3の信頼性を確保する必要上、ワード線を昇圧す
ることができなくなり、書き込み電圧を大きくするこ
と、すなわち、記憶電荷量を大きくすることが困難とい
う問題が生じる。
However, when the DRAM region and the logic circuit region are mixedly mounted, as shown in FIGS. 20 to 22, the logic circuit region and the logic circuit region are formed in order to simplify the oxide film forming process.
It is desirable that the respective gate oxide films 3 in the RAM region are formed in the same step, and in this case, the thicknesses of the respective gate oxide films 3 in the logic circuit region and the DRAM region are the same. Since high speed is required in the logic circuit region, the thickness of the gate oxide film 3 is set to be relatively small, and the gate oxide film 3 in the DRAM region is inevitably thin. As a result, it is necessary to ensure the reliability of the gate oxide film 3 in the DRAM region, so that the word line cannot be boosted, and it is difficult to increase the write voltage, that is, to increase the amount of storage charge. Occurs.

【0010】このような問題を解決する手法として、特
開平10−134570号には、メモリセル部のトラン
ジスタとして、通常よりも低いしきい値(約0.6V)
のものを用いることが記載されている。こうすれば、上
記式の第2項を小さくすることができる。
As a method for solving such a problem, Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 10-134570 discloses a transistor having a lower threshold voltage (about 0.6 V) than usual as a transistor in a memory cell portion.
Is described. This makes it possible to reduce the second term of the above equation.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】従来例にあっては、い
わゆるシェアードセンスアンプ方式が採用されており、
センスアンプはその両側に配置されたスイッチングトラ
ンジスタを介してさらにその両側に配置されたビット線
対に接続されている。したがって、メモリセルキャパシ
タには、スイッチングトランジスタとメモリセルトラン
ジスタとを介して書き込み電圧が印加される。このよう
な回路構成においては、メモリセルキャパシタに印加さ
れる電圧は、スイッチングトランジスタとメモリセルト
ランジスタとの双方のしきい値に依存し、両トランジス
タの内、大きなしきい値を持つトランジスタのしきい値
分だけ低下してしまう。従って、メモリセルトランジス
タに低しきい値のものを用いた場合、スイッチングトラ
ンジスタのしきい値も同様の低いしきい値のものを用い
る必要がある。
In the conventional example, a so-called shared sense amplifier system is adopted.
The sense amplifier is further connected to a pair of bit lines disposed on both sides thereof via switching transistors disposed on both sides thereof. Therefore, a write voltage is applied to the memory cell capacitor via the switching transistor and the memory cell transistor. In such a circuit configuration, the voltage applied to the memory cell capacitor depends on the threshold values of both the switching transistor and the memory cell transistor. It drops by the value. Therefore, when a memory cell transistor having a low threshold is used, it is necessary to use a switching transistor having a similar low threshold.

【0012】しかしながら、スイッチングトランジスタ
のしきい値を低くすると、トランジスタを確実にOFF
させるための電圧として負電圧Vbbを用いる必要があ
り、その結果、広い動作範囲を駆動する回路が必要とな
って、レイアウト面積が増大する問題が生じ、更には、
Vbb発生回路の負荷が増加して回路規模が増大すると
共に消費電流が増大する問題が生じる。
However, when the threshold value of the switching transistor is lowered, the transistor is surely turned off.
It is necessary to use a negative voltage Vbb as a voltage for causing the circuit to drive, and as a result, a circuit for driving a wide operating range is required, which causes a problem that a layout area is increased.
There is a problem that the load of the Vbb generation circuit increases, the circuit scale increases, and the current consumption increases.

【0013】本発明は、半導体メモリ装置に関し、斯か
る問題点を解消することをその目的とする。
[0013] The present invention relates to a semiconductor memory device and an object thereof is to solve such a problem.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】請求項1の半導体メモリ
装置は、メモリサブアレイから延びるビット線とセンス
アンプとを接続するための第1のスイッチングトランジ
スタを、センスアンプの入力側よりも前記メモリサブア
レイとは反対側に配置することをその要旨とする。
In a semiconductor memory device according to the present invention, a first switching transistor for connecting a bit line extending from a memory sub-array to a sense amplifier is provided in the memory sub-array more than the input side of the sense amplifier. The gist is that it is arranged on the opposite side to the above.

【0015】こうすれば、メモリセルへのデータ書き込
みパスから前記第1のスイッチングトランジスタを除く
ことができる。更には、第1のスイッチングトランジス
タとして、低いしきい値のものを用いずに、例えば、ロ
ジック回路領域に用いたトランジスタと同じしきい値の
ものを用いることができ、そのぶん狭い動作範囲で、第
1のスイッチングトランジスタを確実にON/OFFさ
せることができる。
This makes it possible to eliminate the first switching transistor from the data write path to the memory cell. Further, instead of using a low switching transistor as the first switching transistor, for example, a switching transistor having the same threshold as the transistor used in the logic circuit region can be used. The first switching transistor can be reliably turned on / off.

【0016】請求項2の半導体メモリ装置は、請求項1
の発明において、前記第1のセンスアンプは、第1のP
チャネルセンスアンプとNチャネルセンスアンプとを含
み、前記第1のスイッチングトランジスタは、前記第1
のPチャネルセンスアンプとNチャネルセンスアンプと
の間に配置されて、両者の分離及び接続を行うことをそ
の要旨とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory device.
In the invention, the first sense amplifier is provided with a first P
A channel sense amplifier and an N-channel sense amplifier, wherein the first switching transistor is connected to the first
It is arranged between the P-channel sense amplifier and the N-channel sense amplifier to separate and connect them.

【0017】請求項3の半導体メモリ装置は、第1の共
通ビット線と、前記第1の共通ビット線と相補的な第2
の共通ビット線と、前記第1および第2の共通ビット線
間に接続されたNチャネルセンスアンプと、第1のビッ
ト線と、前記第1のビット線と相補的な第2のビット線
と、前記第1および第2のビット線間に接続された第1
のPチャネルセンスアンプと、前記第1の共通ビット線
と前記第1のビット線との間に接続された第1のスイッ
チングトランジスタと、前記第2の共通ビット線と前記
第2のビット線との間に接続された第2のスイッチング
トランジスタと、第3のビット線と、前記第3のビット
線と相補的な第4のビット線と、前記第3および第4の
ビット線間に接続された第2のPチャネルセンスアンプ
と、前記第1の共通ビット線と前記第3のビット線との
間に接続された第3のスイッチングトランジスタと、前
記第2の共通ビット線と前記第4のビット線との間に接
続された第4のスイッチングトランジスタと、ワード線
と、メモリセルキャパシタと、前記第1のビット線と前
記メモリセルキャパシタとの間に接続され、前記ワード
線に接続されたゲートを有するメモリセルトランジスタ
と、を備えたことをその要旨とする。
According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor memory device, a first common bit line and a second common bit line complementary to the first common bit line are provided.
A common bit line, an N-channel sense amplifier connected between the first and second common bit lines, a first bit line, and a second bit line complementary to the first bit line. , A first bit line connected between the first and second bit lines.
A P-channel sense amplifier, a first switching transistor connected between the first common bit line and the first bit line, a second common bit line and the second bit line, , A third bit line, a fourth bit line complementary to the third bit line, and a third switching transistor connected between the third and fourth bit lines. A second P-channel sense amplifier, a third switching transistor connected between the first common bit line and the third bit line, a second switching transistor connected between the second common bit line and the fourth A fourth switching transistor connected between the bit line, a word line, a memory cell capacitor, and a fourth switching transistor connected between the first bit line and the memory cell capacitor and connected to the word line; Get A memory cell transistor having the door, further comprising a as its gist.

【0018】こうすれば、メモリセルへのデータ書き込
みパスから前記第1のスイッチングトランジスタを除く
ことができる。更には、第1のスイッチングトランジス
タとして、低いしきい値のものを用いずに、例えば、ロ
ジック回路領域に用いたトランジスタと同じしきい値の
ものを用いることができ、そのぶん狭い動作範囲で、第
1のスイッチングトランジスタを確実にON/OFFさ
せることができる。
This makes it possible to eliminate the first switching transistor from the data write path to the memory cell. Further, instead of using a low switching transistor as the first switching transistor, for example, a switching transistor having the same threshold as the transistor used in the logic circuit region can be used. The first switching transistor can be reliably turned on / off.

【0019】請求項4の半導体メモリ装置は、請求項1
乃至3のいずれか1項に記載の発明において、前記メモ
リセルトランジスタは、前記第1のスイッチングトラン
ジスタのしきい値よりも低いしきい値を有することをそ
の要旨とする。こうすることで、メモリセルの記憶容量
が大きくなる。請求項5の半導体メモリ装置は、請求項
1乃至4のいずれか1項に記載の発明において、電源ノ
ードと前記第1のPチャネルセンスアンプとの間に接続
されたNチャネル駆動トランジスタを備えることをその
要旨とする。こうすることで、第1のPチャネルセンス
アンプは電源電圧よりもNチャネル駆動トランジスタの
しきい値電圧だけ低い電圧を第1または第2のビット線
に印加することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory device.
4. The invention according to any one of the first to third aspects, wherein the memory cell transistor has a lower threshold value than a threshold value of the first switching transistor. This increases the storage capacity of the memory cell. According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the semiconductor memory device according to any one of the first to fourth aspects, further comprising an N-channel driving transistor connected between a power supply node and the first P-channel sense amplifier. Is the gist. By doing so, the first P-channel sense amplifier can apply a voltage lower than the power supply voltage by the threshold voltage of the N-channel drive transistor to the first or second bit line.

【0020】請求項6の半導体メモリ装置は、請求項5
の発明において、前記Nチャネル駆動トランジスタは、
前記第1のスイッチングトランジスタのしきい値よりも
低いしきい値を有することをその要旨とする。このよう
に、Nチャネル駆動トランジスタのしきい値を低く設定
しても、Nチャネル駆動トランジスタを制御するための
電圧範囲と第1のスイッチングトランジスタを制御する
ための電圧範囲とを共に、例えば負電圧を用いて広く設
定する必要がなく、そのぶん広い動作範囲を駆動する回
路が不要となる。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory device according to the fifth aspect.
In the invention of the first aspect, the N-channel drive transistor includes:
The gist is to have a threshold value lower than the threshold value of the first switching transistor. As described above, even if the threshold value of the N-channel drive transistor is set low, both the voltage range for controlling the N-channel drive transistor and the voltage range for controlling the first switching transistor are set to, for example, a negative voltage. , It is not necessary to set a wide range using such a circuit, and a circuit for driving a wider operation range becomes unnecessary.

【0021】請求項7の半導体メモリ装置は、請求項5
の発明において、前記Nチャネル駆動トランジスタは、
前記メモリセルトランジスタのしきい値とほぼ同じしき
い値を有することをその要旨とする。請求項8の半導体
メモリ装置は、請求項5乃至7のいずれか1項に記載の
発明において、前記Nチャネル駆動トランジスタのゲー
トに電源電圧および接地電圧を選択的に印加する制御回
路を備えることをその要旨とする。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory device according to the fifth aspect.
In the invention of the first aspect, the N-channel drive transistor includes:
The gist of the present invention is to have a threshold almost the same as that of the memory cell transistor. An eighth aspect of the present invention provides the semiconductor memory device according to any one of the fifth to seventh aspects, further comprising a control circuit for selectively applying a power supply voltage and a ground voltage to the gate of the N-channel drive transistor. This is the gist.

【0022】請求項9の半導体メモリ装置は、請求項1
乃至3のいずれか1項に記載の発明において、前記セン
スアンプの各々は、交差接続された2つのセンストラン
ジスタを含み、前記センストランジスタ、前記メモリセ
ルトランジスタ、および前記スイッチングトランジスタ
は、同じ厚さのゲート絶縁膜を有することをその要旨と
する。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory device according to the first aspect.
4. The invention according to any one of items 3 to 3, wherein each of the sense amplifiers includes two cross-connected sense transistors, and the sense transistor, the memory cell transistor, and the switching transistor have the same thickness. The gist is to have a gate insulating film.

【0023】請求項10の半導体メモリ装置は、前記メ
モリセルトランジスタは、接地されたバックゲートを有
することをその要旨とする。請求項11の半導体メモリ
装置は、請求項3の発明において、前記メモリサブアレ
イと相補の関係にあるメモリサブアレイに対して第2の
Pチャネルセンスアンプを接続し、前記第2のPチャネ
ルセンスアンプと前記Nチャネルセンスアンプとで第2
のセンスアンプを構成することをその要旨とする。すな
わち、第1のセンスアンプ及び第2のセンスアンプが、
相補のメモリセルアレイに対し、シェアードセンスアン
プ形式を採るので、更なる省面積化を実現することがで
きる。
A semiconductor memory device according to a tenth aspect is characterized in that the memory cell transistor has a grounded back gate. In a semiconductor memory device according to an eleventh aspect, in the invention according to the third aspect, a second P-channel sense amplifier is connected to a memory sub-array complementary to the memory sub-array, and the second P-channel sense amplifier is connected to the second sub-channel sense amplifier. The second with the N-channel sense amplifier
The gist of the present invention is to configure the sense amplifier. That is, the first sense amplifier and the second sense amplifier
Since a shared sense amplifier format is used for the complementary memory cell array, further area saving can be realized.

【0024】請求項12の半導体メモリ装置は、請求項
6の発明において、前記第2のPチャネルセンスアンプ
とNチャネルセンスアンプとの間に配置されて、両者の
分離及び接続を行う第2のスイッチングトランジスタを
設けたことをその要旨とする。こうすることで、第1の
スイッチングトランジスタと第2のスイッチングトラン
ジスタとでもって、第1のセンスアンプと第2のセンス
アンプとを適宜切り換えて使用することができる。
A semiconductor memory device according to a twelfth aspect of the present invention is the semiconductor memory device according to the sixth aspect of the present invention, wherein the semiconductor memory device is arranged between the second P-channel sense amplifier and the N-channel sense amplifier to separate and connect the two. The point is that a switching transistor is provided. Thus, the first switching transistor and the second switching transistor can be used by appropriately switching between the first sense amplifier and the second sense amplifier.

【0025】請求項13の半導体メモリ装置は、電源線
と、接地線と、複数のメモリセルアレイとを備え、前記
メモリセルアレイの各々は、複数のビット線対を含むサ
ブアレイと、前記サブアレイに隣接するセンスアンプ帯
とを含み、前記センスアンプ帯は、前記複数のビット線
対にそれぞれ接続された複数のPチャネルセンスアンプ
と、前記複数のPチャネルセンスアンプに対応して設け
られ、各々が前記電源線と対応するPチャネルセンスア
ンプとの間に接続された複数の電源駆動トランジスタ
と、前記複数のビット線対にそれぞれ接続された複数の
Nチャネルセンスアンプと、前記複数のNチャネルセン
スアンプに対応して設けられ、各々が前記接地線と対応
するNチャネルセンスアンプとの間に接続された複数の
接地駆動トランジスタとを含むことをその要旨とする。
この半導体メモリ装置においては、同じ構成のメモリセ
ルアレイを繰返し設計するだけで、容易に記憶容量を大
きくすることができる。
A semiconductor memory device according to a thirteenth aspect includes a power supply line, a ground line, and a plurality of memory cell arrays, wherein each of the memory cell arrays is adjacent to the subarray including a plurality of bit line pairs. A plurality of P-channel sense amplifiers respectively connected to the plurality of bit line pairs; and a plurality of P-channel sense amplifiers, each of which is provided with a power supply band. A plurality of power supply driving transistors connected between a line and a corresponding P-channel sense amplifier, a plurality of N-channel sense amplifiers respectively connected to the plurality of bit line pairs, and a plurality of N-channel sense amplifiers And a plurality of ground drive transistors each connected between the ground line and a corresponding N-channel sense amplifier. To include bets as its gist.
In this semiconductor memory device, the storage capacity can be easily increased simply by repeatedly designing a memory cell array having the same configuration.

【0026】請求項14の半導体メモリ装置は、請求項
13の発明において、前記複数のメモリセルアレイはマ
トリクスに配列され、前記マトリクスの各行に配列され
た前記メモリセルアレイ中の前記電源駆動トランジスタ
は前記電源線に共通に接続され、前記マトリクスの各行
に配列された前記メモリセルアレイ中の前記接地駆動ト
ランジスタは前記接地線に共通に接続され、前記マトリ
クスの各列に配列された前記メモリセルアレイ中の前記
電源駆動トランジスタは前記電源線に共通に接続され、
前記マトリクスの各列に配列された前記メモリセルアレ
イ中の前記接地駆動トランジスタは前記接地線に共通に
接続されることをその要旨とする。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the semiconductor memory device according to the thirteenth aspect, the plurality of memory cell arrays are arranged in a matrix, and the power supply driving transistors in the memory cell arrays arranged in each row of the matrix are provided with the power supply. The ground drive transistors in the memory cell arrays arranged in each row of the matrix are commonly connected to a ground line, and the power supply in the memory cell array arranged in each column of the matrix is commonly connected to the ground line. The drive transistor is commonly connected to the power supply line,
The gist is that the ground drive transistors in the memory cell array arranged in each column of the matrix are commonly connected to the ground line.

【0027】請求項15の半導体メモリ装置は、半導体
基板と、前記半導体基板上に形成されたダイナミックラ
ンダムアクセスメモリと、前記半導体基板上に形成さ
れ、前記ダイナミックランダムアクセスメモリを制御す
るためのロジック回路とを備え、前記ダイナミックラン
ダムアクセスメモリ中のメモリセルキャパシタは、前記
ロジック回路を構成するトランジスタのゲート絶縁膜と
ほぼ同じ厚さの容量絶縁膜を有することをその要旨とす
る。したがって、メモリセルキャパシタの容量絶縁膜
と、ロジック回路を構成するトランジスタのゲート絶縁
膜とを同じ工程で形成することができる。
16. A semiconductor memory device according to claim 15, wherein: a semiconductor substrate; a dynamic random access memory formed on said semiconductor substrate; and a logic circuit formed on said semiconductor substrate for controlling said dynamic random access memory. The gist is that the memory cell capacitor in the dynamic random access memory has a capacitance insulating film having substantially the same thickness as a gate insulating film of a transistor constituting the logic circuit. Therefore, a capacitor insulating film of a memory cell capacitor and a gate insulating film of a transistor included in a logic circuit can be formed in the same step.

【0028】請求項16の半導体メモリ装置は、請求項
15の発明において、前記メモリセルキャパシタは、接
地されたセルプレート電極を有することをその要旨とす
る。したがって、セルプレート電圧を発生するための回
路を設ける必要がない。この場合において、前記第2の
センスアンプにおいて、Pチャネル型電界効果型トラン
ジスタと前記Nチャネル型電界効果型トランジスタとの
間に、第2のセンスアンプにおけるPチャネル型電界効
果型トランジスタと前記Nチャネル型電界効果型トラン
ジスタとの分離及び接続を行う第2のスイッチング用電
界効果型トランジスタを配置することが望ましい。
A semiconductor memory device according to a sixteenth aspect is the invention according to the fifteenth aspect, wherein the memory cell capacitor has a grounded cell plate electrode. Therefore, there is no need to provide a circuit for generating the cell plate voltage. In this case, in the second sense amplifier, the P-channel type field-effect transistor and the N-channel type in the second sense amplifier are interposed between the P-channel type field-effect transistor and the N-channel type field-effect transistor. It is desirable to dispose a second switching field-effect transistor for separating and connecting to the field-effect transistor.

【0029】こうすることで、前記スイッチング用電界
効果型トランジスタと第2のスイッチング用電界効果型
トランジスタとでもって、前記センスアンプと第2のセ
ンスアンプとを適宜切り換えて使用することができる。
In this way, the switching field-effect transistor and the second switching field-effect transistor can be used by appropriately switching between the sense amplifier and the second sense amplifier.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】本発明を具体化した半導体メモリ
装置31を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の
実施の形態による半導体メモリ装置31のレイアウトを
示す平面図である。図1を参照して、半導体メモリ装置
31は、グローバル電源線Vccと、複数のローカル電
源線36と、グローバル接地線Vssと、複数のローカ
ル接地線37と、複数のメモリセルアレイ(MEMORY CEL
L ARRAY)MA00−MAxyとを備える。グローバル
電源線Vccおよびグローバル接地線Vssはアルミニ
ウム合金からなり、半導体チップの両端に配置される。
ローカル電源線36もまたアルミニウム合金からなり、
グローバル電源線Vccに直交しかつ接続される。ロー
カル接地線37もまたアルミニウム合金からなり、グロ
ーバル接地線Vssに直交しかつ接続される。ローカル
電源線36およびローカル接地線37は交互に配置され
る。メモリセルアレイMA00−MAxyはマトリクス
に配置される。メモリセルアレイMA00−MAxyの
各々は、2つのサブアレイ(SUB ARRAY)32と、セン
スアンプ帯(SENSE AMP BAND)35とを含む。センスア
ンプ帯35はメモリセルアレイの中央に配置され、サブ
アレイ32はセンスアンプ帯35の両側に隣接して配置
される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A semiconductor memory device 31 embodying the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing a layout of a semiconductor memory device 31 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a semiconductor memory device 31 includes a global power supply line Vcc, a plurality of local power supply lines 36, a global ground line Vss, a plurality of local ground lines 37, and a plurality of memory cell arrays (MEMORY CEL).
L ARRAY) MA00-MAXy. The global power supply line Vcc and the global ground line Vss are made of an aluminum alloy, and are arranged at both ends of the semiconductor chip.
The local power line 36 is also made of an aluminum alloy,
It is orthogonal to and connected to global power supply line Vcc. The local ground line 37 is also made of an aluminum alloy, and is orthogonal to and connected to the global ground line Vss. Local power supply lines 36 and local ground lines 37 are arranged alternately. Memory cell arrays MA00-MAxy are arranged in a matrix. Each of the memory cell arrays MA00 to MAxy includes two subarrays (SUB ARRAY) 32 and a sense amplifier band (SENSE AMP BAND) 35. Sense amplifier band 35 is arranged at the center of the memory cell array, and sub-array 32 is arranged adjacent to both sides of sense amplifier band 35.

【0031】図2の半導体メモリ装置31においては、
2つのメモリセルアレイ33のみが示され、したがって
4つのサブアレイ32のみが示される。各サブアレイ3
2は、たとえば64Kビットの記憶容量を持つ。メモリ
セルアレイ33および33の間には、カラムデコーダ3
4が配置されている。センスアンプ帯35は、シェアー
ドセンス方式により構成され、センスアンプ帯35を中
心にして左右にビット線対が設けられ、左右いずれかの
ビット線対に各サブアレイ32が選択的に接続される。
センスアンプ帯35は後述するがセンスアンプ、プリチ
ャージ回路、入出力(I/O)線を含む。
In the semiconductor memory device 31 shown in FIG.
Only two memory cell arrays 33 are shown, and therefore only four sub-arrays 32 are shown. Each subarray 3
2 has a storage capacity of, for example, 64K bits. A column decoder 3 is provided between the memory cell arrays 33 and 33.
4 are arranged. The sense amplifier band 35 is configured by a shared sense method, and a bit line pair is provided on the left and right with the sense amplifier band 35 as a center, and each subarray 32 is selectively connected to one of the left and right bit line pairs.
The sense amplifier band 35 includes a sense amplifier, a precharge circuit, and an input / output (I / O) line as described later.

【0032】ローカル電源線36およびローカル接地線
37はメモリセルアレイ33上に層間絶縁膜を介して形
成され、その層間絶縁膜の所定位置に形成されたコンタ
クトホールを介してグローバル電源線Vccおよびグロ
ーバル接地線Vssにそれぞれ接続される。また、ロー
カル電源線36およびローカル接地線37は限られたレ
イアウト面積上に複数本設ける必要があるので、グロー
バル電源給線Vccおよびグローバル接地線Vssの幅
よりも細い幅を有する。
The local power supply line 36 and the local ground line 37 are formed on the memory cell array 33 via an interlayer insulating film, and the global power supply line Vcc and the global ground are provided via contact holes formed at predetermined positions in the interlayer insulating film. Each is connected to a line Vss. In addition, since a plurality of local power supply lines 36 and local ground lines 37 need to be provided on a limited layout area, they have a width smaller than the width of global power supply line Vcc and global ground line Vss.

【0033】図3は、半導体メモリ装置31の制御ブロ
ック図を示している。なお、ここでは説明の便宜上、1
個のメモリセルアレイ33のみを示している。ローカル
電源線36およびローカル接地線37からそれぞれ供給
された電源電圧Vccおよび接地電圧Vssは、カラム
デコーダ34、メインアンプ・I/O系(MAIN AMPLIFI
ER・I/O SYSTEM)38、DRAM制御回路(CONTROL CI
RCUIT)39、Vbb発生回路(GENERATION CIRCUIT)
40、Vblp発生回路(GENERATION CIRCUIT)41お
よびロウデコーダ42に供給される。
FIG. 3 is a control block diagram of the semiconductor memory device 31. Here, for convenience of explanation, 1
Only the memory cell arrays 33 are shown. The power supply voltage Vcc and the ground voltage Vss supplied from the local power supply line 36 and the local ground line 37 are respectively supplied to the column decoder 34, the main amplifier / I / O system (MAIN AMPLIFIER).
ER / I / O SYSTEM) 38, DRAM control circuit (CONTROL CI)
RCUIT) 39, Vbb generation circuit (GENERATION CIRCUIT)
40, a Vblp generation circuit (GENERATION CIRCUIT) 41 and a row decoder 42.

【0034】Vbb発生回路40は、リングオシレータ
等の発振回路とその発振パルスにより負の電圧を形成す
るチャージポンプ回路とから構成され、電圧Vcc、V
ssを受け、公知の基板バックバイアス電圧Vbbを発
生する。本実施形態のVbb発生回路40は、接地電圧
Vssを受け、この接地電圧Vssからメモリセルトラ
ンジスタのしきい値電圧Vtn(約0.4〜0.5V)
だけ低い負電圧Vbbを生成している。
The Vbb generating circuit 40 comprises an oscillating circuit such as a ring oscillator and a charge pump circuit for generating a negative voltage by the oscillating pulse.
In response to ss, a known substrate back bias voltage Vbb is generated. The Vbb generation circuit 40 of the present embodiment receives the ground voltage Vss, and from this ground voltage Vss, the threshold voltage Vtn (about 0.4 to 0.5 V) of the memory cell transistor.
And a negative voltage Vbb that is only lower.

【0035】Vblp発生回路41は、ビット線のプリ
チャージ電圧Vblpを生成する。このVblp発生回
路41は、基本的にはNチャンネル型MOSFETのソ
ースフォロワ回路から構成され、電源電圧VccをMO
SFETのしきい値電圧だけレベルシフトした電圧を形
成し、それを1/2に分圧した電圧(ハーフプリチャー
ジ電圧)を発生させる。
The Vblp generation circuit 41 generates a bit line precharge voltage Vblp. The Vblp generation circuit 41 is basically composed of an N-channel MOSFET source follower circuit, and supplies the power supply voltage Vcc to the MO
A voltage level shifted by the threshold voltage of the SFET is formed, and a voltage (half precharge voltage) obtained by dividing the voltage by half is generated.

【0036】なお、本実施形態にあっては、セルプレー
ト電圧Vcpとして接地電圧Vssを用いているが、ハ
ーフプリチャージ電圧を用いることにより、キャパシタ
の容量絶縁膜の耐圧特性を更に向上させることができ
る。但し、この場合、Vblp発生回路41からのハー
フプリチャージ電圧を用いるのではなく、Vblp発生
回路41とは独立した回路を設けることが望ましい。
In this embodiment, the ground voltage Vss is used as the cell plate voltage Vcp. However, by using the half precharge voltage, the withstand voltage characteristics of the capacitor insulating film of the capacitor can be further improved. it can. However, in this case, it is desirable to provide a circuit independent of the Vblp generation circuit 41 instead of using the half precharge voltage from the Vblp generation circuit 41.

【0037】Vbb発生回路40で形成された負電圧V
bbは、ロウデコーダ42に供給される。プリチャージ
電圧Vblpは、後述するプリチャージ回路にプリチャ
ージ信号として供給され、セルプレート電圧Vcpはメ
モリセルキャパシタに供給される。図4は、サブアレイ
32のメモリセル構造を示す要部平面図である。同図に
おいて、P型半導体基板(シリコン基板)又はP型ウェ
ル領域の一主面に、複数のN型の半導体領域11(ソー
ス/ドレイン)が、短冊状に形成されている。この半導
体領域11は、カラム方向に延在し、両端がそろえられ
て配置される。複数の半導体領域11の両端に重なるよ
うにして、半導体基板の一主面に溝12が形成されてい
る。セルプレート電極13は、多結晶シリコンからな
り、図示しない容量絶縁膜を介して、溝12に重なるよ
うにロウ方向に連続して半導体基板上に形成されてい
る。これにより、溝12内には、半導体領域11および
セルプレート電極13の間で電荷を保持するトレンチ型
メモリセルキャパシタが形成される。
The negative voltage V generated by the Vbb generation circuit 40
bb is supplied to the row decoder 42. The precharge voltage Vblp is supplied as a precharge signal to a precharge circuit described later, and the cell plate voltage Vcp is supplied to a memory cell capacitor. FIG. 4 is a main part plan view showing the memory cell structure of the sub-array 32. In the figure, a plurality of N-type semiconductor regions 11 (source / drain) are formed in a strip shape on one main surface of a P-type semiconductor substrate (silicon substrate) or a P-type well region. The semiconductor region 11 extends in the column direction and is arranged with both ends aligned. A groove 12 is formed on one main surface of the semiconductor substrate so as to overlap both ends of the plurality of semiconductor regions 11. The cell plate electrode 13 is made of polycrystalline silicon, and is formed on the semiconductor substrate via a capacitive insulating film (not shown) so as to be continuous with the groove 12 in the row direction. As a result, a trench memory cell capacitor for retaining charges between the semiconductor region 11 and the cell plate electrode 13 is formed in the trench 12.

【0038】ゲート電極14は、セルプレート電極13
の間に、それぞれ2本ずつ所定の距離を隔てて、半導体
領域11に交差するようにして配置される。このゲート
電極14は、2列単位で独立し、セルプレート電極13
と同一層に同一工程で形成される。また、ゲート電極1
4の下のゲート絶縁膜もセルプレート電極13の下の容
量絶縁膜と同一層に同一工程で形成されている。更に
は、ゲート電極14およびその下のゲート絶縁膜は、従
来と同様、ロジック回路領域のMOS型FETのゲート
電極およびゲート絶縁膜(図20におけるゲート電極4
とゲート酸化膜3)と同一層に同一工程で形成されるか
ら、セルプレート電極13、ゲート電極14およびロジ
ック回路領域のFETのゲート電極は全て同一層に同一
工程で形成され、それぞれの電極の下の絶縁膜も同一層
に同一工程で形成されると共に、その膜厚も等しい。従
って、製造工程を簡略化することができ、また、多層化
する層の数が少なくなって、コストを低減することがで
きると共に製造TAT(TurnAround Time)を短縮する
ことができる。
The gate electrode 14 is connected to the cell plate electrode 13
Are disposed so as to intersect the semiconductor region 11 at a predetermined distance of two each. The gate electrode 14 is independent in two columns, and the cell plate electrode 13
And in the same layer and in the same step. Also, the gate electrode 1
4 is also formed in the same layer and in the same step as the capacitive insulating film below the cell plate electrode 13. Further, the gate electrode 14 and the gate insulating film thereunder are formed in the same manner as in the prior art by using the gate electrode and the gate insulating film of the MOS type FET in the logic circuit region (the gate electrode 4
And the gate oxide film 3) are formed in the same layer and in the same step, so that the cell plate electrode 13, the gate electrode 14, and the gate electrode of the FET in the logic circuit area are all formed in the same layer and in the same step. The lower insulating film is also formed in the same layer in the same step and has the same thickness. Therefore, the manufacturing process can be simplified, the number of layers to be multilayered is reduced, the cost can be reduced, and the manufacturing TAT (Turn Around Time) can be shortened.

【0039】ビット線15は、たとえばアルミニウムか
らなり、各半導体領域11に沿ってカラム方向に延在
し、ゲート電極14上に絶縁膜を介して配置される。こ
のビット線15は、ゲート電極14の間でコンタクトホ
ール16を通して半導体領域11に電気的に接続され
る。ビット線15が接続される半導体領域11は、ゲー
ト電極14によってトレンチキャパシタから分断された
島状の領域であり、電気的に独立してドレイン領域を構
成する。中間配線17、18は、ビット線15の間でゲ
ート電極14に重なり、カラム方向に延在して配置され
る。一方の中間配線17は、プレート電極13上まで延
在するように形成され、他方の中間配線18は、ゲート
電極14の端部から僅かにはみ出す程度に短く形成され
る。この中間配線17、18は、ビット線15と同一層
に同一工程で形成され、コンタクトホール19、20を
通してそれぞれゲート電極14に電気的に接続される。
Bit line 15 is made of, for example, aluminum, extends in the column direction along each semiconductor region 11, and is arranged on gate electrode 14 via an insulating film. This bit line 15 is electrically connected to the semiconductor region 11 through the contact hole 16 between the gate electrodes 14. The semiconductor region 11 to which the bit line 15 is connected is an island-shaped region separated from the trench capacitor by the gate electrode 14, and electrically independently forms a drain region. The intermediate wirings 17 and 18 overlap the gate electrode 14 between the bit lines 15 and extend in the column direction. One intermediate wiring 17 is formed to extend over the plate electrode 13, and the other intermediate wiring 18 is formed short enough to protrude slightly from the end of the gate electrode 14. The intermediate wirings 17 and 18 are formed in the same layer as the bit line 15 in the same step, and are electrically connected to the gate electrode 14 through contact holes 19 and 20, respectively.

【0040】ワード線21は、たとえばアルミニウムか
らなり、ビット線15と交差する方向に延在し、ビット
線15および中間配線17上に絶縁膜を介して配置され
る。このワード線21は、セルプレート電極13上およ
びゲート電極14上に配置され、セルプレート電極13
上でコンタクトホール22を通して中間配線17に電気
的に接続され、ゲート電極14上でコンタクトホール2
3を通して中間配線18に電気的に接続される。従っ
て、各ワード線21は、中間配線18、19を介してゲ
ート電極14に接続され、各ゲート電極14に選択信号
を印加する。
Word line 21 is made of, for example, aluminum, extends in a direction crossing bit line 15, and is arranged on bit line 15 and intermediate interconnection 17 with an insulating film interposed therebetween. The word line 21 is arranged on the cell plate electrode 13 and the gate electrode 14, and the cell plate electrode 13
Is electrically connected to the intermediate wiring 17 through the contact hole 22, and the contact hole 2 is formed on the gate electrode 14.
3 and is electrically connected to the intermediate wiring 18. Therefore, each word line 21 is connected to the gate electrode 14 via the intermediate wirings 18 and 19, and applies a selection signal to each gate electrode 14.

【0041】なお、ローカル電源線36およびローカル
接地線37は、このワード線21の上に絶縁膜を介して
配置されている。ここで、ワード線21は、同一行に配
置されるゲート電極14に対して1つおきに接続され
る。すなわち、4n列(nは整数)および4n+1列に対応
して配置されるゲート電極14が4n+1行および4n+2行
に配置されるワード線21にそれぞれ共通に接続され、
4n+2列および4n+3列に対応して配置されるゲート電極
14が4n行および4n+3行に配置されるワード線21に
それぞれ共通に接続される。これにより、各ワード線2
1は、ロウ方向に隣り合う2つのメモリセルトランジス
タを1組とし、各行毎にそれぞれ1組おきに選択して活
性化できる。
The local power supply line 36 and the local ground line 37 are arranged on the word line 21 via an insulating film. Here, every other word line 21 is connected to the gate electrodes 14 arranged on the same row. That is, gate electrodes 14 arranged corresponding to 4n columns (n is an integer) and 4n + 1 columns are commonly connected to word lines 21 arranged in 4n + 1 and 4n + 2 rows, respectively.
Gate electrodes 14 arranged corresponding to columns 4n + 2 and 4n + 3 are commonly connected to word lines 21 arranged in rows 4n and 4n + 3, respectively. Thereby, each word line 2
No. 1 is a set of two memory cell transistors adjacent in the row direction and can be selected and activated every other set for each row.

【0042】以上のようなメモリセルにおいては、ゲー
ト電極14が互いに分離されている列を組み合わせるよ
うにしてセンスアンプに接続される。上述したようにこ
の半導体メモリ装置においてはDRAM回路とこれを制
御するためのロジック回路とが同じシリコン基板上に形
成されている。図5〜図7は、この半導体メモリ装置の
製造工程の一部を示す断面図である。図5に示されるよ
うにシリコン基板1のDRAM領域には溝12が形成さ
れ、さらにN型ウェル1aおよびP型ウェル1bが形成
されている。溝12内には蓄積電極201が形成され
る。図5に示されるように、素子領域以外の領域には素
子分離用のフィールド酸化膜2が形成される。
In the above-described memory cell, the gate electrodes 14 are connected to the sense amplifier by combining columns separated from each other. As described above, in this semiconductor memory device, the DRAM circuit and the logic circuit for controlling the DRAM circuit are formed on the same silicon substrate. 5 to 7 are cross-sectional views showing a part of the manufacturing process of the semiconductor memory device. As shown in FIG. 5, a groove 12 is formed in the DRAM region of the silicon substrate 1, and an N-type well 1a and a P-type well 1b are formed. The storage electrode 201 is formed in the groove 12. As shown in FIG. 5, a field oxide film 2 for element isolation is formed in a region other than the element region.

【0043】続いて図6に示されるように、蓄積電極2
01上に容量絶縁膜202が形成され、これと同時に、
メモリセルトランジスタのゲート酸化膜3およびロジッ
ク回路を構成するトランジスタのゲート酸化膜3が形成
される。続いて、容量絶縁膜202上にセルプレート電
極13が形成され、これと同時に、メモリセルトランジ
スタのゲート電極14およびロジック回路を構成するト
ランジスタのゲート電極14が形成される。
Subsequently, as shown in FIG.
01, a capacitor insulating film 202 is formed, and at the same time,
The gate oxide film 3 of the memory cell transistor and the gate oxide film 3 of the transistor forming the logic circuit are formed. Subsequently, the cell plate electrode 13 is formed on the capacitor insulating film 202, and at the same time, the gate electrode 14 of the memory cell transistor and the gate electrode 14 of the transistor forming the logic circuit are formed.

【0044】続いて図7に示されるように、DRAM領
域およびロジック回路領域全体に層間絶縁膜204が形
成される。続いて層間絶縁膜204の所定位置にコンタ
クトホール16,218が形成され、さらにビット線1
5および配線219が形成される。そして、DRAM領
域およびロジック回路領域全体に層間絶縁膜207が形
成される。
Subsequently, as shown in FIG. 7, an interlayer insulating film 204 is formed over the entire DRAM region and logic circuit region. Subsequently, contact holes 16 and 218 are formed at predetermined positions of the interlayer insulating film 204, and the bit line 1 is formed.
5 and the wiring 219 are formed. Then, an interlayer insulating film 207 is formed over the entire DRAM region and the logic circuit region.

【0045】上記のようにメモリセルキャパシタの容量
絶縁膜202およびロジック回路を構成するトランジス
タのゲート酸化膜3は同一工程で形成されるので、ほぼ
同じ厚さとなる。また、メモリセルキャパシタのセルプ
レート電極13は接地線37に接続される。したがっ
て、セルプレート電圧を供給するためにVblp発生回
路41のような回路を設ける必要がない。
As described above, since the capacitance insulating film 202 of the memory cell capacitor and the gate oxide film 3 of the transistor constituting the logic circuit are formed in the same step, they have substantially the same thickness. The cell plate electrode 13 of the memory cell capacitor is connected to the ground line 37. Therefore, there is no need to provide a circuit such as the Vblp generation circuit 41 for supplying the cell plate voltage.

【0046】図8は、DRAMの回路図を示している。
同図において、各々がメモリセルトランジスタMTおよ
びメモリセルキャパシタMCからなる複数のメモリセル
が行列に配置される。メモリセルトランジスタMTは、
ゲート電極14と、このゲート電極14によって分断さ
れた半導体領域11とにより構成される。また、各メモ
リセルトランジスタMTのしきい値は、ロジック回路領
域のNMOSFETのしきい値(0.7V)よりも低い
値(約0.4〜0.5V)に設定されている。従って、
上記式の第2項が小さくなり、記憶容量を増やすこと
ができる。
FIG. 8 is a circuit diagram of the DRAM.
In the figure, a plurality of memory cells each including a memory cell transistor MT and a memory cell capacitor MC are arranged in a matrix. The memory cell transistor MT
It is composed of a gate electrode 14 and a semiconductor region 11 divided by the gate electrode 14. The threshold value of each memory cell transistor MT is set to a value (about 0.4 to 0.5 V) lower than the threshold value (0.7 V) of the NMOSFET in the logic circuit area. Therefore,
The second term in the above equation becomes smaller, and the storage capacity can be increased.

【0047】なお、本実施形態では、ビット線の寄生容
量CBとメモリセルキャパシタの容量CSとの比(CB
/CS)を5〜15に維持し、メモリアクセス時のデー
タ読み出し電圧を確保するために、互いに相補的な一対
のビット線15,15に接続されるメモリセルトランジ
スタMTの数を、256個未満としている。メモリセル
キャパシタMCは、溝12内に形成された蓄積電極20
1と、この蓄積電極201を覆うセルプレート電極13
により構成され、半導体領域11を共有することで各メ
モリセルトランジスタMTのソースに接続される。
In this embodiment, the ratio (CB) between the parasitic capacitance CB of the bit line and the capacitance CS of the memory cell capacitor is used.
/ CS) is maintained at 5 to 15 and the number of memory cell transistors MT connected to the pair of bit lines 15 and 15 complementary to each other is less than 256 in order to secure a data read voltage at the time of memory access. And The memory cell capacitor MC has a storage electrode 20 formed in the groove 12.
1 and the cell plate electrode 13 covering the storage electrode 201
And is connected to the source of each memory cell transistor MT by sharing the semiconductor region 11.

【0048】ビット線15は、メモリセルトランジスタ
MTの各列に対応するように配置され、各列毎にメモリ
セルトランジスタMTのドレインが接続される。ワード
線21は、メモリセルトランジスタMTの各行に対して
2本ずつ配置され、連続する2列のメモリセルトランジ
スタMTのゲートがそれぞれ中間配線17、18を介し
て何れか一方に接続される。すなわち、2本ずつ配置さ
れるワード線21の一方には、4n列および4n+1列に配
置されるメモリセルトランジスタMTのゲートが中間配
線17を介して接続され、他方には、4n+2列および4n
+3列に配置されるメモリセルトランジスタMTのゲート
が中間配線18を介して接続される。
The bit line 15 is arranged so as to correspond to each column of the memory cell transistors MT, and the drain of the memory cell transistor MT is connected to each column. Two word lines 21 are arranged for each row of the memory cell transistors MT, and the gates of the memory cell transistors MT in two consecutive columns are connected to one of the two via the intermediate wirings 17 and 18, respectively. That is, the gates of the memory cell transistors MT arranged in the 4n column and the 4n + 1 column are connected to one of the word lines 21 arranged by two via the intermediate wiring 17, and the other is connected to the 4n + 2 Columns and 4n
The gates of the memory cell transistors MT arranged in the +3 column are connected via the intermediate wiring 18.

【0049】図9は、メモリセルアレイ33の要部回路
図を示している。上述した通り、メモリセルアレイ33
は、互いに相補的な2つのサブアレイ32(32a,3
2b)とその間に設けられたシェアードセンス方式のセ
ンスアンプ帯35とから構成される。サブアレイ32a
および32bの各々は複数のビット線対を含む。センス
アンプ帯35は、1対のビット線15a1,15a2毎
に設けられたPチャネルセンスアンプ25Pa、1対の
ビット線15b1,15b2毎に設けられたPチャネル
センスアンプ25Pb、2対のビット線15a1,15
a2,15b1,15b2に共通に設けられたNチャネ
ルセンスアンプ25Nと、プリチャージ回路43と、ロ
ーカル入出力線SubI/Oと、ビット線上のデータを
入出力線対SubI/Oに転送するためのスイッチ回路
44から構成される。
FIG. 9 shows a main part circuit diagram of the memory cell array 33. As described above, the memory cell array 33
Are two sub-arrays 32 (32a, 3a) complementary to each other.
2b) and a shared sense type sense amplifier band 35 provided therebetween. Subarray 32a
And 32b each include a plurality of bit line pairs. The sense amplifier band 35 includes a P-channel sense amplifier 25Pa provided for each pair of bit lines 15a1 and 15a2, a P-channel sense amplifier 25Pb provided for each pair of bit lines 15b1 and 15b2, and two pairs of bit lines 15a1. , 15
a2, 15b1, 15b2, an N-channel sense amplifier 25N, a precharge circuit 43, a local input / output line SubI / O, and a device for transferring data on a bit line to an input / output line pair SubI / O. It comprises a switch circuit 44.

【0050】1つのPチャネルセンスアンプ25Paま
たは25Pbと1つのNチャネルセンスアンプ25Nと
により、図8における1つのセンスアンプ(SENSE AM
P)25が構成される。各Pチャネルセンスアンプ25
Pa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Pチャネル型MOSFET(以下、PMOS
FETという)45,46からなる。各Pチャネルセン
スアンプ25Pb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PMOSFET60,61から
なる。各Nチャネルセンスアンプ25N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チャネ
ル型MOSFET(以下、NMOSFETという)4
7,48から構成される。
One P-channel sense amplifier 25Pa or 25Pb and one N-channel sense amplifier 25N form one sense amplifier (SENSE AM) in FIG.
P) 25 is constituted. Each P channel sense amplifier 25
Pa is a P-channel MOSFET (hereinafter, referred to as a PMOS) in which a gate and a drain are cross-connected and in a latch form.
FETs) 45 and 46. Each P-channel sense amplifier 25Pb includes PMOSFETs 60 and 61 whose gates and drains are cross-connected to form a latch. Each N-channel sense amplifier 25N includes an N-channel type MOSFET (hereinafter, referred to as an NMOSFET) 4 in which a gate and a drain are cross-connected and latched.
7, 48.

【0051】一方のサブアレイ32aから延びる1対の
ビット線15a1,15a2は、スイッチングトランジ
スタ(NMOSFET)49,50を介して1対の共通
ビット線151,152に接続される。もう一方のサブ
アレイ32bから延びる1対のビット線15b1,15
b2は、スイッチングトランジスタ(NMOSFET)
58,59を介して1対の共通ビット線151,152
に接続される。Nチャネルセンスアンプ25Nは、共通
ビット線151および152間に接続される。
A pair of bit lines 15a1 and 15a2 extending from one sub-array 32a are connected to a pair of common bit lines 151 and 152 via switching transistors (NMOSFETs) 49 and 50. A pair of bit lines 15b1, 15 extending from the other sub-array 32b
b2 is a switching transistor (NMOSFET)
A pair of common bit lines 151 and 152 via 58 and 59
Connected to. N-channel sense amplifier 25N is connected between common bit lines 151 and 152.

【0052】スイッチングトランジスタ49,50のゲ
ートは、サブアレイ選択信号線SBSRに共通接続され
る。本実施形態では、スイッチングトランジスタ49,
50は、メモリセルトランジスタMTのように低いしき
い値のものを用いずに、ロジック回路領域に用いたNM
OSFETと同じしきい値のものを用いているので、S
BSRの電圧振幅範囲をVss〜Vccにすることがで
きる。
The gates of switching transistors 49 and 50 are commonly connected to sub-array selection signal line SBSR. In the present embodiment, the switching transistor 49,
Reference numeral 50 denotes an NM used for a logic circuit region without using a low-threshold one such as the memory cell transistor MT.
Since the same threshold value as that of the OSFET is used, S
The voltage amplitude range of the BSR can be set to Vss to Vcc.

【0053】スイッチングトランジスタ49,50は、
Pチャネルセンスアンプ25Paよりもサブアレイ32
aと反対側に位置する。PMOSFET45,46の各
ソースは、駆動トランジスタ(NMOSFET)51を
介してローカル電源線36に接続される。1本のローカ
ル電源線36には、4個のPチャネルセンスアンプ25
Paが共通接続される。駆動トランジスタ51の各ゲー
トは、活性化信号線VSPLに共通接続される。
The switching transistors 49 and 50 are
Sub-array 32 more than P-channel sense amplifier 25Pa
It is located on the opposite side to a. Each source of the PMOSFETs 45 and 46 is connected to the local power supply line 36 via a drive transistor (NMOSFET) 51. Four P-channel sense amplifiers 25 are connected to one local power supply line 36.
Pa are connected in common. Each gate of the drive transistor 51 is commonly connected to an activation signal line VSPL.

【0054】本実施形態では、駆動トランジスタ51
は、メモリセルトランジスタMTと同一工程で形成さ
れ、同じ低しきい値に設定されている。従って、電源電
圧Vccから駆動トランジスタ51のしきい値分だけレ
ベルシフトした電圧をサブアレイ32aのビット線15
a1,15a2に供給することができ、ワード線21に
繋がるゲート電極14とビット線15a1,15a2と
の間の最大電位差を緩和でき、メモリセルトランジスタ
MTのゲート絶縁膜の耐圧を確保して信頼性を向上させ
ることができると共に、高い方のビット線の電圧が電源
電圧Vccよりもメモリセルトランジスタのしきい値分
だけ低くなるので、リストア電圧が低下し、消費電力を
低減することができる。
In this embodiment, the driving transistor 51
Are formed in the same step as the memory cell transistor MT, and are set to the same low threshold value. Therefore, a voltage level-shifted from power supply voltage Vcc by the threshold value of drive transistor 51 is applied to bit line 15 of sub-array 32a.
a1 and 15a2, the maximum potential difference between the gate electrode 14 connected to the word line 21 and the bit lines 15a1 and 15a2 can be reduced, and the withstand voltage of the gate insulating film of the memory cell transistor MT is ensured to improve reliability. And the voltage of the higher bit line is lower than the power supply voltage Vcc by the threshold value of the memory cell transistor, so that the restore voltage is reduced and power consumption can be reduced.

【0055】更には、駆動トランジスタ51を用いて電
圧降下を行うことによって、活性化信号線VSPLの電
圧振幅範囲をVbb〜Vccではなく、Vss〜Vcc
にすることができ、負バイアス制御すべき信号群をワー
ド線21のみにすることができる。その結果、別途駆動
トランジスタ51に対する負バイアス制御回路が不要に
なると共に消費電力も低減することができる。活性化信
号線VSPLには、図3に示したDRAM制御回路39
から電源電圧Vccおよび接地電圧Vssが交互に供給
される。
Further, by performing a voltage drop using drive transistor 51, the voltage amplitude range of activation signal line VSPL is not Vbb-Vcc but Vss-Vcc.
And the signal group to be negatively bias-controlled can be only the word line 21. As a result, a separate negative bias control circuit for the drive transistor 51 becomes unnecessary, and the power consumption can be reduced. Activation signal line VSPL is connected to DRAM control circuit 39 shown in FIG.
Supply voltage Vcc and ground voltage Vss are supplied alternately.

【0056】NMOSFET47,48の各ソースは、
駆動トランジスタ(NMOSFET)52を介してロー
カル接地線37に接続される。1本のローカル接地線3
7には、1本のローカル電源線36に接続されている4
個のPチャネルセンスアンプ25Paに対応する4個の
Nチャネルセンスアンプ25Nが共通接続される。駆動
トランジスタ52の各ゲートは、活性化信号線VSNに
共通接続される。すなわち、活性化信号線VSPL,V
SNにより、駆動トランジスタ51、52がオン状態に
なり、センスアンプ25の動作に必要な電圧が供給され
る。
The sources of the NMOSFETs 47 and 48 are
The driving transistor (NMOSFET) 52 is connected to the local ground line 37. One local ground wire 3
7 is connected to one local power line 36
Four N-channel sense amplifiers 25N corresponding to the P-channel sense amplifiers 25Pa are commonly connected. Each gate of the drive transistor 52 is commonly connected to an activation signal line VSN. That is, the activation signal lines VSPL, V
Due to SN, the drive transistors 51 and 52 are turned on, and a voltage required for the operation of the sense amplifier 25 is supplied.

【0057】プリチャージ回路43は、PMOSFET
45,46とNMOSFET47,48との間に設けら
れ、1対の共通ビット線151,152を短絡させるN
MOSFET53と、ビット線151,152にプリチ
ャージ電圧Vblpを供給するためのNMOSFET5
4,55とから構成される。NMOSFET53〜55
には回路活性化信号SBS(本実施形態では電源電圧V
cc)が供給される。
The precharge circuit 43 includes a PMOSFET
N provided between the NMOSFETs 45 and 46 and the NMOSFETs 47 and 48 for short-circuiting the pair of common bit lines 151 and 152.
MOSFET 53 and NMOSFET 5 for supplying precharge voltage Vblp to bit lines 151 and 152
4, 55. NMOSFET 53-55
Is a circuit activation signal SBS (in this embodiment, the power supply voltage V
cc) is supplied.

【0058】スイッチ回路44は、NMOSFET5
6,57で構成され、カラム選択信号GYSに応じてス
イッチング制御される。本実施形態では、1つのカラム
選択信号GYSにより4対のビット線を選択できるよう
にしているが、2対、8対、またはそれ以上であっても
良い。各ビット線対のデータは、このスイッチ回路44
を介して入出力線SubI/Oに接続される。
The switch circuit 44 includes an NMOSFET 5
The switching control is performed in accordance with the column selection signal GYS. In the present embodiment, four pairs of bit lines can be selected by one column selection signal GYS, but may be two pairs, eight pairs, or more. The data of each bit line pair is transmitted to the switch circuit 44.
Is connected to the input / output line SubI / O via

【0059】スイッチングトランジスタ58,59の各
ゲートは、サブアレイ選択信号線SBSLに共通接続さ
れる。PMOSFET60,61の各ソースは、駆動ト
ランジスタ(NMOSFET)62を介してローカル電
源線36に共通接続される。1本のローカル電源線36
には、4個のPチャネルセンスアンプ25Pbが共通接
続される。駆動トランジスタ62の各ゲートは、活性化
信号線VSPRに共通接続される。なお、駆動トランジ
スタ62も駆動トランジスタ51と同様、メモリセルト
ランジスタMTと同一工程で同じ低しきい値に設定され
ているので、サブアレイ選択信号線SBSLの電圧振幅
範囲をVss〜Vccにすることができる。
The gates of switching transistors 58 and 59 are commonly connected to sub-array selection signal line SBSL. The sources of the PMOSFETs 60 and 61 are commonly connected to a local power supply line 36 via a drive transistor (NMOSFET) 62. One local power line 36
, Four P-channel sense amplifiers 25Pb are commonly connected. Each gate of the drive transistor 62 is commonly connected to an activation signal line VSPR. Note that, similarly to the drive transistor 51, the drive transistor 62 is set to the same low threshold value in the same step as the memory cell transistor MT, so that the voltage amplitude range of the sub-array select signal line SBSL can be set to Vss to Vcc. .

【0060】図10は、ワード線選択を行うロウデコー
ダ42のブロック図を示している。ロウデコーダ42
は、第1のロウアドレス検出回路(FIRST ROW ADDRESS
DETECTION CIRCUIT)63と、第2のロウアドレス検出
回路(SECOND ROW ADDRESS DETECTION CIRCUIT)64
と、ワード線選択回路(WORD LINE SELECT CIRCUIT)6
5と、制御回路(CONTROL CIRCUIT)66とから構成さ
れている。このロウデコーダ42により、第1のロウア
ドレス検出回路63で選択された4本のワード線アドレ
スから最終的に1本が選択される。
FIG. 10 is a block diagram of a row decoder 42 for selecting a word line. Row decoder 42
Is a first row address detection circuit (FIRST ROW ADDRESS
DETECTION CIRCUIT) 63 and a second row address detection circuit (SECOND ROW ADDRESS DETECTION CIRCUIT) 64
And word line select circuit (WORD LINE SELECT CIRCUIT) 6
5 and a control circuit (CONTROL CIRCUIT) 66. The row decoder 42 finally selects one of the four word line addresses selected by the first row address detection circuit 63.

【0061】図11は、第1のロウアドレス検出回路6
3およびワード線選択回路部65の具体的回路図を示し
ている。第1のロウアドレス検出回路63は、ロウアド
レスを入力信号とする縦積み3段のNMOSFET67
a〜67cから構成される。ワード線選択回路65は、
論理回路69とワード線ドライバ70とから構成され
る。
FIG. 11 shows the first row address detection circuit 6
3 and a specific circuit diagram of the word line selection circuit section 65. The first row address detection circuit 63 is a vertically stacked three-stage NMOSFET 67 having a row address as an input signal.
a to 67c. The word line selection circuit 65
It comprises a logic circuit 69 and a word line driver 70.

【0062】論理回路69は、ロウデコーダを非活性状
態にする時にプリチャージするための信号供給線(/R
DP)にそのゲートが接続されたPMOSFET71
と、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NMOSFET72,73と、そのドレインがN
MOSFET73のドレインに接続され、ゲートが第1
のロウアドレス検出回路63の出力端子に接続されたP
MOSFET74と、NMOSFET72のドレインと
PMOSFET74のゲートとの間に接続されたPMO
SFET75と、ゲートがNMOSFET73のドレイ
ンに接続され、ドレインがPMOSFET74のゲート
に接続されたPMOSFET76とから構成されてい
る。そして、各PMOSFET71,74,76のソー
スには電源電圧Vccが印加され、PMOSFET75
のゲートには接地電圧Vssが印加され、NMOSFE
T72,73のソースには負電圧Vbbが印加される。
The logic circuit 69 has a signal supply line (/ R) for precharging when the row decoder is deactivated.
PMOSFET 71 whose gate is connected to DP)
, NMOSFETs 72 and 73 in which the gate and the drain are cross-connected to form a latch,
MOSFET 73 is connected to the drain, and the gate is connected to the first
Connected to the output terminal of the row address detection circuit 63 of FIG.
MOSFET 74 and a PMO connected between the drain of NMOSFET 72 and the gate of PMOSFET 74
It comprises an SFET 75 and a PMOSFET 76 whose gate is connected to the drain of the NMOSFET 73 and whose drain is connected to the gate of the PMOSFET 74. The power supply voltage Vcc is applied to the sources of the PMOSFETs 71, 74, and 76, and the PMOSFET 75
The ground voltage Vss is applied to the gate of
Negative voltage Vbb is applied to the sources of T72 and T73.

【0063】上記論理回路69の構成によれば、ゲート
が接地電圧Vssに接続されたPMOSFET75が、
ソース電位変換の役目とPMOSFET74を積極的に
カットオフさせる役目を担っている。その結果、インバ
ータ等の論理素子を使用することなく所望の動作を実現
でき、素子数を減らして省面積化を図ることができると
共に、動作遷移時における貫通電流の発生を防止し、更
には、動作の高速化に寄与することができる。
According to the configuration of the logic circuit 69, the PMOSFET 75 whose gate is connected to the ground voltage Vss is
It plays a role of source potential conversion and a role of actively cutting off the PMOSFET 74. As a result, a desired operation can be realized without using a logic element such as an inverter, the number of elements can be reduced, and the area can be reduced. This can contribute to an increase in operation speed.

【0064】サブアレイ32の各ワード線21には、2
段に接続されたNMOSFET77,78と、NMOS
FET77,78の出力側にそのドレインが接続された
NMOSFET79とからなるドライブ回路80の出力
側が接続されており、各ドライブ回路80は4個を1組
として、ワード線ドライバ70を構成している。ワード
線ドライバ70において、各ドライブ回路80のNMO
SFET77のドレインが論理回路69の出力端に共通
接続されており、NMOSFET78のドレインは、そ
れぞれ制御回路66からの4本の選択信号線SX1〜S
X4に接続されている。
Each word line 21 of the sub-array 32 has 2
NMOSFET 77, 78 connected to the stage, and NMOS
The output side of the FETs 77 and 78 is connected to the output side of a drive circuit 80 composed of an NMOSFET 79 whose drain is connected. Each drive circuit 80 constitutes a word line driver 70 as a set of four drive circuits. In the word line driver 70, the NMO of each drive circuit 80
The drain of the SFET 77 is commonly connected to the output terminal of the logic circuit 69, and the drain of the NMOSFET 78 is connected to four selection signal lines SX1 to SX from the control circuit 66, respectively.
X4.

【0065】各ドライブ回路80のNMOSFET79
のゲートは論理回路69のPMOSFET71に接続さ
れ、ソースには負電圧Vbbが印加されている。従っ
て、論理回路69のPMOSFET71からの信号によ
り、ロウデコーダが非活性状態である間は、NMOSF
ET79はON状態となり、ワード線21の電位はVb
bに保持される。
NMOSFET 79 of each drive circuit 80
Is connected to the PMOSFET 71 of the logic circuit 69, and a negative voltage Vbb is applied to the source. Therefore, while the row decoder is inactive, the signal from the PMOSFET 71 of the logic circuit 69 causes the NMOSF
ET79 is turned on, and the potential of the word line 21 becomes Vb.
b.

【0066】各ドライブ回路80のNMOSFET77
は、そのゲートに常時電源電圧Vccが供給されている
ため、常時ONになり得る状態にあり、論理回路69か
らの信号に応じて、4個のドライブ回路80の各NMO
SFET77が一斉にONになる。すると、このNMO
SFET77の次段のNMOSFET78がONになり
得る状態となり、この時点で4本のワード線21が選択
される。
NMOSFET 77 of each drive circuit 80
Is in a state where it can be always turned ON because its power supply voltage Vcc is always supplied to its gate. In response to a signal from the logic circuit 69, each NMO of the four drive circuits 80
The SFET 77 is turned ON all at once. Then this NMO
The NMOSFET 78 next to the SFET 77 can be turned on, and at this time, the four word lines 21 are selected.

【0067】そして、制御回路66からの4本の選択信
号線SX1〜SX4の内、活性化された1本の信号線に
接続されたNMOSFET78のみが信号伝達を行い、
最終的に1本のワード線21が選択される。ここで、負
電圧Vbbは、論理回路69のNMOSFET72,7
3とドライブ回路80のNMOSFET79とにそれぞ
れ供給されているが、本実施形態にあっては、図12に
示す通り、Vbb発生回路40から、論理回路(LOGIC
CURCUIT)69への供給線LAとドライブ回路(WORD LI
NE DRIVER)80への供給線LBとをレイアウト上別系
統の配線で形成している。すなわち、論理回路69が動
作するとき、電荷の放電を行うNMOSFET72,7
3のソースと常にワード線21をVbb電位に安定保持
しているだけのNMOSFET79のソースとをレイア
ウト上で短絡させてしまうと、NMOSFET72,7
3から放電される電荷がノイズ源となり、ワード線21
の電位を上昇させ、メモリセルからの蓄積電荷のリーク
を促すという問題が生じるが、本実施形態では、供給線
LBを独立させてノイズの影響を受けにくいようにして
いる。
Then, out of the four selection signal lines SX1 to SX4 from the control circuit 66, only the NMOSFET 78 connected to the activated one signal line performs signal transmission.
Finally, one word line 21 is selected. Here, the negative voltage Vbb is equal to the NMOSFETs 72, 7 of the logic circuit 69.
12 and the NMOSFET 79 of the drive circuit 80, respectively. In the present embodiment, as shown in FIG.
CURCUIT) 69 and the drive circuit (WORD LI)
The supply line LB to the NE driver 80 is formed by wiring of another system on the layout. That is, when the logic circuit 69 operates, the NMOSFETs 72 and 7 which discharge electric charges are provided.
3 is short-circuited with the source of the NMOSFET 79, which always keeps the word line 21 stably at the Vbb potential, on the layout.
3 becomes a noise source, and the word line 21
However, in this embodiment, the supply line LB is made independent so as to be less susceptible to noise.

【0068】また、本実施形態では、各ドライブ回路8
0の2段のNMOSFET77,78を、メモリセルト
ランジスタMTと同じ低いしきい値に設定している。従
って、NMOSFET78のゲートに印加される電圧
(Vcc−NMOSFET77のしきい値電圧)が高く
なる上に、NMOSFET78がONになる時間も短く
なる。その結果、ワード線21の立ち上がり速度が早く
なる。
In this embodiment, each drive circuit 8
The two-stage NMOSFETs 77 and 78 of 0 are set to the same low threshold value as the memory cell transistor MT. Therefore, the voltage applied to the gate of the NMOSFET 78 (Vcc-the threshold voltage of the NMOSFET 77) increases, and the time during which the NMOSFET 78 is turned on also decreases. As a result, the rising speed of the word line 21 increases.

【0069】図13は、冗長ロウデコーダにおける冗長
ロウアドレス検出回路81およびワード線選択回路82
の具体的回路図を示している。冗長ロウアドレス検出回
路81は、冗長アドレスをプログラムするための周知の
ヒューズ回路83から構成される。ワード線選択回路8
2は、論理回路84とワード線ドライバ85とから構成
される。ワード線ドライバ85の構成は、ワード線ドラ
イバ70と同様である。
FIG. 13 shows a redundant row address detecting circuit 81 and a word line selecting circuit 82 in a redundant row decoder.
3 shows a specific circuit diagram. The redundant row address detection circuit 81 includes a well-known fuse circuit 83 for programming a redundant address. Word line selection circuit 8
2 comprises a logic circuit 84 and a word line driver 85. The configuration of the word line driver 85 is the same as that of the word line driver 70.

【0070】論理回路84は、ロウデコーダを非活性状
態にする時にプリチャージするための信号供給線(/R
DP)にそのゲートが接続されたPMOSFET86
と、そのソースが冗長アドレス検出回路81の出力に接
続され、そのドレインがPMOSFET86のドレイン
と接続されると共に、ソース信号がワード線ドライバ部
85への第1の出力となるPMOSFET87と、その
ゲートがPMOSFET87のドレインに接続され、そ
のドレイン信号がワード線ドライバ部85への第2の出
力となるPMOSFET88と、そのドレインがPMO
SFET88のドレインに接続され、そのゲートがPM
OSFET87のドレインに接続されたNMOSFET
89と、そのゲートがPMOSFET88のドレインに
接続され、そのドレインがPMOSFET87のドレイ
ンに接続されたNMOSFET90と、そのゲートがP
MOSFET88のドレインに接続され、そのドレイン
がPMOSFET87のソースに接続されたPMOSF
ET91とから構成される。そして、PMOSFET8
6,88,91の各ソースには電源電圧Vccが印加さ
れ、PMOSFET87のゲートには接地電圧Vssが
印加され、NMOSFET89,90の各ソースには負
電圧Vbbが印加される。
The logic circuit 84 has a signal supply line (/ R) for precharging when the row decoder is deactivated.
PMOSFET 86 whose gate is connected to DP)
The source is connected to the output of the redundant address detection circuit 81, the drain is connected to the drain of the PMOSFET 86, the source signal is a PMOSFET 87 that becomes the first output to the word line driver 85, and the gate is A PMOSFET 88 connected to the drain of the PMOSFET 87, the drain signal of which is the second output to the word line driver unit 85;
Connected to the drain of SFET 88, the gate of which is connected to PM
NMOSFET connected to the drain of OSFET 87
89, an NMOSFET 90 whose gate is connected to the drain of the PMOSFET 88, and whose drain is connected to the drain of the PMOSFET 87;
PMOSF connected to the drain of MOSFET 88 and having its drain connected to the source of PMOSFET 87
ET91. And PMOSFET8
The power supply voltage Vcc is applied to each of the sources 6, 88, and 91, the ground voltage Vss is applied to the gate of the PMOSFET 87, and the negative voltage Vbb is applied to each of the sources of the NMOSFETs 89 and 90.

【0071】図14は、第2のロウアドレス検出回路6
4および制御回路66の具体的回路図を示している。第
2のロウアドレス検出回路64は、PMOSFET92
とNMOSFET93との直列からなる選択回路94a
〜94dを4個並列に接続し、この並列回路の入力端に
は電源電圧Vccが入力され、出力端はNMOSFET
95を介して接地電圧Vssに接続された(接地され
た)構成をとる。
FIG. 14 shows the second row address detection circuit 6
4 and a specific circuit diagram of the control circuit 66. The second row address detection circuit 64 includes a PMOSFET 92
And a selection circuit 94a composed of a series of
To 94d in parallel, a power supply voltage Vcc is input to an input terminal of this parallel circuit, and an output terminal is an NMOSFET.
A configuration connected to (grounded to) the ground voltage Vss via the terminal 95 is adopted.

【0072】各選択回路94a〜94dのPMOSFE
T92のゲートには、信号供給線(/RDP)が接続さ
れている。また、各選択回路94a〜94dのNMOS
FET93のゲートには、ワード線21の選択信号RA
iが入力され、この選択信号RAiにより選択回路94
a〜94dのうちの1つが特定される。制御回路66
は、4個の制御回路ユニット66a〜66dからなり、
各制御回路ユニット66a〜66dからそれぞれ1本の
選択信号線(SX1〜SX4)が導出されて、この選択
信号線がワード線ドライバ70の対応するドライブ回路
80に接続される。
The PMOSFE of each of the selection circuits 94a to 94d
A signal supply line (/ RDP) is connected to the gate of T92. Also, the NMOS of each of the selection circuits 94a to 94d
The selection signal RA of the word line 21 is connected to the gate of the FET 93.
i is input, and the selection signal RAi causes the selection circuit 94
One of a to 94d is specified. Control circuit 66
Consists of four control circuit units 66a to 66d,
One selection signal line (SX1 to SX4) is derived from each of the control circuit units 66a to 66d, and this selection signal line is connected to the corresponding drive circuit 80 of the word line driver 70.

【0073】また、制御回路ユニット66aの入力端子
は、選択回路94aの出力端子に接続され、同様に、制
御回路ユニット66bの入力端子は選択回路94bの出
力端子に、制御回路ユニット66cの入力端子は選択回
路94cの出力端子に、制御回路ユニット66dの入力
端子は選択回路94dの出力端子にそれぞれ接続されて
おり、特定された選択回路に応じて制御回路ユニットが
特定され、その結果、ワード線21が特定されることに
なる。
The input terminal of the control circuit unit 66a is connected to the output terminal of the selection circuit 94a. Similarly, the input terminal of the control circuit unit 66b is connected to the output terminal of the selection circuit 94b, and the input terminal of the control circuit unit 66c. Is connected to the output terminal of the selection circuit 94c, and the input terminal of the control circuit unit 66d is connected to the output terminal of the selection circuit 94d. The control circuit unit is specified according to the specified selection circuit. 21 will be specified.

【0074】各制御回路ユニット66a〜66dの具体
的な回路構成はいずれも同一であるので、ここでは、制
御回路ユニット66aについてのみ説明する。ワード線
選択を可能にする信号(ワード線21の選択期間を規定
する信号)XEとその反転信号がNOR回路96に入力
され、NOR回路96からの出力の反転信号と選択回路
94aからの出力信号とがNOR回路97に入力され
る。選択回路94aの出力端子には、PMOSFET9
8のドレインが接続されている。また、選択回路94a
の出力端子の反転信号は、PMOSFET98のゲート
に入力されると共にNAND回路99に入力される。N
AND回路99の他方の入力端子には信号XEが入力さ
れ、NAND回路99からの信号を2回反転させた信号
が、PMOSFET100のソースおよびPMOSFE
T101のゲートに入力される。
Since the specific circuit configuration of each of the control circuit units 66a to 66d is the same, only the control circuit unit 66a will be described here. A signal XE for enabling word line selection (a signal defining a selection period of the word line 21) and its inverted signal are input to a NOR circuit 96, and an inverted signal of an output from the NOR circuit 96 and an output signal from a selection circuit 94a. Are input to the NOR circuit 97. The output terminal of the selection circuit 94a has a PMOSFET 9
8 are connected. Also, the selection circuit 94a
Is input to the gate of the PMOSFET 98 and also to the NAND circuit 99. N
The signal XE is input to the other input terminal of the AND circuit 99, and a signal obtained by inverting the signal from the NAND circuit 99 twice is supplied to the source of the PMOSFET 100 and the PMOSFE.
Input to the gate of T101.

【0075】NOR回路97からの信号は、PMOSF
ET100のゲートに入力されると共に、その反転信号
がPMOSFET102のソースおよびPMOSFET
103のゲートに入力される。PMOSFET102の
ドレインは、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NMOSFET104,105のうちの
NMOSFET104のドレインに接続され、PMOS
FET103のドレインは、NMOSFET105のド
レインに接続されている。
The signal from the NOR circuit 97 is a PMOSF
The inverted signal is input to the gate of the ET 100 and the inverted signal is input to the source of the PMOSFET 102 and the PMOSFET.
Input to the gate of 103. The drain of the PMOSFET 102 is connected to the drain of the NMOSFET 104 of the NMOSFETs 104 and 105 whose gates and drains are cross-connected and in the form of a latch.
The drain of the FET 103 is connected to the drain of the NMOSFET 105.

【0076】PMOSFET100のドレインは、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
MOSFET106,107のうちのNMOSFET1
06のドレインに接続され、PMOSFET101のド
レインは、NMOSFET107のドレインに接続され
ている。制御回路ユニット66aから導出される選択信
号線SX1にはNMOSFET108のドレインが接続
され、NMOSFET108のゲートに、PMOSFE
T103のドレイン(NMOSFET105のドレイ
ン)が接続されている。更には、NMOSFET108
のドレインに、PMOSFET101のドレイン(NM
OSFET107のドレイン)が接続されている。
The drain of the PMOSFET 100 has a gate-drain cross-connected N
NMOSFET 1 of MOSFETs 106 and 107
The drain of the PMOSFET 101 is connected to the drain of the NMOSFET 107. The drain of the NMOSFET 108 is connected to the selection signal line SX1 derived from the control circuit unit 66a.
The drain of T103 (the drain of NMOSFET 105) is connected. Further, the NMOSFET 108
Of the PMOSFET 101 (NM
The drain of the OSFET 107) is connected.

【0077】そして、PMOSFET98,101,1
03の各ソースには、電源電圧Vccが印加され、PM
OSFET102のゲートおよびNMOSFET108
のソースには接地電圧Vssが印加され、NMOSFE
T104,105,106,107の各ソースには負電
圧Vbbが印加される。次に、上記のように構成された
制御回路ユニット66aの動作を図15のタイミング図
を参照して説明する。ロウアドレスストローブ信号/R
ASの活性化に応じて信号/RDPがH(論理ハイ)レ
ベルとなり、さらに信号XEがHレベルになると、ノー
ドJおよびKの電位はL(論理ロー)レベルとなる。そ
のため、PMOSFET101がオンになり、NMOS
FET107がオフになり、これにより選択信号線SX
1に電源電圧Vccが供給される。その結果、図13に
示したワード線ドライバ85によりワード線の電圧が電
源電圧Vccになる。
Then, the PMOSFETs 98, 101, 1
03, the source voltage Vcc is applied to each source and PM
Gate of OSFET 102 and NMOSFET 108
The ground voltage Vss is applied to the source of the NMOS FE.
A negative voltage Vbb is applied to each source of T104, 105, 106, 107. Next, the operation of the control circuit unit 66a configured as described above will be described with reference to the timing chart of FIG. Row address strobe signal / R
When signal / RDP attains H (logic high) level in response to activation of AS and furthermore, signal XE attains H level, the potentials of nodes J and K attain L (logic low) level. Therefore, the PMOSFET 101 is turned on and the NMOS
The FET 107 is turned off, thereby selecting the selection signal line SX.
1 is supplied with a power supply voltage Vcc. As a result, the voltage of the word line becomes the power supply voltage Vcc by the word line driver 85 shown in FIG.

【0078】続いて、信号XEがLレベルになると、ノ
ードJの電位がHレベルになり、ノードLおよびMの電
位がともにLレベルになる。ノードJの電位がHレベル
になると、PMOSFET101はオフになり、選択信
号線SX1への電源電圧Vccの供給は停止する。一
方、ノードLの電位がLレベルになると、PMOSFE
T103がオンになる。ノードMの電位がLレベルにな
ると、NMOSFET105がオフになる。そのため、
電源電圧VccがNMOSFET108のゲートに印加
され、これによりNMOSFET108がオンになる。
選択信号線SX1の電圧は接地電圧Vssまで低下す
る。そのため、ワード線の電圧も接地電圧Vssまで低
下する。信号XEの立下がりから所定時間経過後に、ノ
ードK,L,Mの電位がすべてLレベルになる。ノード
Kの電位がLレベルになると、NMOSFET107が
オンになり、選択信号線SX1の電圧は負電圧Vbbま
で低下する。ノードLの電位がHレベルになるとPMO
SFET103はオフになる。ノードMの電位がHレベ
ルになると、NMOSFET105はオンになる。その
ため、NMOSFET108のゲート電圧は負電圧Vb
bまで低下し、これによりNMOSFET108はオフ
になる。
Subsequently, when signal XE goes low, the potential at node J goes high and the potentials at nodes L and M both go low. When the potential of the node J becomes H level, the PMOSFET 101 is turned off, and the supply of the power supply voltage Vcc to the selection signal line SX1 is stopped. On the other hand, when the potential of the node L becomes L level, the PMOSFE
T103 is turned on. When the potential of the node M becomes L level, the NMOSFET 105 is turned off. for that reason,
The power supply voltage Vcc is applied to the gate of the NMOSFET 108, thereby turning on the NMOSFET 108.
The voltage of the selection signal line SX1 drops to the ground voltage Vss. Therefore, the voltage of the word line also drops to the ground voltage Vss. After a lapse of a predetermined time from the fall of signal XE, the potentials of nodes K, L, and M all go to L level. When the potential of the node K becomes L level, the NMOSFET 107 is turned on, and the voltage of the selection signal line SX1 drops to the negative voltage Vbb. When the potential of the node L becomes H level, PMO
The SFET 103 turns off. When the potential of the node M becomes H level, the NMOSFET 105 is turned on. Therefore, the gate voltage of the NMOSFET 108 becomes the negative voltage Vb
b, which turns off the NMOSFET 108.

【0079】以上に述べた回路構成により、制御回路ユ
ニット66aでは、負電圧Vbb、電源電圧Vccおよ
び接地電圧Vssの3種類の電圧を適宜に切り換え、選
択信号線SX1に乗せて出力する。ここで、上述した制
御回路ユニット66aにおいては信号XEの立上がりお
よび立下がり時に貫通電流I1およびI2が流れるとい
う問題がある。すなわち、信号XEがHレベルになると
ノードJの電位は直ちにLレベルになるが、ノードKの
電位はPMOSFET100により伝達時間だけ送れて
Lレベルになる。そのため、PMOSFET101およ
びNMOSFET107が同時にオンになるため、貫通
電流I1が流れる。また、信号XEがLレベルになると
ノードLの電位は直ちにLレベルになるが、ノードMの
電位はPMOSFET102による伝達時間だけ遅れて
Lレベルになる。そのため、PMOSFET103およ
びNMOSFET105が同時にオンになり、貫通電流
I2が流れる。このような貫通電流I1,I2が流れる
と、負電圧Vbbが大幅に上昇することになる。そのた
め、Vbb発生回路40は上昇した負電圧Vbbを所定
電圧まで回復させる必要があり、大きな駆動能力が必要
になるとともに、消費電力が大きくなる。
With the circuit configuration described above, the control circuit unit 66a appropriately switches among three types of voltages, that is, the negative voltage Vbb, the power supply voltage Vcc, and the ground voltage Vss, and outputs the voltage on the selection signal line SX1. Here, there is a problem in control circuit unit 66a that through currents I1 and I2 flow at the time of rising and falling of signal XE. That is, when the signal XE goes high, the potential at the node J immediately goes low, but the potential at the node K goes low during the transmission time by the PMOSFET 100. Therefore, the PMOSFET 101 and the NMOSFET 107 are turned on at the same time, and a through current I1 flows. When the signal XE goes to L level, the potential of the node L immediately goes to L level, but the potential of the node M goes to L level with a delay of the transmission time by the PMOSFET 102. Therefore, the PMOSFET 103 and the NMOSFET 105 are turned on at the same time, and a through current I2 flows. When such through currents I1 and I2 flow, the negative voltage Vbb increases significantly. For this reason, the Vbb generation circuit 40 needs to restore the increased negative voltage Vbb to a predetermined voltage, which requires a large driving capability and increases power consumption.

【0080】このような貫通電流を低減するためには、
図16に示されるように貫通電流が流れる経路にNMO
SFET109および110をそれぞれ追加するのが望
ましい。ここでは、PMOSFET101およびNMO
SFET109によりCMOSインバータが構成され、
PMOSFET103およびNMOSFET110によ
りCMOSインバータが構成される。そのため、ノード
Jの電位がLレベルになり、PMOSFET101がオ
ンになると、NMOSFET109がオフになる。その
結果、NMOSFET107がオンになっていても貫通
電流は流れない。同様に、ノードLの電位がLレベルに
なり、PMOSFET103がオンになると、NMOS
FET110がオフになる。その結果、NMOSFET
105がオンになっていても貫通電流は流れない。
In order to reduce such a through current,
As shown in FIG.
It is desirable to add SFETs 109 and 110, respectively. Here, the PMOSFET 101 and the NMO
A CMOS inverter is constituted by the SFET 109,
The PMOSFET 103 and the NMOSFET 110 form a CMOS inverter. Therefore, when the potential of the node J becomes L level and the PMOSFET 101 is turned on, the NMOSFET 109 is turned off. As a result, no through current flows even when the NMOSFET 107 is turned on. Similarly, when the potential of the node L becomes L level and the PMOSFET 103 is turned on, the NMOS
The FET 110 turns off. As a result, NMOSFET
No through current flows even when the switch 105 is turned on.

【0081】図17は、上述した半導体メモリ装置の各
構成要素のウェル上への配置を表した図である。上述し
たとおり、本実施形態における半導体メモリ装置は、P
型単結晶シリコン基板又はP型ウェル領域(P型基板領
域PWAという)に形成される。DRAM制御回路3
9、メインアンプI/O系38、Vbb発生回路40、
Vblp発生回路41、その他アドレスバッファ、クロ
ック回路等からなるロジック回路は、N型ウエル領域N
WAとP型基板領域PWAとに形成される。また、セル
ブロック32、センスアンプ帯35、ロウデコーダ42
およびカラムデコーダ34からなるDRAMコアは、N
型ウエル領域NWAよりも深いN型ウエル領域NWBに
形成される。このように、DRAMコアが形成されるN
型ウエル領域NWBを、ロジック回路が形成されるN型
ウエル領域NWAよりも深いN型とすることにより、両
者間を分離して、ロジック回路領域(LOGIC CIRCUIT RE
GION)からのノイズがDRAMコア領域(DRAM CORE RE
GION)に悪影響を与えないようにしている。
FIG. 17 is a diagram showing the arrangement of each component of the above-described semiconductor memory device on a well. As described above, the semiconductor memory device according to the present embodiment has P
It is formed in a type single crystal silicon substrate or a P-type well region (referred to as a P-type substrate region PWA). DRAM control circuit 3
9, main amplifier I / O system 38, Vbb generation circuit 40,
The logic circuit including the Vblp generation circuit 41, the address buffer, the clock circuit, and the like has an N-type well region N
WA and a P-type substrate region PWA are formed. Further, the cell block 32, the sense amplifier band 35, the row decoder 42
And a DRAM core composed of a column decoder 34 have N
The N-type well region NWB is formed in the N-type well region NWB deeper than the N-type well region NWA. In this manner, the N where the DRAM core is formed
By forming the N-type well region NWB deeper than the N-type well region NWA where the logic circuit is formed, the N-type well region NWB and the logic circuit region (LOGIC CIRCUIT RE
Noise from the GION) is in the DRAM core area (DRAM CORE RE
GION).

【0082】N型ウエル領域NWBにおいて、メモリセ
ルアレイ32は、通常の(ロジック回路領域に採用され
ているNMOSFETのしきい値と同じ)しきい値を持
つNMOSFET47〜50,52〜59と、通常より
も低いしきい値を持つメモリセルトランジスタMTおよ
びNMOSFET51,62とは、それぞれ異なる領域
にまとめられ、前者はP型ウェル領域PWAに、後者は
P型ウェル領域PWBに形成される。
In the N-type well region NWB, the memory cell array 32 has NMOSFETs 47 to 50 and 52 to 59 having normal thresholds (the same as the thresholds of the NMOSFETs used in the logic circuit region). The memory cell transistor MT and the NMOSFETs 51 and 62 each having a lower threshold value are formed in different regions. The former is formed in the P-type well region PWA, and the latter is formed in the P-type well region PWB.

【0083】ロウデコーダも同様に、低いしきい値を持
つワード線ドライバ80のNMOSFET77,78
と、その他のNMOSFETとは、それぞれ異なる領域
にまとめられ、前者はP型ウェル領域PWBに、後者は
P型ウェル領域PWAに形成される。かかる構成におい
て、本実施形態における半導体メモリ装置の動作を図1
8に示すタイミングチャートに基づいて説明する。な
お、同図において、Jは図14中のノードJの電位を示
し、Nは図14中のノードNの電位を示す。
Similarly, the NMOSFETs 77 and 78 of the word line driver 80 having a low threshold value are also used for the row decoder.
And the other NMOSFETs are formed in different regions. The former is formed in the P-type well region PWB, and the latter is formed in the P-type well region PWA. In such a configuration, the operation of the semiconductor memory device according to the present embodiment is shown in FIG.
This will be described based on the timing chart shown in FIG. 14, J indicates the potential of the node J in FIG. 14, and N indicates the potential of the node N in FIG.

【0084】ロウアドレスストローブ信号/RASの立
ち下がりに同期してアドレス信号の取り込みが行われ
る。すなわち、信号/RDPが立ち上がり、引き続い
て、ロウアドレス確定を示す信号XGが立ち上がる。そ
して、プリチャージ回路の信号線SBSの電位が立ち下
がり、更に、信号線SBSLの電位が立ち下がる。この
状態で、ワード線選択可能信号XEが立ち上がると、ノ
ードJの電位が立ち下がって、選択信号線SX1(この
場合、制御回路ユニット66aが選択されたものとす
る)の電位が、非選択状態の負電圧Vbbから電源電圧
Vccに変化する。
An address signal is fetched in synchronization with the fall of row address strobe signal / RAS. That is, the signal / RDP rises, and subsequently, the signal XG indicating the row address decision rises. Then, the potential of the signal line SBS of the precharge circuit falls, and further, the potential of the signal line SBSL falls. In this state, when the word line selectable signal XE rises, the potential of the node J falls, and the potential of the selection signal line SX1 (in this case, the control circuit unit 66a is selected) changes to the non-selection state. From the negative voltage Vbb to the power supply voltage Vcc.

【0085】これにより、ワード線21が負電圧Vbb
から電源電圧Vccに立ち上がる。このワード線21の
立ち上がりにより、一対のビット線15の一方に、選択
されたメモリセルの情報電荷に対応した微小電圧の変化
が生じる。そして、信号線VSPの電位が立ち上がるこ
とにより、センスアンプ25Paが活性化し、ビット線
の電位変化を増幅して入出力線subI/Oに出力す
る。
As a result, the word line 21 is connected to the negative voltage Vbb.
Rises to the power supply voltage Vcc. The rising of the word line 21 causes a minute voltage change corresponding to the information charge of the selected memory cell on one of the pair of bit lines 15. Then, the rise of the potential of the signal line VSP activates the sense amplifier 25Pa, amplifies the potential change of the bit line, and outputs it to the input / output line subI / O.

【0086】ワード線21の選択が終了すると、信号X
Eが立ち下がり、ワード線21(選択信号線SX1)の
電位が立ち下がる。このとき、制御回路ユニット66a
では、信号XEの立ち下がりに応じて、ノードNにワン
ショットパルスが発生し、このワンショットパルスがハ
イレベル(電源電圧Vcc)である間、ワード線21の
電位が一時的に接地電圧Vssにホールドされ、その
後、ワンショットパルスの立ち下がりに応じて、ワード
線21の電圧が負電圧Vbbまで低下する。以上で、半
導体メモリ装置の読み出し動作が終了する。
When the selection of the word line 21 is completed, the signal X
E falls, and the potential of the word line 21 (selection signal line SX1) falls. At this time, the control circuit unit 66a
In response, a one-shot pulse is generated at node N in response to the fall of signal XE, and while this one-shot pulse is at a high level (power supply voltage Vcc), the potential of word line 21 is temporarily changed to ground voltage Vss. After that, the voltage of the word line 21 decreases to the negative voltage Vbb in response to the fall of the one-shot pulse. Thus, the read operation of the semiconductor memory device ends.

【0087】図19は、本実施形態におけるメモリセル
の電位状態を示している。同図において、セルプレート
電圧VcpおよびメモリセルトランジスタMTが形成さ
れているP型ウェル領域PWBの電圧は共に接地電圧V
ssに設定されている。図19Aは、Hレベル
(“1”)の書き込み状態を示しており、ワード線21
に接続されるゲート電圧は、3.3Vにされ、ビット線
のHレベル(2.3V)がキャパシタMCに書き込まれ
る。
FIG. 19 shows the potential state of the memory cell in this embodiment. In the figure, the cell plate voltage Vcp and the voltage of the P-type well region PWB where the memory cell transistor MT is formed are both the ground voltage Vcp.
It is set to ss. FIG. 19A shows a write state of H level (“1”), and the word line 21 is shown.
Is set to 3.3 V, and the H level (2.3 V) of the bit line is written to the capacitor MC.

【0088】図19Bは、Lレベル(“0”)の書き込
み状態を示しており、ワード線21に接続されるゲート
電圧は、3.3Vにされ、ビット線のLレベル(0V)
がメモリセルキャパシタMCに書き込まれる。図19C
は、データ保持状態を示しており、ワード線21に接続
されるゲート電圧は、非選択レベルの−0.5Vにさ
れ、このときビット線は上記書き込み/読み出し状態で
は0V、2.3VのHレベル/Lレベルとされ、待機状
態ではハーフプリチャージ電圧1.2Vである。メモリ
セルキャパシタMCの保持電圧は0Vか2.3Vであ
り、アドレス選択用のNMOSFET79のソースは上
述した通り負電圧Vbbである。従って、ビット線ある
いは上記保持電圧が0Vのときでも、逆バイアス電圧
(−0.5V)が印加されているので、情報電荷を消失
させるようなリーク電流が流れない。
FIG. 19B shows a write state of L level (“0”). The gate voltage connected to word line 21 is set to 3.3 V, and the L level (0 V) of the bit line is set.
Is written to the memory cell capacitor MC. FIG. 19C
Indicates a data holding state, and the gate voltage connected to the word line 21 is set to the non-selection level of -0.5 V. At this time, the bit line is set to 0 V and 2.3 V of H in the write / read state. Level / L level, and a half precharge voltage of 1.2 V in a standby state. The holding voltage of the memory cell capacitor MC is 0 V or 2.3 V, and the source of the NMOSFET 79 for address selection is the negative voltage Vbb as described above. Therefore, even when the bit line or the holding voltage is 0 V, since the reverse bias voltage (-0.5 V) is applied, no leak current for erasing information charges flows.

【0089】以上に説明した本実施形態の半導体メモリ
装置の作用効果を以下に説明する。 (1)メモリセルトランジスタMTとして通常よりも低
いしきい値のものを用いている。従って、上記式の第
2項が小さくなり、記憶容量を増やすことができる。 (2)本実施形態では、図19に示す通り、セルプレー
ト電圧Vcpを0Vに設定している。これは上述した通
り、メモリセルキャパシタMCの容量絶縁膜およびロジ
ック回路を構成するトランジスタのゲート絶縁膜の厚さ
を全て等しくしたために可能となる。こうすれば、メモ
リセルキャパシタMCにロジック回路領域と同様の電源
電圧が印加されても、容量絶縁膜の耐圧がTDDB特性
に基づいて保証されているので、問題はない。従って、
セルプレート電圧Vcpとして、各種電源電圧の中でも
安定した電圧である接地電圧Vssを使用して回路動作
の安定化を図ることができると共に、特別なセルプレー
ト電圧Vcpの生成回路を用いる必要が無く、回路の省
面積化、低コスト化を実現できる。
The operation and effect of the semiconductor memory device of the present embodiment described above will be described below. (1) A memory cell transistor MT having a lower threshold than usual is used. Therefore, the second term of the above equation becomes smaller, and the storage capacity can be increased. (2) In the present embodiment, as shown in FIG. 19, the cell plate voltage Vcp is set to 0V. This is possible because the thicknesses of the capacitive insulating film of the memory cell capacitor MC and the gate insulating film of the transistor forming the logic circuit are all equal, as described above. In this way, even if a power supply voltage similar to that of the logic circuit region is applied to the memory cell capacitor MC, there is no problem because the withstand voltage of the capacitive insulating film is guaranteed based on the TDDB characteristic. Therefore,
The circuit operation can be stabilized using the ground voltage Vss, which is a stable voltage among various power supply voltages, as the cell plate voltage Vcp, and there is no need to use a special circuit for generating the cell plate voltage Vcp. Circuit area saving and cost reduction can be realized.

【0090】(3)本実施形態では、図19に示す通
り、メモリセルトランジスタMTが形成されているP型
ウェル領域PWBの電位を0V(接地電圧Vss)に設
定している。従って、メモリセルトランジスタMTにお
けるバックゲート効果を除去することができ、上記式
の第2項が小さくなって、記憶容量を増やすことができ
る。
(3) In this embodiment, as shown in FIG. 19, the potential of the P-type well region PWB in which the memory cell transistor MT is formed is set to 0 V (ground voltage Vss). Therefore, the back gate effect in the memory cell transistor MT can be eliminated, and the second term of the above equation can be reduced, and the storage capacity can be increased.

【0091】(4)ロウデコーダ42において、論理回
路69への供給線LAとドライブ回路80への供給線L
Bとをレイアウト上別系統の配線で形成しているので、
ワード線21にノイズが影響しにくく、精度の高い書き
込みおよび読み出し動作を行うことができる。 (5)ドライブ回路80の2段のNMOSFET77,
78のしきい値を、メモリセルトランジスタMTと等し
く低い値に設定しているので、ワード線21の立ち上が
り速度が早くなり、書き込み・読み出し動作の高速化を
実現することができる。
(4) In the row decoder 42, the supply line LA to the logic circuit 69 and the supply line L to the drive circuit 80
Since B and B are formed by another type of wiring on the layout,
Noise is less likely to affect the word line 21 and highly accurate writing and reading operations can be performed. (5) The two-stage NMOSFET 77 of the drive circuit 80,
Since the threshold value of 78 is set to a low value equal to that of the memory cell transistor MT, the rising speed of the word line 21 is increased, and the writing / reading operation can be speeded up.

【0092】(6)良好なTDDB特性を保持して、信
頼性の高い設計を行うためおよび消費電流を低減するた
めには、ビット線15とワード線21との間に高い電圧
を印加しないことが望ましく、本実施形態のように非選
択状態のワード線21が負電圧Vbbに保持されている
場合、ビット線にはなるべく電源電圧Vccが直接印加
されないようにすることが望ましい。
(6) Do not apply a high voltage between the bit line 15 and the word line 21 in order to maintain a good TDDB characteristic and perform a highly reliable design and reduce current consumption. When the word line 21 in the non-selected state is held at the negative voltage Vbb as in the present embodiment, it is desirable that the power supply voltage Vcc is not directly applied to the bit line as much as possible.

【0093】本実施形態では、センスアンプ25Pa
(延いてはビット線)に電源線36からの電源電圧Vc
cを印加するためのスイッチング素子として、Nチャネ
ル型MOSFET51を用いているので、スイッチング
素子としてPチャネル型MOSFETを用いた場合に比
べて、1対のビット線15(センスアンプ25Pa)に
対し、電源電圧VccをNMOSFET51のしきい値
電圧Vtnだけレベルシフトした電圧を印加することが
でき、回路の信頼性を高めると共に、消費電流を低減す
ることができる。
In this embodiment, the sense amplifier 25 Pa
(Consequently the bit line) to the power supply voltage Vc from the power supply line 36
Since the N-channel MOSFET 51 is used as a switching element for applying c, the power supply to the pair of bit lines 15 (the sense amplifier 25 Pa) is reduced compared to the case where a P-channel MOSFET is used as the switching element. A voltage whose level is shifted from the voltage Vcc by the threshold voltage Vtn of the NMOSFET 51 can be applied, so that the reliability of the circuit can be improved and the current consumption can be reduced.

【0094】また、スイッチング素子としてPチャネル
型MOSFETを用いた場合に比べて、センスアンプ2
5Pa(PMOSFET45,46)に発生する寄生容
量が低くなり、センスアンプ25Paの動作の高速化を
実現することができる。 (7)ビット線対を共通ビット線対に接続するためのス
イッチングトランジスタ49,50を、センスアンプ2
5PaのPMOSFET45,46に対し、サブアレイ
32aとは反対側に配置している。従って、スイッチン
グトランジスタ49,50として、メモリセルトランジ
スタMTのように低いしきい値のものを用いずに、ロジ
ック回路領域に用いたNMOSFETと同じしきい値の
ものを用いることができる。たとえばスイッチングトラ
ンジスタ49,50として低いしきい値のものを用いた
場合、スイッチングトランジスタ49,50を確実にO
FFさせるための電圧として負電圧Vbbを用いる必要
があるが、本実施形態にあってはスイッチングトランジ
スタ49,50を確実にOFFさせるための電圧として
0V(接地電圧Vss)を用いることができる。その結
果、以下の通りの作用効果を奏することができる。
Further, as compared with the case where a P-channel MOSFET is used as a switching element,
Parasitic capacitance generated in 5Pa (PMOSFETs 45 and 46) is reduced, and the operation of the sense amplifier 25Pa can be speeded up. (7) The switching transistors 49 and 50 for connecting the bit line pair to the common bit line pair are connected to the sense amplifier 2
The PMOSFETs 45 and 46 of 5 Pa are arranged on the side opposite to the sub-array 32a. Therefore, as the switching transistors 49 and 50, those having the same threshold value as the NMOSFET used in the logic circuit region can be used instead of using a low threshold value like the memory cell transistor MT. For example, when the switching transistors 49 and 50 have low threshold values, the switching transistors 49 and 50 can be reliably connected to O.
Although it is necessary to use the negative voltage Vbb as the voltage for the FF, in this embodiment, 0 V (ground voltage Vss) can be used as the voltage for surely turning off the switching transistors 49 and 50. As a result, the following effects can be obtained.

【0095】(a)スイッチングトランジスタ49,5
0の動作範囲が、ワード線21と同様の負電圧Vbb〜
電源電圧Vccではなく、接地電圧Vss(0V)〜電
源電圧Vccとなる。従って、ワード線駆動回路と同様
の回路構成とレイアウトエリアが不用となり、省面積化
を実現できる。 (b)Vbb発生回路40の能力を高める必要がなくな
り、Vbb発生回路40に要するレイアウト面積を小さ
くすることができると共に、消費電流も低減することが
できる。
(A) Switching transistors 49 and 5
0 is the same as the negative voltage Vbb of the word line 21.
The power supply voltage is not the power supply voltage Vcc but the ground voltage Vss (0 V) to the power supply voltage Vcc. Therefore, the same circuit configuration and layout area as those of the word line driving circuit are not required, and the area can be reduced. (B) It is not necessary to increase the capability of the Vbb generation circuit 40, so that the layout area required for the Vbb generation circuit 40 can be reduced and the current consumption can be reduced.

【0096】(8)電源線36、接地線37を、メモリ
セルアレイ33上に絶縁膜を介して配置することによ
り、電源線および接地線とメモリセルアレイ33とを異
なる層に形成しているので、センスアンプ活性時に生じ
る電源の電圧降下や接地電圧のバウンド等ノイズ成分を
除去することができる。その結果、上記式のαやγを
1に近づけることができ、記憶容量を増やすことができ
ると共に、特別な電源強化対策を行う必要がなくなり、
回路規模を縮小できる。
(8) By arranging the power supply line 36 and the ground line 37 on the memory cell array 33 via an insulating film, the power supply line and the ground line and the memory cell array 33 are formed in different layers. Noise components such as a voltage drop of a power supply and a bound of a ground voltage generated when the sense amplifier is activated can be removed. As a result, α and γ in the above equation can be brought close to 1, and the storage capacity can be increased, and it is not necessary to take a special power supply strengthening measure.
Circuit size can be reduced.

【0097】(9)本実施形態のように非選択状態のワ
ード線21を負電圧Vbbにクランプする場合、活性化
させたワード線21を非活性状態にしたときに発生する
電荷が、負電圧Vbbノードに流れ、NMOSFET7
9を通って他のワード線21に流れ込み、その結果、他
のワード線21に接続されたメモリセルトランジスタM
Tのゲート電位が上昇して蓄積電荷のリークが発生し、
データの保持特性が悪くなる問題がある。そこで、本実
施形態では、信号XEが立ち下がった時、ワード線21
(選択信号線SX1)の電位を、Vccレベルからいき
なりVbbレベルまで低下させるのではなく、制御回路
ユニット66aが、信号XEの立ち下がりに応じて、選
択信号線SX1の電位を一時的に接地電圧Vss(0
V)レベルにホールドしてから、負電圧Vbbまで低下
するよう構成しているので、このホールド期間中に、ワ
ード線21に溜まった電荷の大半が接地電位に流れ込
む。従って、その後、負電圧Vbbレベルまで低下させ
たときに新たに電荷が発生しても、トータルとしての電
荷量は少なくなっているので、ワード線21に接続され
たメモリセルトランジスタMTのゲート電位の上昇が抑
制され、その結果、蓄積電荷のリークに起因するデータ
の保持特性の悪化を防止することができる。
(9) When the unselected word line 21 is clamped to the negative voltage Vbb as in this embodiment, the charge generated when the activated word line 21 is deactivated is a negative voltage. It flows to the Vbb node and NMOSFET7
9 to another word line 21, and as a result, the memory cell transistor M connected to the other word line 21.
The gate potential of T rises, causing leakage of accumulated charges,
There is a problem that data retention characteristics deteriorate. Therefore, in this embodiment, when the signal XE falls, the word line 21
Instead of immediately lowering the potential of the (selection signal line SX1) from the Vcc level to the Vbb level, the control circuit unit 66a temporarily changes the potential of the selection signal line SX1 to the ground voltage in response to the fall of the signal XE. Vss (0
Since the voltage is held at the V) level, the voltage is reduced to the negative voltage Vbb. During this hold period, most of the charges accumulated on the word line 21 flow into the ground potential. Therefore, even if charges are newly generated when the voltage is lowered to the level of the negative voltage Vbb thereafter, the total charge amount is small, so that the gate potential of the memory cell transistor MT connected to the word line 21 is reduced. The rise is suppressed, and as a result, it is possible to prevent the deterioration of the data retention characteristic due to the leakage of the stored charges.

【0098】本発明による半導体メモリ装置によれば、
メモリセルアレイから延びるビット線とセンスアンプと
を接続するためのスイッチング用電界効果型トランジス
タを、狭い動作範囲で確実にON/OFFさせることが
できるので、駆動用回路の能力や規模を小さく抑えるこ
とができ、省面積化を実現することができる。尚、本発
明は、ロジック回路とDRAMとを半導体基板上に集積
化したものに限らず、DRAM単体にも適用可能であ
る。
According to the semiconductor memory device of the present invention,
Since the switching field-effect transistor for connecting the bit line extending from the memory cell array to the sense amplifier can be reliably turned on / off in a narrow operation range, the capability and scale of the driving circuit can be reduced. Thus, area saving can be realized. The present invention can be applied not only to a logic circuit and a DRAM integrated on a semiconductor substrate, but also to a DRAM alone.

【0099】[0099]

【発明の効果】本発明における半導体メモリ装置によれ
ば、ビット線とセンスアンプとを接続するための第1の
スイッチングトランジスタを、狭い動作範囲で確実にO
N/OFFさせることができるので、駆動用回路の能力
や規模を小さく抑えることができ、省面積化を実現する
ことができる。
According to the semiconductor memory device of the present invention, the first switching transistor for connecting the bit line and the sense amplifier can be reliably connected in a narrow operating range.
Since N / OFF can be performed, the capability and scale of the driving circuit can be reduced, and the area can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態による半導体メモリ装置のレ
イアウトを示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a layout of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示された半導体メモリ装置の部分平面図
である。
FIG. 2 is a partial plan view of the semiconductor memory device shown in FIG. 1;

【図3】図1に示された半導体メモリ装置の回路構成を
示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a circuit configuration of the semiconductor memory device shown in FIG. 1;

【図4】図3に示されたサブアレイのレイアウトを示す
部分平面図である。
FIG. 4 is a partial plan view showing a layout of the sub-array shown in FIG. 3;

【図5】図1に示された半導体メモリ装置の製造プロセ
スを示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor memory device shown in FIG. 1;

【図6】図1に示された半導体メモリ装置の製造プロセ
スを示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor memory device shown in FIG. 1;

【図7】図1に示された半導体メモリ装置の製造プロセ
スを示す断面図である。
FIG. 7 is a sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor memory device shown in FIG. 1;

【図8】図3に示されたサブアレイの回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram of the sub-array shown in FIG.

【図9】図3に示されたセンスアンプ帯の回路図であ
る。
FIG. 9 is a circuit diagram of a sense amplifier band shown in FIG. 3;

【図10】図3に示されたロウデコーダのブロック図で
ある。
FIG. 10 is a block diagram of a row decoder shown in FIG. 3;

【図11】図10に示された第1のロウアドレス検出回
路およびワード線選択回路部の回路図である。
FIG. 11 is a circuit diagram of a first row address detection circuit and a word line selection circuit shown in FIG.

【図12】図11に示されたワード線ドライバおよび論
理回路への負電圧の供給を示すブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram showing supply of a negative voltage to the word line driver and the logic circuit shown in FIG. 11;

【図13】図11に示された第1のロウアドレス検出回
路およびワード線選択回路と置換可能な冗長回路の回路
図である。
13 is a circuit diagram of a redundant circuit that can be replaced with the first row address detection circuit and the word line selection circuit shown in FIG.

【図14】図10に示された第2のロウアドレス検出回
路および制御択回路の回路図である。
14 is a circuit diagram of a second row address detection circuit and a control selection circuit shown in FIG.

【図15】図14に示された制御回路の動作を示すタイ
ミング図である。
FIG. 15 is a timing chart showing an operation of the control circuit shown in FIG. 14;

【図16】図14中の制御回路ユニットの他の例を示す
回路図である。
FIG. 16 is a circuit diagram showing another example of the control circuit unit in FIG.

【図17】図1に示された半導体メモリ装置のウェル配
置を示す平面図である。
FIG. 17 is a plan view showing a well arrangement of the semiconductor memory device shown in FIG. 1;

【図18】図1に示された半導体メモリ装置のタイミン
グ図である。
18 is a timing diagram of the semiconductor memory device shown in FIG.

【図19】図8に示されたメモリセルの電位状態を示す
回路図である。
FIG. 19 is a circuit diagram showing a potential state of the memory cell shown in FIG. 8;

【図20】従来の半導体メモリ装置の製造プロセスを示
す断面図である。
FIG. 20 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a conventional semiconductor memory device.

【図21】従来の半導体メモリ装置の製造プロセスを示
す断面図である。
FIG. 21 is a sectional view showing a manufacturing process of a conventional semiconductor memory device.

【図22】従来の半導体メモリ装置の製造プロセスを示
す断面図である。
FIG. 22 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a conventional semiconductor memory device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

31 半導体メモリ装置 15 ビット線 21 ワード線 25Pa,25Pb Pチャネルセンスアンプ 25N Nチャネルセンスアンプ 32 サブアレイ 33 メモリセルアレイ 34 カラムデコーダ 35 センスアンプ帯 36 ローカル電源線 49,50 スイッチングトランジスタ 51 Nチャネル駆動トランジスタ 58,59 スイッチングトランジスタ 62 駆動トランジスタ 63 第1のロウアドレス検出回路 66 制御回路 70 ワード線ドライバ 151,152 共通ビット線 MC メモリセルキャパシタ MT メモリセルトランジスタ Reference Signs List 31 semiconductor memory device 15 bit line 21 word line 25 Pa, 25 Pb P-channel sense amplifier 25 N N-channel sense amplifier 32 sub-array 33 memory cell array 34 column decoder 35 sense amplifier band 36 local power supply line 49, 50 switching transistor 51 N-channel driving transistor 58, 59 switching transistor 62 drive transistor 63 first row address detection circuit 66 control circuit 70 word line driver 151, 152 common bit line MC memory cell capacitor MT memory cell transistor

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 メモリセルトランジスタ(MT)を含む
メモリサブアレイ(32a)から延びるビット線(15
a1,15a2)と第1のセンスアンプ(25Pa,2
5N)とを接続するための第1のスイッチングトランジ
スタ(49,50)を、センスアンプ(25)の入力側
よりも前記メモリサブアレイ(32a)とは反対側に配
置することを特徴とした半導体メモリ装置。
1. A bit line (15) extending from a memory sub-array (32a) including a memory cell transistor (MT).
a1, 15a2) and the first sense amplifier (25 Pa, 2
5N), wherein the first switching transistor (49, 50) for connection to the memory sub-array (32a) is arranged on the opposite side of the input side of the sense amplifier (25) from the memory sub-array (32a). apparatus.
【請求項2】 前記第1のセンスアンプ(25Pa,2
5N)は、第1のPチャネルセンスアンプ(25Pa)
とNチャネルセンスアンプ(25N)とを含み、前記第
1のスイッチングトランジスタ(49,50)は、前記
第1のPチャネルセンスアンプ(25Pa)とNチャネ
ルセンスアンプ(25N)との間に配置されて、両者の
分離及び接続を行うことを特徴とした請求項1に記載の
半導体メモリ装置。
2. The first sense amplifier (25 Pa, 2
5N) is the first P-channel sense amplifier (25 Pa)
And an N-channel sense amplifier (25N), wherein the first switching transistor (49, 50) is arranged between the first P-channel sense amplifier (25Pa) and the N-channel sense amplifier (25N). 2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the two are separated and connected.
【請求項3】 第1の共通ビット線(151)と、 前記第1の共通ビット線(151)と相補的な第2の共
通ビット線(152)と、 前記第1および第2の共通ビット線(151,152)
間に接続されたNチャネルセンスアンプ(25N)と、 第1のビット線(15a1)と、 前記第1のビット線(15a1)と相補的な第2のビッ
ト線(15a2)と、 前記第1および第2のビット線(15a1,15a2)
間に接続された第1のPチャネルセンスアンプ(25P
a)と、 前記第1の共通ビット線(151)と前記第1のビット
線(15a1)との間に接続された第1のスイッチング
トランジスタ(49)と、 前記第2の共通ビット線(152)と前記第2のビット
線(15a2)との間に接続された第2のスイッチング
トランジスタ(50)と、 第3のビット線(15b1)と、 前記第3のビット線(15b1)と相補的な第4のビッ
ト線(15b2)と、 前記第3および第4のビット線(15b1,15b2)
間に接続された第2のPチャネルセンスアンプ(25P
b)と、 前記第1の共通ビット線(151)と前記第3のビット
線(15b1)との間に接続された第3のスイッチング
トランジスタ(58)と、 前記第2の共通ビット線(152)と前記第4のビット
線(15b2)との間に接続された第4のスイッチング
トランジスタ(59)と、 ワード線(21)と、 メモリセルキャパシタ(MC)と、 前記第1のビット線(15a1)と前記メモリセルキャ
パシタ(MT)との間に接続され、前記ワード線(2
1)に接続されたゲートを有するメモリセルトランジス
タ(MT)と、を備えたことを特徴とする半導体メモリ
装置。
3. A first common bit line (151), a second common bit line (152) complementary to the first common bit line (151), and the first and second common bits Lines (151, 152)
An N-channel sense amplifier (25N) connected therebetween; a first bit line (15a1); a second bit line (15a2) complementary to the first bit line (15a1); And second bit lines (15a1, 15a2)
The first P-channel sense amplifier (25P
a), a first switching transistor (49) connected between the first common bit line (151) and the first bit line (15a1), and a second switching bit line (152). ) And the second bit line (15a2), a second switching transistor (50), a third bit line (15b1), and a complementary to the third bit line (15b1). A fourth bit line (15b2), and the third and fourth bit lines (15b1, 15b2)
The second P-channel sense amplifier (25P
b), a third switching transistor (58) connected between the first common bit line (151) and the third bit line (15b1), and the second common bit line (152). ) And the fourth bit line (15b2), a fourth switching transistor (59), a word line (21), a memory cell capacitor (MC), and the first bit line (15). 15a1) and the memory cell capacitor (MT), and the word line (2
1. A semiconductor memory device comprising: a memory cell transistor (MT) having a gate connected to 1).
【請求項4】 前記メモリセルトランジスタ(MT)
は、前記第1のスイッチングトランジスタ(49,5
0)のしきい値よりも低いしきい値を有することを特徴
とした請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体メ
モリ装置。
4. The memory cell transistor (MT)
Are the first switching transistors (49, 5).
4. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the semiconductor memory device has a lower threshold value than the threshold value of 0).
【請求項5】 電源ノード(36)と前記第1のPチャ
ネルセンスアンプ(25Pa)との間に接続されたNチ
ャネル駆動トランジスタ(51)を備えることを特徴と
した請求項1乃至4のいずれか1項に記載の半導体メモ
リ装置。
5. An N-channel drive transistor (51) connected between a power supply node (36) and said first P-channel sense amplifier (25Pa). The semiconductor memory device according to claim 1.
【請求項6】 前記Nチャネル駆動トランジスタ(5
1)は、前記第1のスイッチングトランジスタ(49,
50)のしきい値よりも低いしきい値を有することを特
徴とした請求項5に記載の半導体メモリ装置。
6. The N-channel drive transistor (5)
1) is the first switching transistor (49,
The semiconductor memory device according to claim 5, having a threshold value lower than the threshold value of (50).
【請求項7】 前記Nチャネル駆動トランジスタ(5
1)は、前記メモリセルトランジスタ(MT)のしきい
値とほぼ同じしきい値を有することを特徴とした請求項
5に記載の半導体メモリ装置。
7. The N-channel drive transistor (5)
6. The semiconductor memory device according to claim 5, wherein 1) has a threshold value substantially equal to a threshold value of said memory cell transistor (MT).
【請求項8】 前記Nチャネル駆動トランジスタ(5
1)のゲートに電源電圧(Vcc)および接地電圧(V
ss)を選択的に印加する制御回路(39)を備えるこ
とを特徴とした請求項5乃至7のいずれか1項に記載の
半導体メモリ装置。
8. The N-channel drive transistor (5)
The power supply voltage (Vcc) and the ground voltage (V
The semiconductor memory device according to claim 5, further comprising a control circuit configured to selectively apply ss).
【請求項9】 前記センスアンプ(25Pa,25P
b,25N)の各々は、交差接続された2つのセンスト
ランジスタ(45,46,60,61,47,48)を
含み、前記センストランジスタ(45,46,60,6
1,47,48)、前記メモリセルトランジスタ(M
T)、および前記スイッチングトランジスタ(49,5
0,58,59)は、同じ厚さのゲート絶縁膜を有する
ことを特徴とした請求項3に記載の半導体メモリ装置。
9. The sense amplifier (25Pa, 25P)
b, 25N) includes two cross-connected sense transistors (45, 46, 60, 61, 47, 48), and each of the sense transistors (45, 46, 60, 6).
1, 47, 48), the memory cell transistor (M
T), and the switching transistor (49, 5).
4. The semiconductor memory device according to claim 3, wherein (0, 58, 59) have gate insulating films of the same thickness.
【請求項10】 前記メモリセルトランジスタ(MT)
は、接地されたバックゲートを有することを特徴とした
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体メモリ装
置。
10. The memory cell transistor (MT)
4. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a grounded back gate.
【請求項11】 前記メモリサブアレイ(32a)と相
補の関係にあるメモリサブアレイ(32b)に対して第
2のPチャネルセンスアンプ(25Pb)を接続し、前
記第2のPチャネルセンスアンプ(25Pb)と前記N
チャネルセンスアンプ(25N)とで第2のセンスアン
プ(25Pb,25N)を構成することを特徴とした請
求項3に記載の半導体メモリ装置。
11. A second P-channel sense amplifier (25Pb) is connected to a memory sub-array (32b) complementary to the memory sub-array (32a), and the second P-channel sense amplifier (25Pb) And the N
4. The semiconductor memory device according to claim 3, wherein a second sense amplifier (25Pb, 25N) is configured with the channel sense amplifier (25N).
【請求項12】 前記第2のPチャネルセンスアンプ
(25Pb)とNチャネルセンスアンプ(25N)との
間に配置されて、両者の分離及び接続を行う第2のスイ
ッチングトランジスタ(58,59)を設けたことを特
徴とする請求項6に記載の半導体メモリ装置。
12. A second switching transistor (58, 59) disposed between the second P-channel sense amplifier (25Pb) and the N-channel sense amplifier (25N) for separating and connecting the two. The semiconductor memory device according to claim 6, wherein the semiconductor memory device is provided.
【請求項13】 電源線(36)と、 接地線(37)と、 複数のメモリセルアレイ(MA00〜MAxy)とを備
え、 前記メモリセルアレイ(MA00〜MAxy)の各々
は、 複数のビット線対(15)を含むサブアレイ(32)
と、 前記サブアレイ(32)に隣接するセンスアンプ帯(3
5)とを含み、 前記センスアンプ帯(35)は、 前記複数のビット線対(15)にそれぞれ接続された複
数のPチャネルセンスアンプ(25Pa,25Pb)
と、 前記複数のPチャネルセンスアンプ(25Pa,25P
b)に対応して設けられ、各々が前記電源線(36)と
対応するPチャネルセンスアンプ(25Pa,25P
b)との間に接続された複数の電源駆動トランジスタ
(51,62)と、 前記複数のビット線対(15)にそれぞれ接続された複
数のNチャネルセンスアンプ(25N)と、 前記複数のNチャネルセンスアンプ(25N)に対応し
て設けられ、各々が前記接地線(37)と対応するNチ
ャネルセンスアンプ(25N)との間に接続された複数
の接地駆動トランジスタ(52)とを含むことを特徴と
した半導体メモリ装置。
13. A power supply line (36), a ground line (37), and a plurality of memory cell arrays (MA00 to MAxy). Each of the memory cell arrays (MA00 to MAxy) includes a plurality of bit line pairs (MA00 to MAxy). Subarray (32) containing 15)
And a sense amplifier band (3) adjacent to the sub-array (32).
5), wherein the sense amplifier band (35) includes a plurality of P-channel sense amplifiers (25Pa, 25Pb) respectively connected to the plurality of bit line pairs (15).
And the plurality of P-channel sense amplifiers (25 Pa, 25 P
b), and P-channel sense amplifiers (25 Pa, 25 P) each corresponding to the power supply line (36).
b), a plurality of N-channel sense amplifiers (25N) respectively connected to the plurality of bit line pairs (15), and a plurality of N-channel sense amplifiers (25N) connected to the plurality of bit line pairs (15). A plurality of ground drive transistors (52) provided corresponding to the channel sense amplifiers (25N), each connected between the ground line (37) and the corresponding N-channel sense amplifier (25N). A semiconductor memory device characterized by the above-mentioned.
【請求項14】 前記複数のメモリセルアレイ(MA0
0〜MAxy)はマトリクスに配列され、前記マトリク
スの各行に配列された前記メモリセルアレイ(MA00
〜MAxy)中の前記電源駆動トランジスタ(51,6
2)は前記電源線(36)に共通に接続され、前記マト
リクスの各行に配列された前記メモリセルアレイ(MA
00〜MAxy)中の前記接地駆動トランジスタ(5
2)は前記接地線(37)に共通に接続され、前記マト
リクスの各列に配列された前記メモリセルアレイ(MA
00〜MAxy)中の前記電源駆動トランジスタ(5
1,62)は前記電源線(36)に共通に接続され、前
記マトリクスの各列に配列された前記メモリセルアレイ
(MA00〜MAxy)中の前記接地駆動トランジスタ
(52)は前記接地線(37)に共通に接続されること
を特徴とした請求項13に記載の半導体メモリ装置。
14. The memory cell array (MA0)
0 to MAXy) are arranged in a matrix, and the memory cell array (MA00) arranged in each row of the matrix
To MAXy) in the power supply driving transistors (51, 6).
2) are commonly connected to the power supply line (36), and are connected to the memory cell array (MA) arranged in each row of the matrix.
00 to MAXy).
2) are commonly connected to the ground line (37), and are connected to the memory cell array (MA) arranged in each column of the matrix.
00 to MAXy).
1, 62) are commonly connected to the power supply line (36), and the ground drive transistors (52) in the memory cell arrays (MA00 to MAxy) arranged in each column of the matrix are connected to the ground line (37). 14. The semiconductor memory device according to claim 13, wherein the semiconductor memory device is commonly connected to the semiconductor memory device.
【請求項15】 半導体基板(1)と、 前記半導体基板(1)上に形成されたダイナミックラン
ダムアクセスメモリと、 前記半導体基板(1)上に形成され、前記ダイナミック
ランダムアクセスメモリを制御するためのロジック回路
とを備え、 前記ダイナミックランダムアクセスメモリ中のメモリセ
ルキャパシタ(MC)は、前記ロジック回路を構成する
トランジスタのゲート絶縁膜(3)とほぼ同じ厚さの容
量絶縁膜(202)を有することを特徴とし半導体メモ
リ装置。
15. A semiconductor substrate (1); a dynamic random access memory formed on the semiconductor substrate (1); and a dynamic random access memory formed on the semiconductor substrate (1) for controlling the dynamic random access memory. A memory cell capacitor (MC) in the dynamic random access memory has a capacitance insulating film (202) having substantially the same thickness as a gate insulating film (3) of a transistor constituting the logic circuit. A semiconductor memory device.
【請求項16】 前記メモリセルキャパシタ(MC)
は、接地されたセルプレート電極(13)を有すること
を特徴とした請求項15に記載の半導体メモリ装置。
16. The memory cell capacitor (MC)
16. The semiconductor memory device according to claim 15, wherein the device has a cell plate electrode (13) grounded.
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