JP2001006355A - Memory cell and semiconductor memory using the same - Google Patents

Memory cell and semiconductor memory using the same

Info

Publication number
JP2001006355A
JP2001006355A JP11169812A JP16981299A JP2001006355A JP 2001006355 A JP2001006355 A JP 2001006355A JP 11169812 A JP11169812 A JP 11169812A JP 16981299 A JP16981299 A JP 16981299A JP 2001006355 A JP2001006355 A JP 2001006355A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
terminal
read
line
bit line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11169812A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Emori
孝之 江守
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP11169812A priority Critical patent/JP2001006355A/en
Publication of JP2001006355A publication Critical patent/JP2001006355A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce area of a memory cell and to realize simplification of refresh operation by reducing the number of bit contacts of a memory cell. SOLUTION: A memory cell MC1 is connected to a bit line BL, a reference cell DMC is connected to a bit complementary line /BL, transistors Q1 and Q2 are turned on at the time of write-in, a potential of the bit line BL is applied to a gate of a memory transistor Q3, and it is held by the memory transistor Q3. Before read-out, a discharge 20 holds the bit lines BL, /BL at a ground potential, writes '1' in a reference cell DMC, read-out word lines DRWL, RWL are activated, potential difference is caused between the bit line BL and the bit line /BL in accordance with storage data of the memory cell MC1, and it is amplified by a sense amplifier 30. After that, refresh is performed by writing a bit line potential again.

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、半導体記憶装置、
特にメモリセルが3トランジスタにより構成されるダイ
ナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)に関する
ものである。
The present invention relates to a semiconductor memory device,
In particular, the present invention relates to a dynamic random access memory (DRAM) in which a memory cell includes three transistors.

【0002】[0002]

【従来の技術】メモリセルが3トランジスタにより構成
される半導体記憶装置のメモリセルの一構成例が図7に
示されている。図示のように、このメモリセルMC0
は、書き込みトランジスタQ10、メモリトランジスタ
Q20と読み出しトランジスタQ30により構成されて
いる。
2. Description of the Related Art FIG. 7 shows an example of a configuration of a memory cell of a semiconductor memory device in which the memory cell is composed of three transistors. As shown, this memory cell MC0
Is composed of a write transistor Q10, a memory transistor Q20, and a read transistor Q30.

【0003】書き込みトランジスタQ10では、ゲート
が書き込みワード線WWLに接続され、ドレインがビッ
ト線BLに接続され、ソースがメモリトランジスタQ2
0のゲートに接続されている。読み出しトランジスタQ
30では、ゲートが読み出しワード線RWLに接続さ
れ、ドレインがビット線BLに接続され、ソースがメモ
リトランジスタQ20のドレインに接続されている。メ
モリトランジスタQ20のソースは接地されている。
The write transistor Q10 has a gate connected to the write word line WWL, a drain connected to the bit line BL, and a source connected to the memory transistor Q2.
0 is connected to the gate. Read transistor Q
At 30, the gate is connected to the read word line RWL, the drain is connected to the bit line BL, and the source is connected to the drain of the memory transistor Q20. The source of the memory transistor Q20 is grounded.

【0004】図7に示すメモリセルMC0は、3つのト
ランジスタにより構成され、メモリセルMC0には、ビ
ット線BL、書き込みワード線WWL、読み出しワード
線RWL及び接地電位を供給するソース線SLがそれぞ
れ接続されている。なお、ソース線SLは、隣り合うメ
モリセルにより共有されるので、このようなメモリセル
MC0は、3.5線型DRAMセルとも呼ばれている。
A memory cell MC0 shown in FIG. 7 is formed of three transistors, and a bit line BL, a write word line WWL, a read word line RWL, and a source line SL for supplying a ground potential are connected to the memory cell MC0. Have been. Since the source line SL is shared by adjacent memory cells, such a memory cell MC0 is also called a 3.5-line DRAM cell.

【0005】次に、メモリセルMC0の動作について説
明する。書き込みは、ビット線BLを書き込みデータに
応じた電圧に保持した後、書き込みワード線WWLにハ
イレベルの書き込み電圧を印加し、書き込みトランジス
タQ10をオンさせる状態で行う。この場合に、ビット
線BLの電圧が書き込みトランジスタQ10を介してメ
モリトランジスタQ20のゲートに印加され、メモリト
ランジスタQ20のゲート容量により保持される。即
ち、書き込みにより、メモリトランジスタQ20のゲー
トに、書き込みデータに応じた電位が保持される。当該
電位に応じた情報がメモリセルMC0により保持され
る。
Next, the operation of memory cell MC0 will be described. The writing is performed in such a state that after holding the bit line BL at a voltage corresponding to the write data, a high-level write voltage is applied to the write word line WWL to turn on the write transistor Q10. In this case, the voltage of the bit line BL is applied to the gate of the memory transistor Q20 via the write transistor Q10, and is held by the gate capacitance of the memory transistor Q20. That is, the potential corresponding to the write data is held at the gate of the memory transistor Q20 by the writing. Information corresponding to the potential is held in the memory cell MC0.

【0006】読み出しは、ビット線BLを所定のプリチ
ャージ電位にプリチャージした後、読み出しワード線R
WLにハイレベルの読み出し電圧を印加し、読み出しト
ランジスタQ30をオンさせることによって行われる。
メモリトランジスタQ20のゲート電圧がハイレベルに
保持されている場合、メモリトランジスタQ20がオン
し、ビット線BLが読み出しトランジスタQ30とメモ
リトランジスタQ20を通して、ソース線SL側にディ
スチャージするので、その電位が低下する。一方、メモ
リトランジスタQ20のゲート電圧がローレベルに保持
されている場合、メモリトランジスタQ20がオフし、
ビット線BLの電位は読み出し開始時のプリチャージ電
位のまま保持される。このように、メモリトランジスタ
Q20のゲート電位、即ち、メモリセルMC0の記憶デ
ータに応じて、ビット線BLの電位が変化するので、セ
ンスアンプにより読み出し時のビット線BL電位を検出
することにより、メモリセルMC0の記憶データを読み
出すことができる。
For reading, after the bit line BL is precharged to a predetermined precharge potential, the read word line R
This is performed by applying a high-level read voltage to WL and turning on the read transistor Q30.
When the gate voltage of the memory transistor Q20 is held at a high level, the memory transistor Q20 is turned on, and the bit line BL is discharged to the source line SL through the read transistor Q30 and the memory transistor Q20, so that the potential is reduced. . On the other hand, when the gate voltage of the memory transistor Q20 is held at a low level, the memory transistor Q20 turns off,
The potential of the bit line BL is maintained at the precharge potential at the start of reading. As described above, the potential of the bit line BL changes in accordance with the gate potential of the memory transistor Q20, that is, the potential of the bit line BL according to the storage data of the memory cell MC0. The data stored in the cell MC0 can be read.

【0007】メモリトランジスタQ20のゲート電位
は、当該メモリトランジスタQ20のゲート容量により
保持されているので、時間の経過に伴い、ゲートに保持
されている電荷が徐々に放出されるので、記憶データが
消失してしまう。このため、他のDRAMと同じよう
に、一定の時間おきにメモリセルMC0に対して、読み
出しと再書き込みによるリフレッシュ動作を行うことが
必要である。
Since the gate potential of the memory transistor Q20 is held by the gate capacitance of the memory transistor Q20, the charge held in the gate is gradually released over time, so that the stored data is lost. Resulting in. For this reason, like the other DRAMs, it is necessary to perform a refresh operation by reading and rewriting on the memory cell MC0 at regular intervals.

【0008】リフレッシュのとき、まず、メモリセルM
C0において読み出しが行われる。これによって、メモ
リトランジスタQ20のゲート電圧に応じてビット線B
Lの電位が設定される。例えば、上述したように、メモ
リトランジスタQ20のゲート電圧がハイレベルのと
き、ビット線BLの電位が低く設定され、逆にメモリト
ランジスタQ20のゲート電圧がローレベルのとき、ビ
ット線BLの電位がほとんど変化せず、読み出し前のプ
リチャージ電圧に保持される。即ち、読み出しにより、
ビット線BLは、メモリトランジスタQ20のゲート電
圧とは論理が反転する電圧に設定される。一回のリフレ
ッシュ動作を行われるたびにメモリトランジスタQ20
のゲート電圧がハイレベルからローレベルへ、またはロ
ーレベルからハイレベルへと反転してしまう。そこで、
メモリセルMC0に接続されている読み出しワード線R
WL及び書き込みワード線WWLの選択される回数をモ
ニタするモニタ回路を各ワード線ごとに設けて、このモ
ニタ回路からの情報とビット線BLに読み出された電圧
によってメモリセルMC0の記憶情報を正しく検出す
る。
At the time of refreshing, first, the memory cell M
Reading is performed in C0. Thereby, the bit line B according to the gate voltage of the memory transistor Q20 is
The potential of L is set. For example, as described above, when the gate voltage of the memory transistor Q20 is at a high level, the potential of the bit line BL is set low. Conversely, when the gate voltage of the memory transistor Q20 is at a low level, the potential of the bit line BL is almost It does not change and is kept at the precharge voltage before reading. That is, by reading,
Bit line BL is set to a voltage at which the logic is inverted from the gate voltage of memory transistor Q20. Each time one refresh operation is performed, the memory transistor Q20
Is inverted from the high level to the low level or from the low level to the high level. Therefore,
Read word line R connected to memory cell MC0
A monitor circuit for monitoring the number of times WL and the write word line WWL are selected is provided for each word line, and the information stored in the memory cell MC0 is correctly read by the information from the monitor circuit and the voltage read to the bit line BL. To detect.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のメモリセルMC0で構成された半導体記憶装置にお
いて、リフレッシュ動作が複雑であり、リフレッシュの
ために付加されるモニタ回路などにより、回路の規模が
大きくなり、回路面積が増加する。さらに、各メモリセ
ルにおいて書き込みトランジスタQ10と読み出しトラ
ンジスタQ20がそれぞれビットコンタクトを介してビ
ット線BLに接続されるので、メモリセルごとに二つの
ビットコンタクトが必要となり、メモリセルの面積が大
きくなってしまうという不利益がある。
In the above-described semiconductor memory device including the conventional memory cell MC0, the refresh operation is complicated, and the scale of the circuit is reduced by a monitor circuit added for refreshing. And the circuit area increases. Furthermore, in each memory cell, the write transistor Q10 and the read transistor Q20 are each connected to the bit line BL via a bit contact, so that two bit contacts are required for each memory cell, and the area of the memory cell increases. There is a disadvantage.

【0010】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、メモリセルのビットコンタクト
数を低減することにより、メモリセル面積を低減でき、
並びにリフレッシュ動作の簡単化を実現できるメモリセ
ル及びそれを用いた半導体記憶装置を提供することにあ
る。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to reduce the number of bit contacts of a memory cell, thereby reducing the area of the memory cell.
Another object of the present invention is to provide a memory cell capable of realizing a simplified refresh operation and a semiconductor memory device using the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のメモリセルは、ビット線と、書き込みワー
ド線と、読み出しワード線と、一方の端子が上記ビット
線に接続され、制御端子が上記読み出しワード線に接続
され、書き込み及び読み出しのとき、上記読み出しワー
ド線の印加電圧によりオン状態に保持される第1のトラ
ンジスタと、一方の端子が上記第1のトランジスタの他
方の端子に接続され、制御端子が上記書き込みワード線
に接続され、書き込みのとき、上記書き込みワード線の
印加電圧によりオン状態に保持される第2のトランジス
タと、制御端子が上記第2のトランジスタの他方の端子
に接続され、一方の端子が上記第1のトランジスタの他
方の端子に接続され、他方の端子が電源電圧供給線に接
続され、書き込みのとき上記制御端子が上記ビット線電
位に応じた電位に保持されるメモリトランジスタとを有
する。
In order to achieve the above object, a memory cell according to the present invention comprises a bit line, a write word line, a read word line, one terminal connected to the bit line, and a control terminal. Is connected to the read word line, and at the time of writing and reading, a first transistor that is kept on by an applied voltage of the read word line and one terminal is connected to the other terminal of the first transistor A control terminal is connected to the write word line, and at the time of writing, a second transistor held in an on state by a voltage applied to the write word line, and a control terminal connected to the other terminal of the second transistor. One terminal is connected to the other terminal of the first transistor, the other terminal is connected to the power supply voltage line, Can the control terminal and a memory transistor to be held at a potential corresponding to the bit line potential.

【0012】また、本発明では、好適には、上記ビット
線と上記第1のトランジスタの一方の端子との間に、ビ
ットコンタクトが形成されている。
Further, in the present invention, preferably, a bit contact is formed between the bit line and one terminal of the first transistor.

【0013】また、本発明では、好適には、書き込みの
とき、上記読み出しワード線に上記第1のトランジスタ
をオン状態に保持する読み出し電圧が印加され、上記ビ
ット線に、書き込みデータに応じた電圧が印加され、上
記書き込みワード線に上記第2のトランジスタをオン状
態に保持する書き込み電圧が印加される
In the present invention, preferably, at the time of writing, a read voltage for holding the first transistor in an on state is applied to the read word line, and a voltage corresponding to write data is applied to the bit line. Is applied, and a write voltage for holding the second transistor in an ON state is applied to the write word line.

【0014】また、本発明では、好適には、読み出しの
とき、上記ビット線が上記電源電圧より低い基準電圧に
保持され、上記読み出しワード線に上記第1のトランジ
スタをオン状態に保持する読み出し電圧が印加され、上
記メモリトランジスタの上記制御端子の保持電圧に応じ
て、当該メモリトランジスタの導通状態が制御され、上
記ビット線が上記基準電圧または上記基準電圧と上記電
源電圧との間の所定の電圧の何れかに保持される。
In the present invention, preferably, at the time of reading, the bit line is held at a reference voltage lower than the power supply voltage, and the read word line holds the first transistor in an ON state. Is applied, the conduction state of the memory transistor is controlled according to the holding voltage of the control terminal of the memory transistor, and the bit line is connected to the reference voltage or a predetermined voltage between the reference voltage and the power supply voltage. Is held in any of

【0015】また、本発明の半導体記憶装置は、書き込
みワード線と、読み出しワード線と、参照書き込みワー
ド線と、参照読み出しワード線と、第1のビット線と、
第2のビット線と、読み出し開始前上記第1と第2のビ
ット線を基準電位に保持するディスチャージ回路と、読
み出し時に上記第1と第2のビット線間の電位差を検出
するセンスアンプと、上記第2のビット線に接続されて
いる参照セルと、上記第1のビット線に接続されている
少なくとも一つのメモリセルとを有し、上記メモリセル
は、一方の端子が上記第1のビット線に接続され、制御
端子が上記読み出しワード線に接続され、書き込み及び
読み出しのとき、上記読み出しワード線の印加電圧によ
りオン状態に保持される第1のトランジスタと、一方の
端子が上記第1のトランジスタの他方の端子に接続さ
れ、制御端子が上記書き込みワード線に接続され、書き
込みのとき、上記書き込みワード線の印加電圧によりオ
ン状態に保持される第2のトランジスタと、制御端子が
上記第2のトランジスタの他方の端子に接続され、一方
の端子が上記第1のトランジスタの他方の端子に接続さ
れ、他方の端子が電源電圧供給線に接続され、書き込み
のとき上記制御端子が上記第1のビット線電位に応じた
電位に保持されるメモリトランジスタとを有し、上記参
照セルは、一方の端子が上記第2のビット線に接続さ
れ、制御端子が上記参照読み出しワード線に接続され、
読み出しのとき、上記参照読み出しワード線の印加電圧
によりオン状態に保持される第1の参照トランジスタ
と、一方の端子が上記第1の参照トランジスタの他方の
端子に接続され、制御端子が上記参照書き込みワード線
に接続され、読み出しの前に上記参照書き込みワード線
の印加電圧によりオン状態に保持される第2の参照トラ
ンジスタと、制御端子が上記第2の参照トランジスタの
他方の端子に接続され、一方の端子が上記第1の参照ト
ランジスタの他方の端子に接続され、他方の端子が上記
電源電圧供給線に接続され、読み出しの前上記制御端子
が上記電源電圧に応じた電位に保持される参照メモリト
ランジスタとを有する。
Further, the semiconductor memory device of the present invention includes a write word line, a read word line, a reference write word line, a reference read word line, a first bit line,
A second bit line, a discharge circuit for holding the first and second bit lines at a reference potential before the start of reading, a sense amplifier for detecting a potential difference between the first and second bit lines at the time of reading, A reference cell connected to the second bit line, and at least one memory cell connected to the first bit line, the memory cell having one terminal connected to the first bit line; A first transistor connected to the read word line, a control terminal connected to the read word line, and a write-in and read-out operation. A control terminal is connected to the other terminal of the transistor, and a control terminal is connected to the write word line. At the time of writing, the write terminal is kept on by an applied voltage of the write word line. And a control terminal is connected to the other terminal of the second transistor, one terminal is connected to the other terminal of the first transistor, and the other terminal is connected to a power supply voltage line. A memory transistor in which the control terminal is maintained at a potential corresponding to the first bit line potential during writing; the reference cell has one terminal connected to the second bit line; Is connected to the reference read word line,
At the time of reading, a first reference transistor which is kept on by an applied voltage of the reference read word line, one terminal is connected to the other terminal of the first reference transistor, and a control terminal is connected to the reference write A second reference transistor connected to a word line and held on by an applied voltage of the reference write word line before reading, and a control terminal connected to the other terminal of the second reference transistor; Is connected to the other terminal of the first reference transistor, the other terminal is connected to the power supply voltage supply line, and the control terminal is held at a potential corresponding to the power supply voltage before reading. A transistor.

【0016】また、本発明では、好適には、上記参照セ
ルは、制御端子がディスチャージ制御信号の供給端子に
接続され、一方の端子が上記電源電圧の供給線に接続さ
れ、他方の端子が上記第1の参照トランジスタの他方の
端子に接続され、読み出しの前上記ディスチャージ制御
信号に応じてオン状態に保持される第3の参照トランジ
スタ。
In the present invention, preferably, the reference cell has a control terminal connected to a discharge control signal supply terminal, one terminal connected to the power supply voltage supply line, and the other terminal connected to the power supply voltage supply line. A third reference transistor connected to the other terminal of the first reference transistor and held in an on state in response to the discharge control signal before reading.

【0017】また、本発明では、好適には、上記メモリ
トランジスタは、そのゲート幅が上記参照メモリトラン
ジスタのゲート幅より大きく形成されている。
In the present invention, preferably, the memory transistor has a gate width larger than that of the reference memory transistor.

【0018】また、本発明では、好適には、上記ディス
チャージ回路は、制御端子がディスチャージ制御信号の
供給端子に接続され、上記第1のビット線と基準電位間
に接続されている第1のディスチャージトランジスタ
と、制御端子が上記ディスチャージ制御信号の供給端子
に接続され、上記第2のビット線と基準電位間に接続さ
れている第2のディスチャージトランジスタと、制御端
子が上記ディスチャージ制御信号端子に接続され、上記
第1と第2のビット線との間に接続されている第3のデ
ィスチャージトランジスタとを有する。
In the present invention, preferably, the discharge circuit has a control terminal connected to a discharge control signal supply terminal and a first discharge line connected between the first bit line and a reference potential. A transistor, a control terminal is connected to a supply terminal of the discharge control signal, a second discharge transistor connected between the second bit line and a reference potential, and a control terminal is connected to the discharge control signal terminal. , A third discharge transistor connected between the first and second bit lines.

【0019】さらに、本発明では、好適には、制御端子
が読み出し制御信号の供給端子に接続され、上記第1の
ビット線と基準電位間に接続されている第1の読み出し
駆動トランジスタと、制御端子が上記読み出し制御信号
の供給端子に接続され、上記第2のビット線と上記基準
電位間に接続されている第2の読み出し駆動トランジス
タとを有し、読み出しのとき、上記読み出しワード線及
び上記参照読み出しワード線への読み出し電圧の印加に
従って、上位読み出し制御信号線に所定のレベルを持つ
読み出し制御信号が印加され、上記第1及び第2の読み
出し駆動トランジスタがオン状態に保持される。
Further, in the present invention, preferably, the control terminal is connected to the supply terminal of the read control signal, and the first read drive transistor connected between the first bit line and the reference potential; A terminal is connected to a supply terminal of the read control signal, and has a second read drive transistor connected between the second bit line and the reference potential. When reading, the read word line and the read word transistor are connected. According to the application of the read voltage to the reference read word line, a read control signal having a predetermined level is applied to the upper read control signal line, and the first and second read drive transistors are held in the on state.

【0020】本発明によれば、第1、第2及びメモリト
ランジスタからなるメモリセルが第1のビット線に接続
されている。当該メモリセルにおいて、第1のトランジ
スタは、制御端子が読み出しワード線に接続され、その
一方の端子、例えば、ソース電極がビットコンタクトを
介して第1のビット線に接続され、第2のトランジスタ
は、制御端子が書き込みワード線に接続され、一方の端
子、例えば、ドレイン電極が上記第1のトランジスタの
ドレインに接続されている。さらに、メモリトランジス
タは、制御端子が上記第2のトランジスタのソースに接
続され、一方の端子、例えば、ソースは上記第1のトラ
ンジスタのドレインに接続され、他方の端子が電源電圧
の供給線に接続されている。このため、メモリセルは、
1つのビットコンタクトのみを介在して第1のビット線
に接続される。第2のビット線に接続されている参照セ
ルは、メモリセルとほぼ同じ構成を有する。
According to the present invention, the memory cell including the first, second, and memory transistors is connected to the first bit line. In the memory cell, the first transistor has a control terminal connected to the read word line, one terminal of which, for example, a source electrode is connected to the first bit line via a bit contact, and the second transistor has , A control terminal is connected to the write word line, and one terminal, for example, a drain electrode is connected to the drain of the first transistor. Further, the memory transistor has a control terminal connected to the source of the second transistor, one terminal, for example, a source connected to the drain of the first transistor, and the other terminal connected to a power supply voltage supply line. Have been. Therefore, the memory cell
It is connected to the first bit line via only one bit contact. The reference cell connected to the second bit line has substantially the same configuration as the memory cell.

【0021】書き込みのとき、書き込みデータに応じて
第1のビット線の電位が設定され、第1及び第2のトラ
ンジスタがそれぞれオン状態に制御され、第1のビット
線電位に応じた電位がメモリトランジスタの制御端子に
印加される。その後第1と第2のトランジスタがオフ状
態に保持されるので、メモリトランジスタの制御端子の
電位が保持される。メモリトランジスタの制御端子の電
位レベルをそれぞれデータ“1”または“0”に対応さ
せることによって、メモリトランジスタの制御端子の保
持電位に応じて、データ“1”または“0”が記憶され
る。読み出しのとき、ディスチャージにより、第1と第
2のビット線がそれぞれ基準電位、例えば接地電位に保
持され、参照セルの参照メモリトランジスタの制御端子
に電源電圧に応じた高電位を保持させたあと、メモリセ
ルの第1のトランジスタ及び参照メモリセルの第1の参
照トランジスタがともにオン状態に設定されるので、第
1と第2のビット線の電位がそれぞれメモリトランジス
タ及び参照メモリトランジスタの制御端子の電位に応じ
て設定されるので、センスアンプにより、第1と第2の
ビット線間の電位差を検出することによって、メモリセ
ルのメモリトランジスタの制御端子の電位を判断でき、
それに応じた記憶データを読み出すことができる。リフ
レッシュは、読み出しと書き込みを順次実行することに
より実現できる。読み出しのとき、センスアンプにより
第1と第2のビット線間の電位差が増幅され、ビット線
電位が確定される。書き込みのとき、確定したビット線
電位がメモリセルのメモリトランジスタの制御端子に印
加されるので、メモリトランジスタのゲートからの逸出
電荷が補充され、メモリセルの記憶データが保持され
る。
At the time of writing, the potential of the first bit line is set in accordance with the write data, the first and second transistors are controlled to be turned on, and the potential corresponding to the first bit line potential is set in the memory. Applied to the control terminal of the transistor. After that, the first and second transistors are kept off, so that the potential of the control terminal of the memory transistor is kept. By associating the potential level of the control terminal of the memory transistor with data "1" or "0", data "1" or "0" is stored according to the holding potential of the control terminal of the memory transistor. At the time of reading, the first and second bit lines are each held at a reference potential, for example, a ground potential by discharging, and after the control terminal of the reference memory transistor of the reference cell holds a high potential corresponding to the power supply voltage, Since both the first transistor of the memory cell and the first reference transistor of the reference memory cell are set to the ON state, the potentials of the first and second bit lines become the potentials of the control terminals of the memory transistor and the reference memory transistor, respectively. Therefore, the potential of the control terminal of the memory transistor of the memory cell can be determined by detecting the potential difference between the first and second bit lines by the sense amplifier,
The storage data corresponding to the data can be read. Refresh can be realized by sequentially executing reading and writing. At the time of reading, the potential difference between the first and second bit lines is amplified by the sense amplifier, and the bit line potential is determined. At the time of writing, the determined bit line potential is applied to the control terminal of the memory transistor of the memory cell, so that the charge escaping from the gate of the memory transistor is supplemented, and the data stored in the memory cell is retained.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】図1は本発明に係る半導体記憶装
置の一実施形態を示す回路図である。図示のように、本
実施形態の半導体記憶装置は、ワード線駆動回路10、
ディスチャージ回路(CHR)20、センスアンプ(S
/A)30、リファレンスセル(参照セル)DMC及び
m個のメモリセルMC1,MC2,…,MCmにより構
成されている。なお、図1では、一列のメモリセルのみ
を示しているが、実際の半導体記憶装置は、図示のメモ
リ列とほぼ同じ構成を持つ複数列のメモリセルにより構
成されている。
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of a semiconductor memory device according to the present invention. As illustrated, the semiconductor memory device according to the present embodiment includes a word line driving circuit 10,
Discharge circuit (CHR) 20, sense amplifier (S
/ A) 30, a reference cell (reference cell) DMC and m memory cells MC1, MC2,..., MCm. Although FIG. 1 shows only one row of memory cells, an actual semiconductor memory device is composed of a plurality of rows of memory cells having substantially the same configuration as the illustrated memory row.

【0023】ディスチャージ回路20とセンスアンプ3
0との間に、ビット線BL及びビット補線/BLが接続
されている。リファレンスセルDMCは、リファレンス
読み出しワード線(参照読み出しワード線)DRWL、
リファレンス書き込みワード線(参照書き込みワード
線)DWWL及びビット補線/BLに接続されている。
メモリセルMC1,MC2,…,MCmはともにビット
線BLに接続され、さらに、メモリセルMC1は読み出
しワード線RWL1と書き込みワード線WWL1に接続
され、メモリセルMC2は読み出しワード線RWL2と
書き込みワード線WWL2に接続され、メモリセルMC
mは読み出しワード線RWLmと書き込みワード線WW
Lmに接続されている。
Discharge circuit 20 and sense amplifier 3
The bit line BL and the complementary bit line / BL are connected between the bit line BL and the bit line 0. The reference cell DMC includes a reference read word line (reference read word line) DRWL,
It is connected to a reference write word line (reference write word line) DWWL and a bit auxiliary line / BL.
The memory cells MC1, MC2,..., MCm are all connected to a bit line BL, the memory cell MC1 is connected to a read word line RWL1 and a write word line WWL1, and the memory cell MC2 is a read word line RWL2 and a write word line WWL2. Connected to the memory cell MC
m is a read word line RWLm and a write word line WW
Lm.

【0024】リファレンス読み出しワード線DRWL、
リファレンス書き込みワード線DWWL、読み出しワー
ド線RWL1、書き込みワード線WWL1、読み出しワ
ード線RWL2、書き込みワード線WWL2,…,読み
出しワード線RWLm、書き込みワード線WWLmは、
ワード線駆動回路10に接続されている。ワード線駆動
回路10は、読み出し、書き込み及びリフレッシュのと
き、それぞれのワード線及びリファレンスワード線を所
定の電位に駆動する。例えば、読み出しのとき、複数の
読み出しワード線のうち、選択メモリセルに接続されて
いる読み出しワード線にハイレベルの読み出し電圧を印
加し、当該選択メモリセルの読み出しトランジスタをオ
ンさせる。書き込みのとき、選択メモリセルに接続され
ている書き込みワード線と読み出しワード線にそれぞれ
ハイレベルの書き込み電圧及び読み出し電圧を印加し、
当該選択メモリセルの書き込みトランジスタ及び読み出
しトランジスタをオンさせる。一方、リフレッシュのと
き、それぞれのメモリセルを順次選択し、選択されたメ
モリセルに対して、読み出しと再書き込みを順次行うよ
うに、読み出しワード線、書き込みワード線をそれぞれ
所定の電位に保持する。
The reference read word line DRWL,
The reference write word line DWWL, read word line RWL1, write word line WWL1, read word line RWL2, write word lines WWL2,..., Read word line RWLm, and write word line WWLm
It is connected to the word line drive circuit 10. The word line drive circuit 10 drives each word line and reference word line to a predetermined potential at the time of reading, writing, and refreshing. For example, at the time of reading, a high-level read voltage is applied to a read word line connected to a selected memory cell among a plurality of read word lines, and a read transistor of the selected memory cell is turned on. At the time of writing, a high-level write voltage and a read voltage are applied to the write word line and the read word line connected to the selected memory cell, respectively.
The write transistor and the read transistor of the selected memory cell are turned on. On the other hand, at the time of refresh, the respective memory cells are sequentially selected, and the read word line and the write word line are held at predetermined potentials so that reading and rewriting are sequentially performed on the selected memory cells.

【0025】ディスチャージ回路20は、読み出しの
前、ビット線BL及びビット補線/BLをともに所定の
基準電位、例えば、接地電位に保持する。センスアンプ
30は、読み出し及びリフレッシュ動作における読み出
しのとき、ビット線BLとビット補線/BLとの間にの
電位差を検出し、当該電位差に応じて、選択メモリセル
の記憶データを読み出す。センスアンプ30は、ビット
線BLとビット補線/BL間のわずかの電位差を増幅
し、ビット線BL及びビット補線/BLをそれぞれ電源
電圧VCCまたは接地電位の何れかに保持する。リフレッ
シュのとき、センスアンプ30により増幅されたビット
線BLの電位が再びメモリセルの書き込みトランジスタ
及び読み出しトランジスタを通して、メモリトランジス
タのゲートに印加される。
Before reading, the discharge circuit 20 holds both the bit line BL and the bit auxiliary line / BL at a predetermined reference potential, for example, a ground potential. At the time of reading in the reading and refresh operations, the sense amplifier 30 detects a potential difference between the bit line BL and the bit auxiliary line / BL, and reads data stored in a selected memory cell according to the potential difference. Sense amplifier 30 amplifies a slight potential difference between bit line BL and bit auxiliary line / BL, and holds bit line BL and bit auxiliary line / BL at either power supply voltage V CC or ground potential, respectively. At the time of refresh, the potential of the bit line BL amplified by the sense amplifier 30 is applied again to the gate of the memory transistor through the write transistor and the read transistor of the memory cell.

【0026】図2は、本実施形態の半導体記憶装置を構
成するメモリセルMC1の一構成例を示している。本実
施形態では、他のメモリセルはメモリセルMC1とほぼ
同じ構成を有する。
FIG. 2 shows an example of the configuration of a memory cell MC1 constituting the semiconductor memory device of the present embodiment. In the present embodiment, the other memory cells have substantially the same configuration as the memory cell MC1.

【0027】図2に示すように、メモリセルMC1は、
読み出しトランジスタQ1(第1のトランジスタ)、書
き込みトランジスタQ2(第2のトランジスタ)及びメ
モリトランジスタQ3により構成されている。
As shown in FIG. 2, the memory cell MC1 has
It comprises a read transistor Q1 (first transistor), a write transistor Q2 (second transistor) and a memory transistor Q3.

【0028】読み出しトランジスタQ1において、その
ソースがビット線BLに接続され、ゲートが読み出しワ
ード線RWLに接続されている。書き込みトランジスタ
Q2において、そのドレインが読み出しトランジスタQ
1のドレインに接続され、ゲートが書き込みワード線W
WLに接続されている。メモリトランジスタQ3におい
ては、そのゲートが書き込みトランジスタQ2のソース
に接続され、ソースが読み出しトランジスタQ1のドレ
インに接続され、ドレインが電源電圧VCCの供給線に接
続されている。
In the read transistor Q1, the source is connected to the bit line BL, and the gate is connected to the read word line RWL. In the write transistor Q2, the drain is the read transistor Q2.
1 and the gate is connected to the write word line W.
Connected to WL. In the memory transistor Q3, the gate is connected to the source of the write transistor Q2, the source is connected to the drain of the read transistor Q1, and the drain is connected to the supply line of the power supply voltage V CC .

【0029】本実施形態のメモリセルMC1において、
読み出しトランジスタQ1のソースがビットコンタクト
を介してビット線BLに接続されている。書き込みトラ
ンジスタQ2のドレインが読み出しトランジスタQ1の
ドレインに接続されている。このため、ビットコンタク
トの数が1つのみである。図7に示す従来のメモリセル
MC0に比べて、ビットコンタクトの数が低減されるの
で、本発明のメモリセルの面積を従来に比べて小さくす
ることができる。
In the memory cell MC1 of this embodiment,
The source of the read transistor Q1 is connected to the bit line BL via a bit contact. The drain of the writing transistor Q2 is connected to the drain of the reading transistor Q1. Therefore, the number of bit contacts is only one. Since the number of bit contacts is reduced as compared with the conventional memory cell MC0 shown in FIG. 7, the area of the memory cell of the present invention can be reduced as compared with the conventional memory cell MC0.

【0030】図3は、図2に示す本実施形態のメモリセ
ルMC1の動作を示す波形図である。同図(a)〜
(c)は、読み出し、書き込み及びリフレッシュ時の読
み出しワード線RWL、書き込みワード線WWL及びビ
ット線BLにおける信号の波形を示している。以下、図
3を参照しつつ、本実施形態のメモリセルMC1の読み
出し、書き込み及びリフレッシュの動作についてそれぞ
れ説明する。
FIG. 3 is a waveform chart showing the operation of the memory cell MC1 of the present embodiment shown in FIG. FIG.
(C) shows waveforms of signals on the read word line RWL, write word line WWL, and bit line BL at the time of read, write, and refresh. Hereinafter, the read, write, and refresh operations of the memory cell MC1 of the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0031】図3(a)に示すように、読み出しの前、
ビット線BLがディスチャージ回路により、例えば、接
地電位に保持される。読み出しの間、書き込みワード線
WWLは、ローレベルに保持されている。読み出しの
時、まず読み出しワード線RWLにハイレベルの読み出
し電圧が印加される。これに応じて図2に示すメモリセ
ルMC1では、読み出しトランジスタQ1がオンする。
メモリトランジスタQ3のゲートの保持電位に応じて、
ビット線BLの電位が決まる。例えば、メモリトランジ
スタQ3のゲート電位がローレベルに保持されている場
合、メモリトランジスタQ3がオフ状態のままに保持さ
れるので、ビット線BLの電位が変化しない。一方、メ
モリトランジスタQ3のゲート電位がハイレベルに保持
されている場合、メモリトランジスタQ3がオンするの
で、ビット線BLが読み出しトランジスタQ1、メモリ
トランジスタQ3を通して、電源電圧VCCによりチャー
ジされるので、その電位が上昇する。このように、読み
出し時にメモリトランジスタQ3のゲート電位に応じ
て、ビット線BLの電位が設定されるので、センスアン
プによりビット線BLの電位を検出することにより、メ
モリトランジスタQ3のゲート電位、即ち、メモリセル
MC1の記憶情報を読み出すことができる。
As shown in FIG. 3A, before reading,
The bit line BL is held at, for example, the ground potential by the discharge circuit. During reading, the write word line WWL is kept at a low level. At the time of reading, first, a high-level read voltage is applied to the read word line RWL. In response, in the memory cell MC1 shown in FIG. 2, the read transistor Q1 turns on.
According to the holding potential of the gate of the memory transistor Q3,
The potential of the bit line BL is determined. For example, when the gate potential of the memory transistor Q3 is kept at a low level, the potential of the bit line BL does not change because the memory transistor Q3 is kept off. On the other hand, when the gate potential of the memory transistor Q3 is held at the high level, the memory transistor Q3 is turned on, and the bit line BL is charged by the power supply voltage V CC through the read transistor Q1 and the memory transistor Q3. The potential rises. As described above, the potential of the bit line BL is set according to the gate potential of the memory transistor Q3 at the time of reading. Therefore, the potential of the bit line BL is detected by the sense amplifier, so that the gate potential of the memory transistor Q3, that is, The information stored in the memory cell MC1 can be read.

【0032】図3(b)に示すように、書き込みのと
き、まず読み出しワード線RWLにハイレベルの読み出
し電圧が印加される。これに応じて、図2に示す読み出
しトランジスタQ1がオン状態に保持される。そして、
ビット線BLの電位が書き込みデータに応じて設定され
る。ビット線BLの設定電位が安定したとき、書き込み
ワード線WWLにハイレベルの書き込み電圧が印加さ
れ、これに応じて書き込みトランジスタQ2がオンする
ので、ビット線BLの設定電位に応じて、メモリトラン
ジスタQ3のゲート電圧が設定される。そして、書き込
みワード線WWL及び読み出しワード線RWLがともに
ローレベルに保持されるので、読み出しトランジスタQ
1及び書き込みトランジスタQ2がともにオフ状態に保
持され、メモリトランジスタQ3のゲートに一定の電荷
が保持され、その電荷量に応じた情報が、メモリトラン
ジスタQ3に記憶される。
As shown in FIG. 3B, at the time of writing, first, a high-level read voltage is applied to the read word line RWL. In response, read transistor Q1 shown in FIG. 2 is held in the ON state. And
The potential of the bit line BL is set according to the write data. When the set potential of the bit line BL is stabilized, a high-level write voltage is applied to the write word line WWL, and the write transistor Q2 is turned on accordingly, so that the memory transistor Q3 is set according to the set potential of the bit line BL. Is set. Since both the write word line WWL and the read word line RWL are held at low level, the read transistor Q
1 and the write transistor Q2 are both kept off, a constant charge is held at the gate of the memory transistor Q3, and information according to the charge amount is stored in the memory transistor Q3.

【0033】メモリトランジスタQ3のゲートに保持さ
れている電荷が時間が経つと、放出されるので、メモリ
トランジスタQ3の記憶情報が消失してしまう。このた
め、一定の時間間隔でリフレッシュを行うことが必要で
ある。図3(c)は、リフレッシュ動作時の波形を示し
ている。
The electric charge held at the gate of the memory transistor Q3 is released over time, so that the information stored in the memory transistor Q3 is lost. For this reason, it is necessary to perform refresh at regular time intervals. FIG. 3C shows a waveform during the refresh operation.

【0034】図示のように、リフレッシュの前、ビット
線BLがディスチャージ回路によりローレベル、例え
ば、接地電位に保持される。リフレッシュ時にまず、読
み出しワード線RWLにハイレベルの読み出し電圧が印
加される。これに応じて、メモリセルMC1の読み出し
トランジスタQ1がオンし、メモリトランジスタQ3の
ゲート電圧に応じて、ビット線BLの電位が設定され
る。例えば、メモリトランジスタQ3のゲート電圧がハ
イレベルのとき、当該メモリトランジスタQ3がオンす
るので、ビット線BLが読み出しトランジスタQ1及び
メモリトランジスタQ3を通して、電源電圧VCCにより
チャージされ、ビット線BL電位がハイレベルに保持さ
れる。一方、メモリトランジスタQ3のゲート電位がロ
ーレベルのとき、メモリトランジスタQ3がオフ状態に
保持されるので、ビット線BLの電位がディスチャージ
された電位のままで変化しない。センスアンプにより、
ビット線BL電位が増幅され、例えば、ハイレベルの場
合、電源電圧VCCレベルに増幅回路され、逆にディスチ
ャージ電位、即ち、ローレベルの場合、接地電位に保持
される。
As shown, before the refresh, the bit line BL is held at a low level, for example, a ground potential by a discharge circuit. At the time of refresh, first, a high-level read voltage is applied to the read word line RWL. In response, the read transistor Q1 of the memory cell MC1 is turned on, and the potential of the bit line BL is set according to the gate voltage of the memory transistor Q3. For example, when the gate voltage of the memory transistor Q3 is at a high level, the memory transistor Q3 is turned on, so that the bit line BL is charged by the power supply voltage V CC through the read transistor Q1 and the memory transistor Q3, and the potential of the bit line BL is high. Retained on level. On the other hand, when the gate potential of the memory transistor Q3 is at the low level, the memory transistor Q3 is held in the off state, so that the potential of the bit line BL remains unchanged as the discharged potential. By the sense amplifier,
The bit line BL potential is amplified and, for example, when it is at a high level, it is amplified to the power supply voltage V CC level, and conversely, when it is at a discharge potential, that is, when it is at a low level, it is held at the ground potential.

【0035】ビット線電位が確定したあと、書き込みワ
ード線WWLにハイレベルの書き込み電圧が印加され、
これに応じて、書き込みトランジスタQ2がオンするの
で、ビット線電位が読み出しトランジスタQ1及び書き
込みトランジスタQ2を介して、メモリトランジスタQ
3のゲートに印加される。その後、読み出しトランジス
タQ1と書き込みトランジスタQ2がともにオフ状態に
保持されるので、メモリトランジスタQ3のゲート電位
が保持される。
After the bit line potential is determined, a high-level write voltage is applied to the write word line WWL,
In response, the write transistor Q2 is turned on, so that the bit line potential changes via the read transistor Q1 and the write transistor Q2 to the memory transistor Q2.
3 is applied to the gate. After that, since both the read transistor Q1 and the write transistor Q2 are held in the off state, the gate potential of the memory transistor Q3 is held.

【0036】上述したように、リフレッシュは、読み出
しと書き込み動作をそれぞれ一回ずつ実行することによ
り行われる。リフレッシュ動作の間に、ビット線電位は
メモリトランジスタQ3のゲート電圧に応じて設定さ
れ、増幅したビット線電位がそのままメモリトランジス
タQ3のゲートに印加されるので、従来のメモリセルに
比べて、リフレッシュ動作が簡単となり、リフレッシュ
のために特別な付加回路が必要とせず、回路の簡素化を
実現できる。
As described above, refresh is performed by executing read and write operations once each. During the refresh operation, the bit line potential is set according to the gate voltage of the memory transistor Q3, and the amplified bit line potential is directly applied to the gate of the memory transistor Q3. Is simple, no special additional circuit is required for refreshing, and the circuit can be simplified.

【0037】図4は、本実施形態の半導体記憶装置の具
体的な回路例を示している。図4に、ディスチャージ回
路20、リファレンスセルDMC、メモリセルMC1及
びセンスアンプ30をそれぞれ示している。なお、図4
では、便宜上一つのメモリセルMC1を示しているが、
実際の半導体記憶装置は、図1に示すように、ビット線
BLに複数のメモリセルMC1,MC2,…,MCmが
接続されている。以下、図4を参照しつつ、本実施形態
の半導体記憶装置の各部分の構成について説明する。
FIG. 4 shows a specific circuit example of the semiconductor memory device of the present embodiment. FIG. 4 shows the discharge circuit 20, the reference cell DMC, the memory cell MC1, and the sense amplifier 30, respectively. FIG.
Shows one memory cell MC1 for convenience,
In an actual semiconductor memory device, as shown in FIG. 1, a plurality of memory cells MC1, MC2,..., MCm are connected to a bit line BL. Hereinafter, the configuration of each part of the semiconductor memory device of the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0038】ディスチャージ回路20は、トランジスタ
QC1,QC2,QC3により構成されている。トラン
ジスタQC1はビット線BLと接地電位間に接続され、
トランジスタQC2はビット補線/BLと接地電位間に
接続され、トランジスタQC3はビット線BLとビット
補線/BLとの間に接続されている。トランジスタQC
1,QC2及びQC3のゲートがともにディスチャージ
制御信号Dの供給線に接続されている。ディスチャージ
制御信号Dが通常ローレベルに保持されている。ディス
チャージ動作を行うとき、ディスチャージ制御信号Dが
ハイレベルに保持される。これに応じて、トランジスタ
QC1,QC2及びQC3がオンし、ビット線BL及び
ビット補線/BLがともに接地電位に保持される。
The discharge circuit 20 is composed of transistors QC1, QC2 and QC3. The transistor QC1 is connected between the bit line BL and the ground potential,
Transistor QC2 is connected between bit auxiliary line / BL and ground potential, and transistor QC3 is connected between bit line BL and bit auxiliary line / BL. Transistor QC
1, the gates of QC2 and QC3 are all connected to the supply line of the discharge control signal D. The discharge control signal D is normally kept at a low level. When performing the discharge operation, the discharge control signal D is held at a high level. In response, transistors QC1, QC2 and QC3 are turned on, and both bit line BL and bit auxiliary line / BL are held at the ground potential.

【0039】リファレンスセルDMCは、リファレンス
読み出しトランジスタDQ1、リファレンス書き込みト
ランジスタDQ2、リファレンスメモリトランジスタD
Q3及びトランジスタDQ4により構成されている。リ
ファレンスセルDMCは、メモリセルMC1と似た構成
を有する。トランジスタDQ1のゲートがリファレンス
読み出しワード線DRWLに接続され、ソースがビット
補線/BLに接続されている。トランジスタDQ2のド
レインがトランジスタDQ1のドレインに接続され、ゲ
ートがリファレンス書き込みワード線DWWLに接続さ
れている。トランジスタDQ1とDQ2のドレイン同士
の接続点によって、ノードND1が形成される。トラン
ジスタDQ3のゲートがトランジスタDQ2のソースに
接続され、ドレインが電源電圧VCCの供給線に接続さ
れ、ソースがノードND1に接続されている。トランジ
スタDQ4のゲートがディスチャージ制御信号Dの供給
線に接続され、ドレインが電源電圧VCCの供給線に接続
され、ソースがノードND1に接続されている。
The reference cell DMC includes a reference read transistor DQ1, a reference write transistor DQ2, and a reference memory transistor DQ.
Q3 and the transistor DQ4. The reference cell DMC has a configuration similar to that of the memory cell MC1. The gate of the transistor DQ1 is connected to the reference read word line DRWL, and the source is connected to the auxiliary bit line / BL. The drain of the transistor DQ2 is connected to the drain of the transistor DQ1, and the gate is connected to the reference write word line DWWL. A node ND1 is formed by a connection point between the drains of the transistors DQ1 and DQ2. The gate of the transistor DQ3 is connected to the source of the transistor DQ2, the drain is connected to the supply line of the power supply voltage V CC , and the source is connected to the node ND1. The gate of the transistor DQ4 is connected to the supply line of the discharge control signal D, its drain connected to the supply line of the power supply voltage V CC, the source is connected to the node ND1.

【0040】リファレンスセルDMCは、読み出しのと
き、ビット補線/BLの電位を設定する。読み出しの
前、ディスチャージ制御信号Dがハイレベルに保持され
るので、ディスチャージ回路20が動作する。上述した
ように、ディスチャージ回路20により、ビット線BL
及びビット補線/BLがともに接地電位に保持される。
リファレンスセルDMCにおいて、ビット線BL及びビ
ット補線/BLのディスチャージとほぼ同時に、トラン
ジスタDQ4がオンすることによって、ノードND1が
電源電圧VCCによりチャージされる。さらに、リファレ
ンス書き込みワード線DWWLがハイレベルに保持され
るので、リファレンス書き込みトランジスタDQ2がオ
ンし、ノードND1の電位がリファレンスメモリトラン
ジスタDQ3のゲートに印加され、リファレンスメモリ
トランジスタDQ3のゲートがハイレベルに保持され
る。ここで、リファレンスメモリトランジスタDQ3の
ゲートがハイレベルに保持されている状態を記憶データ
“1”に対応させる。即ち、読み出し前のディスチャー
ジ動作により、ビット線BLとビット補線/BLがとも
に接地電位に保持され、さらにリファレンスセルDMC
にデータ“1”が書き込まれる。
The reference cell DMC sets the potential of the bit auxiliary line / BL at the time of reading. Before reading, the discharge control signal D is held at a high level, so that the discharge circuit 20 operates. As described above, the discharge circuit 20 causes the bit line BL
And bit complementary line / BL are both held at the ground potential.
In the reference cell DMC, the node ND1 is charged by the power supply voltage V CC by turning on the transistor DQ4 almost simultaneously with the discharge of the bit line BL and the bit auxiliary line / BL. Further, since the reference write word line DWWL is held at the high level, the reference write transistor DQ2 is turned on, the potential of the node ND1 is applied to the gate of the reference memory transistor DQ3, and the gate of the reference memory transistor DQ3 is held at the high level Is done. Here, the state where the gate of the reference memory transistor DQ3 is held at the high level is made to correspond to the storage data “1”. That is, the bit line BL and the bit auxiliary line / BL are both held at the ground potential by the discharge operation before reading, and the reference cell DMC
Is written with data "1".

【0041】読み出しのとき、リファレンス読み出しワ
ード線DRWLにハイレベルの読み出し電圧が印加され
るので、リファレンスセルDMCのリファレンス読み出
しトランジスタDQ1がオンする。このため、ビット補
線/BLの電位がリファレンスメモリトランジスタDQ
3のゲート電位に応じて設定される。一方、ビット線B
Lの電位がメモリセルMC1のメモリトランジスタQ3
のゲート電位に応じて設定されるので、センスアンプ3
0により、ビット線BLとビット補線/BLとの電位差
を検出することにより、メモリセルMC1の記憶データ
を読み出すことができる。
At the time of reading, since a high-level read voltage is applied to the reference read word line DRWL, the reference read transistor DQ1 of the reference cell DMC turns on. For this reason, the potential of the bit auxiliary line / BL becomes higher than the potential of the reference memory transistor DQ.
3 is set according to the gate potential. On the other hand, bit line B
When the potential of L is equal to the memory transistor Q3 of the memory cell MC1.
Is set in accordance with the gate potential of
By detecting 0, the data stored in the memory cell MC1 can be read by detecting the potential difference between the bit line BL and the bit auxiliary line / BL.

【0042】メモリセルMC1は、図2に示すメモリセ
ルと同じ構成を有する。即ち、メモリセルMC1は、ビ
ット線BLに接続され、書き込みのとき、ビット線BL
の電位に応じて、メモリトランジスタQ3のゲート電位
が設定され、読み出しのとき、メモリトランジスタQ3
のゲート電位に応じて、ビット線BLの電位が設定され
る。ここで、書き込みにより、メモリトランジスタQ3
のゲートがハイレベルに保持されている状態を記憶デー
タ“1”に対応させ、逆にメモリトランジスタQ3のゲ
ートがローレベルに保持されている状態を記憶データ
“0”に対応させる。
Memory cell MC1 has the same configuration as the memory cell shown in FIG. That is, the memory cell MC1 is connected to the bit line BL, and when writing, the bit line BL
The gate potential of the memory transistor Q3 is set according to the potential of the memory transistor Q3.
Of the bit line BL is set according to the gate potential of the bit line BL. Here, by writing, the memory transistor Q3
The state where the gate of the memory transistor Q3 is held at a low level corresponds to the storage data "0", and the state where the gate of the memory transistor Q3 is held at a low level corresponds to the storage data "0".

【0043】センスアンプ30は、pMOSトランジス
タPS1とnMOSトランジスタNS1により構成され
たCMOSインバータ及びpMOSトランジスタPS2
とnMOSトランジスタNS2により構成されたCMO
Sインバータにより構成されている。図示のように、セ
ンスアンプ30は、これらのインバータの入力端子と出
力端子が交互に接続されたラッチ回路である。
The sense amplifier 30 includes a CMOS inverter constituted by a pMOS transistor PS1 and an nMOS transistor NS1, and a pMOS transistor PS2.
And a CMO constituted by the nMOS transistor NS2
It is composed of an S inverter. As shown, the sense amplifier 30 is a latch circuit in which input terminals and output terminals of these inverters are connected alternately.

【0044】センスアンプ30において、pMOSトラ
ンジスタPS1,PS2のソースがともに正側駆動電圧
SPLの供給端子に接続され、nMOSトランジスタN
S1,NS2のソースがともに負側駆動電圧SNLの供
給端子に接続されている。センシング動作のとき、正側
駆動電圧SPLが正の高電圧、例えば、電源電圧VCC
保持され、負側駆動電圧SNLが、例えば、接地電位に
保持され、センスアンプ30が活性化される。センスア
ンプ30により、ビット線BLとビット補線/BLとの
電位差が増幅され、その結果、選択メモリセルの記憶デ
ータが読み出される。
In the sense amplifier 30, the sources of the pMOS transistors PS1 and PS2 are both connected to the supply terminal of the positive drive voltage SPL, and the nMOS transistor N
The sources of S1 and NS2 are both connected to the supply terminal of the negative drive voltage SNL. At the time of the sensing operation, the positive drive voltage SPL is held at a positive high voltage, for example, the power supply voltage V CC , the negative drive voltage SNL is held at, for example, the ground potential, and the sense amplifier 30 is activated. The sense amplifier 30 amplifies the potential difference between bit line BL and bit auxiliary line / BL, and as a result, data stored in the selected memory cell is read.

【0045】図4に示す半導体記憶装置の書き込み動作
は、図3(b)の波形図を用いて説明できる。即ち、ま
ず、読み出しワード線RWLがハイレベルに保持され、
その後、ビット線BL及びビット補線/BLの電位はそ
れぞれ書き込みデータに応じて設定される。ビット線B
L及びビット補線/BLの電位が確定したとき、書き込
みワード線WWLがハイレベルに保持される。これによ
って、メモリセルMC1の書き込みトランジスタQ2が
オンし、ビット線BLの電位が読み出しトランジスタQ
1と書き込みトランジスタQ2を介して、メモリトラン
ジスタQ3のゲートに印加される。そして、書き込みワ
ード線WWL及び読み出しワード線RWLがともにロー
レベルに保持され、メモリトランジスタQ3のゲート電
位が保持される。当該ゲート電位に応じたデータがメモ
リセルMC1に記憶される。例えば、ゲート電位がハイ
レベルのとき、データ“1”が記憶され、逆に、ゲート
電位ローレベルのとき、データ“0”が記憶される。
The write operation of the semiconductor memory device shown in FIG. 4 can be described with reference to the waveform diagram of FIG. That is, first, the read word line RWL is held at a high level,
After that, the potentials of the bit line BL and the bit auxiliary line / BL are set according to the write data. Bit line B
When the potential of L and the bit auxiliary line / BL is determined, the write word line WWL is held at the high level. As a result, the write transistor Q2 of the memory cell MC1 is turned on, and the potential of the bit line BL is changed to the read transistor Q2.
1 and the gate of the memory transistor Q3 via the write transistor Q2. Then, both the write word line WWL and the read word line RWL are held at the low level, and the gate potential of the memory transistor Q3 is held. Data corresponding to the gate potential is stored in the memory cell MC1. For example, when the gate potential is at a high level, data “1” is stored, and when the gate potential is at a low level, data “0” is stored.

【0046】図5は、図4に示す半導体記憶装置の読み
出し時のタイミングチャートを示している。以下、図4
及び図5を参照しつつ、本実施形態の半導体記憶装置の
読み出し動作についてさらに詳細に説明する。
FIG. 5 is a timing chart at the time of reading of the semiconductor memory device shown in FIG. Hereinafter, FIG.
The read operation of the semiconductor memory device according to the present embodiment will be described in more detail with reference to FIG.

【0047】図5に示すように、時間t1において、デ
ィスチャージ制御信号D及びリファレンス書き込みワー
ド線DWWLの電位がそれぞれハイレベルに保持され
る。これに応じて、ビット線BL及びビット補線/BL
がともに接地電位に保持される。また、リファレンスセ
ルDMCにデータ“1”が書き込まれる。即ち、リファ
レンスセルDMCのリファレンスメモリトランジスタD
Q3のゲートがハイレベルに保持される。
As shown in FIG. 5, at time t1, the discharge control signal D and the potential of the reference write word line DWWL are held at the high level. Accordingly, bit line BL and bit supplementary line / BL
Are both held at the ground potential. Further, data “1” is written in the reference cell DMC. That is, the reference memory transistor D of the reference cell DMC
The gate of Q3 is held at high level.

【0048】ディスチャージ制御信号D及びリファレン
ス書き込みワード線DWWLがローレベルに切り換えら
れたあと、時間t2において、リファレンス読み出しワ
ード線DRWL及び読み出しワード線RWLにともにハ
イレベルの読み出し電圧が印加される。これに応じて、
リファレンスセルDMCのリファレンス読み出しトラン
ジスタDQ1及びメモリセルMC1の読み出しトランジ
スタQ1がオンする。
After the discharge control signal D and the reference write word line DWWL are switched to low level, at time t2, a high-level read voltage is applied to both the reference read word line DRWL and read word line RWL. In response,
The reference read transistor DQ1 of the reference cell DMC and the read transistor Q1 of the memory cell MC1 turn on.

【0049】ディスチャージ動作により、リファレンス
セルDMCにデータ“1”が書き込まれる。即ち、リフ
ァレンスセルDMCのリファレンスメモリトランジスタ
DQ3のゲート電圧がハイレベルに保持されている。こ
のため、リファレンスメモリトランジスタDQ3がオン
し、ビット補線/BLがリファレンスメモリトランジス
タDQ3及びリファレンス読み出しトランジスタDQ1
を通して、電源電圧VCCによりチャージされ、その電位
が上昇する。
By the discharge operation, data "1" is written to the reference cell DMC. That is, the gate voltage of the reference memory transistor DQ3 of the reference cell DMC is held at a high level. As a result, the reference memory transistor DQ3 is turned on, and the bit supplementary line / BL becomes the reference memory transistor DQ3 and the reference read transistor DQ1.
Through the power supply voltage V CC , and its potential rises.

【0050】時間t3において、読み出し制御信号Rが
ハイレベルに保持される。図4に示すように、ビット線
BLと接地電位間に駆動トランジスタQ5が接続され、
ビット補線/BLと接地電位間に駆動トランジスタDQ
5が接続されている。トランジスタQ5とDQ5のゲー
トがともに読み出し制御信号Rの供給線に接続されてい
る。このため、読み出し制御信号Rがハイレベルに保持
されると、駆動トランジスタQ5とDQ5がともにオン
する。
At time t3, read control signal R is held at the high level. As shown in FIG. 4, a drive transistor Q5 is connected between the bit line BL and the ground potential,
Driving transistor DQ between bit auxiliary line / BL and ground potential
5 is connected. The gates of the transistors Q5 and DQ5 are both connected to the supply line of the read control signal R. Therefore, when the read control signal R is held at a high level, both the drive transistors Q5 and DQ5 are turned on.

【0051】このとき、ビット線BLに、駆動トランジ
スタQ5の他に、メモリセルMC1において読み出しト
ランジスタQ1を介して、メモリトランジスタQ3が接
続されている。一方、ビット補線/BLに、駆動トラン
ジスタDQ5の他に、リファレンスセルDMCにおい
て、リファレンス読み出しトランジスタDQ1を介し
て、リファレンスメモリトランジスタDQ3が接続され
ている。このとき、ビット線BL及びビット補線/BL
における等価回路は、それぞれ図6(a)及び(b)に
示している。
At this time, in addition to the driving transistor Q5, the memory transistor Q3 is connected to the bit line BL via the reading transistor Q1 in the memory cell MC1. On the other hand, in addition to the drive transistor DQ5, the reference memory transistor DQ3 in the reference cell DMC is connected to the bit auxiliary line / BL via the reference read transistor DQ1. At this time, the bit line BL and the bit supplementary line / BL
6 are shown in FIGS. 6A and 6B, respectively.

【0052】メモリセルMC1の読み出しトランジスタ
Q1及びリファレンスセルDMCのリファレンス読み出
しトランジスタDQ1がともにオン状態にあるので、図
6(a)及び(b)の等価回路において、これらのトラ
ンジスタが省略される。メモリセルMC1の記憶データ
に応じて、メモリトランジスタQ3のゲート電位は、ハ
イレベルまたはローレベルの何れかに保持されている。
リファレンスセルDMCには常にデータ“1”が記憶さ
れているので、リファレンスメモリトランジスタDQ3
のゲート電位はハイレベルに保持されている。
Since both the read transistor Q1 of the memory cell MC1 and the reference read transistor DQ1 of the reference cell DMC are on, these transistors are omitted in the equivalent circuits of FIGS. 6A and 6B. According to the data stored in the memory cell MC1, the gate potential of the memory transistor Q3 is held at either the high level or the low level.
Since data "1" is always stored in the reference cell DMC, the reference memory transistor DQ3
Is held at a high level.

【0053】読み出し制御信号Rがハイレベルに保持さ
れたとき、トランジスタQ5及びDQ5がともにオンす
る。このとき、例えば、メモリセルMC1にデータ
“0”が記憶されているとすると、メモリトランジスタ
Q3がオフ状態に保持される。このため、ビット線BL
がローレベル、即ち接地電位に保持される。一方、メモ
リセルMC1にデータ“1”が記憶されているとする
と、メモリトランジスタQ3のゲートがハイレベルに保
持され、メモリトランジスタQ3がオンする。このた
め、ビット線BLの電位はメモリトランジスタQ3と駆
動トランジスタQ5のそれぞれの駆動能力により決ま
る。駆動トランジスタQ5のゲート幅が小さく形成さ
れ、即ち、その駆動能力がメモリトランジスタQ3より
低く設定されていることにより、ビット線BLが主にメ
モリトランジスタQ3によりハイレベルに駆動される。
When the read control signal R is held at a high level, both the transistors Q5 and DQ5 are turned on. At this time, for example, assuming that data “0” is stored in the memory cell MC1, the memory transistor Q3 is held in the off state. Therefore, the bit line BL
Are held at the low level, that is, the ground potential. On the other hand, assuming that data "1" is stored in the memory cell MC1, the gate of the memory transistor Q3 is held at a high level, and the memory transistor Q3 is turned on. Therefore, the potential of the bit line BL is determined by the respective driving capabilities of the memory transistor Q3 and the driving transistor Q5. Since the gate width of the driving transistor Q5 is formed small, that is, the driving capability is set lower than that of the memory transistor Q3, the bit line BL is mainly driven to a high level by the memory transistor Q3.

【0054】リファレンスセルDMCにおいて、リファ
レンスメモリトランジスタDQ3のゲートがハイレベル
に保持されているので、トランジスタDQ3と駆動トラ
ンジスタDQ5がともにオン状態に保持される。このた
め、ビット補線/BLの電位はリファレンスメモリトラ
ンジスタDQ3と駆動トランジスタDQ5のそれぞれの
駆動能力により決まる。駆動トランジスタDQ5がビッ
ト線BL側の駆動トランジスタQ5とほぼ同じゲート幅
に形成されるので、その駆動能力が駆動トランジスタQ
5とほぼ同じように低く設定されている。一方、リファ
レンスメモリトランジスタDQ3のゲート幅がメモリセ
ルMC1のメモリトランジスタQ3のゲート幅より小さ
く形成されるので、リファレンスメモリトランジスタD
Q3の駆動能力がメモリトランジスタQ3の駆動能力よ
り低く設定されている。このため、メモリセルMC1に
データ“1”が記憶されている場合、読み出しのとき、
ビット線BLの電位がビット補線/BLの電位より高く
保持される。逆に、メモリセルMC1にデータ“0”が
記憶されている場合、読み出しのとき、ビット線BLの
電位がビット補線/BLの電位より低く保持される。即
ち、メモリセルMC1の記憶データにかかわらず、読み
出しのとき、ビット線BLとビット補線/BL間に常に
電位差が存在する。この電位差がセンスアンプ30によ
り増幅される。その結果、メモリセルMC1の記憶デー
タを読み出すことができる。
In the reference cell DMC, since the gate of the reference memory transistor DQ3 is held at the high level, both the transistor DQ3 and the driving transistor DQ5 are held in the ON state. For this reason, the potential of the bit auxiliary line / BL is determined by the respective drive capabilities of the reference memory transistor DQ3 and the drive transistor DQ5. Since the driving transistor DQ5 is formed with substantially the same gate width as the driving transistor Q5 on the bit line BL side, its driving capability is
It is set to be almost the same as 5, On the other hand, since the gate width of the reference memory transistor DQ3 is formed smaller than the gate width of the memory transistor Q3 of the memory cell MC1,
The driving capability of Q3 is set lower than the driving capability of memory transistor Q3. For this reason, when data “1” is stored in the memory cell MC1, when reading,
The potential of bit line BL is maintained higher than the potential of bit auxiliary line / BL. Conversely, when data "0" is stored in the memory cell MC1, at the time of reading, the potential of the bit line BL is kept lower than the potential of the bit auxiliary line / BL. That is, regardless of the data stored in the memory cell MC1, there is always a potential difference between the bit line BL and the bit auxiliary line / BL at the time of reading. This potential difference is amplified by the sense amplifier 30. As a result, data stored in the memory cell MC1 can be read.

【0055】時間t4において、センスアンプの駆動信
号SPLが電源電圧VCCに保持されるので、センスアン
プ30が活性化され、ビット線BLとビット補線/BL
の電位差がセンスアンプ30により増幅される。ビット
線BLの電位がビット補線/BLの電位より高い場合、
センスアンプ30により増幅した結果、ビット線BLの
電位がハイレベル、例えば、電源電圧VCCに保持され、
ビット補線/BLの電位がローレベル、例えば、接地電
位に保持される。逆に、ビット線BLの電位がビット補
線/BLの電位より低い場合、センスアンプ30により
増幅した結果、ビット線BLの電位が接地電位に保持さ
れ、ビット補線/BLの電位が電源電圧VCCに保持され
る。
At time t4, drive signal SPL of the sense amplifier is held at power supply voltage V CC , so that sense amplifier 30 is activated and bit line BL and bit auxiliary line / BL
Is amplified by the sense amplifier 30. When the potential of the bit line BL is higher than the potential of the bit auxiliary line / BL,
As a result of amplification by the sense amplifier 30, the potential of the bit line BL is held at a high level, for example, the power supply voltage V CC ,
The potential of bit auxiliary line / BL is held at a low level, for example, a ground potential. Conversely, when the potential of bit line BL is lower than the potential of bit auxiliary line / BL, as a result of amplification by sense amplifier 30, the potential of bit line BL is held at the ground potential, and the potential of bit auxiliary line / BL becomes the power supply voltage. It is held at V CC .

【0056】このように、読み出しの結果、メモリセル
MC1の記憶データに応じて、ビット線BL及びビット
補線/BLの電位がそれぞれ確定される。ビット線BL
及びビット補線/BLの電位に応じて、メモリセルMC
1の記憶データを読み出すことができる。
As described above, as a result of the reading, the potentials of the bit line BL and the bit auxiliary line / BL are respectively determined according to the data stored in the memory cell MC1. Bit line BL
And memory cell MC according to the potential of bit complement line / BL.
1 stored data can be read.

【0057】読み出し終了後、図5に示すように、ディ
スチャージ制御信号Dがハイレベルに保持される。これ
に応じてディスチャージ回路20が動作し、ビット線B
L及びビット補線/BLがともに接地電位に保持され
る。
After the end of reading, the discharge control signal D is held at a high level as shown in FIG. The discharge circuit 20 operates in response to this, and the bit line B
Both L and bit auxiliary line / BL are held at the ground potential.

【0058】リフレッシュ動作は、上述した読み出し動
作に続いて、再書き込みを行うことによって行われる。
即ち、メモリセルMC1の記憶データにより生じたビッ
ト線BL及びビット補線/BLの電位差がセンスアンプ
30により増幅され、ビット線BL及びビット補線/B
Lの電位がそれぞれ設定される。そして、再書き込みに
より、ビット線BLの電位に応じて、メモリセルMC1
のゲート電位が設定されるので、メモリトランジスタQ
3のゲートに蓄積した電荷の逸出分が補充され、電荷の
逸出によるメモリセルの記憶データの消失が回避され
る。このように、リフレッシュのために特別な付加回路
が必要とせず、半導体記憶装置の回路構成を簡素化でき
る。
The refresh operation is performed by performing a rewrite following the above-described read operation.
That is, the potential difference between the bit line BL and the bit auxiliary line / BL caused by the data stored in the memory cell MC1 is amplified by the sense amplifier 30, and the bit line BL and the bit auxiliary line / B are amplified.
The potential of L is set respectively. Then, the memory cell MC1 is rewritten according to the potential of the bit line BL.
Is set, the memory transistor Q
The escape of the charge accumulated in the gate of No. 3 is supplemented, and the loss of the data stored in the memory cell due to the escape of the charge is avoided. As described above, no special additional circuit is required for refreshing, and the circuit configuration of the semiconductor memory device can be simplified.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体記
憶装置によれば、3トランジスタにより構成されたメモ
リセルにおけるビットコンタクトの数を1個に低減され
ることにより、メモリセルの面積の縮小を実現できる。
さらに、本発明によれば、リフレッシュ動作を読み出し
と再書き込みにより実現でき、読み出しにより確定した
ビット線電位がそのまま再書き込みに用いられるので、
リフレッシュ動作の簡略化を実現できるほか、リフレッ
シュのための付加回路を要せず、回路の簡素化を実現で
きる利点がある。
As described above, according to the semiconductor memory device of the present invention, the number of bit contacts in a memory cell constituted by three transistors is reduced to one, so that the area of the memory cell is reduced. Can be realized.
Furthermore, according to the present invention, the refresh operation can be realized by reading and rewriting, and the bit line potential determined by reading is used for rewriting as it is,
In addition to the simplification of the refresh operation, there is an advantage that the circuit can be simplified without requiring an additional circuit for refreshing.

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

【図1】本発明に係る半導体記憶装置の一実施形態を示
す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of a semiconductor memory device according to the present invention.

【図2】本発明の半導体記憶装置を構成するメモリセル
の一構成例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a memory cell included in a semiconductor memory device according to the present invention;

【図3】図2に示すメモリセルの読み出し、書き込み及
びリフレッシュ動作を示す波形図である。
FIG. 3 is a waveform diagram showing read, write, and refresh operations of the memory cell shown in FIG. 2;

【図4】本発明の半導体記憶装置の一具体例を示す回路
図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a specific example of the semiconductor memory device of the present invention.

【図5】本発明の半導体記憶装置の読み出し動作を示す
タイミングチャートである。
FIG. 5 is a timing chart showing a read operation of the semiconductor memory device of the present invention.

【図6】読み出し時のメモリセル及びリファレンスメモ
リセルにおける等価回路を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing an equivalent circuit in a memory cell and a reference memory cell at the time of reading.

【図7】従来の半導体記憶装置のメモリセルの構成を示
す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a memory cell of a conventional semiconductor memory device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…ワード線駆動回路、20…ディスチャージ回路、
30…センスアンプ、DMC…リファレンスセル、MC
1,MC2,…,MCm…メモリセル、Q1…読み出し
トランジスタ、Q2…書き込みトランジスタ、Q3…メ
モリトランジスタ、DQ1…リファレンス読み出しトラ
ンジスタ、DQ2…リファレンス書き込みトランジス
タ、DQ3…リファレンスメモリトランジスタ、RWL
…読み出しワード線、WWL…書き込みワード線、DR
WL…リファレンス読み出しワード線、DWWL…リフ
ァレンス書き込みワード線、VCC…電源電圧、GND…
接地電位。
10: word line drive circuit, 20: discharge circuit,
30: sense amplifier, DMC: reference cell, MC
1, MC2,..., MCm: memory cell, Q1: read transistor, Q2: write transistor, Q3: memory transistor, DQ1: reference read transistor, DQ2: reference write transistor, DQ3: reference memory transistor, RWL
... read word line, WWL ... write word line, DR
WL: Reference read word line, DWWL: Reference write word line, V CC : Power supply voltage, GND ...
Ground potential.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ビット線と、 書き込みワード線と、 読み出しワード線と、 一方の端子が上記ビット線に接続され、制御端子が上記
読み出しワード線に接続され、書き込み及び読み出しの
とき、上記読み出しワード線の印加電圧によりオン状態
に保持される第1のトランジスタと、 一方の端子が上記第1のトランジスタの他方の端子に接
続され、制御端子が上記書き込みワード線に接続され、
書き込みのとき、上記書き込みワード線の印加電圧によ
りオン状態に保持される第2のトランジスタと、 制御端子が上記第2のトランジスタの他方の端子に接続
され、一方の端子が上記第1のトランジスタの他方の端
子に接続され、他方の端子が電源電圧供給線に接続さ
れ、書き込みのとき上記制御端子が上記ビット線電位に
応じた電位に保持されるメモリトランジスタとを有する
メモリセル。
1. A bit line, a write word line, a read word line, one terminal is connected to the bit line, and a control terminal is connected to the read word line. A first transistor that is kept on by an applied voltage of a line, one terminal is connected to the other terminal of the first transistor, and a control terminal is connected to the write word line;
At the time of writing, a second transistor held in an on state by the voltage applied to the write word line, a control terminal connected to the other terminal of the second transistor, and one terminal connected to the first transistor A memory transistor connected to the other terminal, the other terminal connected to a power supply voltage line, and the control terminal being kept at a potential corresponding to the bit line potential at the time of writing.
【請求項2】上記ビット線と上記第1のトランジスタの
一方の端子との間に、ビットコンタクトが形成されてい
る請求項1記載のメモリセル。
2. The memory cell according to claim 1, wherein a bit contact is formed between said bit line and one terminal of said first transistor.
【請求項3】書き込みのとき、上記読み出しワード線に
上記第1のトランジスタをオン状態に保持する読み出し
電圧が印加され、 上記ビット線に、書き込みデータに応じた電圧が印加さ
れ、 上記書き込みワード線に上記第2のトランジスタをオン
状態に保持する書き込み電圧が印加される請求項1記載
のメモリセル。
3. A write operation, wherein a read voltage for holding the first transistor in an ON state is applied to the read word line, a voltage corresponding to write data is applied to the bit line, and the write word line is written. 2. The memory cell according to claim 1, wherein a write voltage for holding said second transistor in an on state is applied to said memory cell.
【請求項4】読み出しのとき、上記ビット線が上記電源
電圧より低い基準電圧に保持され、 上記読み出しワード線に上記第1のトランジスタをオン
状態に保持する読み出し電圧が印加され、 上記メモリトランジスタの上記制御端子の保持電圧に応
じて、当該メモリトランジスタの導通状態が制御され、
上記ビット線が上記基準電圧または上記基準電圧と上記
電源電圧との間の所定の電圧の何れかに保持される請求
項1記載のメモリセル。
4. In reading, the bit line is held at a reference voltage lower than the power supply voltage, a read voltage for holding the first transistor in an on state is applied to the read word line, The conduction state of the memory transistor is controlled according to the holding voltage of the control terminal,
2. The memory cell according to claim 1, wherein the bit line is held at either the reference voltage or a predetermined voltage between the reference voltage and the power supply voltage.
【請求項5】書き込みワード線と、 読み出しワード線と、 参照書き込みワード線と、 参照読み出しワード線と、 第1のビット線と、 第2のビット線と、 読み出し開始前上記第1と第2のビット線を基準電位に
保持するディスチャージ回路と、 読み出し時に上記第1と第2のビット線間の電位差を検
出するセンスアンプと、 上記第2のビット線に接続されている参照セルと、 上記第1のビット線に接続されている少なくとも一つの
メモリセルとを有し、 上記メモリセルは、一方の端子が上記第1のビット線に
接続され、制御端子が上記読み出しワード線に接続さ
れ、書き込み及び読み出しのとき、上記読み出しワード
線の印加電圧によりオン状態に保持される第1のトラン
ジスタと、 一方の端子が上記第1のトランジスタの他方の端子に接
続され、制御端子が上記書き込みワード線に接続され、
書き込みのとき、上記書き込みワード線の印加電圧によ
りオン状態に保持される第2のトランジスタと、 制御端子が上記第2のトランジスタの他方の端子に接続
され、一方の端子が上記第1のトランジスタの他方の端
子に接続され、他方の端子が電源電圧供給線に接続さ
れ、書き込みのとき上記制御端子が上記第1のビット線
電位に応じた電位に保持されるメモリトランジスタとを
有し、 上記参照セルは、一方の端子が上記第2のビット線に接
続され、制御端子が上記参照読み出しワード線に接続さ
れ、読み出しのとき、上記参照読み出しワード線の印加
電圧によりオン状態に保持される第1の参照トランジス
タと、 一方の端子が上記第1の参照トランジスタの他方の端子
に接続され、制御端子が上記参照書き込みワード線に接
続され、読み出しの前上記参照書き込みワード線の印加
電圧によりオン状態に保持される第2の参照トランジス
タと、 制御端子が上記第2の参照トランジスタの他方
の端子に接続され、一方の端子が上記第1の参照トラン
ジスタの他方の端子に接続され、他方の端子が上記電源
電圧供給線に接続され、読み出し前に上記制御端子が上
記電源電圧に応じた電位に保持される参照メモリトラン
ジスタとを有する半導体記憶装置。
5. A write word line, a read word line, a reference write word line, a reference read word line, a first bit line, a second bit line, and the first and second bit lines before the start of reading. A discharge circuit that holds a bit line at a reference potential, a sense amplifier that detects a potential difference between the first and second bit lines during reading, a reference cell connected to the second bit line, At least one memory cell connected to a first bit line, the memory cell having one terminal connected to the first bit line, a control terminal connected to the read word line, A first transistor that is held in an on state by a voltage applied to the read word line during writing and reading; and one terminal is the other terminal of the first transistor. Is connected, a control terminal connected to the write word line,
At the time of writing, a second transistor held in an on state by the voltage applied to the write word line, a control terminal connected to the other terminal of the second transistor, and one terminal connected to the first transistor A memory transistor connected to the other terminal, the other terminal connected to a power supply voltage supply line, and the control terminal being held at a potential corresponding to the first bit line potential at the time of writing; In the cell, one terminal is connected to the second bit line, the control terminal is connected to the reference read word line, and the first terminal is held in an on state by a voltage applied to the reference read word line during reading. One terminal is connected to the other terminal of the first reference transistor, a control terminal is connected to the reference write word line, Before output, a second reference transistor held in an on state by an applied voltage of the reference write word line, a control terminal connected to the other terminal of the second reference transistor, and one terminal connected to the first terminal A semiconductor memory device having a reference memory transistor connected to the other terminal of the reference transistor, the other terminal connected to the power supply voltage line, and the control terminal being held at a potential corresponding to the power supply voltage before reading; .
【請求項6】上記参照セルは、制御端子がディスチャー
ジ制御信号の供給端子に接続され、一方の端子が上記電
源電圧の供給線に接続され、他方の端子が上記第1の参
照トランジスタの他方の端子に接続され、読み出しの前
上記ディスチャージ制御信号に応じてオン状態に保持さ
れる第3の参照トランジスタをさらに有する請求項5記
載の半導体記憶装置。
6. The reference cell has a control terminal connected to a discharge control signal supply terminal, one terminal connected to the power supply voltage supply line, and another terminal connected to the other of the first reference transistor. 6. The semiconductor memory device according to claim 5, further comprising a third reference transistor connected to a terminal and held in an on state in response to said discharge control signal before reading.
【請求項7】上記メモリトランジスタは、そのゲート幅
が上記参照メモリトランジスタのゲート幅より大きく形
成されている請求項5記載の半導体記憶装置。
7. The semiconductor memory device according to claim 5, wherein said memory transistor has a gate width larger than a gate width of said reference memory transistor.
【請求項8】上記ディスチャージ回路は、制御端子がデ
ィスチャージ制御信号の供給端子に接続され、上記第1
のビット線と基準電位間に接続されている第1のディス
チャージトランジスタと、 制御端子が上記ディスチャージ制御信号の供給端子に接
続され、上記第2のビット線と基準電位間に接続されて
いる第2のディスチャージトランジスタと、 制御端子が上記ディスチャージ制御信号端子に接続さ
れ、上記第1と第2のビット線との間に接続されている
第3のディスチャージトランジスタとを有する請求項5
記載の半導体記憶装置。
8. The discharge circuit according to claim 1, wherein a control terminal is connected to a discharge control signal supply terminal, and
A first discharge transistor connected between the second bit line and the reference potential; a second discharge transistor connected between the second bit line and the reference potential; a control terminal connected to the discharge control signal supply terminal; And a third discharge transistor having a control terminal connected to the discharge control signal terminal and connected between the first and second bit lines.
13. The semiconductor memory device according to claim 1.
【請求項9】制御端子が読み出し制御信号の供給端子に
接続され、上記第1のビット線と基準電位間に接続され
ている第1の読み出し駆動トランジスタと、 制御端子が上記読み出し制御信号の供給端子に接続さ
れ、上記第2のビット線と上記基準電位間に接続されて
いる第2の読み出し駆動トランジスタとを有し、読み出
しのとき、上記読み出しワード線及び上記参照読み出し
ワード線への読み出し電圧の印加に従って、上位読み出
し制御信号線に所定のレベルを持つ読み出し制御信号が
印加され、上記第1及び第2の読み出し駆動トランジス
タがオン状態に保持される請求項5記載の半導体記憶装
置。
9. A first read drive transistor having a control terminal connected to a read control signal supply terminal, connected between the first bit line and a reference potential, and a control terminal connected to the read control signal supply terminal. A second read drive transistor connected to the terminal and connected between the second bit line and the reference potential, and when reading, a read voltage to the read word line and the reference read word line. 6. The semiconductor memory device according to claim 5, wherein a read control signal having a predetermined level is applied to a higher-order read control signal line in accordance with the application of the control signal, and the first and second read drive transistors are held in an on state.
JP11169812A 1999-06-16 1999-06-16 Memory cell and semiconductor memory using the same Pending JP2001006355A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11169812A JP2001006355A (en) 1999-06-16 1999-06-16 Memory cell and semiconductor memory using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11169812A JP2001006355A (en) 1999-06-16 1999-06-16 Memory cell and semiconductor memory using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001006355A true JP2001006355A (en) 2001-01-12

Family

ID=15893367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11169812A Pending JP2001006355A (en) 1999-06-16 1999-06-16 Memory cell and semiconductor memory using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001006355A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100823673B1 (en) * 2001-02-15 2008-04-21 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 Semiconductor device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100823673B1 (en) * 2001-02-15 2008-04-21 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 Semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7259986B2 (en) Circuits and methods for providing low voltage, high performance register files
JP3551858B2 (en) Semiconductor memory device
JPH0982083A (en) Ferroelectric memory
JP2007042172A (en) Semiconductor memory apparatus
JPH08203266A (en) Ferroelectric memory device
US5602784A (en) Power consumption reducing circuit having word-line resetting ability regulating transistors
JPH0252358B2 (en)
JP4331484B2 (en) Random access memory and reading, writing and refreshing method thereof
JP2003132684A (en) Semiconductor memory
JP4251815B2 (en) Semiconductor memory device
KR100512545B1 (en) Semiconductor memory device having memory cells requiring no refresh operations
JP2005285190A (en) Memory
US6909644B2 (en) Semiconductor memory device
JP2003297078A (en) Ferroelectric memory device
JPH08180671A (en) Semiconductor memory
KR100924331B1 (en) Power supply circuit for sense amplifier of semiconductor memory device
JPH08321176A (en) Semiconductor memory cell
US6954370B2 (en) Nonvolatile ferroelectric memory device
JPH08297969A (en) Dynamic semiconductor memory
JP2006338730A (en) Semiconductor memory device
JP3568876B2 (en) Integrated memory and method of operation for memory
JPH11306782A (en) Semiconductor memory device
JP2001006355A (en) Memory cell and semiconductor memory using the same
JP2003123465A (en) Ferroelectric storage device
JP2002269979A (en) Semiconductor device