JP2001143487A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JP2001143487A
JP2001143487A JP32472799A JP32472799A JP2001143487A JP 2001143487 A JP2001143487 A JP 2001143487A JP 32472799 A JP32472799 A JP 32472799A JP 32472799 A JP32472799 A JP 32472799A JP 2001143487 A JP2001143487 A JP 2001143487A
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JP
Japan
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bit line
cell array
current
global bit
semiconductor memory
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JP32472799A
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Kazuchika Watanabe
一央 渡辺
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NEC Corp
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    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C17/00Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C16/00Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/06Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
    • G11C16/26Sensing or reading circuits; Data output circuits
    • G11C16/28Sensing or reading circuits; Data output circuits using differential sensing or reference cells, e.g. dummy cells

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  • Dram (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のセルアレイと1つのリファレンスセル
アレイとを有する半導体記憶装置において、IV変換回
路2、3から見えるメインセル側の入力インピーダンス
とリファレンスセル側の入力インピーダンスを同一にし
て読み出しスピードの高速化を図る機能を有する半導体
記憶装置を提供する。 【解決手段】 IV変換回路M2と各セルアレイとを接
続するグローバルビット線4のインピーダンスと、1V
変換回路R3とリファレンスセルアレイとを接続するダ
ミーグローバルビット線6とのインピーダンスとを同一
にするために、メイン側で形成された経路と配線長及び
配線幅において、同一となる配線経路をリファレンス側
で形成することができる構成を備えることにより実行す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体記憶装置に
関し、特にデータ読み出し回路によるデータ読み出しの
高速化に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、フラッシュメモリも、他の記
憶媒体と同様に高速アクセスが要求されている。従来の
回路構成では、リファレンス側の入力インピーダンスが
常に一定であるため、メイン側の選択するセルアレイに
よって、リファレンス部の入力インピーダンスとメイン
側の入力インピーダンスが異なる状態が生じていた。よ
って、高速アクセスを実現するのが非常に難しかった。
【0003】(従来技術1)図1は、従来技術1におけ
る半導体記憶装置の構成を示した回路図である。IV変
換回路(電流/電圧変換回路)2、3から見えるインピ
ーダンスは、図4に示すようにメイン側は選択するセク
タにより変化するが、リファレンス側は選択するセクタ
により変化しない。
【0004】セルアレイ1内のセルデータの読み出しを
行う場合には、セルアレイ1選択信号とリファレンスセ
ルアレイ選択信号はHighレベルになり、ノード50
0とノード700、ノード600とIV変換回路R3は
接続される。
【0005】セルアレイN選択信号(セルアレイ1以外
のセルアレイに対応したセルアレイセレクトNchTr
を制御するセルアレイ選択信号)は、Lowレベルとな
り、ノード501とグローバルビット線4はオープン状
態となる。セルアレイ1のROWデコーダ9は、任意の
ワード線を選択する。COLUMNデコーダ10は、任
意のサブビット線7を選択する。任意のサブビット線
は、COLUMNデコーダ10を介してノード500に
接続される。ROWデコーダR11は、リファレンスセ
ルアレイ内のリファレンスセルゲートに接続されるワー
ド線を選択する。リファレンスサブビット線8は、ダミ
ーデコーダ12を介してノード600に接続される。
【0006】次に、従来技術1における半導体記憶装置
の動作について説明する。図9(b)において、T=0
の状態で、ATD(Address Transaction Director) 信
号2がHighからLow、PRE信号がLowからH
ighへ変化することで、IV変換回路M2とIV変換
回路R3がアクティブとなり、セルデータの読み出し動
作が開始される。グローバルビット線4、セルアレイ1
のサブビット線7、リファレンスグローバルビット線5
及びリファレンスセルアレイのリファレンスサブビット
線8は、IV変換回路M2とIV変換回路R3から流れ
る電流によりチャージアップされる。
【0007】図2におけるIV変換回路2、3を参照し
ながら説明を行うと、ATD信号2がHighからLo
wになることにより、NOR回路の出力はHighとな
る。NOR回路の出力がHighとなると、グローバル
ビット線4、リファレンスグローバルビット線5は、N
chTr(N型チャネルトランジスタ)1を介して電源
に接続される。また、PRE信号がHighになると、
NchTr3、4、5を介してグローバルビット線4
(IV変換回路R3では、リファレンスグローバルビッ
ト線5)は、電源に接続される。
【0008】IV変換回路2、3内のPrecharg
e回路は、各ビット線のチャージアップを補うために装
備されている。ノード700、リファレンスグローバル
ビット線5が電源に接続されることにより、ノード50
0、ノード700及びノード600の電位は上昇する。
その電位がIV変換回路2、3内のNOR回路のスレッ
ショルド電圧に達すると、IV変換回路2、3中のNc
hTr2、5はOFFする。この状態は、グローバルビ
ット線4、サブビット線7、リファレンスグローバルビ
ット線5及びリファレンスサブビット線8が、IV変換
回路2、3から流れる電流により十分にチャージアップ
された状態である。
【0009】従来の回路構成では、図4に示すようにI
V変換回路2、3から見えるメイン側のグローバルビッ
ト線4のインピーダンスとリファレンス側のリファレン
スグローバルビット線5のインピーダンスとが異なる。
【0010】従来技術1における図9(a)、(b)
は、各経路の電流、電圧の波形を示したタイミングチャ
ートである。グローバルビット線4に流れる電流Igs
Nとサブビット線7に流れる電流Igs1(=Is1)
は、T=0からグローバルビット線4の容量とサブビッ
ト線7の容量の充電を開始し、T=1のタイミングで充
電を完了する。充電が完了すると、グローバルビット線
4に流れる電流IgsNは、0〔A〕になる。サブビッ
ト線7に流れる電流Igs1は、セルアレイ内で選択さ
れているセル電流である。IV変換回路M2に入力され
る電流Imは、下記の式で求められる。
【0011】電流Im=IgsN+Igs1
【0012】リファレンス部も同様にリファレンスグロ
ーバルビット線5に流れる電流IgrNとリファレンス
サブビット線8に流れる電流Igr1は、T=0からリ
ファレンスグローバルビット線5の容量とリファレンス
サブビット線8の容量の充電を開始し、T=1のタイミ
ングで充電を完了する。充電が完了すると、リファレン
スグローバルビット線5に流れる電流IgrNは、0
〔A〕になる。リファレンスサブビット線8に流れる電
流Igr1はセルアレイ内で選択されているセル電流で
ある。IV変換回路R3に入力される電流Irefは、
下記の式で求められる。
【0013】電流Iref=IgrN+Igr1
【0014】各充電電流は、IV変換回路2、3から見
えるインピーダンスによって変化する。メイン側とリフ
ァレンス側のインピーダンスは、図4に示すように異な
るため、ImとIrefの電流は異なる。T=1の状態
で、PRE信号はHighからLowへ変化し、IV変
換回路2、3内のPrecharge回路は動作を停止
する。
【0015】図2におけるIV変換回路2、3で説明を
行うと、PRE信号がLowになることによりIV変換
回路2、3内のNchTr4はOFFし、IV変換回路
2、3内のPrecharge回路のグローバルビット
線4(IV変換回路R3では、リファレンスグローバル
ビット線5)と電源はOPEN状態になる。
【0016】T=1の状態においては、ノード500、
ノード700及びノード600は十分に充電されてい
る。T=1〜T=2の間に、メインセル側は、選択され
たセルのセル電流をImに伝える必要がある。グローバ
ルビット線4に溜まった電荷がIgs1へ流れ込むた
め、見かけ上Imの電流は0〔A〕になる。
【0017】リファレンス側においては、リファレンス
セル電流Irefは、T=1のタイミングでIV変換回
路R3に伝わる。これはリファレンスグローバルビット
線5に寄生容量がついていないため、余分な電荷が溜ま
っていないからである。
【0018】よって、T=1〜T=2の段階において、
IV変換回路R3には、期待された電流Irefが完全
に伝わっているが、IV変換回路M2には、期待された
電流Imが完全には伝わっていないため、IV変換回路
M2、IV変換回路R3出力Vm、Vrefは期待外の
差電位を生じてしまう。この段階においてVmとVre
fの比較を行うと、比較回路1は、正確な情報を出力で
きない可能性があり、誤動作の原因となる。
【0019】T=2〜T=3の間に、実際にセルアレイ
1で選択されたセルのセル電流が流れ始め、IV変換回
路M2の出力Vmが変化し始める。T=4の段階におい
て初めて、VmとVrefに期待した差電位が生じる。
【0020】当該差電位が発生すると、比較回路1は、
ATD1信号のLowからHighのタイミングにおい
て、VmとVrefとの比較を行い、VrefよりVm
の電位が低ければLowを出力し、VrefよりVmの
電位が高ければHighを出力する。図9(b)では、
VrefよりVmの電位が低いので、比較回路1は、L
owを出力する。以上が、従来技術1の構成と動作であ
る。
【0021】(従来技術2)次に、特開平11−359
9号公報に開示された半導体記憶装置について説明す
る。
【0022】当該半導体記憶装置は、2本のリファレン
スビット線を有し、メイン側のビット線選択に同期して
2本のリファレンスビット線を切り換える手段と、上記
リファレンスビット線と上記ビット線の間に電源ライン
によるシールドとを有している。
【0023】上記従来技術2の半導体記憶装置によれ
ば、差動増幅手段側から見た場合のビット線とリファレ
ンス線とで線間容量の見え方が等しくなり、周辺素子か
ら外乱ノイズ等が入った場合でも、ビット線とリファレ
ンス線とでは互いに同様の挙動を示すため、安定読み出
しが可能となる。また、シールドを形成したことによ
り、ビット線とリファレンス線との間の線間容量による
影響を排除することも可能である。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術1の半導体記憶装置では、IV変換回路2、3から見
えるグローバルビット線4とリファレンスグローバルビ
ット線5のインピーダンスが異なってしまうので、比較
回路1が誤動作をする可能性があるという問題点があっ
た。また、誤動作を回避しようとするとメイン側の電圧
Vmとリファレンス側の電圧Vrefとの比較時点を遅
らせることになり、読み出しスピードの遅延化が生じて
しまうという問題点が生じた。
【0025】従来技術2の半導体記憶装置では、確か
に、セルアレイ内のサブビット線同士またはサブビット
線とリファレンスビット線との間の線間容量による影響
により、センスアンプ部に不正確な電流が流れてしまう
という問題点は解消できる。しかしながら、セルアレイ
とセンスアンプ部との間を接続しているグローバルビッ
ト線及びリファレンスグローバルビット線のインピーダ
ンスの違いによるセンスアンプ部における誤動作、及び
読み出し動作の遅延化という問題点を解消できない。
【0026】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、IV変換回路2、3(センスアンプ)から見え
るメインセル側の入力インピーダンスとリファレンスセ
ル側の入力インピーダンスとを同一にすることが可能な
半導体記憶装置を提供することを目的とする。
【0027】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、請求項1記載の発明は、複数のセルアレイと1つ
のリファレンスセルアレイとを具備する半導体記憶装置
であって、セルアレイから入力されるセル電流をメイン
セル電圧に変換する第1の電流/電圧変換手段と、リフ
ァレンスセルアレイから入力されるリファレンスセル電
流をリファレンスセル電圧に変換する第2の電流/電圧
変換手段と、第1の電流/電圧変換手段と複数のセルア
レイとを接続するグローバルビット線と、第2の電流/
電圧変換手段とリファレンスセルアレイとを接続するダ
ミーグローバルビット線とを有し、グローバルビット線
インピーダンスとダミーグローバルビット線インピーダ
ンスとが等しいことを特徴としている。
【0028】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、ダミーグローバルビット線は、第2の電流
/電圧変換手段とリファレンスセルアレイとを複数の経
路で接続していることを特徴としている。
【0029】請求項3記載の発明は、請求項2記載の発
明において、複数の経路の数は、セルアレイの数と等し
いことを特徴としている。
【0030】請求項4記載の発明は、請求項1から3の
いずれか1項に記載の発明において、グローバルビット
線の配線抵抗及び配線容量とダミーグローバルビット線
の配線抵抗及び配線容量は等しいことを特徴としてい
る。
【0031】請求項5記載の発明は、請求項1から4の
いずれか1項に記載の発明において、グローバルビット
線の配線長及び配線幅とダミーグローバルビット線の配
線長及び配線幅は等しいことを特徴としている。
【0032】請求項6記載の発明は、請求項1から5の
いずれか1項に記載の発明において、グローバルビット
線上に配置され、複数のセルアレイの中から任意に1つ
のセルアレイを選択し、該選択したセルアレイと第1の
電流/電圧変換手段との間の経路を形成する第1のスイ
ッチ手段と、ダミーグローバルビット線上に配置され、
リファレンスセルアレイと第2の電流/電圧変換手段と
の間を接続する複数の経路から1つを選択する第2のス
イッチ手段と、をさらに有することを特徴としている。
【0033】請求項7記載の発明は、請求項6記載の発
明において、第1のスイッチ手段は、セルアレイの個数
分と同数であり、各セルアレイに対応した位置に配置さ
れることを特徴としている。
【0034】請求項8記載の発明は、請求項6または7
記載の発明において、第2のスイッチ手段は、第1のス
イッチ手段と同数であり、リファレンスセルアレイと第
2の電流/電圧変換手段との間の各経路に配置され、第
1のスイッチ手段によるセルアレイの選択により選択さ
れたセルアレイと第1の電流/電圧変換手段との間に経
路が形成されたとき、該経路のインピーダンスと等しい
インピーダンスとなるリファレンスセルアレイと第2の
電流/電圧変換手段との間の経路を選択することを特徴
としている。
【0035】請求項9記載の発明は、請求項1から8の
いずれか1項に記載の発明において、第1の電流/電圧
変換手段により変換されたメインセル電圧と第2の電流
/電圧変換手段により変換されたリファレンスセル電圧
とを比較し、論理値を出力する比較手段をさらに有する
ことを特徴としている。
【0036】請求項10記載の発明は、請求項1から9
のいずれか1項に記載の発明において、グローバルビッ
ト線のインピーダンスとダミーグローバルビット線のイ
ンピーダンスとの誤差は、所定の許容値内であることを
特徴としている。
【0037】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照しながら詳細に説明する。
【0038】第1の実施の形態における半導体記憶装置
の構成を図2、図3、図5、図6、図7を参照しながら
説明する。図5は、本発明の不揮発性半導体記憶装置の
構成を示した回路図である。当該半導体記憶装置は、、
比較回路1、IV変換回路M2、IV変換回路R3、複
数のセルアレイ(1〜N)、及び1つのリファレンスセ
ルアレイから構成される。個々のセルアレイには、セル
アレイ内の任意のセルを選択するためのROWデコーダ
(1〜N)9、COLUMデコーダ10が装備されてい
る。リファレンスセルアレイには、ROWデコーダR1
1、ダミーデコーダ12が装備されている。
【0039】比較回路1は、IV変換回路M2の出力V
mとIV変換回路R3の出力VrefとATD信号1と
が入力され、レベル比較回路出力を図示しない制御部に
出力する。セルアレイ1〜セルアレイNは、任意に1つ
のセルアレイを選択するためのセルアレイセレクトNc
hTr1〜セルアレイセレクトNchTrNに接続され
る。セルアレイセレクトNchTr1〜セルアレイセレ
クトNchTrNは、それぞれセルアレイ1選択信号〜
セルアレイN選択信号により制御される。セルアレイセ
レクトNchTr1〜セルアレイセレクトNchTrN
のドレインは、グローバルビット線4に共通接続され、
IV変換回路M2に出力される。
【0040】リファレンスセルアレイセレクトNchT
r1〜リファレンスセルアレイセレクトNchTrNの
ソースとドレインは、ダミーグローバルビット線6に共
通接続される。リファレンスセルアレイセレクトNch
Tr1〜リファレンスセルアレイセレクトNchTrN
のゲートは、リファレンスセルアレイ選択信号1〜リフ
ァレンスセルアレイ選択信号Nにより制御される。リフ
ァレンスセルアレイセレクトNchTr1〜リファレン
スセルアレイセレクトNchTrNのドレインは、ダミ
ーグローバルビット線6に共通接続され、IV変換回路
R3に出力される。
【0041】図3は、セルアレイの構成を示した回路図
である。セルアレイ内の複数のセルは、マトリクス状に
配置されている。それぞれのサブビット線7は、列方向
にメモリセルドレインに共通接続されている。ワード線
は、行方向にメモリセルゲートに共通接続されている。
【0042】ROWデコーダ9は、複数のワード線に接
続され、任意のワード線を選択する。COLUMUデコ
ーダ10は、複数のサブビット線7に接続され、1つの
任意のサブビット線7をノード100に接続する。リフ
ァレンスセルドレインは、リファレンスセルアレイ内の
リファレンスサブビット線8に接続される。ROWデコ
ーダR11の出力は、リファレンスセルゲートに接続さ
れる。
【0043】また、リファレンスサブビット線8には、
メインセル側のサブビット線7に接続されるメモリセル
の個数分のダミーセルが接続される。ダミーデコーダ1
2は、リファレンスサブビット線8に接続され、リファ
レンスサブビット線8は、ダミーデコーダ12を介して
ノード200に接続される。
【0044】図2は、IV変換回路2、3の構成を示し
た回路図である。IV変換回路2、3は、NchTr1
〜NchTr5とNOR回路により構成される。Nch
Tr1のドレインとゲートは電源に接続され、ソース
(メイン線)は、NchTr2のドレインに接続され
る。NchTr2のソースは、グローバルビット線4
(IV変換回路R3では、ダミーグローバルビット線
6)に接続され、NchTr2のゲートは、グローバル
ビット線4(IV変換回路R3では、ダミーグローバル
ビット線6)とATD2信号とが入力されるNOR回路
の出力が入力される。
【0045】また、NchTr3のドレインとゲートは
電源に接続され、NchTr3のソースは、NchTr
4のドレインに接続される。NchTr4のゲートは、
PRE信号により制御される。NchTr4のソース
は、NchTr5のドレインに接続される。NchTr
5のソースは、グローバルビット線4(IV変換回路R
3では、ダミーグローバルビット線6)に接続され、N
chTr5のゲートには、NOR回路の出力が入力され
る。
【0046】図6(a)は、IV変換回路M2からセル
アレイセレクトNchTr1とセルアレイセレクトNc
hTrNまでの配線抵抗、容量関係を示した図である。
図6(a)によれば、IV変換回路M2からノード30
0までのインピーダンスをZ1、ノード300からセル
アレイセレクトNchTr1までのインピーダンスをZ
2、ノード300からセルアレイセレクトNchTrN
までのインピーダンスをZg1とZ3に分割して図示し
てある。
【0047】図6(b)は、IV変換回路R3からリフ
ァレンスセルアレイセレクトNchTr1とリファレン
スセルアレイセレクトNchTrNまでの配線抵抗、容
量関係を示した図である。図6(b)によれば、IV変
換回路R3からノード400までのインピーダンスをZ
1、ノード400からリファレンスセルアレイセレクト
NchTr1までのインピーダンスをZ2、ノード40
0からセルアレイセレクトNchTrNまでのインピー
ダンスをZg1RとZ3に分割して図示してある。
【0048】図7は、図6のZg1とZg1Rの構成を
示した図である。Zg1は、配線抵抗と配線容量によっ
て生じるインピーダンスであり、グローバルビット線4
の配線長と配線幅によって決まる(配線抵抗=抵抗係数
×配線長÷配線幅、配線容量=容量係数×配線長×配線
幅)。Zg1Rは、配線抵抗と配線容量によって生じる
インピーダンスであり、ダミーグローバルビット線6の
配線長と配線幅によって決まる(配線抵抗=抵抗係数×
配線長÷配線幅、配線容量=容量係数×配線長×配線
幅)。
【0049】第2の実施の形態について、図8を参照し
ながら説明する。メイン側とリファレンス側のインピー
ダンスを同一にするため、グローバルビット線4とダミ
ーグローバルビット線6を図8のように構成する。Zg
1とZg1Rを揃える手段が第1の実施の形態と異な
る。Zg1は、図示するように配線容量と配線抵抗で構
成される。Zg1Rは、メイン側と抵抗、容量を揃える
ために、本実施の形態においては、配線抵抗、容量とT
rのゲート容量を用いる。他の構成は、第1の実施の形
態と同一である。
【0050】次に、第1及び第2の実施の形態における
半導体記憶装置のデータの読み出し動作について説明す
る。図9(c)、(d)は、読み出し動作時における各
経路の電流、電圧の波形を示すタイミングチャートであ
る。T=0の状態において、セルアレイ1内のセルの読
み出しを行う場合、セルアレイ1選択信号とリファレン
スセルアレイ選択信号1はHighレベルになり、ノー
ド100とノード300(グローバルビット線4)、ノ
ード200とノード400(ダミーグローバルビット線
6)は接続される。
【0051】セルアレイN選択信号とリファレンスセル
アレイ選択信号NはLowレベルとなり、ノード101
とグローバルビット線4はオープン状態となる。セルア
レイ1のROWデコーダ(1)9は、任意のワード線を
選択する。任意のサブビット線7は、COLUMUデコ
ーダ10を介してノード100に接続される。ROWデ
コーダR11は、任意のワード線をリファレンスセルア
レイ内のリファレンスセルゲートに接続する。リファレ
ンスサブビット線8は、ダミーデコーダ12を介してノ
ード200に接続される。
【0052】また、T=0の状態において、ATD信号
2がHighからLow、PRE信号がLowからHi
ghへ変化すると、IV変換回路M2とIV変換回路R
3はアクティブとなり、セルの読み出し動作が開始され
る。グローバルビット線4、セルアレイ1のサブビット
線7、ダミーグローバルビット線6及びリファレンスセ
ルアレイのリファレンスサブビット線8は、チャージア
ップされる。
【0053】図2を参照しながら説明すると、ATD信
号2がLowになることにより、NOR回路の出力はH
ighとなり、NchTr1を介してグローバルビット
線4(IV変換回路R3では、ダミーグローバルビット
線6)は電源に接続される。また、PRE信号がHig
hになることにより、NchTr3、4、5を介してグ
ローバルビット線4(IV変換回路R3では、ダミーグ
ローバルビット線6)は電源に接続される。IV変換回
路2、3内のPrecharge回路は、各ビット線の
チャージアップを補うために装備されている。
【0054】ノード300(グローバルビット線4)、
ノード400(ダミーグローバルビット線6)が電源に
接続されることにより、ノード300、ノード400の
電位は上昇する。その電位がIV変換回路2、3内のN
OR回路のスレッショルド電圧に達すると、NOR回路
の出力がLowとなり、IV変換回路2、3内のNch
Tr2、5はOFFする。この状態は、グローバルビッ
ト線4、サブビット線7、ダミーグローバルビット線6
及びリファレンスサブビット線8が十分にチャージアッ
プされた状態である。
【0055】図9(c)は、各経路の電流波形を示した
タイミングチャートである。グローバルビット線4に流
れる電流IgsNとサブビット線7に流れる電流Igs
1(=Is1)は、T=0からグローバルビット線4の
容量とサブビット線7の容量の充電を開始し、T=1の
タイミングで充電を完了する。充電が完了すると、グロ
ーバルビット線4に流れる電流IgsNは0〔A〕にな
る。サブビット線7に流れる電流Igs1は、セルアレ
イ内で選択されているセル電流である。IV変換回路M
2に入力される電流Imは、下記の式で求められる。
【0056】電流Im=IgsN+Igs1
【0057】リファレンス部も同様にダミーグローバル
ビット線6に流れる電流IgrNとリファレンスサブビ
ット線8に流れる電流Igr1は、T=0からダミーグ
ローバルビット線6の容量とリファレンスサブビット線
8の容量の充電を開始し、T=1のタイミングで充電を
完了する。充電が完了すると、ダミーグローバルビット
線6に流れる電流IgrNは0〔A〕になる。リファレ
ンスサブビット線8に流れる電流Igr1は、セルアレ
イ内で選択されているセル電流である。IV変換回路R
3に入力される電流Irefは、下記の式で求められ
る。
【0058】電流Iref=IgrN+Igr1
【0059】各充電電流は、IV変換回路2、3から見
えるインピーダンスによって変化するが、メイン側とリ
ファレンス側のインピーダンスを同じにすれば、電流I
mと電流Irefはほぼ同一となる。メイン側とリファ
レンス側のインピーダンスを同一にするため、グローバ
ルビット線4とダミーグローバルビット線6を図6のよ
うに構成し、Zg1とZg1Rを揃える必要がある。グ
ローバルビット線インピーダンスZg1は、図7に示す
ように配線容量と配線抵抗で構成される。メイン側とリ
ファレンス側のインピーダンスを同一にするために、ダ
ミーグローバルインピーダンスZg1Rも、メイン側と
同等の配線構成(配線長、配線幅)とする。
【0060】T=1の状態になると、PRE信号2がH
ighからLowへ変化し、IV変換回路2、3内のP
recharge回路は動作を停止する。図2を参照し
ながら説明すると、PRE信号2がLowになると、I
V変換回路2、3内のNchTr4はOFFする。Nc
hTr4がOFFすると、IV変換回路2、3内のPr
echarge回路のグローバルビット線4(IV変換
回路R3では、ダミーグローバルビット線6)と電源は
OPEN状態になる。
【0061】T=1の状態においては、ノード300
(グローバルビット線4)とノード400(ダミーグロ
ーバルビット線6)は、十分に充電されている。T=1
〜T=2の間に、メインセル側は、選択されたセルのセ
ル電流をImに伝える必要がある。グローバルビット線
4に溜まった電荷がIgs1へ流れ込むため、見かけ上
は、Imの電流は0〔A〕になる。
【0062】リファレンス側も同様に、リファレンスセ
ル電流をIrefに伝える必要がある。ダミーグローバ
ルビット線6に溜まった電荷がIgr1へ流れ込むた
め、見かけ上は、Irefの電流は0〔A〕になる。
【0063】T=2〜T=3の間は、実際にセルアレイ
1で選択されたセルのセル電流、リファレンスセルアレ
イ内のリファレンスセル電流が流れ始め、IV変換回路
M2、IV変換回路R3の出力Vm、Vrefに期待さ
れた差電位が発生する。
【0064】差電位が発生すると、比較回路1は、AT
D1信号のLowからHighへのタイミングにおい
て、VrefとVmとを比較し、VrefよりVmの電
位が低ければ、Lowを出力し、VrefよりVmの電
位が高ければ、Highを出力する。図9(d)によれ
ば、VrefよりVmの電位が低いので、比較回路1
は、Lowを出力する。VrefとVmとの比較は、両
電位の相対的関係において決定されるものであるから、
両電位の関係が決定された時点から、比較回路1は比較
を行い、該比較結果を出力することが可能なのである。
【0065】図9(b)における従来技術1と比較する
と、VrefとVmとの比較時点がΔt分早くなり、読
み出しスピードの高速化を図ることができる。
【0066】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
による半導体記憶装置によれば、IV変換回路2、3か
ら見えるメインセル側の入力インピーダンスとリファレ
ンスセル側の入力インピーダンスとを同一にすることに
より、セルデータの読み出しスピードを高速化すること
ができる。
【0067】また、IV変換回路2、3から見えるメイ
ンセル側の入力インピーダンスとリファレンスセル側の
入力インピーダンスとを同一にすることにより、時系列
にしたがって、VmとVrefとが、相対的関係におい
てある一定の差が生じてからは、反転することなく変化
することにより、比較回路1が誤動作を起こす可能性を
低減し、安定読み出しを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術における半導体記憶装置の構成を示す
回路図である。
【図2】IV変換回路2、3の構成を示す回路図であ
る。
【図3】セルアレイ及びリファレンスセルアレイを示し
た回路図である。
【図4】従来技術における読み出し系配線のインピーダ
ンスを説明するための回路図である。
【図5】本発明の実施の形態における半導体記憶装置の
構成を示す回路図である。
【図6】本発明の実施の形態における読み出し系配線の
インピーダンスを説明するための回路図である。
【図7】第1の実施の形態におけるグローバルビット線
4のインピーダンス等価回路である。
【図8】第2の実施の形態におけるグローバルビット線
4のインピーダンス等価回路である。
【図9】従来技術及び本発明の実施の形態における読み
出し動作時のタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 比較回路 2 IV変換回路M 3 IV変換回路R 4 グローバルビット線 5 リファレンスグローバルビット線 6 ダミーグローバルビット線 7 サブビット線 8 リファレンスサブビット線 9 ROWデコーダ 10 COLUMUデコータ 11 ROWデコーダR 12 ダミーデコーダ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のセルアレイと1つのリファレンス
    セルアレイとを具備する半導体記憶装置であって、 前記セルアレイから入力されるセル電流をメインセル電
    圧に変換する第1の電流/電圧変換手段と、 前記リファレンスセルアレイから入力されるリファレン
    スセル電流をリファレンスセル電圧に変換する第2の電
    流/電圧変換手段と、 前記第1の電流/電圧変換手段と前記複数のセルアレイ
    とを接続するグローバルビット線と、 前記第2の電流/電圧変換手段と前記リファレンスセル
    アレイとを接続するダミーグローバルビット線とを有
    し、 前記グローバルビット線のインピーダンスと前記ダミー
    グローバルビット線のインピーダンスとが等しいことを
    特徴とする半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 前記ダミーグローバルビット線は、 前記第2の電流/電圧変換手段と前記リファレンスセル
    アレイとを複数の経路で接続していることを特徴とする
    請求項1記載の半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 前記複数の経路の数は、 前記セルアレイの数と等しいことを特徴とする請求項2
    記載の半導体記憶装置。
  4. 【請求項4】 前記グローバルビット線の配線抵抗及び
    配線容量と前記ダミーグローバルビット線の配線抵抗及
    び配線容量は等しいことを特徴とする請求項1から3の
    いずれか1項に記載の半導体記憶装置。
  5. 【請求項5】 前記グローバルビット線の配線長及び配
    線幅と前記ダミーグローバルビット線の配線長及び配線
    幅は等しいことを特徴とする請求項1から4のいずれか
    1項に記載の半導体記憶装置。
  6. 【請求項6】 前記グローバルビット線上に配置され、
    前記複数のセルアレイの中から任意に1つのセルアレイ
    を選択し、該選択したセルアレイと前記第1の電流/電
    圧変換手段との間の経路を形成する第1のスイッチ手段
    と、 前記ダミーグローバルビット線上に配置され、前記リフ
    ァレンスセルアレイと前記第2の電流/電圧変換手段と
    の間を接続する複数の経路から1つを選択する第2のス
    イッチ手段と、 をさらに有することを特徴とする請求項1から5のいず
    れか1項に記載の半導体記憶装置。
  7. 【請求項7】 前記第1のスイッチ手段は、 前記セルアレイの個数分と同数であり、各セルアレイに
    対応した位置に配置されることを特徴とする請求項6記
    載の半導体記憶装置。
  8. 【請求項8】 前記第2のスイッチ手段は、 前記第1のスイッチ手段と同数であり、前記リファレン
    スセルアレイと前記第2の電流/電圧変換手段との間の
    各経路に配置され、 前記第1のスイッチ手段による前記セルアレイの選択に
    より選択されたセルアレイと前記第1の電流/電圧変換
    手段との間に経路が形成されたとき、該経路のインピー
    ダンスと等しいインピーダンスとなる前記リファレンス
    セルアレイと前記第2の電流/電圧変換手段との間の経
    路を選択することを特徴とする請求項6または7記載の
    半導体記憶装置。
  9. 【請求項9】 前記第1の電流/電圧変換手段により変
    換されたメインセル電圧と前記第2の電流/電圧変換手
    段により変換されたリファレンスセル電圧とを比較し、
    論理値を出力する比較手段をさらに有することを特徴と
    する請求項1から8のいずれか1項に記載の半導体記憶
    装置。
  10. 【請求項10】 前記グローバルビット線のインピーダ
    ンスと前記ダミーグローバルビット線のインピーダンス
    との誤差は、所定の許容値内であることを特徴とする請
    求項1から9のいずれか1項に記載の半導体記憶装置。
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