JP2001184859A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP2001184859A
JP2001184859A JP36222199A JP36222199A JP2001184859A JP 2001184859 A JP2001184859 A JP 2001184859A JP 36222199 A JP36222199 A JP 36222199A JP 36222199 A JP36222199 A JP 36222199A JP 2001184859 A JP2001184859 A JP 2001184859A
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JP
Japan
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voltage
word line
misfet
vdm
potential
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JP36222199A
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English (en)
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Satoru Hanzawa
悟 半澤
Takeshi Sakata
健 阪田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】正の3値の電圧レベルを出力するワードドライ
バを提供する。 【解決手段】読み出し電位を供給するPMOSトランジ
スタMp11、待機電位を供給するNMOSトランジス
タMn11、Mn12、書き込み電位を供給するNMO
SトランジスタMn131、Mn132を用いた構成と
する。また、電圧振幅の異なるメインワード線MWLb
p、MWLbn、MWLtnおよび共通ワード線FXR
Wt、FXbnによりワードドライバを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置に関し、
特に、負性抵抗特性および非破壊読み出し特性を有する
メモリセルを用いた高信頼、高集積なメモリを含む半導
体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】スタティック・ランダム・アクセス・メ
モリ(SRAM)は、一般に2個のスイッチ用トランジ
スタとフリップフロップを形成する4個の記憶用トラン
ジスタからなる6トランジスタセルをメモリセルとし
て、広く用いられている。また、ダイナミック・ランダ
ム・アクセス・メモリ(DRAM)は、1個のスイッチ
用トランジスタと1個の記憶用キャパシタからなる1ト
ランジスタセルをメモリセルとして、広く用いられてい
る。これらのメモリセルは必要最小限の素子数で構成さ
れているために、近年の半導体装置におけるMOSトラ
ンジスタの高集積化および微細化にも関わらず、メモリ
チップ面積に対するメモリセル占有率の向上が難しくな
ってきている。そこで、従来と比べてスイッチ用トラン
ジスタが不要なために面積が小さいメモリセルが、例え
ば、アイ・イー・イー・イー、ジャーナル・オブ・ソリ
ッド−ステート・サーキッツ(1998年4月)第33
巻、4号、第669頁から第672頁(IEEE journal
of Solid-State Circuits,Vol. 33, no. 4, p
p. 669-672, APRIL 1998;以下、文献1と記述す
る)で述べられている。このメモリセルは、1個のトン
ネル・スイッチ・ダイオードが直交するワード線とビッ
ト線との間に配置され、一方の端子がワード線、他方の
端子がビット線にそれぞれ接続された構造となっている
ために、セル面積が原理的に最小である。また、メモリ
セルの読み書き動作に応じて正の3値の電圧レベルをワ
ード線に印加し、端子間の電圧に応じて流れる電流量に
よって情報の記憶と分別を行う。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、SRAMや
DRAMの高集積化と低電圧化に伴い、ワード線WLの
遅延時間が問題となっている。この問題を解決する手段
として、ワード線WLの負荷容量を低減するためにワー
ド線WLを分割し、その各々に配置されたドライバでそ
れぞれ独立に駆動する階層型ワード線構造と、この分割
されたワード線WL毎に配置されたドライバが提案され
ている。この構成に用いられるサブワードドライバが、
例えばヨーロピアン・ソリッド−ステート・サーキッツ
・コンファレンス ダイジェスト・オブ・テクニカル・
ペーパーズ(1992年9月)第131頁から第134
頁(European Solid-State Circuits Conference D
igest of Technical Papers, pp. 131-134, Sep
t. 1992;以下、文献2と記述する)で述べられてい
る。
【0004】この回路構成を図2に示す。PMOSトラ
ンジスタMp1とNMOSトランジスタMn1のゲート
にメインワード線MWLbを接続し、NMOSトランジ
スタMn2のゲートに共通ワード線FXbを接続する。
トランジスタMp1のソースに共通ワード線FXtを接
続し、トランジスタMn1、Mn2のソースを接地す
る。トランジスタMp1、Mn1、Mn2のドレインを
メインワード線を多分割したサブワード線SWLに接続
する。
【0005】図3に従い、図2に示した回路の動作を説
明する。ハイレベルの電源電圧VDDとなっているメイ
ンワード線MWLbがロウレベルの接地レベルVSSに
駆動されると、接地電位VSSとなっている共通ワード
線FXtが電源電圧VDDに駆動されることにより図2
に示すサブワードドライバにおけるトランジスタMp1
が導通し、接地電位VSSとなっているサブワード線S
WLを電源電圧VDDに駆動して選択状態となる。この
ように、従来のサブワードドライバはサブワード線SW
Lの電圧レベルをハイレベルもしくはロウレベルの2値
レベルに駆動する。
【0006】前述したトンネル・スイッチ・ダイオード
を用いたメモリアレイでは、ワード線を正の3値の電圧
レベルに駆動しなければならないため、文献2に示され
ているサブワードドライバを適用できない。本発明は、
このような問題を解決するためになされた。そして、高
信頼性を確保しつつ高速・低電力・高集積なSRAMお
よびDRAMを実現することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の代表的な手段は、以下の通りである。
【0008】複数のワード線と複数のビット線との所望
の交点に配置された複数のメモリセルと、前記複数のワ
ード線の各々に対応して設けられた複数のワードドライ
バとを有する半導体装置において、前記複数のワードド
ライバ(SWD)の各々は、ドレインまたはソースの何
れか1方に第1電圧(VDH)が供給される第1導電型
の第1MISFET(Mp11)と、ドレインまたはソ
ースの何れか1方に第2電圧(VDM)が印加される第
2導電型の第2MISFET(Mn11)および第3M
ISFET(Mn12)と、ドレインまたはソースの何
れか1方に第3電圧(VDL)が印加される第2導電型
の第4MISFET(Mn131)と、前記第2導電型
の第3MISFET(Mn131)の他方のドレインま
たはソースにドレインまたはソースの何れか1方を接続
した第2導電型の第5MISFET(Mn132)とを
有し、前記第1MISFET(Mp11)と前記第2M
ISFET(Mn11)とが直列に接続され、前記第4
MISFET(Mn131)と前記第5MISFET
(Mn132)とが直列に接続され、前記第2MISF
ET(Mn11)のソースおよびドレインが前記第3M
ISFET(Mn12)と各々接続され、前記第1MI
SFET(Mp11)の基板電位を第4の電位(VC
C)となすことが可能であり、前記第2から第5MIS
FETの基板電位を第5の電位(VSS)となすことが
可能であり、前記複数のワードドライバの各々は、前記
第1電圧(VDH)と前記第2電圧(VDM)と前記第
3電圧(VDL)のいずれかを出力することにある(例
えば図1を参照)。
【0009】本発明の別の代表的な手段の特徴は、同様
の半導体装置において、複数のワードドライバ(SW
D)の各々は、ドレインまたはソースの何れか1方に第
1電圧(VDH)と第2電圧(VDM)と第3の電圧
(VDL)のいずれかが供給される第1MISFET
(Mp51)と、ドレインまたはソースの何れか1方に
第2電圧(VDM)が印加される第2MISFET(M
n51)と、ドレインまたはソースの何れか1方に第1
電圧(VDH)と第2電圧(VDM)と第3の電圧(V
DL)のいずれかが供給される第3MISFET(Mn
52)とを有し、前記第1MISFET(Mp51)と
前記第2MISFET(Mn51)とが直列に接続さ
れ、前記第1MISFET(Mp51)のソースおよび
ドレインが前記第3MISFET(Mn52)のソース
およびドレインと各々接続され、前記第1MISFET
(Mp51)の基板電位を第4の電位(VCC)となす
ことが可能であり、前記第2および第3MISFET
(Mn51)の基板電位を第5電位(VSS)となすこ
とが可能であり、前記複数のワードドライバの各々は、
前記第1電圧(VDH)と前記第2電圧(VDM)と前
記第3の電圧(VDL)のいずれかを出力することにあ
る(例えば図13を参照)。
【0010】本発明のさらに別の代表的な手段の特徴
は、同様の半導体装置において、複数のワードドライバ
(SWD)の各々は、ドレインまたはソースの何れか1
方に第1電圧(VDH)と第2電圧(VDM)のいずれ
かが供給される第1導電型の第1MISFET(Mp8
1)と、ドレインまたはソースの何れか1方に第2電圧
(VDM)と第3の電圧(VDL)のいずれかが印加さ
れる第2導電型の第2MISFET(Mn81)と、ド
レインまたはソースの何れか1方に第1電圧(VDH)
と第2電圧(VDM)のいずれかが供給される第2電導
型の第3MISFET(Mn82)とを有し、前記第1
MISFET(Mp81)と前記第21MISFET
(Mn81)とが直列に接続され、且つ前記第1MIS
FET(Mp81)のソースおよびドレインが前記第3
MISFET(Mn82)のソースおよびドレインと各
々接続され、前記第1MISFET(Mp81)の基板
電位を第4電位(VCC)となすことが可能であり、前
記第2および第3MISFET(Mn81、Mn82)
の基板電位を第5電位(VSS)となすことが可能であ
り、前記複数のワードドライバの各々は、前記第1電圧
と前記第2電圧と前記第3電圧のいずれかを出力するこ
とにある(例えば図19を参照)。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を用いて詳細に説明する。実施例の各ブロックを構成
する回路素子は、特に制限されないが、公知のCMOS
(相補型MOSトランジスタ)等の集積回路技術によっ
て、単結晶シリコンのような1個の半導体基板上に形成
される。MOSFET(Metal Oxide Semiconductor
FieldEffect Transistor)の回路記号は矢印をつけ
ないものはN型MOSFET(NMOS)を表し、矢印
をつけたP型MOSFET(PMOS)と区別される。
以下MOSFETを呼ぶために簡略化してMOSと呼ぶ
ことにする。ただし、本願発明は金属ゲートと半導体層
の間に設けられた酸化膜絶縁膜を含む電界効果トランジ
スタだけに限定されるわけではなくMISFET(Meta
l Insulator Semiconductor Field Effect Transi
stor)等の一般的なFETを用いた回路に適用される。
【0012】前記文献1に示されたトンネル・スイッチ
・ダイオードは負性抵抗特性を有し、メモリセルに用い
られた場合、選択ワード線上にあるセルの非破壊読み出
し動作が可能である。また、書き込み動作では、選択ワ
ード線上にある非選択セルの記憶情報を破壊することな
く、任意のセルへ情報を書き込むことができる。
【0013】そこで、このメモリセルをSRAMに適用
する場合を例に、以下の実施例に従い本発明を説明す
る。なお、以下では図4に示す電圧設定を想定してい
る。すなわち、電源電圧、周辺回路、メインワード線お
よび共通ワード線の高レベルを電源電圧VCC、サブワ
ード線の高レベルをVDH(以下、読み出し電位と呼
ぶ)、待機時におけるサブワード線電圧をVDM(以
下、待機電位と呼ぶ)、サブワード線の低レベルをVD
L(以下、書き込み電位と呼ぶ)、メインワード線、共
通ワード線および周辺回路の低レベルを接地電位VSS
としている。図4では、読み出し電位VDHが電源電圧
VCCの場合を示しているが、以下の実施例では、特に
記載のない限り読み出し電位VDHは電源電圧VCCよ
りも低い値でもよい。
【0014】さらに、特に記載のない場合に、通常の周
辺回路内ではPMOSトランジスタのゲート電極材料に
はアクセプタを十分な濃度にドープしたピー プラス
シリコン(以下ではp+Siと表記)、NMOSトラン
ジスタにはドナーを十分にドープしたエヌ プラス シ
リコン(以下ではn+Siと表記)を用いる場合につい
て説明する。これは、しきい電圧調整用のイオン打ち込
み量を大きくすることなく、MOSトランジスタのしき
い電圧を小さくするためである。なお、ここでゲート電
極材料とはゲート電極中のゲート酸化膜と接する部分の
材料であり、例えばp+Siゲートと記述してもゲート
全体がp+Siである必要はなく、タングステンなどの
高融点金属とp+Siとの二層構造にしてもよい。
【0015】<実施例1>図5に、本発明によるSRA
Mの階層型ワード線構成の代表的な構成例を示す。サブ
ワード線SWL(SWL111、SWL112、…)を
それぞれ独立に制御するサブワードドライバSWD(S
WD111、SWD112、…)は、メインワード線M
WLbp(MWL1bp、MWL2bp、…)、MWL
bn(MWL1bn、MWL2bn、…)、MWLtn
(MWL1tn、MWL2tn、…)と共通ワード線F
XRWt(FXRW11t、FXRW12t、…)、F
Xbn(FX11bn、FX12bn、…)の交点にそ
れぞれ配置される。これらのサブワードドライバSWD
は複数個でサブワードドライバアレイSWDA(SWD
A11、SWDA12、…)を構成する。
【0016】サブワード線SWLはメモリセルアレイM
CA(MCA11、MCA12、…)に接続される。こ
れらのメモリセルアレイの隣には、複数個の読み書き制
御回路RWC(RWC11、RWC12、…)で構成さ
れる読み書き制御回路アレイRWCA(RWCA1、R
WCA2、…)が配置される。メインワード線MWLb
p、MWLbn、MWLtnは、メインワードドライバ
MWD(MWD1、MWD2、…)で駆動され、サブワ
ードドライバアレイSWDAとメモリセルアレイMCA
の上を横切る。ここで、メインワード線は非反転(tr
ue)と反転(bar)の相補信号で構成され、参照記
号の添え字tとbで区別される。さらに、反転信号はP
MOSトランジスタ用とNMOSトランジスタ用の信号
で構成され、それぞれ参照記号の添え字pとnで区別さ
れる。
【0017】一組の共通ワード線FXRWtp、FXb
nは共通ワードドライバFXD(FXD11、FXD1
2、…)で駆動され、これらの共通ワードドライバFX
Dは複数個で共通ワードドライバアレイFXDA(FX
DA1、FXDA2、…)を構成する。メインワードド
ライバアレイMWDAと共通ワードドライバアレイFX
DAは、サブワードドライバアレイSWDAやメモリセ
ルアレイMCAおよび読み書き制御回路アレイRWCA
の周囲に配置される。
【0018】サブワード線とメモリセルとの関係は、メ
モリセルアレイMCA(MC11、MC12、…)にお
いて、サブワード線SWLとビット線BLとの交点に白
丸で示す位置でサブワード線とメモリセルが接続されて
いる。
【0019】このメモリセルは、文献1の中で述べられ
ているようなトンネル・スイッチ・ダイオードを用いた
メモリセルである。すなわち図6に示すように、アルミ
ニウム電極−シリコン酸化膜−n型シリコン層(以下、
n型Si層と記す。)−p+Si層の4層からなる積層
構造となっている。アルミニウム電極をビット線BLに
接続し、p+Si層をサブワード線SWLに接続する。
ビット線BL(BL111、BL112、…)の片側に
はスイッチSW(SW111、SW112、…)が接続
され、複数のビット線毎に読み書き制御回路RWC(R
WC11、RWC12、…)が割り当てられる。したが
って、一組のビット線BL(BL111、BL112、
…)のうち、スイッチSW(SW111、SW112、
…)で選択された一本のビット線が読み書き制御回路R
WC11に接続される。
【0020】なお、読み書き制御回路RWC(RWC1
1、RWC12、…)は、読み出したメモリセルの記憶
情報の分別や、メモリセルへのデータの書き込みなどを
制御する。また、図5に示していないが、図5の回路は
読み書き動作を行うメモリセルを選択制御するためのア
ドレス入力信号端子およびアドレスデコーダを備え、入
力されたアドレス信号がアドレスデコーダでデコードさ
れてデコード信号を発生する。このデコード信号によ
り、選択するメモリセルが含まれるサブワード線SWL
を指定するように、メインワードドライバMWDや共通
ワードドライバFXDが活性化される。
【0021】図1に、本発明によるサブワード線を正の
3値の電圧レベルに駆動するサブワードドライバSWD
の構成例を示す。この図では、多数キャリアの導電型に
よってP型MOSトランジスタは矢印をつけたトランジ
スタ記号を用い、矢印の無いN型MOSトランジスタと
区別している。メインワード線信号はPMOSトランジ
スタMp11用とNMOSトランジスタMn11用を別
にして、PMOSトランジスタMp11のゲートにメイ
ンワード線MWLbpを、NMOSトランジスタMn1
1のゲートにメインワード線MWLbnを接続する。ま
た、NMOSトランジスタMn131のゲートにメイン
ワード線MWLtnを接続する。PMOSトランジスタ
Mp11のソースとNMOSトランジスタMn132の
ゲートに共通ワード線FXRWtを接続し、NMOSト
ランジスタMn12のゲートに共通ワード線FXbnを
接続する。トランジスタMn131のドレインにNMO
SトランジスタMn132のソースを接続し、トランジ
スタMn131のソースに書き込み電位VDLを入力す
る。
【0022】さらに、NMOSトランジスタMn11、
Mn12のソースに待機電位VDMを入力する。トラン
ジスタMp11、Mn11、Mn12およびMn132
のドレインにサブワード線SWLを接続する。トランジ
スタMp11の基板電位を電源電圧VCC、トランジス
タMn11、Mn12、Mn131およびMn132の
基板電位を接地電位VSSとする。
【0023】図7に従い、図1のサブワードドライバS
WDの動作を説明する。同図では、読み出し電位VDH
が電源電圧VCCに等しく、サブワード線SWL111
が選択されて読み出し動作を行う場合を示している。
【0024】まず、書き込み制御信号φwが接地電位V
SSに保持され、接地電位VSSとなっている読み出し
制御信号φrが電源電圧VCCに駆動されて読み出し状
態になると、メインワードドライバMWD1は電源電圧
VCCとなっているメインワード線MWL1bpを待機
電位VDM、電源電圧VCCとなっているメインワード
線MWL1bnを接地電位VSSにそれぞれ駆動し、メ
インワード線MWL1tnを接地電位VSSに保持す
る。
【0025】また、共通ワードドライバFXD11は接
地電位VSSになっている共通ワード線FXRW11t
を読み出し電位VDH(ここでは、電源電圧VC
C。)、電源電圧VCCになっている共通ワード線FX
11bnを接地電位VSSにそれぞれ駆動する。
【0026】よって、メインワード線MWL1bpが待
機電位VDMに、メインワード線MWL1bnおよびM
WL1tnが接地電位VSSに、それぞれ駆動され、共
通ワード線FXRW11tが読み出し電位VDHに、共
通ワード線FX11bnが接地電位VSSに、それぞれ
駆動されることにより、トランジスタMp11、Mn1
32が導通し、トランジスタMn11、Mn12、Mn
131がオフ状態となり、サブワードドライバSWD1
11が選択され、待機電位VDMとなっているサブワー
ド線SWL111を読み出し電位VDHに駆動する。
【0027】このような動作に対して、非選択のサブワ
ードドライバは三通りの状態となる。すなわち、第1に
メインワード線と共通ワード線が共に非選択の状態、第
2にメインワード線が選択され共通ワード線が非選択の
状態、第3にメインワード線が非選択の状態で共通ワー
ド線が選択された状態の三通りである。以下、これらに
ついて順に説明する。
【0028】第1に、メインワード線と共通ワード線が
共に非選択の状態を説明する。待機時には、全サブワー
ドドライバがこの状態である。サブワードドライバSW
D111が選択される時にも、例えばサブワードドライ
バSWD221はこの状態を保つ。
【0029】メインワード線MWLbp、MWLbnが
電源電圧VCCに、メインワード線MWLtnが接地電
位VSSに、それぞれ駆動され、共通ワード線FXRW
tが接地電位VSSに、共通ワード線FXbnが電源電
圧VCCに、それぞれ駆動されることにより、サブワー
ドドライバSWDにおけるトランジスタMn11、Mn
12が導通し、トランジスタMp11、Mn131、M
n132はオフ状態になり、サブワード線SWLを待機
電位VDMに駆動する。
【0030】第2に、メインワード線が選択され共通ワ
ード線が非選択の状態を説明する。サブワードドライバ
SWD111が選択される時に、例えばサブワードドラ
イバSWD121がこの状態になる。まず、メインワー
ドドライバMWD1は電源電圧VCCとなっているメイ
ンワード線MWL1bpを待機電位VDMに、電源電圧
VCCとなっているメインワード線MWL1bnを接地
電位VSSに、それぞれ駆動し、メインワード線MWL
1tnを接地電位VSSに保持する。また、共通ワード
ドライバFXD21は非選択状態を保持し、共通ワード
線FXRW21tを接地電位VSSに、共通ワード線F
X21bnを電源電圧VCCに、それぞれ保持する。
【0031】よって、メインワード線MWL1bpが待
機電位VDMに、メインワード線MWL1bnおよびM
WL1tnが接地電位VSSに、それぞれ駆動され、共
通ワード線FXRW21tが接地電位VSSに、共通ワ
ード線FX21bnが電源電圧VCCに、それぞれ駆動
されることにより、サブワードドライバSWD121に
おけるトランジスタMn12が導通し、トランジスタM
p11、Mn11、Mn131、Mn132がオフ状態
になり、サブワード線SWL121を待機電位VDMに
保持する。
【0032】第3に、メインワード線が非選択の状態で
共通ワード線が選択された状態を説明する。サブワード
ドライバSWD111が選択される時に、例えばサブワ
ードドライバSWD211がこの状態になる。
【0033】まず、メインワードドライバMWD2は非
選択状態を保持し、メインワード線MWL2bp、MW
L2bnを電源電圧VCCに、メインワード線MWL2
tnを接地電位VSSに、それぞれ保持する。また、共
通ワードドライバFXD11は、接地電位VSSになっ
ている共通ワード線FXRW11tを読み出し電位VD
H(ここでは、電源電圧VCC)に、電源電圧VCCに
なっている共通ワード線FX11bnを接地電位VSS
に、それぞれ駆動する。
【0034】よって、メインワード線MWL2bp、M
WL2bnが電源電圧VCCに、メインワード線MWL
2tnが接地電位VSSに、それぞれ駆動され、共通ワ
ード線FXRW11tが読み出し電位VDHに、共通ワ
ード線FX11bnが接地電位VSSに、それぞれ駆動
されることにより、サブワードドライバSWD211に
おけるトランジスタMn11、Mn132が導通し、ト
ランジスタMp11、Mn12、Mn131がオフ状態
になり、サブワード線SWL211を待機電位VDMに
保持する。
【0035】次に、図8に従い、図1のサブワードドラ
イバSWDの書き込み動作を説明する。同図では、読み
出し電位VDHが電源電圧VCCに等しく、サブワード
線SWL111が選択される場合を示している。
【0036】まず、読み出し制御信号φrが接地電位V
SSを保ち、接地電位VSSとなっている書き込み制御
信号φwが電源電圧VCCに駆動されて書き込み状態に
なると、メインワードドライバMWD1はメインワード
線MWL1bpを電源電圧VCCに保持して、電源電圧
VCCとなっているメインワード線MWL1bnを接地
電位VSSに、接地電位VSSとなっているメインワー
ド線MWL1tnを電源電圧VCCに、それぞれ駆動す
る。
【0037】また、共通ワードドライバFXD11は、
接地電位VSSになっている共通ワード線FXRW11
tを読み出し電位VDH(ここでは、電源電圧VCC)
に、電源電圧VCCになっている共通ワード線FX11
bnを接地電位VSSに、それぞれ駆動する。
【0038】よって、メインワード線MWL1bnが接
地電位VSSに、メインワード線MWL1bp、MWL
1tnが電源電圧VCCに、それぞれ駆動され、共通ワ
ード線FXRW11tが読み出し電位VDH(ここで
は、電源電圧VCC)に、共通ワード線FX11bnが
接地電位VSSに、それぞれ駆動されることにより、ト
ランジスタMn131、Mn132が導通し、トランジ
スタMp11、Mn11、Mn12がオフ状態となり、
サブワードドライバSWD111が選択され、待機電位
VDMとなっているサブワード線SWL111を書き込
み電位VDLに駆動する。
【0039】このような動作に対して、非選択のサブワ
ードドライバは三通りの状態となる。すなわち、第1に
メインワード線と共通ワード線が共に非選択の状態、第
2にメインワード線が選択され共通ワード線が非選択の
状態、第3にメインワード線が非選択の状態で共通ワー
ド線が選択された状態の三通りである。以下、これらに
ついて順に説明する。
【0040】第1に、メインワード線と共通ワード線が
共に非選択の状態を説明する。待機時には、全サブワー
ドドライバがこの状態である。また、サブワードドライ
バSWD111が選択される時に、例えばサブワードド
ライバSWD221がこの状態となる。
【0041】メインワード線MWLbp、MWLbnが
電源電圧VCCに、メインワード線MWLtnが接地電
位VSSに、それぞれ駆動され、共通ワード線FXRW
tが接地電位VSSに、共通ワード線FXbnが電源電
圧VCCに、それぞれ駆動されることにより、サブワー
ドドライバSWDにおけるトランジスタMn11、Mn
12が導通し、トランジスタMp11、Mn131、M
n132はオフ状態になり、サブワード線SWLを待機
電位VDMに駆動する。
【0042】第2に、メインワード線が選択され、共通
ワード線が非選択の状態を説明する。サブワードドライ
バSWD111が選択される時に、例えばサブワードド
ライバSWD121がこの状態になる。
【0043】まず、メインワードドライバMWD1はメ
インワード線MWL1bpを電源電圧VCCに保持し
て、電源電圧VCCとなっているメインワード線MWL
1bnを接地電位VSSに、接地電位VSSとなってい
るメインワード線MWL1tnを電源電圧VCCに、そ
れぞれ駆動する。また、共通ワードドライバFXD21
は、共通ワード線FXRW21tを接地電位VSSに、
共通ワード線FX21bnを電源電圧VCCに、それぞ
れ保持する。
【0044】よって、メインワード線MWL1bp、M
WL1tnが電源電圧VCCに、メインワード線MWL
1bnが接地電位VSSに、それぞれ駆動され、共通ワ
ード線FXRW21tが接地電位VSSに、共通ワード
線FX21bnが電源電圧VCCに、それぞれ駆動され
ることにより、サブワードドライバSWD121におけ
るトランジスタMn12、Mn131が導通し、トラン
ジスタMp11、Mn11、Mn132がオフ状態にな
り、サブワード線SWL121を待機電位VDMに保持
する。
【0045】第3に、メインワード線が非選択の状態で
共通ワード線が選択された状態を説明する。サブワード
ドライバSWD111が選択される時に、例えばサブワ
ードドライバSWD211がこの状態になる。
【0046】まず、メインワードドライバMWD2は非
選択状態を保持し、メインワード線MWL2bp、MW
L2bnを電源電圧VCCに、メインワード線MWL2
tnを接地電位VSSに、それぞれ保持する。また、共
通ワードドライバFXD11は、接地電位VSSになっ
ている共通ワード線FXRW11tを読み出し電位VD
H(ここでは、電源電圧VCC)に、電源電圧VCCに
なっている共通ワード線FX11bnを接地電位VSS
に、それぞれ駆動する。
【0047】よって、メインワード線MWL2bp、M
WL2bnが電源電圧VCCに、メインワード線MWL
2tnが接地電位VSSに、それぞれ駆動され、共通ワ
ード線FXRW11tが読み出し電位VDHに、共通ワ
ード線FX11bnが接地電位VSSに、それぞれ駆動
されることにより、サブワードドライバSWD211に
おけるトランジスタMn11、Mn132が導通し、ト
ランジスタMp11、Mn12、Mn131がオフ状態
になり、サブワード線SWL211を待機電位VDMに
保持する。
【0048】以上の動作から、図1に示すように、選択
されたサブワード線SWLを正の3値の電圧レベルに駆
動するサブワードドライバを5個のMOSトランジスタ
と3本のメインワード線および2本の共通ワード線とで
構成することができる。
【0049】図1に示したサブワードドライバに接続す
るメインワード線MWLbp、MWLbnおよびMWL
tnと共通ワード線FXRWtおよびFXbnをそれぞ
れ駆動するメインワードドライバMWDと共通ワードド
ライバFXDについて、以下に示す。
【0050】まず、図9にメインワードドライバMWD
を示す。図1に示したサブワードドライバでは、メモリ
セルの読み書き動作に応じた電圧レベルの選択信号を発
生するために、三種類のメインワード線MWLbp、M
WLbnおよびMWLtnを用いている。したがって、
NAND回路ND11、NDM11とインバータ回路N
V11、NV12を用いて、メインワード線MWLb
p、MWLbnおよびMWLtnを独立に駆動するよう
にメインワードドライバMWDが構成される。
【0051】すなわち、デコード信号axjと読み出し
制御信号φrをNAND回路NDM11にそれぞれ入力
し、その出力信号をメインワード線MWLbpとする。
また、デコード信号axjをインバータ回路NV11で
反転した信号をメインワード線MWLbnとする。さら
に、デコード信号axjと書き込み制御信号φwをNA
ND回路ND11にそれぞれ入力し、その出力信号ax
j11をインバータ回路NV12で反転させてメインワ
ード線MWLtnとする。
【0052】ここで、NAND回路NDM11は周辺回
路と同じ4個のMOSトランジスタで構成されるが、N
MOSトランジスタMn112のソースに待機電位VD
Mを入力する点が異なる。よって、入力信号の電圧振幅
VCCに対して、出力信号の電圧振幅は電源電圧VCC
から待機電位VDMとなる。
【0053】以上の構成を用いたメインワードドライバ
MWDの動作について示す。メインワードドライバMW
Dは、デコード信号axjが電源電圧VCCになること
により選択される。そして、メモリセルの読み書き動作
に応じた電圧レベルに、三種類のメインワード線MWL
bp、MWLbnおよびMWLtnを駆動する。
【0054】まず、書き込み制御信号φwが接地電位V
SSに保持され、接地電位VSSとなっている読み出し
制御信号φrが電源電圧VCCに駆動されて読み出し状
態となる場合について示す。それぞれ電源電圧VCCの
デコード信号axjと読み出し制御信号φrがNAND
回路NDM11に入力され、メインワード線MWLbp
を書き込み待機電位VDMに駆動する。また、電源電圧
VCCのデコード信号axjがインバータ回路NV11
に入力され、メインワード線MWLbnを接地電位VS
Sに駆動する。さらに、電源電圧VCCのデコード信号
axjと接地電位VSSの書き込み制御信号φwがNA
ND回路ND11に入力され、メインワード線MWLt
nを接地電位VSSに駆動する。
【0055】次に、読み出し制御信号φrが接地電位V
SSに保持され、接地電位VSSとなっている書き込み
制御信号φwが電源電圧VCCに駆動されて書き込み状
態となる場合について示す。電源電圧VCCのデコード
信号axjと接地電位VSSの読み出し制御信号φrが
NAND回路NDM11に入力され、メインワード線M
WLbpを電源電圧VCCに駆動する。また、電源電圧
VCCのデコード信号axjがインバータ回路NV11
に入力され、メインワード線MWLbnを接地電位VS
Sに駆動する。さらに、それぞれ電源電圧VCCのデコ
ード信号axjと書き込み制御信号φwがNAND回路
ND11に入力され、メインワード線MWLtnを電源
電圧VCCに駆動する。
【0056】図10に、共通ワードドライバFXDを示
す。図1に示したサブワードドライバでは、メモリセル
の読み書き動作に応じた電圧レベルの選択信号を発生す
るために、二種類の共通ワード線FXRWt、FXbn
を用いている。したがって、インバータ回路NVH2
1、NV21、NV22を用いて、共通ワード線FXR
Wt、FXbnを独立に駆動するように共通ワードドラ
イバFXDが構成される。
【0057】すなわち、デコード信号ajをインバータ
回路NVH21に入力し、その出力を共通ワード線FX
RWtとする。また、デコード信号ajをインバータ回
路NV21で反転させた信号ajbをインバータ回路N
V22に入力し、その出力を共通ワード線FXbnとす
る。ここで、インバータ回路NVH21は周辺回路で用
いられるインバータ回路と同じく2個のMOSトランジ
スタで構成されるが、PMOSトランジスタMp21の
ソースに読み出し電位VDHを入力する点が異なる。
【0058】したがって、電源振幅VCCの入力信号に
対して、出力信号の振幅は読み出し電位VDHから接地
電位VSSとなる。また、直列接続したインバータ回路
NV21、NV22は共通ワード線FXbnを十分に駆
動するためのドライバの役目を果たすが、デコード信号
aj発生回路の駆動能力が十分高い場合、取り除いても
よい。
【0059】次に、以上の構成を用いた共通ワードドラ
イバFXDの動作について示す。共通ワードドライバF
XDはデコード信号ajが接地電位VSSになることに
より選択され、二種類の共通ワード線FXRWt、FX
bnを駆動する。すなわち、接地電位VSSのデコード
信号ajがインバータ回路NVH21に入力され、共通
ワード線FXRWtを読み出し電位VDHに駆動する。
また、接地電位VSSのデコード信号をインバータ回路
NV21で反転した電源電圧VCCのデコード信号aj
bがインバータ回路NV22に入力され、共通ワード線
FXbnを接地電位VSSに駆動する。
【0060】以上では、読み書き電位VDHが電源電圧
VCCに等しい場合を示しているが、前述したように、
読み書き電位VDHは電源電圧VCCよりも低くともよ
い。また、図9ではデコード信号axjに読み出し制御
信号φrおよび書き込み制御信号φwを組み合わせてメ
インワードドライバMWDを制御する例を示したが、φ
rかφwかのどちらか一方の制御信号とデコード信号a
xjとを組み合わせて制御することもできる。以下で
は、サブワードドライバの別の構成例を説明する。
【0061】<実施例2>本実施例では、読み出し電位
VDHが電源電圧VCCよりも高い場合について説明す
る。まず、図1に示したサブワードドライバSWDにお
いて、PMOSトランジスタMp11の基板電位を読み
出し電位VDHとする。
【0062】次に、図11に、読み出し電位VDHが電
源電圧VCCよりも高い場合に使用する、電圧振幅変換
用バッファの構成例を示す。インバータ回路NV31と
4個のMOSトランジスタからなるレベルシフト回路L
SCH31を直列接続したバッファBUF31を用い
て、周辺回路の電圧振幅VCCを所望の電圧振幅に変換
する。例えば、図9に示したメインワードドライバMW
Dにおいて、NAND回路NDM11を周辺回路と同じ
電源電圧のNAND回路とし、その出力端子に図11に
示したバッファBUF31を挿入する。この場合、レベ
ルシフト回路LSCH31の電源電圧VAを待機電位V
DMとして、周辺回路の電圧振幅VCCに対して、メイ
ンワード線MWLbpを待機電位VDMから読み出し電
位VDHの振幅で駆動する。
【0063】また、図10に示した共通ワードドライバ
FXDにおいて、インバータ回路NVH21を周辺回路
と同じ電源電圧のインバータ回路とし、その出力端子に
図11に示したバッファBUF31を挿入する。この場
合、レベルシフト回路LSCH31の電源電圧VAを接
地電位VSSとして、周辺回路の電圧振幅VCCに対し
て、共通ワード線FXRWtを接地電位VSSから読み
出し電位VDHの振幅で駆動する。
【0064】以上のように、読み出し電位VDHが電源
電圧VCCよりも高い場合、図1に示したサブワードド
ライバSWDにおいて、PMOSトランジスタMp11
の基板電位を読み出し電位VDHとし、図11に示した
バッファBUF31を用いることにより、サブワード線
を正の3値の電圧レベルに駆動することができる。
【0065】<実施例3>図12に、サブワードドライ
バの別の構成例を示す。この構成例は、実施例1のサブ
ワードドライバを元に、特開平10−200073で述
べられているようなMOSトランジスタにおけるゲート
−ドレイン間の酸化膜における電界を緩和する手法を応
用したものである。したがって、読み出し電位VDHが
電源電圧VCCよりも高い場合に、図11に示したバッ
ファ回路と共に使用することにより、信頼性の高い動作
を実現できる。
【0066】PMOSトランジスタMp41とNMOS
トランジスタMn41、Mn42、Mn431、Mn4
32は、図1に示したサブワードドライバにおけるPM
OSトランジスタMp11とNMOSトランジスタMn
11、Mn12、Mn131、Mn132にそれぞれ対
応する。図1に示したサブワードドライバと異なる点
は、トランジスタMp41の基板電位を読み出し電位V
DHとしているところである。また、トランジスタMp
41のドレインとサブワード線SWLとの間に基板電位
が読み出し電位VDHの電界緩和用PMOSトランジス
タMp42が挿入され、さらにトランジスタMn41、
Mn42のドレイン電極とサブワード線SWLとの間に
基板電位が接地電位VSSの電界緩和用NMOSトラン
ジスタMn44が挿入されているところである。
【0067】図中では、PMOSトランジスタMp42
のゲートに接地電位VSSを、NMOSトランジスタM
n44のゲートに電源電圧VCCを、それぞれ入力する
場合について示している。これらのゲートに入力する定
電圧レベルは一つとは限らず、適当な電圧振幅をもつパ
ルスとしてもよい。また、共通ワード線FXRWtをト
ランジスタMp41専用とし、トランジスタMn432
のゲートに共通ワード線FXRWtnを接続する。
【0068】共通ワード線FXRWtとFXRWtnは
同じ論理値を出力するが、例えば、共通ワード線FXR
Wtの電圧振幅が待機電位VDM(ロウレベル)から読
み出し電位VDH(ハイレベル)であるのに対して、共
通ワード線FXRWtnの電圧振幅は接地電位VSS
(ロウレベル)から電源電圧VCC(ハイレベル)であ
るものとする。
【0069】次に、このような構成による電界緩和の効
果を説明する。トランジスタMp41が導通してサブワ
ード線SWLが読み出し電位VDHに駆動される場合、
トランジスタMn41、Mn42がカットオフ状態にあ
るので、トランジスタMn44には定常的に電流が流れ
ない。NMOSトランジスタのしきい電圧をVtnと表
すと、トランジスタMn44のソース電位、すなわちト
ランジスタMn41、Mn42のドレイン電圧はVCC
−Vtnとなる。したがって、トランジスタMn11、
Mn12のゲート−ドレイン間の酸化膜における電界
を、読み出し電位VDHからVCC−Vtnに緩和する
ことができる。
【0070】このとき、図7で示した動作からわかるよ
うに、共通ワード線FXRWtnがハイレベルの電源電
圧VCCに駆動されるので、トランジスタMn432も
同様に電界緩和用トランジスタの役割を果たす。すなわ
ち、トランジスタMn431のドレイン電圧が読み出し
電位VDHからVCC−Vtnに低減され、トランジス
タMn431のゲート−ドレイン間の酸化膜における電
界を、読み出し電位VDHからVCC−Vtnに緩和す
ることができる。
【0071】一方、トランジスタMn431、Mn43
2が導通してサブワード線SWLが書き込み電位VDL
に駆動される場合、トランジスタMp41はカットオフ
状態にあるので、トランジスタMp42には定常的に電
流が流れない。PMOSトランジスタのしきい電圧の絶
対値をVtpと表すと、トランジスタMp42のソース
電位、すなわちトランジスタMp41のドレイン電圧は
Vtpとなる。したがって、Vtpが書き込み電位VD
Lよりも高い場合、トランジスタMp41のドレイン電
圧が書き込み電位VDLからVtpに引き上げられるこ
ととなるので、トランジスタMp41のゲート−ドレイ
ン間の酸化膜における電界を緩和することができる。
【0072】以上のような構成に加えて、特開平10−
200073で述べられているように、PMOSトラン
ジスタMp41、Mp42にn+Siゲートを用いて、
サブワード線SWLが読み出し電位VDHに駆動される
時のPMOSトランジスタMp41、Mp42における
ゲート−ドレインおよびゲート−ソース間の酸化膜にお
ける電界を緩和する方法を適用することもできる。した
がって、トランジスタMp41、Mn41、Mn42、
Mn431のゲート−ドレイン間およびゲート−ソース
間の酸化膜における電界を緩和しつつ、サブワード線を
正の3値の電位レベルに駆動するサブワードドライバを
7個のMOSトランジスタと3本のメインワード線およ
び3本の共通ワード線で実現することができる。
【0073】さらに、以上で述べた電界緩和の手法はメ
インワードドライバMWDや共通ワードドライバFXD
にも適用できる。
【0074】<実施例4>図13に、さらに別のサブワ
ードドライバの構成例を示す。この構成例は、アイ・イ
ー・イー・イー、ジャーナル・オブ・ソリッド−ステー
ト・サーキッツ(1992年9月)第31巻、9号、第
1302頁から第1307頁(IEEE journal of Sol
id-State Circuits, Vol.31, no.9, pp.1302-1307,
Sept.1996;以下、文献3と記述する)で述べられてい
るようなサブワードドライバを元に、共通ワード線を正
の3値の電圧レベルに駆動することにより、サブワード
線を正の3値の電圧レベルに駆動するようにしたもので
ある。ここで、正の3値の電圧とは、図4に示した電圧
設定を一例としている。
【0075】メインワード線信号はPMOSトランジス
タMp51とNMOSトランジスタMn51のゲートに
メインワード線MWLb、NMOSトランジスタMn5
2のゲートにメインワード線MWLtをそれぞれ接続す
る。また、PMOSトランジスタMp51とNMOSト
ランジスタMn52のソースに共通ワード線FXtを接
続する。さらに、トランジスタMn51のソースに待機
電位VDMを入力し、トランジスタMp51、Mn51
およびMn52のドレインにサブワード線SWLを接続
する。トランジスタMp51の基板電位を電源電圧VC
Cとし、トランジスタMn51、Mn52の基板電位を
接地電位VSSとする。
【0076】図14に従い、図13のサブワードドライ
バSWDの動作を説明する。同図では、読み出し電位V
DHが電源電圧VCCに等しく、サブワード線SWL1
11が選択されて読み出し動作を行う場合を示してい
る。
【0077】まず、書き込み制御信号φwが接地電位V
SSに保持され、接地電位VSSとなっている読み出し
制御信号φrが電源電圧VCCに駆動されて読み出し状
態になると、メインワードドライバMWD1は電源電圧
VCCとなっているメインワード線MWL1bを接地電
位VSSに、接地電位VSSとなっているメインワード
線MWL1tを電源電圧VCCに、それぞれ駆動する。
また、共通ワードドライバFXD11は、待機電位VD
Mになっている共通ワード線FX11tを読み出し電位
VDH(ここでは、電源電圧VCC)に駆動する。
【0078】よって、メインワード線MWL1bが接地
電位VSS、メインワード線MWL1tが電源電圧VC
Cにそれぞれ駆動され、共通ワード線FX11tが読み
出し電位VDHに駆動されることにより、トランジスタ
Mp51、Mn52が導通し、トランジスタMn51が
オフ状態となり、サブワードドライバSWD111が選
択され、待機電位VDMとなっているサブワード線SW
L111を読み出し電位VDHに駆動する。
【0079】このような動作に対して、非選択のサブワ
ードドライバは三通りの状態となる。すなわち、第1に
メインワード線と共通ワード線が共に非選択の状態、第
2にメインワード線が選択され共通ワード線が非選択の
状態、第3にメインワード線が非選択の状態で共通ワー
ド線が選択された状態の三通りである。以下、これらに
ついて順に説明する。
【0080】第1に、メインワード線と共通ワード線が
共に非選択の状態を説明する。待機時には、全サブワー
ドドライバがこの状態である。サブワードドライバSW
D111が選択される時にも、例えばサブワードドライ
バSWD221はこの状態を保つ。
【0081】メインワード線MWLbが電源電圧VCC
に、メインワード線MWLtnが接地電位VSSに、そ
れぞれ駆動され、共通ワード線FXtが待機電位VDM
にそれぞれ駆動されることにより、サブワードドライバ
SWDにおけるトランジスタMn51が導通し、トラン
ジスタMp51、Mn52はオフ状態になり、サブワー
ド線SWLを待機電位VDMに駆動する。
【0082】第2に、メインワード線が選択され共通ワ
ード線が非選択の状態を説明する。サブワードドライバ
SWD111が選択される時に、例えばサブワードドラ
イバSWD121がこの状態になる。
【0083】まず、メインワードドライバMWD1は電
源電圧VCCとなっているメインワード線MWL1bを
接地電位VSSに、接地電位VSSとなっているメイン
ワード線MWL1tを電源電圧VCCに、それぞれ駆動
する。また、共通ワードドライバFXD21は非選択状
態を保持し、共通ワード線FX21tを待機電位VDM
にそれぞれ保持する。よって、メインワード線MWL1
bが接地電位VSSに、メインワード線MWL1tが電
源電圧VCCに、それぞれ駆動され、共通ワード線FX
21tが待機電位VDMに駆動されることにより、サブ
ワードドライバSWD121におけるトランジスタMp
51、Mn52が導通し、トランジスタMn51がオフ
状態になり、サブワード線SWL121を待機電位VD
Mに保持する。
【0084】第3に、メインワード線が非選択の状態で
共通ワード線が選択された状態を説明する。サブワード
ドライバSWD111が選択される時に、例えばサブワ
ードドライバSWD211がこの状態になる。
【0085】まず、メインワードドライバMWD2は非
選択状態を保持し、メインワード線MWL2bを電源電
圧VCCに、メインワード線MWL2tを接地電位VS
Sに、それぞれ保持する。また、共通ワードドライバF
XD11は、待機電位VDMになっている共通ワード線
FX11tを読み出し電位VDH(ここでは、電源電圧
VCC)に駆動する。よって、メインワード線MWL2
bが電源電圧VCCに、メインワード線MWL2tが接
地電位VSSに、それぞれ駆動され、共通ワード線FX
11tが読み出し電位VDHに駆動されることにより、
サブワードドライバSWD211におけるトランジスタ
Mn51が導通し、トランジスタMp51、Mn52が
オフ状態になり、サブワード線SWL211を待機電位
VDMに保持する。
【0086】次に、図15に従い、図13のサブワード
ドライバSWDの書き込み動作を説明する。同図では、
読み出し電位VDHが電源電圧VCCに等しく、サブワ
ード線SWL111が選択される場合を示している。
【0087】まず、読み出し制御信号φrが接地電位V
SSを保ち、接地電位VSSとなっている書き込み制御
信号φwが電源電圧VCCに駆動されて書き込み状態に
なると、メインワードドライバMWD1は電源電圧VC
Cとなっているメインワード線MWL1bを接地電位V
SS、接地電位VSSとなっているメインワード線MW
L1tを電源電圧VCCにそれぞれ駆動する。
【0088】また、共通ワードドライバFXD11は、
待機電位VDMになっている共通ワード線FX11tを
書き込み電位VDLに駆動する。よって、メインワード
線MWL1bが接地電位VSSに、メインワード線MW
L1tが電源電圧VCCに、それぞれ駆動され、共通ワ
ード線FX11tが書き込み電位VDLに駆動されるこ
とにより、トランジスタMp51、Mn52が導通し、
トランジスタMn51がオフ状態となり、サブワードド
ライバSWD111が選択され、待機電位VDMとなっ
ているサブワード線SWL111を書き込み電位VDL
に駆動する。
【0089】このような動作に対して、非選択のサブワ
ードドライバは三通りの状態となる。すなわち、第1に
メインワード線と共通ワード線が共に非選択の状態、第
2にメインワード線が選択され共通ワード線が非選択の
状態、第3にメインワード線が非選択の状態で共通ワー
ド線が選択された状態の三通りである。以下、これらに
ついて順に説明する。
【0090】第1に、メインワード線と共通ワード線が
共に非選択の状態を説明する。サブワードドライバSW
D111が選択される時に、例えばサブワードドライバ
SWD221がこの状態となる。まず、メインワードド
ライバMWD2は非選択状態を保持し、メインワード線
MWL2bを電源電圧VCC、メインワード線MWL2
tを接地電位VSSにそれぞれ保持する。また、共通ワ
ードドライバFXD21は、共通ワード線FX21tを
待機電位VDMに保持する。
【0091】よって、メインワード線MWL2bが電源
電圧VCCに、メインワード線MWL2tが接地電位V
SSに、それぞれ駆動され、共通ワード線FX21tが
待機電位VDMに駆動されることにより、サブワードド
ライバSWDにおけるトランジスタMn51が導通し、
トランジスタMp51、Mn52はオフ状態になり、サ
ブワード線SWLを待機電位VDMに駆動する。
【0092】第2に、メインワード線が選択され共通ワ
ード線が非選択の状態を説明する。サブワードドライバ
SWD111が選択される時に、例えばサブワードドラ
イバSWD121がこの状態になる。
【0093】まず、メインワードドライバMWD1は電
源電圧VCCとなっているメインワード線MWL1bを
接地電位VSSに、接地電位VSSとなっているメイン
ワード線MWL1tを電源電圧VCCに、それぞれ駆動
する。また、共通ワードドライバFXD21は共通ワー
ド線FX21t待機電位VDMに保持する。よって、メ
インワード線MWL1bが接地電位VSSに、メインワ
ード線MWL1tが電源電圧VCCに、それぞれ駆動さ
れ、共通ワード線FX21tが待機電位VDMに駆動さ
れることにより、サブワードドライバSWD121にお
けるトランジスタMp51、Mn52が導通し、トラン
ジスタMn51がオフ状態になり、サブワード線SWL
121を待機電位VDMに保持する。
【0094】第3に、メインワード線が非選択の状態で
共通ワード線が選択された状態を説明する。サブワード
ドライバSWD111が選択される時に、例えばサブワ
ードドライバSWD211がこの状態になる。
【0095】まず、メインワードドライバMWD2は非
選択状態を保持し、メインワード線MWL2bを電源電
圧VCC、メインワード線MWL2tを接地電位VSS
にそれぞれ保持する。また、共通ワードドライバFXD
11は、待機電位VDMになっている共通ワード線FX
11tを書き込み電位VDLに駆動する。
【0096】よって、メインワード線MWL2bが読み
出し電位VDHに、メインワード線MWL2tが接地電
位VSSに、それぞれ駆動され、共通ワード線FX11
tが書き込み電位VDLにそれぞれ駆動されることによ
り、サブワードドライバSWD211におけるトランジ
スタMn51が導通し、トランジスタMp51、Mn5
2がオフ状態になり、サブワード線SWL211を待機
電位VDMに保持する。
【0097】以上の動作から、図13に示すように、選
択されたサブワード線SWLを正の3値の電圧レベルに
駆動するサブワードドライバを3個のMOSトランジス
タと2本のメインワード線および1本の共通ワード線と
で構成することができる。
【0098】図13に示したサブワードドライバに接続
するメインワード線MWLb、MWLtと共通ワード線
FXtをそれぞれ駆動するメインワードドライバMWD
と共通ワードドライバFXDについて、以下に示す。
【0099】まず、メインワードドライバMWDは、図
16に示すようにインバータ回路NV61、NV62を
用いて構成され、メインワード線MWLbおよびMWL
tを独立に駆動する。すなわち、デコード信号axjを
インバータ回路NV61に入力して、その出力信号をメ
インワード線MWLbとする。また、メインワード線M
WLbをインバータ回路NV62でさらに反転した信号
をメインワード線MWLtとする。ここで、直列接続し
たインバータ回路NV61およびNV62はメインワー
ド線MWLtを十分に駆動するためのドライバの役割も
果たしているが、デコード信号axj発生回路の駆動能
力が十分高い場合にはデコード信号axjをそのままメ
インワード線MWLtとしてもよい。
【0100】以上の構成を用いたメインワードドライバ
MWDは、デコード信号axjが電源電圧VCCになる
ことにより選択される。すなわち、電源電圧VCCのデ
コード信号axjがインバータ回路NV61に入力さ
れ、メインワード線MWLbを接地電位VSSに駆動す
る。さらに、メインワード線MWLbがインバータ回路
NV62で反転され、メインワード線MWLtを電源電
圧VCCに駆動する。
【0101】図17に、共通ワードドライバFXDを示
す。インバータ回路NV71、NV72、NAND回路
ND71、NOR回路NR71、電圧選択回路NVS7
1を用いて、メモリセルの読み書き動作に応じて共通ワ
ード線FXtを正の3値の電圧レベルに駆動することが
特徴である。
【0102】すなわち、デコード信号ajをインバータ
回路NV71で反転した信号ajbと読み出し制御信号
φrをNAND回路ND71に入力し、その出力をデコ
ード信号ajrb71とする。また、書き込み制御信号
φwをインバータ回路NV72で反転させた信号φwb
とデコード信号ajをそれぞれNOR回路NR71に入
力し、その出力信号をajw71とする。電圧選択回路
NVS71は、ゲートにデコード信号ajrb71が接
続されたPMOSトランジスタMp71、ゲートにデコ
ード信号ajが接続されたNMOSトランジスタMn7
1と、ゲートにデコード信号ajw71が接続されたN
MOSトランジスタMn72で構成される。
【0103】トランジスタMp71のソースに読み出し
電圧VDH、トランジスタMn71のソースに待機電圧
VDM、トランジスタMn72のソースに書き込み電圧
VDLをそれぞれ入力し、トランジスタMp71、トラ
ンジスタMn71、トランジスタMn72のドレインを
共通ワード線FXtにそれぞれ接続する。トランジスタ
Mp71の基板電位を電源電圧VCC、トランジスタM
n71、Mn72の基板電位を接地電位VSSとする。
【0104】次に、以上の構成を用いた共通ワードドラ
イバFXDの動作について示す。共通ワードドライバF
XDはデコード信号ajが接地電位VSSになることに
より選択され、メモリセルの読み書き動作に応じて共通
ワード線FXtを正の3値の電圧レベルに駆動する。
【0105】まず、書き込み制御信号φwが接地電位V
SSに保持され、接地電位VSSとなっている読み出し
制御信号φrが電源電圧VCCに駆動されて読み出し状
態となる場合について示す。電圧選択回路NVS71に
おいて、それぞれ接地電位VSSのデコード信号aj、
ajrb71およびajw71が入力され、トランジス
タMp71が導通して共通ワード線FXtを読み出し電
位VDHに駆動する。
【0106】次に、読み出し制御信号φrが接地電位V
SSに保持され、接地電位VSSとなっている書き込み
制御信号φwが電源電圧VCCに駆動されて書き込み状
態となる場合について示す。電圧選択回路NVS71に
おいて、接地電位VSSのデコード信号ajと、それぞ
れ電源電圧VCCのデコード信号ajrb71およびa
jw71が入力され、トランジスタMn72が導通して
共通ワード線FXtを書き込み電位VDLに駆動する。
【0107】以上のようなメインワードドライバMWD
と共通ワードドライバFXDを用いて、文献3に示され
た従来からの構成のサブワードドライバに所望の期間だ
け正の3値の電圧レベルを供給することにより、メモリ
セルの読み書き動作に応じてサブワード線を正の3値の
電圧レベルに駆動することができる。
【0108】また、図17ではデコード信号ajに読み
出し制御信号φrおよび書き込み制御信号φwを組み合
わせて共通ワードドライバFXDを制御する例を示した
が、デコード信号ajにどちらか一方の制御信号を組み
合わせて制御することもできる。さらに、これまでは図
4の電圧設定例に従い読み書き電位VDHが電源電圧V
CCに等しい場合を示してきたが、前述したように読み
書き電位VDHは電源電圧VCCよりも低くともよい。
【0109】<実施例5>本実施例では、読み出し電位
VDHが電源電圧VCCよりも高い場合、サブワード線
を正の3値の電圧レベルに駆動することができるサブワ
ードドライバの構成例を示す。まず、実施例2で示した
方法を適用して、図13に示したサブワードドライバS
WDを元に、トランジスタMp51の基板電位を読み出
し電位VDHとする場合について述べる。メインワード
線MWLbと共通ワード線FXtのハイレベルを読み出
し電位VDHとし、図16に示したメインワードドライ
バMWDにおいて、インバータ回路NV61の出力端子
に図11に示したバッファBUF31を挿入する。バッ
ファBUF31を構成するレベルシフト回路LSCH3
1の電源電圧VAを接地電位VSSとすることにより、
周辺回路の電圧振幅VCCに対して、メインワード線M
WLbpを接地電位VSSから読み出し電位VDHの振
幅で駆動する。
【0110】また、図17に示した共通ワードドライバ
FXDの電圧選択回路NVS71において、トランジス
タMp71の基板電位を読み出し電位VDHとする。さ
らに、NAND回路ND71の出力端子に図11に示し
たバッファBUF31を挿入する。バッファBUF31
を構成するレベルシフト回路LSCH31の電源電圧V
Aを接地電位VSSとして、周辺回路の電圧振幅VCC
に対して、デコード信号ajrb71を接地電位VSS
から読み出し電位VDHの振幅で駆動する。
【0111】さらに、読み出し電位VDHが電源電圧V
CCよりも高い場合、実施例3で示したように特開平1
0−200073で述べられている手法を適用して、ト
ランジスタにおけるゲート−ドレインおよびゲート−ソ
ース間の酸化膜における電界を緩和したサブワードドラ
イバの構成例について述べる。
【0112】すなわち、図18に示すように、トランジ
スタMp511と共通ワード線FXtとの間に基板電位
が読み出し電位VDHの電界緩和用PMOSトランジス
タMp512、トランジスタMn511のドレイン電極
とサブワード線SWLとの間に基板電位が接地電位VS
Sの電界緩和用NMOSトランジスタMn513をそれ
ぞれ挿入し、トランジスタMp512のゲートに接地電
位VSS、トランジスタMn513のゲートに電源電圧
VCCをそれぞれ入力する。これらの定電圧レベルは一
つとは限らず、適当な電圧振幅をもつパルスとしてもよ
い。
【0113】このような構成により、トランジスタMp
511が導通してサブワード線SWLが読み出し電位V
DHに駆動される場合、トランジスタMn511のドレ
イン電圧が、読み出し電位VDHからVCC−Vtn
(ここで、VtnはNMOSトランジスタのしきい電
圧)に低減される。よって、トランジスタMn511の
ゲート−ドレイン間の酸化膜における電界を緩和するこ
とができる。
【0114】一方、PMOSトランジスタのしきい電圧
の絶対値Vtpが書き込み電位VDLより大きい場合、
共通ワード線が書き込み電位VDLに駆動される非選択
サブワードドライバSWD(例えば、サブワードドライ
バSWD111が選択される時のサブワードドライバS
WD211)において、トランジスタMp511のソー
ス電圧が、書き込み電位VDLからVtpに引き上げら
れる。
【0115】よって、トランジスタMp511のゲート
−ソース間の酸化膜における電界を緩和することができ
る。
【0116】以上のような構成に加えて、特開平10−
200073で述べられているように、PMOSトラン
ジスタMp511、Mp512にnSiゲートを用い
て、サブワード線SWLが読み出し電位VDHに駆動さ
れる時のPMOSトランジスタMp511、Mp512
におけるゲート−ドレインおよびゲート−ソース間の酸
化膜における電界を緩和する方法を適用することもでき
る。
【0117】したがって、トランジスタMp511、M
n511のゲート−ドレイン間およびゲート−ソース間
の酸化膜における電界を緩和しつつ、サブワード線を正
の3値の電位レベルに駆動するサブワードドライバを5
個のMOSトランジスタと2本のメインワード線および
1本の共通ワード線で実現することができる。
【0118】また、以上で述べた方法を適用して、メイ
ンワードドライバMWDや共通ワードドライバFXDお
けるトランジスタのゲート−ドレイン間およびゲート−
ソース間の酸化膜における電界を緩和することができ
る。
【0119】<実施例6>図19に、さらに別のサブワ
ードドライバの構成例を示す。この構成例は、文献3で
述べられているようなサブワードドライバを元に、サブ
ワード線を正の3値の電圧に駆動するようにしたもので
ある。ここで、正の3値の電圧とは、図4に示した電圧
設定を一例としている。
【0120】図13示したサブワードドライバとの違い
は、NMOSトランジスタMn81のソースに共通ワー
ド線FXbnを接続したことにある。このような構成に
することで、メインワード線および共通ワード線の電圧
レベルを2値とすることができる。
【0121】以下、図20に従い、図19のサブワード
ドライバSWDの動作を説明する。同図では、読み出し
電位VDHが電源電圧VCCに等しく、サブワード線S
WL111が選択されて読み出し動作を行う場合を示し
ている。
【0122】まず、書き込み制御信号φwが接地電位V
SSに保持され、接地電位VSSとなっている読み出し
制御信号φrが電源電圧VCCに駆動されて読み出し状
態になると、メインワードドライバMWD1は電源電圧
VCCとなっているメインワード線MWL1bを接地電
位VSSに、接地電位VSSとなっているメインワード
線MWL1tを電源電圧VCCに、それぞれ駆動する。
また、共通ワードドライバFXD11は、待機電位VD
Mになっている共通ワード線FX11tpを読み出し電
位VDH(ここでは、電源電圧VCC)に駆動し、共通
ワード線FX11bnを待機電位VDMに保持する。
【0123】よって、メインワード線MWL1bが接地
電位VSS、メインワード線MWL1tが電源電圧VC
Cにそれぞれ駆動され、共通ワード線FX11tpが読
み出し電位VDH、FX11bnが待機電位VDMに駆
動されることによりトランジスタMp81、Mn82が
導通し、トランジスタMn81がオフ状態となり、サブ
ワードドライバSWD111が選択され、待機電位VD
Mとなっているサブワード線SWL111を読み出し電
位VDHに駆動する。
【0124】このような動作に対して、非選択のサブワ
ードドライバは三通りの状態となる。すなわち、第1に
メインワード線と共通ワード線が共に非選択の状態、第
2にメインワード線が選択され共通ワード線が非選択の
状態、第3にメインワード線が非選択の状態で共通ワー
ド線が選択された状態の三通りである。以下、これらに
ついて順に説明する。
【0125】第1に、メインワード線と共通ワード線が
共に非選択の状態を説明する。待機時には、全サブワー
ドドライバがこの状態である。サブワードドライバSW
D111が選択される時にも、例えばサブワードドライ
バSWD221はこの状態を保つ。
【0126】メインワード線MWLbが電源電圧VCC
に、メインワード線MWLtnが接地電位VSSに、そ
れぞれ駆動され、共通ワード線FXtp、FXbnが待
機電位VDMにそれぞれ駆動されることにより、サブワ
ードドライバSWDにおけるトランジスタMn81が導
通し、トランジスタMp81、Mn82はオフ状態にな
り、サブワード線SWLを待機電位VDMに駆動する。
【0127】第2に、メインワード線が選択され共通ワ
ード線が非選択の状態を説明する。サブワードドライバ
SWD111が選択される時に、例えばサブワードドラ
イバSWD121がこの状態になる。
【0128】まず、メインワードドライバMWD1は電
源電圧VCCとなっているメインワード線MWL1bを
接地電位VSSに、接地電位VSSとなっているメイン
ワード線MWL1bを電源電圧VCCに、それぞれ駆動
する。また、共通ワードドライバFXD21は非選択状
態を保持し、共通ワード線FX21tp、FX21bn
を待機電位VDMにそれぞれ保持する。
【0129】よって、メインワード線MWL1bが接地
電位VSS、メインワード線MWL1tが読み出し電位
VDHにそれぞれ駆動され、共通ワード線FX21t
p、FX21bnが待機電位VDMに駆動されることに
より、サブワードドライバSWD121におけるトラン
ジスタMp81、Mn82が導通し、トランジスタMn
81がオフ状態になり、サブワード線SWL121を待
機電位VDMに保持する。
【0130】第3に、メインワード線が非選択の状態で
共通ワード線が選択された状態を説明する。サブワード
ドライバSWD111が選択される時に、例えばサブワ
ードドライバSWD211がこの状態になる。
【0131】まず、メインワードドライバMWD2は非
選択状態を保持し、メインワード線MWL2bを電源電
圧VCCに、メインワード線MWL2tを接地電位VS
Sに、それぞれ保持する。また、共通ワードドライバF
XD11は、待機電位VDMになっている共通ワード線
FX11tpを読み出し電位VDH(ここでは、電源電
圧VCC)に駆動し、共通ワード線FX11bnを待機
電位VDMに保持する。
【0132】よって、メインワード線MWL2bが電源
電圧VCCに、メインワード線MWL2tが接地電位V
SSに、それぞれ駆動され、共通ワード線FX11tp
が読み出し電位VDHに、共通ワード線FX11bnが
待機電位VDMに、それぞれ駆動されることにより、サ
ブワードドライバSWD211におけるトランジスタM
n81が導通し、トランジスタMp81、Mn82がオ
フ状態になり、サブワード線SWL211を待機電位V
DMに保持する。
【0133】次に、図21に従い、図18のサブワード
ドライバSWDの書き込み動作を説明する。同図では、
読み出し電位VDHが電源電圧VCCに等しく、サブワ
ード線SWL111が選択される場合を示している。
【0134】まず、読み出し制御信号φrが接地電位V
SSを保ち、接地電位VSSとなっている書き込み制御
信号φwが電源電圧VCCに駆動されて書き込み状態に
なると、メインワードドライバMWD1は書き込み選択
状態となり、メインワード線MWL1bを電源電圧VC
Cに、メインワード線MWL1tを接地電位VSSに、
それぞれ保持する。
【0135】また、共通ワードドライバFXD11は共
通ワード線FX11tpを待機電位VDMに保持し、待
機電位VDMになっている共通ワード線FX11bnを
書き込み電位VDLに駆動する。よって、メインワード
線MWL1bが電源電圧VCCに、メインワード線MW
L1tが接地電位VSSに、それぞれ駆動され、共通ワ
ード線FX11tpが待機電位VDM、共通ワード線F
X11bnが書き込み電位VDLに駆動されることによ
りトランジスタMn81が導通し、トランジスタMp8
1、Mn82がオフ状態となり、サブワードドライバS
WD111が選択され、待機電位VDMとなっているサ
ブワード線SWL111を書き込み電位VDLに駆動す
る。
【0136】このような動作に対して、非選択のサブワ
ードドライバは三通りの状態となる。すなわち、第1に
メインワード線と共通ワード線が共に非選択の状態、第
2にメインワード線が書き込み選択され共通ワード線が
非選択の状態、第3にメインワード線が非選択の状態で
共通ワード線が書き込み選択された状態の三通りであ
る。以下、これらについて順に説明する。
【0137】第1に、メインワード線と共通ワード線が
共に非選択の状態を説明する。サブワードドライバSW
D111が選択される時に、例えばサブワードドライバ
SWD221がこの状態となる。
【0138】まず、メインワードドライバMWD2は書
き込み非選択状態となり、電源電圧VCCになっている
メインワード線MWL2bを接地電位VSSに、接地電
位VSSになっているメインワード線MWL2tを電源
電圧VCCに、それぞれ駆動する。また、共通ワードド
ライバFXD21は非選択状態を保持し、共通ワード線
FX21tp、FX21bnを待機電位VDMにそれぞ
れ保持する。
【0139】よって、メインワード線MWL2bが接地
電位VSS、メインワード線MWL2tが電源電圧VC
Cにそれぞれ駆動され、共通ワード線FX21tp、共
通ワード線FX21bnが待機電位VDMに駆動される
ことにより、サブワードドライバSWDにおけるトラン
ジスタMp81、Mn82が導通し、トランジスタMn
81はオフ状態になり、サブワード線SWLを待機電位
VDMに駆動する。
【0140】第2に、メインワード線が書き込み状態に
選択され共通ワード線が非選択の状態を説明する。サブ
ワードドライバSWD111が選択される時に、例えば
サブワードドライバSWD121がこの状態になる。
【0141】まず、メインワードドライバMWD1はメ
インワード線MWL1bを電源電圧VCCに、メインワ
ード線MWL1tを接地電位VSSに、それぞれ保持す
る。また、共通ワードドライバFXD21は非選択状態
を保持し、共通ワード線FX21tp、FX21bnを
待機電位VDMにそれぞれ保持する。
【0142】よって、メインワード線MWL1bが読み
出し電位VDHに、メインワード線MWL1tが接地電
位VSSに、それぞれ駆動され、共通ワード線FX21
tp、FX21bnが待機電位VDMに駆動されること
により、サブワードドライバSWD121におけるトラ
ンジスタMn81が導通し、トランジスタMp81、M
n82がオフ状態になり、サブワード線SWL121を
待機電位VDMに保持する。
【0143】第3に、メインワード線が書き込み非選択
の状態で共通ワード線が選択された状態を説明する。サ
ブワードドライバSWD111が選択される時に、例え
ばサブワードドライバSWD211がこの状態になる。
【0144】まず、メインワードドライバMWD2は電
源電圧VCCになっているメインワード線MWL2bを
接地電位VSSに、接地電位VSSになっているメイン
ワード線MWL2tを電源電圧VCCに、それぞれ駆動
する。また、共通ワードドライバFXD11は共通ワー
ド線FX11tpを待機電位VDMに保持し、待機電位
VDMになっている共通ワード線FX11bnを書き込
み電位VDLに駆動する。
【0145】よって、メインワード線MWL2bが接地
電位VSSに、メインワード線MWL2tが電源電圧V
CCに、それぞれ駆動され、共通ワード線FX11tp
が待機電位VDMに、共通ワード線FX11bnが書き
込み電位VDLに、それぞれ駆動されることにより、サ
ブワードドライバSWD211におけるトランジスタM
p81、Mn82が導通し、トランジスタMn81がオ
フ状態になり、サブワード線SWL211を待機電位V
DMに保持する。
【0146】以上の動作から、図19に示すように、選
択されたサブワード線SWLを正の3値の電圧レベルに
駆動するサブワードドライバを3個のMOSトランジス
タと2本のメインワード線および2本の共通ワード線と
で構成することができる。
【0147】図19に示したサブワードドライバに接続
するメインワード線MWLb、MWLtと共通ワード線
FXtp、FXbnをそれぞれ駆動するメインワードド
ライバMWDと共通ワードドライバFXDについて、以
下に示す。
【0148】まず、図22にメインワードドライバMW
Dを示す。NAND回路ND91、NOR回路NR9
1、NR92、インバータ回路NV91、NV92、N
V93を用いて、メインワード線MWLbおよびMWL
tを独立に駆動するようにメインワードドライバMWD
が構成される。
【0149】すなわち、デコード信号axjをインバー
タ回路NV91に入力して、その出力信号をaxjbと
する。デコード信号axjbと読み出し制御信号φrを
NAND回路ND91に入力して、その出力信号をデコ
ード信号N91とし、さらにインバータ回路NV12で
反転した信号をN92とする。また、デコード信号aj
xbと読み出し制御信号φrをNOR回路NR91に入
力して、その出力信号をデコード信号N93とする。デ
コード信号N92とN93をNOR回路NR92にそれ
ぞれ入力して、その出力信号をメインワード線MWLt
とする。さらに、メインワード線MWLtをインバータ
回路NV93の入力端子に接続して、その出力信号をメ
インワード線MWLbとする。
【0150】以上の構成を用いたメインワードドライバ
MWDの動作について示す。メインワードドライバMW
Dは、メモリセルの読み出し動作の選択時に、読み出し
制御信号φrとデコード信号axjが電源電圧VCCに
なることにより、メインワード線MWLbを接地電位V
SSに、メインワード線MWLtを電源電圧VCCに、
それぞれ駆動する。さらに、メモリセルの書き込み動作
の非選択時に、読み出し制御信号φrとデコード信号a
xjが接地電位VSSになることにより、メインワード
線MWLbを接地電位VSSに、メインワード線MWL
tを電源電圧VCCに、それぞれ駆動する。
【0151】図23に、共通ワードドライバFXDを示
す。図19に示したサブワードドライバでは、読み書き
動作に応じた電圧レベルの共通ワード線FXtp、FX
bnを入力するために、インバータ回路NV101、N
V102、NVHM101、NOR回路NR101、N
R102、電圧選択回路NVS101を用いて、読み書
き動作に応じた電圧レベルに共通ワード線FXtp、F
Xbnを駆動することが特徴である。
【0152】すなわち、デコード信号ajと読み出し制
御信号φrをNOR回路NR101に入力し、その出力
ajr10をインバータ回路NV101で反転した信号
をデコード信号ajrb10とする。また、デコード信
号ajと書き込み制御信号φwをNOR回路NR102
に入力し、その出力ajw10をインバータ回路NV1
02で反転した信号をデコード信号ajwb10とす
る。さらに、デコード信号ajwb10をインバータ回
路NVHM101で反転した信号を共通ワード線FXt
pとする。
【0153】電圧選択回路NVS101は基板電位が接
地電位VSSのNMOSトランジスタMn1011、M
n1012で構成され、これらのゲートにデコード信号
ajwb10、ajw10、ソースに待機電位VDM、
書き込み電位VDLをそれぞれ接続し、それぞれのドレ
インを共通ワード線FXbnに接続する。
【0154】インバータ回路NVMH101はPMOS
トランジスタMp1021とNMOSトランジスタMn
1021で構成されるが、トランジスタMp1021の
ソースに電源電圧VDHを、トランジスタMn1021
のソースに待機電位VDMを、それぞれ入力する点が周
辺回路で用いられるインバータ回路と異なる。したがっ
て、入力信号の電圧振幅VCCに対して、出力信号の電
圧振幅は読み出し電位VDHから待機電位VDMとな
る。
【0155】次に、以上の構成を用いた共通ワードドラ
イバFXDの動作について示す。共通ワードドライバF
XDはデコード信号ajが接地電位VSSになることに
より選択され、メモリセルの読み書き動作に応じた電圧
レベルに共通ワード線FXtを駆動する。
【0156】まず、書き込み制御信号φwが接地電位V
SSに保持され、接地電位VSSとなっている読み出し
制御信号φrが電源電圧VCCに駆動されて読み出し状
態となる場合について示す。
【0157】それぞれ接地電位VSSのデコード信号a
jと書き込み制御信号φwがNOR回路NR102に入
力され、共通ワード線FXtpを読み出し電位VDHに
駆動する。一方、接地電位VSSのデコード信号ajと
電源電圧VCCの読み出し制御信号φrがNOR回路N
R101に入力され、デコード信号ajrb10が電源
電圧VCCとなる。よって、電圧選択回路NVS101
において、トランジスタMn1011が導通状態となっ
て共通ワード線FXbnを待機電位VDMに駆動する。
【0158】次に、読み出し制御信号φrが接地電位V
SSに保持され、接地電位VSSとなっている書き込み
制御信号φwが電源電圧VCCに駆動されて書き込み状
態となる場合について示す。
【0159】接地電位VSSのデコード信号ajと電源
電圧VCCの書き込み制御信号φwがNOR回路NR1
02に入力されてデコード信号ajwb10が電源電圧
VCCとなり、共通ワード線FXtpを待機電位VDM
に駆動する。一方、それぞれ接地電位VSSのデコード
信号ajと読み出し制御信号φrがNOR回路NR10
1に入力され、デコード信号ajr10が電源電圧VC
Cとなる。よって、電圧選択回路NVS101におい
て、トランジスタMn1012が導通状態となって共通
ワード線FXbnを読み出し電位VDLに駆動する。
【0160】以上のようなメインワードドライバMWD
と共通ワードドライバFXDを用いてメインワード線と
共通ワード線を2値の電圧レベルに駆動することによ
り、メモリセルの読み書き動作に応じてサブワード線を
正の3値の電圧レベルに駆動するサブワードドライバを
文献3に示された従来のサブワードドライバと同じ素子
数で構成することができる。
【0161】また、図22では、デコード信号axjと
読み出し制御信号φrによってメインワードドライバM
WDを制御する例を示したが、デコード信号axjと書
き込み制御信号φwによってメインワードドライバMW
Dを制御することもできる。
【0162】同様に、図23ではデコード信号ajに読
み出し制御信号φrおよび書き込み制御信号φwを組み
合わせて共通ワードドライバFXDを制御する例を示し
たが、デコード信号ajにどちらか一方の制御信号を組
み合わせて制御することもできる。さらに、これまでは
図4の電圧設定例に従い読み書き電位VDHが電源電圧
VCCに等しい場合を示してきたが、前述したように読
み書き電位VDHは電源電圧VCCよりも低くともよ
い。
【0163】<実施例7>本実施例では、読み出し電位
VDHが電源電圧VCCよりも高い場合、サブワード線
を正の3値の電圧レベルに駆動することができるサブワ
ードドライバの構成例を示す。まず、実施例2で示した
方法を適用して、図19に示したサブワードドライバS
WDを元に、トランジスタMp81の基板電位を読み出
し電位VDHとする場合について述べる。
【0164】メインワード線MWLbと共通ワード線F
Xtのハイレベルを読み出し電位VDHとし、図22に
示したメインワードドライバMWDにおいて、インバー
タ回路NV93の出力端子に図11に示したバッファB
UF31を挿入する。バッファBUF31を構成するレ
ベルシフト回路LSCH31の電源電圧VAを接地電位
VSSとすることにより、周辺回路の電圧振幅VCCに
対して、メインワード線MWLbpを接地電位VSSか
ら読み出し電位VDHの振幅で駆動する。
【0165】また、図23に示した共通ワードドライバ
FXDにおいて、インバータ回路NV102およびNV
HM101を取り除いて、NOR回路NR102と共通
ワード線FXtpとの間に図11に示したバッファBU
F31を挿入する。バッファBUF31を構成するレベ
ルシフト回路LSCH31の電源電圧VAを待機電位V
DMとして、周辺回路の電圧振幅VCCに対して、共通
ワード線FXtpを待機電位VDMから読み出し電位V
DHの振幅で駆動する。
【0166】さらに、読み出し電位VDHが電源電圧V
CCよりも高い場合、実施例3で示したように特開平1
0−200073で述べられている手法を適用して、ト
ランジスタにおけるゲート−ドレイン間の酸化膜におけ
る電界を緩和することができる。
【0167】すなわち、図24に示すように、トランジ
スタMp811とサブワード線SWLとの間に基板電位
が読み出し電位VDHの電界緩和用PMOSトランジス
タMp812、トランジスタMn811のドレイン電極
とサブワード線SWLとの間に基板電位が接地電位VS
Sの電界緩和用NMOSトランジスタMn813をそれ
ぞれ挿入し、トランジスタMp812のゲートに接地電
位VSS、トランジスタMn813のゲートに電源電圧
VCCをそれぞれ入力する。これらの定電圧レベルは一
つとは限らず、適当な電圧振幅をもつパルスとしてもよ
い。
【0168】このような構成により、トランジスタMp
811が導通してサブワード線SWLが読み出し電位V
DHに駆動される場合、トランジスタMn811のドレ
イン電圧が、読み出し電位VDHからVCC−Vtn
(ここで、VtnはNMOSトランジスタのしきい電
圧。)に低減される。よって、トランジスタMn811
のゲート−ドレイン間の酸化膜における電界を緩和する
ことができる。
【0169】一方、PMOSトランジスタのしきい電圧
の絶対値Vtpが書き込み電位VDLより大きく、トラ
ンジスタMn811が導通してサブワード線SWLが書
き込み電位VDLに駆動される場合、トランジスタMp
811のドレイン電圧が、書き込み電位VDLからVt
pに引き上げられる。よって、トランジスタMp811
のゲート−ドレイン間の酸化膜における電界を緩和する
ことができる。
【0170】以上のような構成に加えて、特開平10−
200073で述べられているように、PMOSトラン
ジスタMp811、Mp812にn+Siゲートを用い
て、サブワード線SWLが読み出し電位VDHに駆動さ
れる時のPMOSトランジスタMp811、Mp812
におけるゲート−ドレインおよびゲート−ソース間の酸
化膜における電界を緩和する方法を適用することもでき
る。
【0171】したがって、トランジスタMp811、M
n811のゲート−ドレイン間およびゲート−ソース間
の酸化膜における電界を緩和しつつ、サブワード線を正
の3値の電位レベルに駆動するサブワードドライバを5
個のMOSトランジスタと2本のメインワード線および
2本の共通ワード線で実現することができる。
【0172】また、以上で述べた方法を適用して、メイ
ンワードドライバMWDや共通ワードドライバFXDお
けるトランジスタのゲート−ドレイン間およびゲート−
ソース間の酸化膜における電界を緩和することができ
る。
【0173】以上、種々の実施例に従い本発明を説明し
てきたが、本発明による構成はこれらに限定されず、種
々の変形および応用においても同様の効果が得られる。
例えば、階層型ワード線構造に本発明を適用した場合に
ついて説明したが、ワードドライバが直接ロウデコーダ
により制御される通常のワード線構造にも本発明を適用
できる。
【0174】また、トンネル・スイッチ・ダイオードセ
ルを図5に示した階層型ワード線構造に適用した場合に
ついて、サブワードドライバを中心に各回路について説
明し、選択されたサブワード線を正の3値の電位レベル
に駆動できることを示した。
【0175】この中で、図5では複数のビット線毎に読
み書き制御回路が割り当てられるSRAMの例を示した
が、同一サブワード線上の全てのメモリセルに対して再
書き込み動作を行えるように、各ビット線毎に読み書き
制御回路を配置して、従来のDRAMに相当する動作を
行うこともできる。
【0176】この場合、読み出し動作と書き込み動作を
連続して行えばよい。すなわち、まず、書き込み制御信
号φwを接地電位VSSに保持し、接地電位VSSとな
っている読み出し制御信号φrを電源電圧VCCに駆動
して読み出し動作を行う。次に、電源電圧VCCとなっ
ている読み出し制御信号φrを接地電位VSSに駆動
し、接地電位VSSとなっている書き込み制御信号φw
を電源電圧VCCに駆動して書き込み動作を行う。
【0177】さらに、これまでは、アルミニウム電極−
シリコン酸化膜−n型Si層−p+Si層の四層からな
る積層構造のトンネル・スイッチ・ダイオードのアルミ
ニウム電極にビット線を接続し、p+Si層にワード線
を接続したメモリセルを図5に示した階層型ワード線構
造に適用した場合について本発明を説明してきたが、ア
ルミニウム電極−シリコン酸化膜−p型Si層−n+
i層の4層からなる積層構造のトンネル・スイッチ・ダ
イオードのアルミニウム電極にワード線を接続し、p+
Si層にビット線を接続したメモリセルを適用した場合
についても、選択されたサブワード線を正の3値の電位
レベルに駆動するために、本発明を適用できる。
【0178】一方、アルミニウム電極−シリコン酸化膜
−n型Si層−p+Si層の4層からなる積層構造のト
ンネル・スイッチ・ダイオードのアルミニウム電極にワ
ード線を接続し、p+Si層にビット線を接続したメモ
リセルや、アルミニウム電極−シリコン酸化膜−p型S
i層−n+Si層の4層からなる積層構造のトンネル・
スイッチ・ダイオードのアルミニウム電極にビット線を
接続し、p+Si層にビット線を接続したメモリセルを
図5に示した階層型ワード線構造に適用した場合につい
ても、ビット線を正の電圧レベルとすることにより、本
実施例に示した手法を適用してワード線を読み出し電
位、書き込み電位および待機電位を正の3値の電圧レベ
ルに駆動することができる。
【0179】
【発明の効果】本発明によれば、正の3値のワード線電
圧で読み書き動作を制御するSRAMまたはDRAMを
実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1による正の3値の電圧レベル
を発生するサブワードドライバの構成例を示す回路図。
【図2】従来のサブワードドライバの構成例を示す回路
図。
【図3】従来例のサブワードドライバの動作を示すタイ
ミング図。
【図4】トンネル・スイッチ・ダイオードセルを用いた
SRAMに好適な電圧設定例を示す説明図。
【図5】実施例1による階層型ワード線構成を示す回路
図。
【図6】トンネル・スイッチ・ダイオードセル構造の例
を示す要部斜視図。
【図7】正の3値の電圧レベルを発生するサブワードド
ライバの読み出し動作を示すタイミング図。
【図8】正の3値の電圧レベルを発生するサブワードド
ライバの書き込み動作を示すタイミング図。
【図9】実施例1のメインワードドライバの構成例を示
す回路図。
【図10】実施例1の共通ワードドライバの構成例を示
す回路図。
【図11】実施例2による電圧振幅変換用バッファの構
成例を示す回路図。
【図12】実施例3による正の3値の電圧レベルを発生
するサブワードドライバの構成例を示す回路図。
【図13】実施例4による正の3値の電圧レベルを発生
するサブワードドライバの構成例を示す回路図。
【図14】実施例4による正の3値の電圧レベルを発生
するサブワードドライバの読み出し動作を示すタイミン
グ図。
【図15】実施例4による正の3値の電圧レベルを発生
するサブワードドライバの書き込み動作を示すタイミン
グ図。
【図16】実施例4によるメインワードドライバの構成
例を示す回路図。
【図17】実施例4による正の3値の電圧レベルを発生
する共通ワードドライバの構成例を示す回路図。
【図18】実施例5による正の3値の電圧レベルを発生
するサブワードドライバの構成例を示す回路図。
【図19】実施例6による正の3値の電圧レベルを発生
するサブワードドライバの構成例を示す回路図。
【図20】実施例6による正の3値の電圧レベルを発生
するサブワードドライバの読み出し動作を示すタイミン
グ図。
【図21】実施例6による正の3値の電圧レベルを発生
するサブワードドライバの書き込み動作を示すタイミン
グ図。
【図22】実施例6によるメインワードドライバの構成
例を示す回路図。
【図23】実施例6による正の3値の電圧レベルを発生
する共通ワードドライバの構成例を示す回路図。
【図24】実施例7による正の3値の電圧レベルを発生
するサブワードドライバの構成例を示す回路図。
【符号の説明】
MWLbp,MWLbn,MWLb,MWLtn,MW
Lt…メインワード線、FXRWt,FXbn,FX
t,FXb…共通ワード線、VDL…書き込み電位、V
DH…読み出し電位、VDM…待機電位、VDD,VC
C…電源電圧、VSS…接地電位、Mp1,Mp11,
Mp111,Mp112,Mp21,Mp31,Mp3
2,Mp41,Mp42,Mp51,Mp71,Mp5
11,Mp512,Mp81,Mp1021,Mp8
1,Mp82…PMOSトランジスタ、Mn1,Mn
2,Mn11,Mn12,Mn131,Mn132,M
n111,Mn112,Mn21,Mn31,Mn3
2,Mn41,Mn42,Mn431,Mn432,M
n44,Mn51,Mn52,Mn71,Mn72,M
n511,Mn512,Mn513,Mn81,Mn8
2,Mn1011,Mn1012,Mn1021,Mn
811,Mn812,Mn813…NMOSトランジス
タ、SW111,SW112,SW113…スイッチ、
SWL,SWL111,SWL112…サブワード線、
WL…ワード線、BL111,BL112,BL113
…ビット線、SWD,SWD111,SWD112,…
サブワードドライバ、MWD,MWD1,MWD2…メ
インワードドライバ、FXD,FXD11,FXD12
…共通ワードドライバ、RWC11,RWC12…読み
書き回路、FXDA1,FXDA2…共通ワードドライ
バアレイ、SWDA11,SWDA12…サブワードド
ライバアレイ、NCA11,MCA12…メモリセルア
レイ、RWCA1,RWCA2…読み書き回路アレイ、
NV11,NV12,NV21,NV22,NV31,
NV61,NV62,NV71,NV72,NV91,
NV92,NV93,NV101,NV102,NVH
21,NVHM101…インバータ回路、ND11,N
DM11,ND71,ND91…NAND回路、NR7
1,NR91,NR92,NR93,NR101,NR
102…NOR回路、aj,ajb,axj,ajrb
71,ajw71,ajr10,ajrb10,ajw
10,ajwb10…デコード信号、φr…読み出し制
御信号、φw,φwb…書き込み制御信号、LSCH3
1…レベルシフト回路、NVS71,NVS101…電
圧選択回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5B015 HH01 HH03 JJ02 JJ21 KA13 KA24 KA27 KA28 QQ08 5B024 AA01 AA15 BA01 BA13 CA07 CA16 5B025 AC04 AD03 AE05 AE07

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のワード線と複数のビット線との所望
    の交点に配置された複数のメモリセルと、前記複数のワ
    ード線に対応して設けられた複数のワードドライバとを
    有し、前記複数のワードドライバ(SWD)の各々は、
    ドレインまたはソースの何れか1方に第1電圧(VD
    H)が供給される第1導電型の第1MISFET(Mp
    11)と、ドレインまたはソースの何れか1方に第2電
    圧(VDM)が印加される第2導電型の第2MISFE
    T(Mn11)および第2導電型の第3MISFET
    (Mn12)と、ドレインまたはソースの何れか1方に
    第3電圧(VDL)が印加される第2導電型の第4MI
    SFET(Mn131)と、前記第2導電型の第3第1
    MISFET(Mn131)の他方のドレインまたはソ
    ースにドレインまたはソースの何れか1方を接続した第
    2導電型の第5第1MISFET(Mn132)とを有
    し、前記第1MISFET(Mp11)と前記第2MI
    SFET(Mn11)とがワード線(SWL)を介して
    直列に接続され、前記第4MISFET(Mn131)
    のソース・ドレイン経路は、前記第5MISFET(M
    n132)のソース・ドレイン経路と直列に接続され、
    前記第5MISFET(Mn132)の他方のソースま
    たはドレインがワード線(SWL)に接続され、前記第
    2MISFET(Mn11)のソースおよびドレイン
    は、前記3第1MISFET(Mn12)のソースおよ
    びドレインと各々接続され、前記第1MISFET(M
    p11)の基板電位を第4電位(VCC)となすことが
    可能であり、前記第2から第5MISFET(Mn1
    1)の基板電位は、第5電位(VSS)となすことが可
    能であり、前記複数のワードドライバの各々は、前記第
    1電圧(VDH)と前記第2電圧(VDM)と前記第3
    電圧(VDL)のいずれかを出力することを特徴とする
    半導体装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記複数のワードドラ
    イバの各々は、前記第1MISFET(Mp11)が導
    通する時、対応するワード線に前記第1電圧(VDH)
    を出力し、前記第4および第5第1MISFET(Mn
    131、Mn132)が導通する時、対応するワード線
    に前記第3電圧(VDL)を出力し、その他の場合は、
    対応するワード線に前記第2電圧(VDM)を出力する
    ことを特徴とする半導体装置。
  3. 【請求項3】請求項1において、前記複数のワードドラ
    イバの各々は、前記第1MISFET(Mp41)の他
    方のドレインまたはソースとワード線との間に挿入され
    た第1導電型の第6MISFET(Mp42)と、前記
    第2MISFET(Mn41)の他方のドレインまたは
    ソースとワード線との間に挿入された第2導電型の第7
    MISFET(Mn44)とを有し、前記第6MISF
    ET(Mp42)の基板電位を前記第1電位(VDH)
    となすことが可能であり、前記第7MISFET(Mn
    44)の基板電位を前記第5電位(VSS)となすこと
    が可能であることを特徴とする半導体装置。
  4. 【請求項4】請求項1から請求項3のいずれかにおい
    て、前記第1MISFETのゲート酸化膜に接する領域
    を形成する材料と、前記第1MISFETのゲート電極
    を駆動する回路に含まれる第1導電型のMISFETの
    ゲート酸化膜に接する領域を形成する材料とは互いに異
    なることを特徴とする半導体装置。
  5. 【請求項5】請求項1から請求項3のいずれかにおい
    て、前記第1電圧(VDH)は前記第2電圧(VDM)
    よりも電圧が大きく、前記第2電圧(VDM)は前記第
    3電圧(VDL)よりも電圧が大きく、前記第1電圧
    (VDH)は前記第4電圧(VCC)と同じかもしくは
    小さく、前記第3電圧(VDL)は前記第5電圧(VS
    S)よりも電圧が大きいことを特徴とする半導体装置。
  6. 【請求項6】請求項3において、前記第1電圧(VD
    H)は前記第2電圧(VDM)よりも電圧が大きく、前
    記第2電圧(VDM)は前記第3電圧(VDL)よりも
    電圧が大きく、前記第3電圧(VDL)は前記第5電圧
    (VSS)よりも電圧が大きな電圧であり、前記第4電
    圧(VCC)は前記第2電圧(VDM)よりも大きく、
    前記第4電圧(VCC)は前記第1電圧(VDH)より
    も小さい電圧であることを特徴とする半導体装置。
  7. 【請求項7】複数のワード線と複数のビット線との所望
    の交点に配置された複数のメモリセルと、前記複数のワ
    ード線に対応して設けられた複数のワードドライバとを
    有し、前記複数のワードドライバ(SWD)の各々は、
    ドレインまたはソースの何れか1方に第1電圧(VD
    H)と第2電圧(VDM)と第3電圧(VDL)のいず
    れかが供給される第1導電型の第1MISFET(Mp
    51)と、ドレインまたはソースの何れか1方に第2電
    圧(VDM)が印加される第2導電型の第2MISFE
    T(Mn51)と、ドレインまたはソースの何れか1方
    に第1電圧(VDH)と第2電圧(VDM)と第3電圧
    (VDL)のいずれかが供給される第2電導型の第3M
    ISFET(Mn52)とを有し、前記第1MISFE
    T(Mp51)と前記第21MISFET(Mn51)
    とがワード線(SWL)を介して直列に接続され、前記
    第1MISFET(Mp51)のソースおよびドレイン
    が前記第 3MISFET(Mn52)のソースおよび
    ドレインと各々接続され、前記第1MISFET(Mp
    51)の基板電位を第4電位(VCC)となすことが可
    能であり、前記第2および第3MISFET(Mn5
    1)の基板電位を第5電位(VSS)となすことが可能
    であり、前記複数のワードドライバの各々は、前記第1
    電圧(VDH)と前記第2電圧(VDM)と前記第3電
    圧(VDL)のいずれかを出力することを特徴とする半
    導体装置。
  8. 【請求項8】請求項7において、前記複数のワードドラ
    イバの各々は、前記第1MISFET(Mp51)およ
    び第2MISFETが導通する時、対応するワード線に
    前記第1電圧(VDH)と前記第2電圧(VDM)と前
    記第3電圧(VDL)のいずれかを出力し、前記第2M
    ISFET(Mn51)が導通する時、対応するワード
    線に前記第2電圧(VDM)を出力することを特徴とす
    る半導体装置。
  9. 【請求項9】請求項7において、前記複数のワードドラ
    イバの各々は、前記第1MISFET(Mp511)の
    1方のドレインまたはソースと共通ワード線との間に挿
    入された第1導電型の第4第1MISFET(Mp51
    2)と、前記第2MISFET(Mn511)の他方の
    ドレインまたはソースとワード線との間に挿入された第
    2導電型の第5第1MISFET(Mn513)とを有
    し、前記第4MISFET(Mp512)の基板電位を
    前記第1電位(VDH)となすことが可能であり、前記
    第5MISFET(Mn51)の基板電位を第5電位
    (VSS)となすことが可能であることを特徴とする半
    導体装置。
  10. 【請求項10】請求項7から請求項9の何れかにおい
    て、前記第1MISFETのゲート酸化膜に接する領域
    を形成する材料と、前記第1MISFETのゲート電極
    を駆動する回路に含まれる第1導電型のMISFETの
    ゲート酸化膜に接する領域を形成する材料とは互いに異
    なることを特徴とする半導体装置。
  11. 【請求項11】請求項7から請求項9のいずれかにおい
    て、前記第1電圧(VDH)は前記第2電圧(VDM)
    よりも電圧が大きく、前記第2電圧(VDM)は前記第
    3電圧(VDL)よりも電圧が大きく、前記第1電圧
    (VDH)は前記第4電圧(VCC)と同じ、あるいは
    小さく、前記第3電圧(VDL)は前記第5電圧(VS
    S)よりも電圧が大きいことを特徴とする半導体装置。
  12. 【請求項12】請求項9において、前記第1電圧(VD
    H)は前記第2電圧(VDM)よりも電圧が大きく、前
    記第2電圧(VDM)は前記第3電圧(VDL)よりも
    電圧が大きく、前記第3電圧(VDL)は前記第5電圧
    (VSS)よりも電圧が大きな電圧であり、前記第4電
    圧(VCC)は前記第2電圧(VDM)よりも大きく、
    前記第4電圧(VCC)は前記第1電圧(VDH)より
    も小さい電圧であることを特徴とする半導体装置。
  13. 【請求項13】複数のワード線と複数のビット線との交
    点に配置された複数のメモリセルと、前記複数のワード
    線の各々に対応して設けられた複数のワードドライバと
    を有する半導体装置において、前記複数のワードドライ
    バ(SWD)の各々は、ドレインまたはソースの何れか
    1方に第1電圧(VDH)と第2電圧(VDM)のいず
    れかが供給される第1導電型の第1MISFET(Mp
    81)と、ドレインまたはソースの何れか1方に第2電
    圧(VDM)と第3電圧(VDL)のいずれかが印加さ
    れる第2導電型の第2MISFET(Mn81)と、ド
    レインまたはソースの何れか1方に第1電圧(VDH)
    と第2電圧(VDM)のいずれかが供給される第2電導
    型の第3第1MISFET(Mn82)とを有し、前記
    第1MISFET(Mp81)と前記第2MISFET
    (Mn81)とが対応するワード線(SWL)を介して
    直列に接続され、前記第1MISFET(Mp81)の
    ソースおよびドレインが前記第3MISFET(Mn8
    2)のソースおよびドレインと各々接続され、前記第1
    MISFET(Mp81)の基板電位を第4電位(VC
    C)となすことが可能であり、前記第2および第3MI
    SFET(Mn81、Mn82)の基板電位を第5電位
    (VSS)となすことが可能であり、前記複数のワード
    ドライバの各々は、前記第1電圧と前記第2電圧と前記
    第3電圧のいずれかを出力することを特徴とする半導体
    装置。
  14. 【請求項14】請求項13において、前記複数のワード
    ドライバの各々は、前記第1および第2MISFET
    (Mp81、Mn82)が導通する時、対応するワード
    線に前記第1電圧(VDH)と第2電圧(VDM)のい
    ずれかを出力し、前記第2導電型の第1MISFET
    (Mn81)が導通する時、対応するワード線に前記第
    2電圧(VDM)と前記第3電圧(VDL)のいずれか
    を出力することを特徴とする半導体装置。
  15. 【請求項15】請求項13において、前記複数のワード
    ドライバは、前記第1MISFET(Mp811)の他
    方のドレインまたはソースと対応するワード線との間に
    挿入された第1導電型の第4MISFET(Mp81
    2)と、前記第2MISFET(Mn811)の他方の
    ドレインまたはソースとワード線との間に第2導電型の
    第5MISFET(Mn813)とを有し、前記第4M
    ISFET(Mp812)の基板電位を前記第1電位
    (VDH)となすことが可能であり、前記第5MISF
    ET(Mn813)の基板電位を前記第5電位(VS
    S)となすことが可能であることを特徴とする半導体装
    置。
  16. 【請求項16】請求項13から請求項15のいずれかに
    おいて、前記第1MISFETのゲート酸化膜に接する
    領域を形成する材料と、前記第1MISFETのゲート
    電極を駆動する回路に含まれる第1導電型のMISFE
    Tのゲート酸化膜に接する領域を形成する材料とは互い
    に異なることを特徴とする半導体装置。
  17. 【請求項17】請求項13から請求項15のいずれかに
    おいて、前記第1電圧(VDH)は前記第2電圧(VD
    M)よりも電圧が大きく、前記第2電圧(VDM)は前
    記第3電圧(VDL)よりも電圧が大きく、前記第1電
    圧(VDH)は前記第4電圧(VCC)と同じ、あるい
    は小さく、前記第3電圧(VDL)は前記第5電圧(V
    SS)よりも電圧が大きいことを特徴とする半導体装
    置。
  18. 【請求項18】請求項15において、前記第1電圧(V
    DH)は前記第2電圧(VDM)よりも電圧が大きく、
    前記第2電圧(VDM)は前記第3電圧(VDL)より
    も電圧が大きく、前記第3電圧(VDL)は前記第5電
    圧(VSS)よりも電圧が大きな電圧であり、前記第4
    電圧(VCC)は前記第2電圧(VDM)よりも大き
    く、前記第4電圧(VCC)は前記第1電圧(VDH)
    よりも小さい電圧であることを特徴とする半導体装置。
  19. 【請求項19】請求項1から請求項18のいずれかにお
    いて、前記複数のメモリセルの各々は、対応するワード
    線が第1電圧(VDH)であるとき、読み出し動作を行
    い、対応するワード線が第2電圧(VDM)であると
    き、データ保持状態となり、対応するワード線が第3電
    圧(VDL)であるとき、書き込み動作を行うことを特
    徴とする半導体装置。
  20. 【請求項20】請求項1から請求項19のいずれかにお
    いて、前記複数のメモリセルの各々は、対応するビット
    線に接続される第1電極と対応するワード線接続される
    第2電極とを有するトンネル・スイッチ・ダイオードセ
    ルであることを特徴とする半導体装置。
  21. 【請求項21】請求項20において、トンネル・スイッ
    チ・ダイオードセルは負性抵抗特性を有することを特徴
    とする半導体装置。
  22. 【請求項22】請求項1から請求項21のいずれかにお
    いて、前記第1導電型はP型であり、前記第2導電型は
    N型であることを特徴とする半導体装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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