JP2001244438A - ダイナミック型半導体記憶装置 - Google Patents
ダイナミック型半導体記憶装置Info
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Abstract
プ3領域の交差部にNMOSセンスアンプ駆動用NMO
Sトランジスタ5を分散配置すると共に、ワード線スナ
ップ領域2とPMOSセンスアンプ4領域の交差部にP
MOSセンスアンプ駆動用PMOSトランジスタ6を分
散配置する。これら駆動用のNMOSトランジスタ5,
PMOSトランジスタ6のソースにコンタクトするソー
ス電源線7,8を、ビット線と同じ方向に配設すること
より、アクセスタイムのみならず、サイクルタイムを短
縮する。
Description
用トランジスタを分散配置して高速化を図ったダイナミ
ック型半導体記憶装置(DRAM)に関する。
スアンプ部の構成を示す。1トランジスタ/キャパシタ
構成の周知のメモリセルMCがマトリクス配列されてセ
ルアレイが構成されている。セルアレイには、複数本の
ワード線WLと複数対のビット線BL,/BLが配設さ
れている。メモリセルMCのデータがビット線対BL,
/BLに読み出されると、これがNMOSトランジスタ
により構成されたフリップフロップであるNMOSセン
スアンプNSAにより増幅される。ビット線対BL,/
BLには、読み出されたデータの“H”レベル側を電源
電位まで増幅するため、PMOSトランジスタを用いた
フリップフロップからなるPMOSセンスアンプが設け
られるが、図ではこれは省略してある。NMOSセンス
アンプNSAの共通ソース・ノードに繋がるセンスアン
プ駆動線/SANは、基本的には一つの駆動用NMOS
トランジスタQn に接続されている。
OSトランジスタQn のゲートに駆動信号SENが入
り、これにより、各NMOSセンスアンプNSAが活性
化される。このときすべてのビット線対BL,/BLか
らの電流がNMOSセンスアンプNSAを通ってセンス
アンプ駆動線/SANに流れる。従って、大容量DRA
Mにおいては、センスアンプ駆動線/SANの配線抵抗
Rによって、駆動用NMOSトランジスタQn から離れ
るにつれて各センスアンプの共通ソース・ノードの電位
が浮き上がる。これは、センスアンプ動作の遅延の大き
な原因となる。
NMOSセンスアンプ駆動用のNMOSトランジスタ
を、ワード線スナップ領域に分散配置する方式を提案し
ている(1990年電子情報通信学会 秋季全国大会 p5-3
06参照)。ワード線スナップ領域とは、多結晶シリコン
からなるワード線の低抵抗化のために、ワード線に重ね
て配設されたAl配線をワード線にコンタクトさせる領
域である。このワード線スナップ領域は、セルアレイを
ワード線方向に複数ブロックに分けて、その各ブロック
の間に設けられる。このワード線スナップ領域とNMO
Sセンスアンプ領域の交差部にセンスアンプ駆動用NM
OSトランジスタを分散配置して、このNMOSトラン
ジスタに直接コンタクトするソース電源線として第2の
Al配線をビット線方向に配設する。これにより、多数
のNMOSセンスアンプの電流を分散させることがで
き、従来のように一つのNMOSトランジスタで駆動し
たときのNMOSセンスアンプの共通ソース・ノードの
浮き上がりを抑制することができる。
は、上述のようなNMOSセンスアンプ駆動用トランジ
スタの分散のみでは不十分である。NMOSセンスアン
プの高速化は、DRAMのRASアクセスタイムの短縮
に有効であるが、サイクルタイムを短縮するにはリスト
ア時間を決定するPMOSセンスアンプの高速化が必要
である。PMOSセンスアンプが読出しデータの“H”
レベル側を増幅する働きをするからである。
Sセンスアンプ駆動用のNMOSトランジスタのみを分
散配置する方式では、DRAMの高速化は不十分である
という問題があった。
は、ワード線スナップ領域とNMOSセンスアンプ領域
の交差部にNMOSセンスアンプ駆動用のNMOSトラ
ンジスタが分散配置されるとともに、ワード線スナップ
領域とPMOSセンスアンプ領域の交差部にPMOSセ
ンスアンプ駆動用のPMOSトランジスタが分散配置さ
れる。これら分散配置されたNMOSトランジスタおよ
びPMOSトランジスタのそれぞれのソースにコンタク
トするソース電源線は、ワード線およびこれを補強する
第1の金属配線とは交差する方向に配設された第2の金
属配線により構成される。
NMOSセンスアンプともに駆動用のトランジスタを分
散配置することにより、DRAMの一層の高速化が図ら
れる。即ち、NMOSセンスアンプの駆動用NMOSト
ランジスタを分散配置することによって、RASアクセ
スタイムの短縮が可能であり、さらにPMOSセンスア
ンプの駆動用PMOSトランジスタを分散配置すること
によってサイクルタイムの短縮が図られる。
る。
示すレイアウトであり、図2はその要部を等価回路的に
示したもの、さらに図3はその要部の具体的なレイアウ
トを示したものである。
イナミック型メモリセルMCが半導体基板上にマトリク
ス配列されてセルアレイ1が構成されている。セルアレ
イ1には、メモリセルMCを駆動するワード線WLと、
メモリセルMCとデータの授受を行うビット線対BL,
/BLが交差して配設されている。セルアレイ1は、図
1に示すようにワード線WL方向に複数のブロックに分
割されている。これらセルアレイ・ブロック間がワード
線スナップ領域2である。即ち、ワード線WLは、図3
に示すようにセル・トランジスタのゲート電極となる多
結晶シリコン配線21がそのまま連続的に配設されたも
のであり、これに重ねて第1のAl配線22が配設さ
れ、ワード線スナップ領域2に、これら第1のAl配線
22と多結晶シリコン配線21のコンタクト部23を配
置している。
方向の一方の端部にNMOSセンスアンプ3とPMOS
センスアンプ4が隣接して配置されている。NMOSセ
ンスアンプは周知のように2個のNMOSトランジスタ
のドレイン・ゲートを交差接続して構成されたフリップ
フロップである。PMOSセンスアンプも同様のフリッ
プフロップである。NMOSセンスアンプの共通ソース
・ノードに接続されるセンスアンプ駆動用のNMOSト
ランジスタ5は、駆動線/SANの両端に配置される
他、NMOSセンスアンプ3とワード線スナップ領域2
の各交差部にそれぞれ分散されて配置されている。同様
に、PMOSセンスアンプ駆動用のPMOSトランジス
タ6も、駆動線SAPの両端に配置される他、PMOS
センスアンプ4とワード線スナップ領域2の各交差部に
分散されて配置されている。そして、ワード線スナップ
領域2に配置されたNMOSトランジスタ5のソースに
直接コンタクトして(コンタクト部9)、ソース電源線
7(接地線)がビット線BLと同じ方向に配設され、同
様にワード線スナップ領域2に配置されたPMOSトラ
ンジスタ6のソースに直接コンタクトして(コンタクト
部10)、ソース電源線8(Vcc線)がビット線BLと
同じ方向に配設されている。前述のようにワード線WL
を低抵抗化するために第1のAl配線22が配設されて
いるから、これらのソース電源線7,8には第2のAl
配線が用いられる。
ながるセンスアンプ駆動線/SAN,SAPには、図3
に示すように第1のAl配線25,26が用いられ、こ
れらがそれぞれNMOSトランジスタ5,PMOSトラ
ンジスタ6のドレインにコンタクトしている。NMOS
トランジスタ5およびPMOSトランジスタ6のゲート
にそれぞれ接続される制御線SEN,/SEPも、それ
ぞれ第1のAl配線27,28により構成されている。
導体基板31上に配列形成されたセルアレイ・ブロック
1の間にワード線スナップ領域2が設けられており、こ
こで前述のようにワード線を構成する多結晶シリコン配
線21に対して第1のAl配線22がコンタクトしてい
る。この第1のAl配線22上に更に層間絶縁膜を介し
て第2のAl配線によるソース電源線7,8が配設され
ている。
5〜28が第1層金属配線、ソース電源線7,8が第2
層金属配線であるが、これらの配線層の上下関係は逆に
することもできる。
域2にNMOSトランジスタ5とPMOSトランジスタ
6が一直線上に並んで配置される。したがってそれぞれ
に接続されるソース電源線7,8は、それぞれのコンタ
クト部9,10を互いに避けるために、図に示すように
折れ曲がり配線としている。したがってこれらソース電
源線7,8と同じ第2のAl配線を用いるカラム選択線
CSLについても、ソース電源線7,8の折れ曲がりに
対応して折れ曲がり配線とすることが必要になる。その
様子を図5に示す。
ット線電流が、分散配置されたNMOSセンスアンプ駆
動用のNMOSトランジスタ5を通して、それぞれに対
して配設されたソース電源線7に流れるから、NMOS
センスアンプ3の駆動線/SANの抵抗による電位降下
の影響が低減される。したがってNMOSセンスアンプ
3の高速動作が可能になる。同様にPMOSセンスアン
プ4に流れる電流も分散配置されたセンスアンプ駆動用
PMOSトランジスタ6に対してそれぞれ配設されたソ
ース電源線8に流れるため、PMOSセンスアンプ6の
動作が高速化され、リストア時間の短縮が図られる。以
上により、アクセスタイムおよびサイクルタイムが短縮
されたDRAMが得られる。
配置されるPMOSセンスアンプ駆動用PMOSトラン
ジスタ6とNMOSセンスアンプ駆動用NMOSトラン
ジスタ5は、一直線上に並べて配置され、したがってそ
れらのソース電源線は互いにコンタクト部を避けるべ
く、折れ曲がり配線とした。
Sトランジスタ6とNMOSトランジスタ5をワード線
方向に互いにずれた状態で配置すれば、これらにコンタ
クトするソース電源線8,7を折り曲げることなく、図
示のように一直線状に配設することができる。ただしこ
の場合、PMOSトランジスタ6とNMOSトランジス
タ5のずれに対応して、PMOSセンスアンプ4とNM
OSセンスアンプ3の間にもずれが生じることになる。
部構成を等価回路的に示したものである。先の実施例と
対応する部分には、先の実施例と同一符号を付して詳細
な説明は省略する。この実施例は、セルアレイ1の中央
部にPMOSセンスアンプ4が配置され、両端部にNM
OSセンスアンプ3が配置される場合である。またビッ
ト線対は、一つの対の間に隣の対の一本が挿入された配
置としている。この実施例においても、ワード線スナッ
プ領域2のNMOSセンスアンプ3およびPMOSセン
スアンプ4との交差部にそれぞれ、NMOSセンスアン
プ駆動用NMOSトランジスタ5、PMOSセンスアン
プ駆動用PMOSトランジスタ6が分散配置され、これ
らNMOSトランジスタ5,PMOSトランジスタ6の
ソース電源線7,8が第2のAl配線によって、各ワー
ド線スナップ領域に配設される。
である。上記実施例では、各ワード線スナップ領域2に
NMOSセンスアンプ駆動用トランジスタ5,PMOS
センスアンプ駆動用トランジスタ6を共に配置し、した
がって各ワード線スナップ領域2に2本のソース電源線
7,8を配設した。これに対してこの実施例では、複数
のワード線スナップ領域2に、NMOSセンスアンプ駆
動用NMOSトランジスタ5またはPMOSセンスアン
プ駆動用PMOSトランジスタ6のいずれか一方が、交
互に配置されている。したがって各ワード線スナップ領
域2には、1本のソース電源線7または8が配設されて
いる。
と、センスアンプ電流の分散の度合いは若干低くなる
が、NMOSセンスアンプ,PMOSセンスアンプの電
流を共に分散させていることにより、従来に比べてDR
AMの高速化が図られる。
く、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施する
ことができる。
ド線スナップ領域にNMOSセンスアンプ駆動用トラン
ジスタと共に、PMOSセンスアンプ駆動用トランジス
タを分散配置し、それぞれのソースにコンタクトするソ
ース電源線をビット線と同じ方向に配設することによっ
て、DRAMの高速化を図ることができる。
レイアウト図。
図。
すレイアウト図。
路的に示す図。
ウト図。
図。
ワード線、1…セルアレイ、2…ワード線スナップ領
域、3…NMOSセンスアンプ、4…PMOSセンスア
ンプ、5…NMOSセンスアンプ駆動用NMOSトラン
ジスタ、6…PMOSセンスアンプ駆動用PMOSトラ
ンジスタ、7,8…ソース電源線(第2のAl配線)、
9,10…コンタクト部、21…多結晶シリコン配線
(ゲート電極)、22…第1のAl配線、23…コンタ
クト部。
Claims (3)
- 【請求項1】 ダイナミック型メモリセルがマトリック
ス状に配設されたセルアレイと、 このセルアレイの一方に配設されてメモリセルとの間で
データの授受を行う複数対のビット線と、 前記セルアレイの前記ビット線と交差する方向に配設さ
れてメモリセルを駆動する複数本のワード線と、 前記ワード線上に形成され、且つ前記ワード線と同一方
向に配設される複数本の第1の金属配線と、 前記セルアレイを前記ワード線方向に複数に分割して配
設したセルアレイブロックと、 前記セルアレイブロックと前記ワード線方向に隣接する
他のセルアレイブロックとの間に延在してなり、且つ前
記ワード線と前記第1の金属配線とを接続する接続部を
配設してなるワード線スナップ領域と、 前記各ビット線対に接続され、前記セルアレイブロック
のビット線方向の端に配置される複数のPMOSセンス
アンプ及び複数のNMOSセンスアンプと、 前記複数のPMOSセンスアンプがワード線方向に配置
される領域と前記ワード線スナップ領域のビット線方向
に延在する領域とが互いに交差する領域に、少なくとも
一部が配設された前記PMOSセンスアンプを駆動する
PMOSトランジスタと、 前記複数のNMOSセンスアンプがワード線方向に配置
される領域と前記ワード線スナップ領域のビット線方向
の延在する領域とが互いに交差する領域に、少なくとも
一部が配設された前記NMOSセンスアンプを駆動する
NMOSトランジスタと、 を具備してなり、 前記PMOSセンスアンプを駆動するPMOSトランジ
スタのソース端子と前記ビット線方向に配置される第2
の金属配線とを接続し、この第2の金属配線を第2のソ
ース電源線とし、前記NMOSセンスアンプを駆動する
NMOSトランジスタのソース端子と前記ビット線方向
に配置される第2の金属配線とを接続し、この第2の金
属配線を第1のソース電源線とするものであって、 前記第1のソース電源線及び前記第2のソース電源線が
1つの前記ワード線スナップ領域内に配置されてなり、 第1のソース電源線は、前記PMOSセンスアンプを駆
動するPMOSトランジスタのコンタクトを避けて折り
曲がり配線として配設され、前記第2のソース電源線
は、前記NMOSセンスアンプを駆動するNMOSトラ
ンジスタのコンタクトを避けて折り曲がり配線として配
設されていることを特徴とするダイナミック型半導体記
憶装置。 - 【請求項2】 ダイナミック型メモリセルがマトリック
ス状に配設されたセルアレイと、 このセルアレイの一方に配設されてメモリセルとの間で
データの授受を行う複数対のビット線と、 前記セルアレイの前記ビット線と交差する方向に配設さ
れてメモリセルを駆動する複数本のワード線と、 前記ワード線上に形成され、且つ前記ワード線と同一方
向に配設される複数本の第1の金属配線と、 前記セルアレイを前記ワード線方向に複数に分割して配
設したセルアレイブロックと、 前記セルアレイブロックと前記ワード線方向に隣接する
他のセルアレイブロックとの間に延在してなり、且つ前
記ワード線と前記第1の金属配線とを接続する接続部を
配設してなるワード線スナップ領域と、 前記各ビット線対に接続され、前記セルアレイブロック
のビット線方向の端に配置される複数のPMOSセンス
アンプ及び複数のNMOSセンスアンプと、 前記複数のPMOSセンスアンプがワード線方向に配置
される領域と前記ワード線スナップ領域のビット線方向
に延在する領域とが互いに交差する領域に、少なくとも
一部が配設された前記PMOSセンスアンプを駆動する
PMOSトランジスタと、 前記複数のNMOSセンスアンプがワード線方向に配置
される領域と前記ワード線スナップ領域のビット線方向
の延在する領域とが互いに交差する領域に、少なくとも
一部が配設された前記NMOSセンスアンプを駆動する
NMOSトランジスタと、 を具備してなり、 前記PMOSセンスアンプを駆動するPMOSトランジ
スタのソース端子と前記ビット線方向に配置される第2
の金属配線とを接続し、この第2の金属配線を第2のソ
ース電源線とし、前記NMOSセンスアンプを駆動する
NMOSトランジスタのソース端子と前記ビット線方向
に配置される第2の金属配線とを接続し、この第2の金
属配線を第1のソース電源線とするものであって、 前記第1のソース電源線及び前記第2のソース電源線が
1つの前記ワード線スナップ領域内に配置されており、 前記複数のPMOSセンスアンプがワード線方向に配置
される領域と前記ワード線スナップ領域のビット線方向
の延在する領域とが互いに交差する1つの領域毎に、チ
ャネルを2つ有する前記PMOSトランジスタを配置
し、それらのゲート電極は互いに接続され、ソース端子
は同一の拡散層で接続されていることを特徴とするダイ
ナミック型半導体記憶装置。 - 【請求項3】 ダイナミック型メモリセルがマトリック
ス状に配設されたセルアレイと、 このセルアレイの一方に配設されてメモリセルとの間で
データの授受を行う複数対のビット線と、 前記セルアレイの前記ビット線と交差する方向に配設さ
れてメモリセルを駆動する複数本のワード線と、 前記ワード線上に形成され、且つ前記ワード線と同一方
向に配設される複数本の第1の金属配線と、 前記セルアレイを前記ワード線方向に複数に分割して配
設したセルアレイブロックと、 前記セルアレイブロックと前記ワード線方向に隣接する
他のセルアレイブロックとの間に延在してなり、且つ前
記ワード線と前記第1の金属配線とを接続する接続部を
配設してなるワード線スナップ領域と、 前記各ビット線対に接続され、前記セルアレイブロック
のビット線方向の端に配置される複数のPMOSセンス
アンプ及び複数のNMOSセンスアンプと、 前記複数のPMOSセンスアンプがワード線方向に配置
される領域と前記ワード線スナップ領域のビット線方向
に延在する領域とが互いに交差する領域に、少なくとも
一部が配設された前記PMOSセンスアンプを駆動する
PMOSトランジスタと、 前記複数のNMOSセンスアンプがワード線方向に配置
される領域と前記ワード線スナップ領域のビット線方向
の延在する領域とが互いに交差する領域に、少なくとも
一部が配設された前記NMOSセンスアンプを駆動する
NMOSトランジスタと、 を具備してなり、 前記PMOSセンスアンプを駆動するPMOSトランジ
スタのソース端子と前記ビット線方向に配置される第2
の金属配線とを接続し、この第2の金属配線を第2のソ
ース電源線とし、前記NMOSセンスアンプを駆動する
NMOSトランジスタのソース端子と前記ビット線方向
に配置される第2の金属配線とを接続し、この第2の金
属配線を第1のソース電源線とするものであって、 前記第1のソース電源線及び前記第2のソース電源線が
1つの前記ワード線スナップ領域内に配置されており、 前記複数のNMOSセンスアンプがワード線方向に配置
される領域と前記ワード線スナップ領域のビット線方向
の延在する領域とが互いに交差する1つの領域毎に、チ
ャネルを2つ有する前記NMOSトランジスタを配置
し、それらのゲート電極は互いに接続され、ソース端子
は同一の拡散層で接続されていることを特徴とするダイ
ナミック型半導体記憶装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000393531A JP3612276B2 (ja) | 2000-12-25 | 2000-12-25 | ダイナミック型半導体記憶装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000393531A JP3612276B2 (ja) | 2000-12-25 | 2000-12-25 | ダイナミック型半導体記憶装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03246691A Division JP3260393B2 (ja) | 1989-06-13 | 1991-02-01 | ダイナミック型半導体記憶装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001244438A true JP2001244438A (ja) | 2001-09-07 |
JP3612276B2 JP3612276B2 (ja) | 2005-01-19 |
Family
ID=18859317
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000393531A Expired - Lifetime JP3612276B2 (ja) | 2000-12-25 | 2000-12-25 | ダイナミック型半導体記憶装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3612276B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7639556B2 (en) | 2006-08-22 | 2009-12-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Bit line sense amplifier of semiconductor memory device having open bit line structure |
JP2014096191A (ja) * | 2012-11-09 | 2014-05-22 | Renesas Electronics Corp | 半導体記憶装置 |
-
2000
- 2000-12-25 JP JP2000393531A patent/JP3612276B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7639556B2 (en) | 2006-08-22 | 2009-12-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Bit line sense amplifier of semiconductor memory device having open bit line structure |
US8050125B2 (en) | 2006-08-22 | 2011-11-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Bit line sense amplifier of semiconductor memory device having open bit line structure |
JP2014096191A (ja) * | 2012-11-09 | 2014-05-22 | Renesas Electronics Corp | 半導体記憶装置 |
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---|---|
JP3612276B2 (ja) | 2005-01-19 |
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