JP2001307479A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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JP2001307479A
JP2001307479A JP2000122307A JP2000122307A JP2001307479A JP 2001307479 A JP2001307479 A JP 2001307479A JP 2000122307 A JP2000122307 A JP 2000122307A JP 2000122307 A JP2000122307 A JP 2000122307A JP 2001307479 A JP2001307479 A JP 2001307479A
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bit line
potential
cell array
circuit
memory cell
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Hiroshi Ito
洋 伊藤
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a DRAM in which an appropriate bit line reference potential can be set by using a dummy cell of a capacity coupling type. SOLUTION: In a memory cell array 1, a pair of bit lines BLbBL is pre- charged to an internal power source VBLH. This memory cell array 1 is provided with an auxiliary cell array 2 used for adjusting a reference potential. In the auxiliary cell array 2, write-in and read-out of 1/2 VBLH is performed for the memory cell, decision by majority of sense output of an auxiliary sense amplifier circuit 9 is performed by a decision by majority circuit 11, a high level potential VDWLH supplied to a dummy word line driving circuit 5 is generated by a VDWLH generating circuit 13 in accordance with the result.

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】この発明は、半導体集積回路
装置に係り、特に低電圧動作と高速動作が要求されるダ
イナミック型半導体記憶装置(DRAM)に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a dynamic semiconductor memory device (DRAM) which requires a low voltage operation and a high speed operation.

【0002】[0002]

【従来の技術】これまで半導体集積回路は、素子の微細
化によって高集積化と高速化が図られてきた。特に半導
体メモリは、メモリセルアレイの規則性という特性を活
かして微細化と高集積化が進んでいる。中でも、1個の
トランジスタと1個のキャパシタからなるダイナミック
型メモリセルを用いたDRAMは、大容量化の先端を走
っている。
2. Description of the Related Art Hitherto, high integration and high speed of semiconductor integrated circuits have been achieved by miniaturization of elements. In particular, semiconductor memories are being miniaturized and highly integrated utilizing the characteristics of the regularity of the memory cell array. In particular, a DRAM using a dynamic memory cell including one transistor and one capacitor is at the forefront of increasing capacity.

【0003】DRAMの場合、メモリセル自身には増幅
作用がないため、高感度のセンスアンプを必要とする。
通常はフリップフロップ型のセンスアンプが用いられ
る。データ読み出し前、ビット線対はある電位にプリチ
ャージされる。そして、ビット線対のプリチャージを解
除してフローティング状態とした後、ワード線を活性化
してメモリセルをアクセスする。これにより、選択メモ
リセルのトランジスタがオンしてセルキャパシタがビッ
ト線に接続される。センスアンプは、このセルキャパシ
タのビット線への接続によるビット線電位の変化を、参
照ビット線の参照電位との比較によって検知増幅する。
In the case of a DRAM, since a memory cell itself does not have an amplifying function, a high-sensitivity sense amplifier is required.
Usually, a flip-flop type sense amplifier is used. Before data reading, the bit line pair is precharged to a certain potential. Then, after the precharge of the bit line pair is released and the floating state is established, the word line is activated to access the memory cell. Thereby, the transistor of the selected memory cell is turned on, and the cell capacitor is connected to the bit line. The sense amplifier detects and amplifies a change in the bit line potential due to the connection of the cell capacitor to the bit line by comparing the change with the reference potential of the reference bit line.

【0004】データセンス前のビット線のプリチャージ
電位は、DRAMの歴史の初期においては、電源電圧V
DDであった。これは、DRAM回路がNMOSトラン
ジスタのみにより構成されていたためである。このVD
Dプリチャージ方式では、参照電位を作るためにダミー
セルが必要である。ダミーセルの方式には、通常のメモ
リセルと同じ容量のダミーセルを用いて1/2VDDを
書き込む方式と、通常のメモリセルの1/2の容量のダ
ミーセルを用いてビット線の低レベル電位GND(=V
SS)を書き込む方式とがある。これにより、ダミーセ
ルを参照ビット線に接続したときに、参照ビット線には
メモリセルデータが“0”,“1”のときのビット線電
位の中間の参照電位を得ることができる。
[0004] The precharge potential of a bit line before data sensing is equal to the power supply voltage V at the beginning of the history of DRAM.
DD. This is because the DRAM circuit is composed of only NMOS transistors. This VD
In the D precharge method, a dummy cell is required to generate a reference potential. The dummy cell method includes a method of writing 1 / VDD using a dummy cell having the same capacity as a normal memory cell, and a method of using a dummy cell having a capacity 1 / of a normal memory cell, and a low level potential GND (= V
SS). Thus, when the dummy cell is connected to the reference bit line, a reference potential intermediate between the bit line potentials when the memory cell data is "0" or "1" can be obtained on the reference bit line.

【0005】CMOS技術が開発されて、これがDRA
Mにも用いられるようになると、1/2VDDプリチャ
ージ方式のDRAMが現れる。高速性や低消費電力性か
ら、このCMOS技術を用いた1/2VDDプリチャー
ジ方式が現在もDRAMの主流となっている。この方式
では、原理的にダミーセルは必要がない。しかし、ワー
ド線とビット線間のカップリングノイズやビット線の容
量の平衡化等の目的でダミーセルが用いられる場合も少
なくない。
[0005] CMOS technology has been developed,
When it is used for M, a 1/2 VDD precharge type DRAM appears. Due to high speed and low power consumption, the 1/2 VDD precharge method using the CMOS technology is still the mainstream of DRAM. In this system, no dummy cell is required in principle. However, there are many cases where a dummy cell is used for the purpose of, for example, coupling noise between a word line and a bit line and balancing the capacity of a bit line.

【0006】以上のようなDRAMは微細化と高集積化
は、MOSトランジスタのスケーリング則に従ってなさ
れてきた。しかし電源電圧やMOSトランジスタのしき
い値電圧は、外部との接続のコンパチビリティやリーク
電流の抑制の必要性からデバイス寸法と同様にはスケー
リングされていない。しかし電源電圧がスケーリングさ
れていないため、微細化が進むにつれてMOSトランジ
スタにかかる電界は大きくなり、従って信頼性の観点か
ら電源電圧を下げざるを得なくなっている。
The above-mentioned DRAM has been miniaturized and highly integrated in accordance with the scaling rule of MOS transistors. However, the power supply voltage and the threshold voltage of the MOS transistor are not scaled in the same manner as the device dimensions because of the compatibility with the external connection and the necessity of suppressing the leakage current. However, since the power supply voltage is not scaled, the electric field applied to the MOS transistor increases as the miniaturization progresses. Therefore, the power supply voltage has to be reduced from the viewpoint of reliability.

【0007】一方、MOSトランジスタのしきい値電圧
については、メモリセルのリークをリフレッシュサイク
ルで規定される値以下に抑えなければならない関係で、
スケーリング則に従って下げることはできない。そこ
で、メモリセルトランジスタのしきい値電圧分、“1”
データとして書き込まれる電圧が低下するのを防止する
ため、ワード線を電源電圧より昇圧された電圧で駆動す
ることが行われる。しかし、ワード線を駆動する昇圧電
源も信頼性の観点から制限されると、セルトランジスタ
のしきい値電圧を下げることができないことから、セル
に書き込まれる“1”データのレベルを電源電圧VDD
に保つことが困難になる。即ち、1/2VDDを参照電
位とする1/2VDDプリチャージ方式では、“1”デ
ータが書き込み不足になる。
On the other hand, regarding the threshold voltage of the MOS transistor, the leak of the memory cell must be suppressed to a value specified by the refresh cycle or less.
It cannot be reduced according to the scaling law. Therefore, "1" corresponds to the threshold voltage of the memory cell transistor.
In order to prevent a voltage written as data from decreasing, a word line is driven with a voltage boosted from a power supply voltage. However, if the boosted power supply for driving the word line is also limited from the viewpoint of reliability, the threshold voltage of the cell transistor cannot be reduced, so that the level of “1” data written in the cell is changed to the power supply voltage VDD.
Will be difficult to keep. That is, in the V VDD precharge method using V VDD as a reference potential, “1” data is insufficiently written.

【0008】そのため現在では、メモリセルアレイ部に
外部電源VDDより低い内部電源VBLHを用意し、こ
の内部電源電位VBLHをメモリセルに書き込まれる
“1”データのレベルと同程度にすることが行われてい
る。この場合、ビット線プリチャージ方式としては、ビ
ット線イコライズにより参照電位1/2VBLHを得る
ことができる1/2VBLHプリチャージ方式となる。
Therefore, at present, an internal power supply VBLH lower than the external power supply VDD is prepared in the memory cell array portion, and the internal power supply potential VBLH is made to be substantially equal to the level of "1" data written in the memory cell. I have. In this case, the bit line precharge method is a 1/2 VBLH precharge method in which a reference potential of 1/2 VBLH can be obtained by bit line equalization.

【0009】一方、DRAMの消費電力のなかでは、ビ
ット線の充放電が最も大きな割合を占める。従ってDR
AMの低消費電力化には、内部電源VBLHを下げ、ビ
ット線振幅を小さくすることが非常に有効である。近年
の携帯用電子情報機器等のシステム側の要請からも、内
部電源VBLHの低電圧化は望まれている。この様に、
メモリセルアレイ部の低電圧化は、周辺回路以上に進ん
できている。
On the other hand, among the power consumption of DRAM, charging and discharging of bit lines occupies the largest ratio. Therefore DR
To reduce the power consumption of the AM, it is very effective to lower the internal power supply VBLH and reduce the bit line amplitude. In recent years, there has been a demand for a lower voltage of the internal power supply VBLH from the demands of systems such as portable electronic information devices. Like this
The lowering of the voltage of the memory cell array section is proceeding more than the peripheral circuits.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】DRAMの微細化が進
行し、内部電源VBLHの低下に伴ってプリチャージ電
位1/2VBLHの値がセンスアンプを構成するトラン
ジスタのしきい値電圧近傍にまで低下すると、1/2V
BLHプリチャージ方式のセンスアンプではその動作速
度が著しく低下するという問題が生じる。この問題に対
して、1/2VBLHプリチャージ方式を堅持しつつ、
動作速度を確保し改善しようとする試みはいくつかなさ
れている。
When the miniaturization of the DRAM advances and the value of the precharge potential 1/2 VBLH decreases to near the threshold voltage of the transistor constituting the sense amplifier with the decrease of the internal power supply VBLH, , 1 / 2V
In the sense amplifier of the BLH precharge system, there is a problem that the operation speed is significantly reduced. To solve this problem, while maintaining the 1/2 VBLH precharge method,
Several attempts have been made to secure and improve operating speed.

【0011】例えば、PMOSセンスアンプをVBL
Hより高い電圧で駆動するか、或いはNMOSセンスア
ンプをGNDより低い負電圧で駆動するセンスアンプオ
ーバードライブ方式、センスアンプの共通ソースノー
ドをセンスアンプが作られているウェルを接続すること
により、バックゲートバイアス効果をなくし、センスア
ンプの動作時のしきい値電圧を下げるウェルシンクロナ
イズドセンス方式、等がある。低電圧下でセンスアンプ
の高速性を確保するためには、これらの方式を単独で或
いは組み合わせて用いることが必要になる。もう一つの
解決方法としては、1/2VBLHプリチャージ方式
に代わって、VBLHプリチャージ方式を採用すること
が考えられる。
For example, a PMOS sense amplifier is connected to VBL
H is driven by a voltage higher than H, or the NMOS sense amplifier is driven by a negative voltage lower than GND. There is a well-synchronized sense system that eliminates the gate bias effect and lowers the threshold voltage during operation of the sense amplifier. In order to ensure the high speed of the sense amplifier under a low voltage, it is necessary to use these methods alone or in combination. Another solution is to adopt a VBLH precharge method instead of the 1/2 VBLH precharge method.

【0012】VBLHプリチャージ方式は、VDDプリ
チャージ方式と同様に、ダミーセルを必要とするが、こ
の場合微細化が進んでいる現在では、以下のような問題
がある。メモリセルには、微細な占有面積で大きな容量
を得るために、トレンチ構造やスタック構造といった三
次元構造が用いられる。このため、通常のメモリセルの
半分の容量のダミーセルを作ることは難しく、通常のメ
モリセルと同じ構造、容量のダミーセルを作って、これ
に1/2VBLHを書き込む方式が採用される。1/2
VBLHを書き込むには、ビット線対を1/2VBLH
にプリチャージし、ダミーワード線を活性化することに
なる。しかしこの方法では、センスの時間が短くなって
も、1/2VBLHを作るためのビット線イコライズに
余分な時間を必要とし、高速サイクルでの動作を難しく
する。
The VBLH precharge system requires a dummy cell as in the case of the VDD precharge system. However, in this case, there are the following problems as miniaturization progresses. In order to obtain a large capacity with a small occupied area, a three-dimensional structure such as a trench structure or a stack structure is used for a memory cell. For this reason, it is difficult to form a dummy cell having half the capacity of a normal memory cell, and a method is used in which a dummy cell having the same structure and capacity as a normal memory cell is formed and 1/2 VBLH is written into the dummy cell. 1/2
To write VBLH, set the bit line pair to 1/2 VBLH
To activate the dummy word line. However, in this method, even if the sensing time is shortened, extra time is required for the bit line equalization for producing 1/2 VBLH, making it difficult to operate in a high-speed cycle.

【0013】また参照電位を作る方法として、結合容量
型のダミーセルを用いる方式もある。これは、ダミーセ
ルとして、ダミーワード線とビット線の間に接続される
キャパシタを用いるものである。キャパシタとしては例
えば、MOSキャパシタが用いられる。この方式では、
ビット線がプリチャージされている間、ダミーワード線
も所定の駆動電圧にプリチャージしておき、ビット線が
フローティングになった後、参照ビット線側のダミーワ
ード線の電位を落とすことにより、容量カップリングで
参照ビット線に参照電位を発生させる。このとき参照電
位は、ダミーセルを構成するMOSキャパシタの寸法に
より設定することができる。この方式を用いれば、ビッ
ト線を1/2VBLHにプリチャージするための余分な
時間を必要としない。
As a method for generating a reference potential, there is a method using a dummy cell of a coupling capacitance type. This uses a capacitor connected between a dummy word line and a bit line as a dummy cell. For example, a MOS capacitor is used as the capacitor. In this scheme,
While the bit line is being precharged, the dummy word line is also precharged to a predetermined drive voltage, and after the bit line becomes floating, the potential of the dummy word line on the reference bit line side is dropped to thereby reduce the capacitance. A reference potential is generated on the reference bit line by coupling. At this time, the reference potential can be set according to the size of the MOS capacitor forming the dummy cell. With this method, no extra time is required to precharge the bit line to 1/2 VBLH.

【0014】しかし、容量結合型のダミーセルで参照電
位を適切に設定することは、設計の段階では難しく、デ
バイスの評価結果をフィードバックしながら決定するこ
とが必要になる。しかも、その様な評価の結果参照電位
を設定したとしても、プロセスの変動といったチップ毎
の変動の影響を受ける。更には実際に使用される環境の
違いや、動作中のチップ内部の温度変化といったダイナ
ミックな要因により、参照電位が常に最適値にあるとは
言えず、大きなマージンが必要となる。しかし、微細化
によるセル容量の低減、ビット線間容量の増大等により
実効的なセル容量の低減が進む中では、参照電位の設定
に大きなマージンの設定は許容されない。
However, it is difficult to appropriately set the reference potential in the dummy cell of the capacitive coupling type at the design stage, and it is necessary to make a decision while feeding back the evaluation result of the device. Moreover, even if the reference potential is set as a result of such an evaluation, the reference potential is affected by a variation between chips such as a variation in a process. In addition, due to dynamic factors such as differences in the environment actually used and changes in the temperature inside the chip during operation, the reference potential is not always at an optimum value, and a large margin is required. However, while the effective reduction of the cell capacitance is progressing due to the reduction of the cell capacitance due to the miniaturization, the increase of the capacitance between bit lines, etc., the setting of the large margin is not allowed for the setting of the reference potential.

【0015】ここまでは、VBLHプリチャージ方式を
前提に説明したが、ビット線を接地電位GND(一般に
は、ビット線振幅の低電位)にプリチャージし、PMO
Sトランジスタで構成したセンスアンプでビット線デー
タセンスを行うGNDプリチャージ方式もある。前述し
たVBLHプリチャージ方式での参照電位設定の問題
は、このGNDプリチャージ方式の場合も同様に存在す
る。
The above description has been made on the premise of the VBLH precharge method. However, the bit line is precharged to the ground potential GND (generally, a low potential of the bit line amplitude), and the PMO is precharged.
There is also a GND precharge system in which bit line data sensing is performed by a sense amplifier constituted by S transistors. The problem of the reference potential setting in the VBLH precharge method described above similarly exists in the GND precharge method.

【0016】この発明は、上記事情を考慮してなされた
もので、容量結合型のダミーセルを用いて適切なビット
線の参照電位を設定することを可能としたDRAMを有
する半導体集積回路装置を提供することを目的としてい
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a semiconductor integrated circuit device having a DRAM capable of setting an appropriate bit line reference potential using a capacitively coupled dummy cell. It is intended to be.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体集
積回路装置は、複数本のワード線とこれと交差する複数
対のビット線を有し、ワード線とビット線対の各交差部
にダイナミック型メモリセルがマトリクス配列され且
つ、各ビット線対に少なくとも一つずつ接続されてダミ
ーワード線により駆動されてビット線対の一方に参照電
位を発生させるための容量結合型のダミーセルが設けら
れたメモリセルアレイと、前記ビット線対の電位差を検
知増幅するセンスアンプ回路と、前記ビット線対を、前
記メモリセルアレイに供給される内部電源により決まる
ビット線振幅の高電位又は低電位にプリチャージするプ
リチャージ回路と、前記ダミーワード線を駆動すること
により選択された前記ダミーセルを介してビット線対の
一方に参照電位を発生させるためのダミーワード線駆動
回路と、このダミーワード線駆動回路が出力する駆動信
号レベルを制御することにより前記ビット線対の一方に
与えられる参照電位を調整する参照電位調整回路とを有
することを特徴とする。
A semiconductor integrated circuit device according to the present invention has a plurality of word lines and a plurality of pairs of bit lines intersecting the word lines, and a dynamic portion is provided at each intersection of the word lines and the bit line pairs. Type memory cells are arranged in a matrix, and at least one is connected to each bit line pair, and is provided with a capacitively coupled dummy cell driven by a dummy word line to generate a reference potential at one of the bit line pairs. A memory cell array; a sense amplifier circuit for detecting and amplifying a potential difference between the bit line pair; and a precharge circuit for precharging the bit line pair to a high potential or a low potential having a bit line amplitude determined by an internal power supply supplied to the memory cell array. A reference potential is generated to one of the bit line pairs via the charge circuit and the dummy cell selected by driving the dummy word line. And a reference potential adjusting circuit for adjusting a reference potential applied to one of the bit line pairs by controlling the level of a drive signal output by the dummy word line driving circuit. Features.

【0018】この発明によると、参照電位調整回路を設
けることにより、結合容量型のダミーセルを用いたDR
AMでの参照電位を最適設定することができる。具体的
に参照電位調整回路は例えば、所定のメモリセルにビッ
ト線振幅の高電位と低電位の中間電位を書き込み、この
中間電位をビット線に読み出したときに得られる電位と
等しくなるように、前記ダミーワード線駆動回路が出力
する駆動信号レベルを制御するものである。これによ
り、容量結合型のダミーセルを用いた発生させる参照電
位を、従来型のダミーセルで発生させる参照電位と同じ
にすることができる。
According to the present invention, by providing the reference potential adjusting circuit, the DR using the coupling capacitance type dummy cell is provided.
It is possible to optimally set the reference potential in AM. Specifically, the reference potential adjustment circuit writes, for example, an intermediate potential between the high potential and the low potential of the bit line amplitude in a predetermined memory cell, and makes the potential equal to the potential obtained when the intermediate potential is read out to the bit line. It controls the level of the drive signal output by the dummy word line drive circuit. Thus, the reference potential generated by using the capacitive coupling type dummy cell can be made the same as the reference potential generated by the conventional type dummy cell.

【0019】この発明において、参照電位調整回路は例
えば、参照電位調整のために前記メモリセルアレイとは
独立に設けられて独立にアクセスされる補助セルアレイ
と、この補助セルアレイのビット線対の電位差を検知増
幅する補助センスアンプ回路と、前記補助セルアレイの
所定のメモリセルにビット線振幅の高電位と低電位の中
間電位を書き込みこれを読み出したときの前記補助セン
スアンプ回路に得られるセンス出力に応じて、前記ダミ
ーワード線駆動回路が出力すべき駆動信号レベルを発生
するダミーワード線駆動信号レベル発生回路とを備えて
構成される。この場合好ましくは、補助セルアレイのビ
ット線対に選択ゲートを介して接続される信号線対が設
けられ且つ、この信号線対に、ビット線対を内部電源電
位の1/2の中間電位にプリチャージするイコライズ回
路が設けられるものとする。更に好ましくは、前記補助
セルアレイは複数対のビット線分設けられ、これに対応
して前記補助センスアンプ回路が複数個設けられ且つ、
これら複数個の補助センスアンプ回路のセンス出力の多
数決をとる多数決回路が設けられる。
In the present invention, the reference potential adjusting circuit detects, for example, an auxiliary cell array provided independently of the memory cell array and independently accessed for adjusting the reference potential, and a potential difference between a bit line pair of the auxiliary cell array. An auxiliary sense amplifier circuit for amplifying, and an intermediate potential between a high potential and a low potential of a bit line amplitude is written to a predetermined memory cell of the auxiliary cell array, and is read in accordance with a sense output obtained by the auxiliary sense amplifier circuit. And a dummy word line drive signal level generating circuit for generating a drive signal level to be output by the dummy word line drive circuit. In this case, preferably, a signal line pair connected to the bit line pair of the auxiliary cell array via a selection gate is provided, and the bit line pair is pre-set to an intermediate potential of の of the internal power supply potential. It is assumed that an equalizing circuit for charging is provided. More preferably, the auxiliary cell array is provided for a plurality of pairs of bit lines, and a plurality of the auxiliary sense amplifier circuits are provided correspondingly,
A majority circuit is provided for taking the majority of the sense outputs of the plurality of auxiliary sense amplifier circuits.

【0020】この発明において、参照電位調整回路はま
た、参照電位調整のために前記メモリセルアレイ内にビ
ット線対を共有して増設された、ワード線と平行する予
備ワード線とこれにより選択されるメモリセルを有する
予備セルアレイと、この予備セルアレイの所定のメモリ
セルにビット線振幅の高電位と低電位の中間電位を書き
込みこれを読み出したときの前記センスアンプ回路に得
られるセンス出力に応じて、前記ダミーワード線駆動回
路が出力すべき駆動信号レベルを発生するダミーワード
線駆動信号レベル発生回路とを備えて構成される。これ
により、参照電位調整ための専用の補助セルアレイを設
けることなく、参照電位調整が可能になる。この場合、
増設される予備セルアレイは、好ましくは2本の予備ワ
ード線分設けられる。
In the present invention, the reference potential adjusting circuit is also selected by a spare word line parallel to the word line and extended by sharing a bit line pair in the memory cell array for adjusting the reference potential. A spare cell array having a memory cell, and a sense output obtained by the sense amplifier circuit when an intermediate potential between a high potential and a low potential of a bit line amplitude is written to a predetermined memory cell of the spare cell array and read out therefrom, A dummy word line drive signal level generating circuit for generating a drive signal level to be output by the dummy word line drive circuit. Thereby, the reference potential can be adjusted without providing a dedicated auxiliary cell array for adjusting the reference potential. in this case,
The spare cell array to be added is preferably provided for two spare word lines.

【0021】この発明において、好ましくは、メモリセ
ルアレイのビット線対とセンスアンプ回路の各センスノ
ードとの間にそれらの間の導通、非導通を制御する一組
のスイッチ素子が設けられ且つ、ダミーセルがこのスイ
ッチ素子よりセンスアンプ回路側に配置されるようにす
る。この様な構成とすれば、ビット線をセンスアンプ回
路から切り離した状態で、ダミーセルによる参照電位の
カップリングを行わせることができ、ダミーセルの面積
を小さいものとすることができる。
In the present invention, preferably, a pair of switch elements for controlling conduction and non-conduction between a bit line pair of a memory cell array and each sense node of a sense amplifier circuit are provided, and a dummy cell is provided. Are arranged closer to the sense amplifier circuit than this switch element. With such a configuration, the reference potential can be coupled by the dummy cell while the bit line is disconnected from the sense amplifier circuit, and the area of the dummy cell can be reduced.

【0022】この発明は、メモリセルアレイに外部電源
電位VDDより低い内部電源電位VBLHを用いるDR
AMに有効であるが、その場合、ビット線プリチャージ
方式としては、内部電源の高電位VBLHにプリチャー
ジする方式の他、低電位GNDにプリチャージする方式
を用いる場合も有効である。
According to the present invention, a DR using an internal power supply potential VBLH lower than the external power supply potential VDD for a memory cell array is provided.
Although it is effective for AM, in this case, as a bit line precharge method, in addition to a method of precharging to a high potential VBLH of an internal power supply, a method of using a method of precharging to a low potential GND is also effective.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態を説明する。 [実施の形態1]図1は、この発明の実施の形態1によ
るDRAMの要部構成を示す。メモリセルアレイ1は、
複数本のワード線WLと複数対のビット線BL,bBL
が交差して配列され、その各交差部のメモリセルMCが
配置されて構成される。メモリセルMCは、図2に示す
ように、一つのNMOSトランジスタと一つのキャパシ
タにより構成される。メモリセルアレイ1には、各ビッ
ト線対BL,bBLには、ワード線WLと平行に配設さ
れたダミーワード線DWl0,DWL1によりそれぞれ
駆動されるダミーセルDCが一つずつ設けられている。
このダミーセルDCは結合容量型であり、図2に示すよ
うに、一端がダミーワード線DWL0,DWL1に接続
され、他端がビット線BL,bBLに接続されたキャパ
シタC0,C1により構成される。キャパシタC0,C
1はMOS型キャパシタである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. [First Embodiment] FIG. 1 shows a main configuration of a DRAM according to a first embodiment of the present invention. The memory cell array 1
A plurality of word lines WL and a plurality of pairs of bit lines BL and bBL
Are arranged so as to cross each other, and the memory cells MC at the respective intersections are arranged and configured. As shown in FIG. 2, the memory cell MC includes one NMOS transistor and one capacitor. In the memory cell array 1, each bit line pair BL, bBL is provided with one dummy cell DC driven by a dummy word line DW10, DWL1 arranged in parallel with the word line WL.
This dummy cell DC is of a coupling capacitance type, and as shown in FIG. 2, is composed of capacitors C0 and C1 each having one end connected to dummy word lines DWL0 and DWL1 and the other end connected to bit lines BL and bBL. Capacitor C0, C
1 is a MOS type capacitor.

【0024】メモリセルアレイ1のワード線WLは、ロ
ウデコーダ3により選択され、ワード線駆動回路4によ
り駆動される。ダミーワード線DWL0,DWL1はダ
ミーワード線駆動回路5により駆動される。メモリセル
アレイ1のビット線対BL,bBLはビット線センスア
ンプ回路7に接続されている。ビット線選択は、カラム
デコーダ6及びこれにより駆動されるカラムゲート8に
より行われる。
A word line WL of the memory cell array 1 is selected by a row decoder 3 and driven by a word line driving circuit 4. The dummy word lines DWL0 and DWL1 are driven by the dummy word line drive circuit 5. The bit line pair BL, bBL of the memory cell array 1 is connected to the bit line sense amplifier circuit 7. Bit line selection is performed by the column decoder 6 and the column gate 8 driven by the column decoder.

【0025】センスアンプ回路7は、図2に示すよう
に、NMOSトランジスタQN1,QN2によりフリッ
プフロップを構成したNMOSセンスアンプSA1と、
PMOSトランジスタQP1,QP2によりフリップフ
ロップを構成したPMOSセンスアンプSA2とから構
成されている。NMOSセンスアンプSA1の共通ソー
スには、活性化信号SANが入る。PMOSセンスアン
プSA2の共通ソースには、外部電源より低い内部電源
VBLHが与えられている。即ちセンスアンプ回路7を
含めてメモリセルアレイ1の部分は、内部電源電位VB
LHにより動作する。
As shown in FIG. 2, the sense amplifier circuit 7 includes an NMOS sense amplifier SA1 having a flip-flop constituted by NMOS transistors QN1 and QN2,
And a PMOS sense amplifier SA2 in which a flip-flop is formed by the PMOS transistors QP1 and QP2. The activation signal SAN is input to a common source of the NMOS sense amplifier SA1. An internal power supply VBLH lower than an external power supply is supplied to a common source of the PMOS sense amplifier SA2. That is, the portion of the memory cell array 1 including the sense amplifier circuit 7 has the internal power supply potential VB
Operated by LH.

【0026】図2に示すように、ビット線対BL,bB
Lには、これを内部電源電位VBLHにプリチャージす
るためのビット線プリチャージ回路21が設けられてい
る。プリチャージ回路21はこの例では、プリチャージ
制御信号PRCにより駆動されてビット線対BL,bB
LにVBLHを与えるPMOSトランジスタQP3,Q
P4により構成されている。
As shown in FIG. 2, a bit line pair BL, bB
L is provided with a bit line precharge circuit 21 for precharging the same to the internal power supply potential VBLH. In this example, the precharge circuit 21 is driven by a precharge control signal PRC to generate a pair of bit lines BL and bB.
PMOS transistors QP3, Q for applying VBLH to L
P4.

【0027】この実施の形態では、ビット線の参照電位
を調整するために用いられる、メモリセルアレイ1とは
独立にアクセスされる補助セルアレイ2が設けられてい
る。この補助セルアレイ2は、ビット線方向の長さがメ
モリセルアレイ1と同じであり、図3に示すように、基
本的にメモリセルアレイ1と同様のダイナミック型メモ
リセルMCと、各ビット線に一つずつの結合容量型のダ
ミーセルDCを有する。この補助セルアレイ2は、所定
のメモリセルにビット線対のイコライズによって、内部
電源電位の中間電位である1/2VBLHを書き込み、
これを読み出して基準となる参照電位を発生させるため
に用いられる。具体的にこの実施の形態の場合は、参照
電位を多数決により決定するために、補助セルアレイ1
として3対以上のビット線が設けられる。
In this embodiment, an auxiliary cell array 2 which is used to adjust the reference potential of the bit line and is accessed independently of the memory cell array 1 is provided. The auxiliary cell array 2 has the same length in the bit line direction as the memory cell array 1, and as shown in FIG. 3, a dynamic memory cell MC basically similar to the memory cell array 1, and one for each bit line. Each having a coupling capacitance type dummy cell DC. The auxiliary cell array 2 writes 1/2 VBLH, which is an intermediate potential of the internal power supply potential, into a predetermined memory cell by equalizing a bit line pair,
This is read to generate a reference potential serving as a reference. Specifically, in the case of this embodiment, the auxiliary cell array 1
, Three or more pairs of bit lines are provided.

【0028】補助セルアレイ2にもメモリセルアレイ1
と同様に、補助センスアンプ回路9及びカラムゲート1
0が設けられている。図2に示すメモリセルアレイ1の
単位構成と、図3に示す補助セルアレイ2の単位構成の
相違点は、補助セルアレイ2には、ビット線イコライズ
回路22が設けられていることである。このビット線イ
コライズ回路22は、カラムゲート7を構成するNMO
SトランジスタQN3,QN4を介してビット線対B
L,bBLに接続される信号線対DQ,bDQに設けら
れている。イコライズ回路22は、制御信号線EQLに
より駆動されて、信号線線DQ,bDQにプリチャージ
電位VBLEQL(=1/2VBLH)を与えるNMO
SトランジスタQN5,QN6と、信号線DQ,bDQ
間を短絡するNMOSトランジスタQN7を有する。
The auxiliary cell array 2 also has the memory cell array 1
Similarly, the auxiliary sense amplifier circuit 9 and the column gate 1
0 is provided. The difference between the unit configuration of the memory cell array 1 shown in FIG. 2 and the unit configuration of the auxiliary cell array 2 shown in FIG. 3 is that the auxiliary cell array 2 is provided with a bit line equalizing circuit 22. This bit line equalizing circuit 22 is provided with an NMO
Bit line pair B via S transistors QN3 and QN4
It is provided on a pair of signal lines DQ and bDQ connected to L and bBL. The equalizing circuit 22 is driven by a control signal line EQL to apply a precharge potential VBLEQL (= 1 / VBLH) to the signal line lines DQ and bDQ.
S transistors QN5, QN6 and signal lines DQ, bDQ
It has an NMOS transistor QN7 that short-circuits between them.

【0029】このイコライズ回路22は、予めビット線
プリチャージ回路21によりVBLHにプリチャージさ
れているビット線対BL,bBLを、プリチャージを解
除した後に、1/2VBLHBに再度プリチャージする
働きをする。これは後述のように、参照電位調整のため
に必要な中間電位1/2VBLHをメモリセルに書き込
むためである。これは、プリチャージ回路21のプリチ
ャージを解除した後に、カラムゲート10をオンとし、
イコライズ制御信号線EQLを“H”にすることにより
行われる。
The equalizing circuit 22 has a function of precharging the bit line pair BL, bBL which has been precharged to VBLH by the bit line precharging circuit 21 again to 1/2 VBLHB after releasing the precharge. . This is because the intermediate potential 1/2 VBLH required for adjusting the reference potential is written to the memory cell as described later. This means that after the precharge of the precharge circuit 21 is released, the column gate 10 is turned on,
This is performed by setting the equalizing control signal line EQL to “H”.

【0030】補助セルアレイ2のワード線WLおよびダ
ミーワード線DWLは、適当なアドレス入力によって、
補助セルアレイコントローラ12により選択される。補
助セルアレイ2では、後に説明するように、データ書き
込みと読み出しにより基準となる参照電位を生成する動
作が行われる。その結果は補助センスアンプ回路9によ
り検出される。そしてその結果の多数決をとる多数決回
路11が設けられ、多数決の結果に応じて、ダミーワー
ド線DWLを駆動するプリチャージ電位を決定するため
のダミーワード線駆動信号レベル(VDWLH)発生回
路13が設けられている。
The word line WL and the dummy word line DWL of the auxiliary cell array 2 are set by an appropriate address input.
Selected by the auxiliary cell array controller 12. In the auxiliary cell array 2, an operation of generating a reference potential by writing and reading data is performed as described later. The result is detected by the auxiliary sense amplifier circuit 9. A majority circuit 11 for taking a majority decision of the result is provided, and a dummy word line drive signal level (VDWLH) generation circuit 13 for determining a precharge potential for driving the dummy word line DWL is provided according to the result of the majority decision. Have been.

【0031】なお、補助セルアレイ2側に設けられたカ
ラムゲート10はこの実施の形態の場合、メモリセルア
レイ1側のカラムゲート8とは機能が異なる。図3に示
したように、補助セルアレイ2側には、カラムゲート1
0の外側にビット線イコライズ回路22を設けており、
カラムゲート7は、ビット線イコライズとその解除のた
めに、補助セルアレイ2の全ビット線対の同時選択,非
選択を行うために用いられる。但し、カラムゲート10
がメモリセルアレイ8側と同様に1カラムずつ順にビッ
ト線対の選択を行うものとしてもよい。
In this embodiment, the function of the column gate 10 provided on the auxiliary cell array 2 side is different from that of the column gate 8 on the memory cell array 1 side. As shown in FIG. 3, the column gate 1 is located on the auxiliary cell array 2 side.
A bit line equalizing circuit 22 is provided outside of 0,
The column gate 7 is used for simultaneously selecting and deselecting all bit line pairs of the auxiliary cell array 2 for equalizing and releasing bit lines. However, the column gate 10
May select bit line pairs in order one column at a time, similarly to the memory cell array 8 side.

【0032】図4は、この実施の形態での読み出し動作
波形を示している。PRVC=“L”(=Vss)のプ
リチャージ期間、ビット線対BL,bBLは、ビット線
振幅の高電位即ち、内部電源電位VBLHにプリチャー
ジされている。その間、ワード線WLは“L”であり、
ダミーワード線DWLはダミーワード線駆動回路5によ
り、VDWLHにプリチャージされている。時刻t0で
プリチャージが解除され、その後時刻t1で選択された
ワード線、例えばWL1が“H”になる。同時に、選択
されたダミーワード線DWL1はプリチャージが解除さ
れる。
FIG. 4 shows a read operation waveform in this embodiment. During the precharge period of PRVC = “L” (= Vss), the bit line pair BL, bBL is precharged to the high potential of the bit line amplitude, that is, the internal power supply potential VBLH. Meanwhile, the word line WL is at “L”,
The dummy word line DWL is precharged to VDDWLH by the dummy word line drive circuit 5. At time t0, the precharge is released, and thereafter the word line selected at time t1, for example, WL1, becomes "H". At the same time, the precharge of the selected dummy word line DWL1 is released.

【0033】これにより、選択されたワード線WL1に
より駆動されるメモリセルMCのデータがビット線対B
L,bBLの一方のビット線BLに読み出され、他方の
ビット線bBLには、ダミーセルDCのカップリングに
より、参照電位が与えられる。選択されたメモリセルM
Cでは、ビット線BLとの電荷の共有により、データ
“1”,“0”に応じて、ビット線BLの電位変化を生
じる。電荷の共有のみであれば、データ“1”の場合、
ビット線BLはプリチャージ電位VBLHを保持する
が、実際にはワード線WL1とのカップリングノイズ等
によりビット線BLの電位は変化する。図4では、ビッ
ト線BLが僅かにプリチャージ電位より高くなる場合を
示している。ビット線bBLについては、ビット線BL
に“1”が読み出された場合と“0”が読み出された場
合の中間の参照電位となる。従ってこの後時刻t2でセ
ンスアンプ回路7を活性化すれば、参照電位との電位差
がセンスアンプ回路の感度より大きい場合には、
“1”,“0”データが増幅され、“1”データの場
合、BL=VBLH,bBL=Vssとなり、“0”デ
ータの場合は破線で示すように、BL=VSS,bBL
=VBLHとなる。
Thus, the data of the memory cell MC driven by the selected word line WL1 is transferred to the bit line pair B.
L and bBL are read out to one bit line BL, and the other bit line bBL is supplied with a reference potential by coupling of the dummy cell DC. Selected memory cell M
In C, the potential of the bit line BL changes according to the data “1” and “0” due to the sharing of the charge with the bit line BL. If only charge sharing, data "1",
Although the bit line BL holds the precharge potential VBLH, the potential of the bit line BL actually changes due to coupling noise with the word line WL1 or the like. FIG. 4 shows a case where the bit line BL becomes slightly higher than the precharge potential. As for the bit line bBL, the bit line BL
Becomes a reference potential intermediate between the case where "1" is read out and the case where "0" is read out. Therefore, when the sense amplifier circuit 7 is activated at time t2, if the potential difference from the reference potential is larger than the sensitivity of the sense amplifier circuit,
“1” and “0” data are amplified, and in the case of “1” data, BL = VBLH and bBL = Vss. In the case of “0” data, BL = VSS and bBL as indicated by a broken line.
= VBLH.

【0034】次にこの実施の形態における参照電位設定
の手法を説明する。図5は、参照電位調整動作での補助
セルアレイ2の動作波形を示している。時刻t0までの
プリチャージ期間、プリチャージ信号PRCが“L”で
あり、補助セルアレイ2のビット線対BL,bBLは、
VBLHにプリチャージされている。この間、ワード線
WLは“L”であり、ダミーワード線DWLはVDWL
Hにプリチャージされている。
Next, a method of setting the reference potential in this embodiment will be described. FIG. 5 shows operation waveforms of the auxiliary cell array 2 in the reference potential adjustment operation. During the precharge period until time t0, the precharge signal PRC is “L”, and the bit line pair BL and bBL of the auxiliary cell array 2
It is precharged to VBLH. During this time, the word line WL is at “L” and the dummy word line DWL is at VDWL.
H is precharged.

【0035】時刻t0でビット線プリチャージが解除さ
れ、同時にイコライズ信号EQLが“H”となり、選択
されたワード線WLが“H”となる。図では省略した
が、カラムゲート10も同時に全選択状態になる。これ
により、ビット線対BL,bBLは、イコライズ回路2
2によって1/2VBLHにプリチャージ/イコライズ
される。この電位はワード線WLにより選択されたメモ
リセルMCに書き込まれる。
At time t0, the bit line precharge is released, and at the same time, the equalize signal EQL becomes "H" and the selected word line WL becomes "H". Although omitted in the figure, the column gate 10 is also in the all-selected state at the same time. Thereby, the bit line pair BL, bBL is connected to the equalizing circuit 2
2 is precharged / equalized to 1/2 VBLH. This potential is written to the memory cell MC selected by the word line WL.

【0036】時刻t1で、イコライズ動作とそのイコラ
イズ電位のメモリセルへの書き込み動作を終了する。そ
して、再度プリチャージ信号PRC=“L”により、ビ
ット線対BL,bBLをVBLHにプリチャージする。
次いで、時刻t2で、プリチャージ動作を解除し、僅か
に遅れて同じワード線WLを選択して、1/2VBLH
が書き込まれたメモリセルMCのデータをビット線BL
に読み出す。これが、ビット線イコライズにより作られ
た1/2VBLHに基づく基準参照電位Vrefとな
る。同時に、ダミーワード線DWLをプリチャージ電位
VDWLHから引き下げることにより、他方のビット線
bBLにはダミーワード線DWLのプリチャージ電位V
DWLHとダミーセルDCのカップリングにより決まる
参照電位Vrefdが与えられる。
At time t1, the equalizing operation and the operation of writing the equalizing potential to the memory cell are completed. Then, the bit line pair BL, bBL is precharged to VBLH again by the precharge signal PRC = "L".
Next, at time t2, the precharge operation is released, the same word line WL is selected with a slight delay, and the 1/2 VBLH
Is written to the bit line BL.
Read out. This becomes the reference reference potential Vref based on 1/2 VBLH generated by the bit line equalization. At the same time, the dummy word line DWL is pulled down from the precharge potential VDWLH, so that the other bit line bBL has the precharge potential V of the dummy word line DWL.
Reference potential Vrefd determined by the coupling between DWLH and dummy cell DC is applied.

【0037】こうしてビット線対BL,bBLに読み出
される電位Vref,Vrefdを比較することによ
り、参照電位の調整が可能である。参照電位の調整は、
原理的に、容量結合型のダミーセルDCにより作られる
参照電位Vrefdが基準参照電位Vrefより高い場
合には、ダミーワード線DWLを駆動する高レベル電位
VDWLHを引き上げ、参照電位Vrefdが基準参照
電位Vrefより低い場合には、ダミーワード線DWL
を駆動する高レベル電位VDWLHを引き下げることに
より行われる。
By comparing the potentials Vref and Vrefd read to the bit line pair BL and bBL in this manner, it is possible to adjust the reference potential. Adjustment of the reference potential
In principle, when the reference potential Vrefd generated by the capacitive coupling type dummy cell DC is higher than the reference reference potential Vref, the high level potential VDWLH for driving the dummy word line DWL is raised, and the reference potential Vrefd is higher than the reference reference potential Vref. If low, the dummy word line DWL
Is performed by lowering the high-level potential VDWLH that drives.

【0038】具体的にこの実施の形態では、ビット線対
BL,bBLに得られる上述した参照電位Vref,V
refdの差をセンスアンプ回路9により検知増幅す
る。即ち、VrefdがVrefより高ければ、ビット
線BLはVssに、ビット線bBLはVBLHに増幅さ
れ、VrefdがVrefより低ければ、ビット線BL
はVBLHに、ビット線bBLはVssに増幅される。
More specifically, in this embodiment, the above-described reference potentials Vref and Vref obtained on bit line pair BL and bBL are used.
The difference of refd is detected and amplified by the sense amplifier circuit 9. That is, if Vrefd is higher than Vref, the bit line BL is amplified to Vss, the bit line bBL is amplified to VBLH, and if Vrefd is lower than Vref, the bit line BL is amplified.
Is amplified to VBLH, and the bit line bBL is amplified to Vss.

【0039】ここまでの動作は、補助セルアレイ2の全
ビット線対について同時に行われる。そして、カラムゲ
ート10をオンにして、補助センスアンプ回路9の全セ
ンス結果が(或いは一部のセンス結果が)データ線D
Q,bDQを介して多数決回路11に送られて多数決が
採られる。多数決回路11は、入力信号のうち“0”が
多ければ“0”を出力し、“1”が多ければ“1”を出
力する回路である。もし、入力信号数が偶数個で
“0”,“1”が同数の場合を別に扱うようにするため
には、出力を2ビットとし、例えば“01”:“0”,
“10”:“1”,“00”:同数というように定めれ
ばよい。
The above operation is performed simultaneously for all the bit line pairs of the auxiliary cell array 2. Then, the column gate 10 is turned on, and all sense results (or some sense results) of the auxiliary sense amplifier circuit 9 are stored in the data line D.
The data is sent to the majority circuit 11 via Q and bDQ, and a majority decision is made. The majority circuit 11 is a circuit that outputs “0” when “0” is large among input signals, and outputs “1” when “1” is large. If the number of input signals is even and “0” and “1” are the same, the output is made 2 bits, for example, “01”: “0”,
"10": "1", "00": same number.

【0040】図6〜図8は、多数決回路11の例を示し
ている。これらの多数決回路で、A,B,C,Dはデー
タ線DQに、/A,/B,/C,/Dはデータ線bDQ
に接続される端子である。図6は、スタティックな組み
合わせ回路による3入力多数決回路であり、3入力A,
B,Cの二つのANDが“1”であれば、“1”を出力
するようになっている。
FIGS. 6 to 8 show examples of the majority circuit 11. FIG. In these majority circuits, A, B, C and D are connected to a data line DQ, and / A, / B, / C and / D are connected to a data line bDQ.
Terminal. FIG. 6 shows a three-input majority circuit using a static combinational circuit.
If two ANDs B and C are "1", "1" is output.

【0041】図7は、ダイナミックな組み合わせ回路に
よる4入力多数決回路であり、プリチャージ期間と多数
決判定の期間が交互に来る。プリチャージ信号PRCが
“L”であるプリチャージ期間は、二つの出力OUT
1,OUT2は共に“0”であり、“00”データ状態
になる。プリチャージ信号PRCが“H”である判定期
間では、入力の“0”,“1”の数の大小に応じて、
“01”又は“10”になる。入力の“0”,“1”が
同数であれば、“00”を保持する。
FIG. 7 shows a four-input majority circuit using a dynamic combination circuit, in which a precharge period and a majority decision period alternate. During the precharge period in which the precharge signal PRC is “L”, the two outputs OUT
1 and OUT2 are both "0", resulting in a "00" data state. In the determination period in which the precharge signal PRC is “H”, according to the magnitude of the number of inputs “0” and “1”,
It becomes "01" or "10". If the inputs “0” and “1” are the same, “00” is held.

【0042】図8は、オペアンプOPを用いたコンパレ
ータ構成による3入力多数決回路である。センス前はデ
ータ線DQ,bDQをVBLHにプリチャージしてお
き、プリチャージを解除して、センス結果を転送する
と、A,B,Cの“1”の数が多い場合、オペアンプO
Pの反転入力ノードの方が非反転入力ノードより高くな
り、オペアンプOPは“0”を出力し、“0”の方が多
ければ“1”を出力する。この回路は、アナログ電位を
比較しているので、入力数が偶数の場合で且つ“0”,
“1”が同数の場合にも、使用素子のばらつきによっ
て、“0”,“1”のいずれかを出力することになるか
ら、“0”,“1”が同数の場合を扱うことはできな
い。
FIG. 8 shows a three-input majority decision circuit having a comparator configuration using an operational amplifier OP. Before sensing, the data lines DQ and bDQ are precharged to VBLH, the precharge is released, and the sense result is transferred. When the number of “1” s of A, B, and C is large, the operational amplifier O
The inverting input node of P becomes higher than the non-inverting input node, and the operational amplifier OP outputs “0”, and outputs “1” if “0” is more. Since this circuit compares the analog potentials, the number of inputs is even and "0",
Even when “1” has the same number, either “0” or “1” is output due to the variation of the element used, so that the case where “0” and “1” have the same number cannot be handled. .

【0043】多数決回路11の出力が“0”であれば、
VrefdがVrefより高いので、ダミーワード線W
DLのプリチャージ電位VDWLHのレベルを上げ、
“0”であれば、VrefdがVrefより低いので、
ダミーワード線WDLの駆動電位VDWLHのレベルを
下げるという制御を行う。この様な制御により、ワード
線とのカップリングノイズやセンスアンプのトランジス
タのしきい値電圧のばらつきの影響を平均化して、補正
された参照電位を発生させることが可能になる。
If the output of the majority circuit 11 is "0",
Since Vrefd is higher than Vref, the dummy word line W
Raise the level of the DL precharge potential VDWLH,
If it is “0”, Vrefd is lower than Vref,
Control is performed to lower the level of the drive potential VDWLH of the dummy word line WDL. By such control, it is possible to generate a corrected reference potential by averaging the effects of coupling noise with the word line and variations in the threshold voltage of the transistors of the sense amplifier.

【0044】図9は、具体的にこの様な制御を行うVD
WLH発生回路13の構成例である。レジスタ91は、
調整されたVDWLH値を保持する保持回路である。こ
のレジスタ91の値が、ディジタル/アナログ変換器9
2を介し、バッファ93を介して出力される。前述した
多数決回路11での判定結果によりレジスタ91の値を
調整するために、アップカウンタ94,ダウンカウンタ
95及びセレクタ96が設けられている。アップカウン
タ94,ダウンカウンタ95には、前回調整されたレジ
スタ91の値をそれぞれ1だけアップし、1だけダウン
したディジタル信号が作られているものとする。
FIG. 9 shows a VD that specifically performs such control.
3 is a configuration example of a WLH generation circuit 13; The register 91 is
This is a holding circuit that holds the adjusted VDWLH value. The value of the register 91 is stored in the digital / analog converter 9
2 and output via a buffer 93. An up-counter 94, a down-counter 95, and a selector 96 are provided to adjust the value of the register 91 based on the result of the determination by the majority circuit 11. In the up counter 94 and the down counter 95, it is assumed that digital signals are generated by increasing the value of the register 91 adjusted last time by one and decreasing the value by one.

【0045】多数決回路11の判定結果の“1”,
“0”は、セレクタ96に選択信号(アップダウン信号
updown)として入る。これにより、アップカウン
タ94又はダウンカウンタ95により調整された値が選
択され、これがレジスタ91に入力される。レジスタ9
1にはまた、多数決判定終了の信号が更新信号upda
teとして入る。以上により、多数決判定の結果に応じ
てレジスタ91が更新され、その更新された値がアナロ
グ値に変換されて、新しいVDWLH値として出力され
る。
The decision result of the majority circuit 11 is "1",
“0” is input to the selector 96 as a selection signal (up-down signal updown). As a result, the value adjusted by the up counter 94 or the down counter 95 is selected and input to the register 91. Register 9
In addition, the signal of completion of majority decision is an update signal upda.
Enter as te. As described above, the register 91 is updated according to the result of the majority decision, the updated value is converted to an analog value, and is output as a new VDWLH value.

【0046】多数決回路11の出力が1ビットの場合
は、これをそのままアップダウン信号updownと
し、またその出力遷移を更新信号updateとすれば
よい。多数決回路11の出力が2ビットの場合には、そ
の出力out1,out2について図10に示す組み合
わせ回路で更新信号updateの供給を制御すればよ
い。即ち、出力out1,out2のいずれか一方が
“1”であれば、EXORゲート101の出力“1”に
より、NANDゲート102を活性とし、それ以外はN
ANDゲート102を不活性とする。アップダウン信号
updownには、2ビット出力のうち上位ビットを用
いればよい。これにより、出力out1,out2が
“00”(同数)の場合は、レジスタ91を更新せず、
“01”又は“10”の場合にレジスタ91を更新する
ことができる。
When the output of the majority circuit 11 is 1 bit, this may be used as it is as an up / down signal "update", and its output transition may be used as an update signal "update". When the output of the majority circuit 11 is 2 bits, the supply of the update signal update for the outputs out1 and out2 may be controlled by the combination circuit shown in FIG. That is, if either one of the outputs out1 and out2 is "1", the output "1" of the EXOR gate 101 activates the NAND gate 102, and otherwise, N
The AND gate 102 is made inactive. The upper bit may be used as the up / down signal updown, out of the 2-bit output. Accordingly, when the outputs out1 and out2 are “00” (the same number), the register 91 is not updated,
In the case of "01" or "10", the register 91 can be updated.

【0047】なお参照電位の初期値の設定は、評価時に
テストした結果をヒューズ等の不揮発性記憶素子に記憶
して、調整時に図9のレジスタ91に書き込まれるよう
にしてもよい。また参照電位調整の手続を、デバイスの
初期化の際に十分な回数(具体的には例えば、[VDW
LH発生回路の分解能]×[出力レンジ]以上)繰り返
すことにより、参照電位を初期化することができる。こ
の初期化時の調整によりプロセス変動、経年変化等の静
的な要因による参照電位のずれを補正することができ
る。
The initial value of the reference potential may be set by storing a test result at the time of evaluation in a nonvolatile storage element such as a fuse and writing the result in the register 91 of FIG. 9 at the time of adjustment. The reference potential adjustment procedure is performed a sufficient number of times at the time of device initialization (specifically, for example, [VDW
The reference potential can be initialized by repeating the above (resolution of LH generation circuit) × [output range]). By the adjustment at the time of initialization, it is possible to correct the deviation of the reference potential due to static factors such as process variation and aging.

【0048】初期化後の参照電位の調整は例えば、リフ
レッシュ時に同期して行うものとする。或いはリフレッ
シュサイクルとは無関係に、独自のタイマを持ち、定期
的に参照電位調整を行うようにすることもできる。これ
により、温度や電圧の変化といった動的な要因による参
照電位の最適値からのずれを補正することができる。
The adjustment of the reference potential after initialization is performed, for example, in synchronization with refresh. Alternatively, it is also possible to have a unique timer independently of the refresh cycle and to periodically adjust the reference potential. This makes it possible to correct the deviation of the reference potential from the optimum value due to dynamic factors such as changes in temperature and voltage.

【0049】以上のようにこの実施の形態によれば、V
BLHプリチャージ方式を採用し、容量結合型ダミーセ
ルを用いたDRAMにおいて、補助セルアレイを用意し
て、その補助セルアレイのメモリセルに1/2VBLH
を書き込み、この中間電位をビット線に読み出したとき
に得られる電位を参照電位とするように、ダミーワード
線駆動回路に供給される駆動信号レベルをしている。こ
れにより、結合容量型のダミーセルを用いた発生させる
参照電位を、従来型のダミーセルで発生させる参照電位
と同じにすることができる。この場合、補助セルアレイ
に複数対のビット線を用意して、各ビット線対のセンス
アンプ回路のセンス結果について多数決をとることによ
り、最適の参照電位調整が可能になる。またこの実施の
形態の場合、補助セルアレイ側で1/2VBLHを得る
ために必要なイコライズ回路は、補助セルアレイのビッ
ト線対に直接接続せず、選択ゲートを介して接続してい
る。このため、データセンス時のビット線容量は通常の
メモリセルアレイと異なることがなく、高速センスが可
能である。
As described above, according to this embodiment, V
In a DRAM employing a BLH precharge method and using a capacitively coupled dummy cell, an auxiliary cell array is prepared, and a memory cell of the auxiliary cell array is V VBLH
And the level of the drive signal supplied to the dummy word line drive circuit so that the potential obtained when the intermediate potential is read out to the bit line is used as the reference potential. Thereby, the reference potential generated by using the coupling capacitance type dummy cell can be made the same as the reference potential generated by the conventional dummy cell. In this case, an optimum reference potential can be adjusted by preparing a plurality of pairs of bit lines in the auxiliary cell array and taking a majority decision on the sense result of the sense amplifier circuit of each bit line pair. In this embodiment, an equalizing circuit necessary for obtaining 1/2 VBLH on the auxiliary cell array side is not directly connected to the bit line pair of the auxiliary cell array but is connected via a selection gate. Therefore, the bit line capacity at the time of data sensing does not differ from that of a normal memory cell array, and high-speed sensing is possible.

【0050】[実施の形態2]図11は、実施の形態2
によるDRAMの構成を示している。先の実施の形態で
は、通常のメモリセルアレイ1とは独立の、参照電位調
整のための補助セルアレイ2を設けたのに対し、この実
施の形態では専用の補助セルアレイは用いない。但し、
メモリセルアレイ1の中に、通常のロウアドレス分とは
別に、増設されたロウとして、図の場合2本の予備ワー
ド線SWL0,SWL1が設けられている。これらの予
備ワード線SWL0,SWL1に沿うメモリセルMCの
部分が、参照電位調整のための1/2VBLHを生成す
るために利用される、本来のメモリセルアレイ1とビッ
ト線対を共有して増設された予備セルアレイ1aを構成
している。予備ワード線は原理上1本でもよいが、ここ
ではビット線の容量バランスを考慮して2本としてい
る。
[Second Embodiment] FIG. 11 shows a second embodiment.
1 shows a configuration of a DRAM. In the above embodiment, the auxiliary cell array 2 for adjusting the reference potential, which is independent of the normal memory cell array 1, is provided. In this embodiment, a dedicated auxiliary cell array is not used. However,
In the memory cell array 1, two spare word lines SWL0 and SWL1 are provided in the memory cell array 1 as additional rows in addition to the normal row addresses. The portions of the memory cells MC along these spare word lines SWL0 and SWL1 are expanded by sharing the bit line pairs with the original memory cell array 1 used to generate 1/2 VBLH for reference potential adjustment. Spare cell array 1a. Although the number of spare word lines may be one in principle, two spare word lines are used here in consideration of the capacity balance of the bit lines.

【0051】この実施の形態の場合、メモリセルアレイ
1において、通常のアクセスとは異なる調整サイクルの
書き込み、及び読み出しを行って、参照電位調整を行
う。その具体的な調整手法は、先の実施の形態と同様で
ある。即ち、予備ワード線SWL0又はSWL1により
選択されたメモリセルMCに、ビット線イコライズによ
り得られた1/2VBLHを書き込む。即ち、この実施
の形態の場合も、図3に示したと同様のビット線イコラ
イズ回路22を有するものとする。そして、図5で説明
したと同様に、1/2VBLHの書き込みデータをデー
タ線対BL,bBLの一方にVrefとして読み出し、
他方にはダミーワード線DWL0又はDWL1の駆動に
よる参照電位Vrefdを発生させる。これらを比較す
ることにより、ダミーワード線のプリチャージ電位を調
整する。複数ビット線対について、多数決回路11の判
定を利用することも先の実施の形態と同様である。
In this embodiment, reference potential adjustment is performed in the memory cell array 1 by performing writing and reading in an adjustment cycle different from that for normal access. The specific adjustment method is the same as in the previous embodiment. That is, V VBLH obtained by the bit line equalization is written to the memory cell MC selected by the spare word line SWL0 or SWL1. That is, this embodiment also has a bit line equalizing circuit 22 similar to that shown in FIG. Then, as described with reference to FIG. 5, the write data of 1/2 VBLH is read as Vref to one of the data line pair BL and bBL,
On the other hand, a reference potential Vrefd is generated by driving the dummy word line DWL0 or DWL1. By comparing these, the precharge potential of the dummy word line is adjusted. The use of the judgment by the majority circuit 11 for a plurality of bit line pairs is the same as in the previous embodiment.

【0052】この実施の形態において、カラムアドレス
を順次切り換えながら、カラム選択信号CSLをクロッ
キングして、複数カラムからセンス結果を順次取り出す
ようにすることができる。この場合、多数決回路11に
は、前段に図12に示したようなシフトレジスタ121
を設ければよい。即ちカラム選択信号CSLに同期した
クロック信号CLKによりセンス結果をシフトレジスタ
121にシリアルに取り込む。そしてその取り込まれた
データをパラレルに多数決回路11の入力に入れる。多
数決回路11の出力によりVDWLH発生回路13が制
御されることは先の実施の形態と同様である。
In this embodiment, the column selection signal CSL is clocked while sequentially switching the column address, and the sense results can be sequentially taken out from a plurality of columns. In this case, the majority decision circuit 11 has a shift register 121 as shown in FIG.
May be provided. That is, the sense result is serially taken into the shift register 121 by the clock signal CLK synchronized with the column selection signal CSL. Then, the fetched data is input to the input of the majority circuit 11 in parallel. The control of the VDWLH generation circuit 13 by the output of the majority circuit 11 is the same as in the previous embodiment.

【0053】図12の方法は、判定に使用するビット数
が比較的少ない場合に有効であるが、ビット数が多い場
合には、多数決回路11を図13のように構成すればよ
い。この多数決回路11内には、多数決に使用する入力
数をカウントできるだけのレジスタ131を持つ。多数
決判定の前に、初期化信号initとクロックCLKを
立ち上げることにより、セレクタ132によって選択さ
れた初期値をレジスタ131に書き込む。
The method of FIG. 12 is effective when the number of bits used for determination is relatively small, but when the number of bits is large, the majority circuit 11 may be configured as shown in FIG. The majority decision circuit 11 has a register 131 capable of counting the number of inputs used for majority decision. Before the majority decision, the initial value selected by the selector 132 is written into the register 131 by raising the initialization signal init and the clock CLK.

【0054】このレジスタ131の初期値は、判定に使
用する入力数の半分に設定される。センス結果の確定の
後、カラム選択信号CSLに同期してセンス結果のデー
タDataを順次読み出し、これをアップダウンカウン
タ133,134のカウントアップ信号、カウントダウ
ン信号とする。即ち読み出しデータDataに応じて、
アップカウンタ133,ダウンカウンタ134の出力を
セレクタ135により選択してレジスタ131を順次更
新する。そして、最終的に更新されたレジスタ131の
値と初期値とを比較回路136で比較する。これにより
比較回路136からは、レジスタ131の値が初期値よ
り大きければ“1”、小さければ“0”なる多数決判定
結果が得られる。この判定結果により、VDWLH発生
回路13を制御することは、先の実施の形態と同様であ
る。
The initial value of this register 131 is set to half of the number of inputs used for judgment. After the determination of the sensing result, the data Data of the sensing result is sequentially read in synchronization with the column selection signal CSL, and these are used as count-up signals and count-down signals of the up / down counters 133 and 134. That is, according to the read data Data,
The outputs of the up counter 133 and the down counter 134 are selected by the selector 135 and the register 131 is sequentially updated. Then, the comparison circuit 136 compares the finally updated value of the register 131 with the initial value. Thus, the comparison circuit 136 obtains a majority decision result of “1” if the value of the register 131 is larger than the initial value, and “0” if the value is smaller than the initial value. The control of the VDWLH generation circuit 13 based on this determination result is the same as in the previous embodiment.

【0055】この実施の形態によっても、先の実施の形
態と同様の効果が得られる。また先の実施の形態と異な
り、参照電位調整のための専用の補助セルアレイを必要
としないから、チップの占有面積は小さいものとなる。
但しこの実施の形態の場合、メモリセルアレイ1内にビ
ット線を共有して参照電位調整用の予備セルアレイを含
むため、任意のタイミングで参照電位調整と言うことは
できず、例えば初期化後の参照電位調整はリフレッシュ
にあわせて行うことになる。
According to this embodiment, the same effect as in the previous embodiment can be obtained. Unlike the previous embodiment, a dedicated auxiliary cell array for adjusting the reference potential is not required, so that the area occupied by the chip is small.
However, in the case of this embodiment, since the memory cell array 1 includes a spare cell array for adjusting the reference potential by sharing the bit line, it cannot be said that the reference potential adjustment is performed at an arbitrary timing. The potential adjustment is performed according to the refresh.

【0056】[実施の形態3]図14は、先の各実施の
形態に用いられる図2の回路構成を変形したものであ
る。即ちこの実施の形態では、センスアンプ回路7のセ
ンスノードSA,bSAとビット線BL,bBLの間
に、分離信号ISOにより駆動される一組のスイッチ素
子として分離ゲートNMOSトランジスタQN10,Q
N11を介在させている。またダミーセルDCは、この
分離ゲートトランジスタQN10,QN11から見てビ
ット線側ではなく、センスアンプ回路7側に配置されて
いる。
[Embodiment 3] FIG. 14 is a modification of the circuit configuration of FIG. 2 used in the above embodiments. That is, in this embodiment, the isolation gate NMOS transistors QN10, QN as a pair of switch elements driven by the isolation signal ISO are provided between the sense nodes SA, bSA of the sense amplifier circuit 7 and the bit lines BL, bBL.
N11 is interposed. The dummy cell DC is arranged not on the bit line side but on the sense amplifier circuit 7 side when viewed from the isolation gate transistors QN10 and QN11.

【0057】図15は、この実施の形態でのデータセン
ス時の動作波形である。時刻t0までのプリチャージ期
間に、ビット線対BL,bBLはVBLHにプリチャー
ジされ、ダミーワード線DWLはVDWLHにプリチャ
ージされる。またプリチャージ期間、分離信号ISOは
“H”であり、ビット線対BL,bBLはセンスアンプ
回路7のセンスノードSA,bSAに接続されている。
プリチャージが解除された後、時刻t1で選択ワード線
例えば、WL1が“H”になる。これにより、ワード線
WL1で選択されたメモリセルMCのデータがビット線
BLに読み出されて、データ“1”,“0”に応じてビ
ット線BLの電位変化が生じる。ダミーワード線DWL
はこの時点ではまだプリチャージ解除されない。
FIG. 15 shows operation waveforms at the time of data sensing in this embodiment. During the precharge period up to time t0, the bit line pair BL, bBL is precharged to VBLH, and the dummy word line DWL is precharged to VDWLH. During the precharge period, the separation signal ISO is “H”, and the bit line pair BL, bBL is connected to the sense nodes SA, bSA of the sense amplifier circuit 7.
After the precharge is released, the selected word line, for example, WL1 becomes "H" at time t1. As a result, the data of the memory cell MC selected by the word line WL1 is read to the bit line BL, and the potential of the bit line BL changes according to the data “1” and “0”. Dummy word line DWL
Has not been released yet at this point.

【0058】その後、時刻t2で分離信号ISOを
“L”として、センスアンプ回路7のセンスノードとビ
ット線BL,bBLを分離した後、時刻t3でダミーワ
ード線DWL1のプリチャージを解除する。これによ
り、ビット線BL,bBLがセンスノードSA,bSA
と分離された状態で、いまの場合センスノードbSAに
ついてダミーセルDCのカップリングにより電位引き下
げが行われ、参照電位が得られる。そしてその後時刻t
4でセンスアンプ回路7を活性化する。これにより、ビ
ット線対BL,bBLをセンスアンプ回路7のセンスノ
ードSA,bSAから切り離した状態で、読み出された
“1”,“0”データが増幅される。“1”データの場
合、SA=VBLH,bSA=Vssとなり、“0”デ
ータの場合は破線で示すように、SA=VSS,bSA
=VBLHとなる。その後、時刻t5で再度、分離信号
ISOを“H”とすることにより、センスされたデータ
がビット線BL,bBLに転送されてメモリセルMCに
リストアされる。
After that, at time t2, the separation signal ISO is set to "L" to separate the sense node of the sense amplifier circuit 7 from the bit lines BL and bBL, and then at time t3, the precharge of the dummy word line DWL1 is released. Thereby, the bit lines BL and bBL are connected to the sense nodes SA and bSA.
In this case, the potential of the sense node bSA is lowered by coupling of the dummy cell DC, and the reference potential is obtained. And then time t
In step 4, the sense amplifier circuit 7 is activated. Thus, the read “1” and “0” data are amplified with the bit line pair BL and bBL disconnected from the sense nodes SA and bSA of the sense amplifier circuit 7. In the case of "1" data, SA = VBLH, bSA = Vss. In the case of "0" data, SA = VSS, bSA as indicated by a broken line.
= VBLH. Thereafter, at time t5, the separation signal ISO is set to "H" again, whereby the sensed data is transferred to the bit lines BL and bBL and restored to the memory cell MC.

【0059】この実施の形態によると、ダミーセルDC
により容量カップリングにより電位引き下げが行われる
のは、ビット線ではなく、センスアンプ回路7のセンス
ノードのみである。センスノードの容量はビット線容量
に比べて十分に小さく、ビット線容量を切り離した状態
で読み出しデータの増幅が行われるので、高速センスが
可能になる。また、ダミーセルが容量結合される相手の
容量が小さいことから、ダミーセルの容量、従って面積
も小さくすることができる。
According to this embodiment, the dummy cell DC
Therefore, only the sense node of the sense amplifier circuit 7 performs the potential reduction due to the capacitance coupling, not the bit line. The capacity of the sense node is sufficiently smaller than the bit line capacity, and the read data is amplified while the bit line capacity is separated, so that high-speed sensing is possible. Further, since the capacity of the partner to which the dummy cell is capacitively coupled is small, the capacity of the dummy cell, and thus the area, can be reduced.

【0060】[実施の形態4]図16は、図14の回路
構成を僅かに変形した実施の形態である。この実施の形
態では、分離ゲートNMOSトランジスタQN10,Q
N11をそれぞれ別の分離信号線ISO1,ISO2に
より制御できるようにしている。この様な構成として、
先の実施の形態と同様にビット線BL,bBLをセンス
ノードSA,bSAから切り離した状態で、ダミーセル
DCのカップリングにより参照ビット線に参照電位を与
え、データセンスを行うことができる。データリストア
時には、分離ゲートトランジスタQN10,QN11
は、メモリセルMCが接続されているビット線側のみオ
ンとし、参照ビット線側はオフに保つ。この様な制御を
行うことにより、参照ビット線側の無駄な充放電をなく
し、低消費電力化を図ることができる。
[Fourth Embodiment] FIG. 16 shows an embodiment in which the circuit configuration of FIG. 14 is slightly modified. In this embodiment, the isolation gate NMOS transistors QN10, QN
N11 can be controlled by separate isolation signal lines ISO1 and ISO2. As such a configuration,
As in the previous embodiment, in a state where the bit lines BL and bBL are separated from the sense nodes SA and bSA, a reference potential is applied to the reference bit line by coupling of the dummy cells DC to perform data sensing. At the time of data restoration, isolation gate transistors QN10, QN11
Turns on only the bit line to which the memory cell MC is connected, and keeps the reference bit line off. By performing such control, unnecessary charge / discharge on the reference bit line side can be eliminated, and power consumption can be reduced.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、メ
モリセルに1/2VBLHを書き込むことにより作った
基準となる参照電位に基づいて、結合容量型ダミーセル
で発生させる参照電位を最適設定することができ、従来
のように参照電位発生に必要であったアクセス時間のペ
ナルティをなくすことができる。
As described above, according to the present invention, the reference potential generated by the coupling capacitance type dummy cell is optimally set on the basis of the reference potential generated by writing 1/2 VBLH into the memory cell. As a result, it is possible to eliminate the penalty of the access time required for generating the reference potential as in the related art.

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

【図1】この発明の実施の形態によるDRAMの構成を
示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a DRAM according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施の形態のメモリセルアレイの具体構成を
示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a specific configuration of the memory cell array of the embodiment.

【図3】同実施の形態の補助セルアレイの具体構成を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a specific configuration of an auxiliary cell array of the embodiment.

【図4】同実施の形態のデータセンスの動作波形を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing operation waveforms of data sensing according to the embodiment.

【図5】同実施の形態の参照電位調整の動作波形を示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing operation waveforms of reference potential adjustment according to the embodiment.

【図6】同実施の形態における多数決回路の構成例を示
す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of a majority circuit in the embodiment.

【図7】同実施の形態における多数決回路の他の構成例
を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing another configuration example of the majority circuit in the embodiment.

【図8】同実施の形態における多数決回路の他の構成例
を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing another example of the configuration of the majority circuit in the embodiment.

【図9】同実施の形態におけるVDWLH発生回路の構
成を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a VDWLH generation circuit in the embodiment.

【図10】同VDWLH発生回路の更新クロック入力部
の変形例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a modification of the update clock input unit of the VDWLH generation circuit.

【図11】この発明の他の実施の形態によるDRAMの
構成を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a DRAM according to another embodiment of the present invention.

【図12】同実施の形態における多数決回路の構成例を
示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a configuration example of a majority circuit in the embodiment.

【図13】同実施の形態における多数決回路の他の構成
例を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing another configuration example of the majority circuit in the embodiment.

【図14】この発明の他の実施の形態によるDRAMの
構成を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a DRAM according to another embodiment of the present invention.

【図15】同実施の形態のデータセンスの動作波形を示
す図である。
FIG. 15 is a diagram showing operation waveforms of data sensing according to the embodiment.

【図16】この発明の他の実施の形態によるDRAMの
構成を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a DRAM according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…メモリセルアレイ、2…補助セルアレイ、3…ロウ
デコーダ、4…ワード線駆動回路、5…ダミーワード線
駆動回路、6…カラムデコーダ、7…センスアンプ回
路、8…カラムゲート、9…センスアンプ回路、10…
カラムゲート、11…多数決回路、12…補助セルアレ
イコントローラ、13…ダミーワード線高レベル電位発
生回路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Memory cell array, 2 ... Auxiliary cell array, 3 ... Row decoder, 4 ... Word line drive circuit, 5 ... Dummy word line drive circuit, 6 ... Column decoder, 7 ... Sense amplifier circuit, 8 ... Column gate, 9 ... Sense amplifier Circuit, 10 ...
Column gates, 11 majority circuit, 12 auxiliary cell array controller, 13 dummy word line high-level potential generation circuit.

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数本のワード線とこれと交差する複数
対のビット線を有し、ワード線とビット線対の各交差部
にダイナミック型メモリセルがマトリクス配列され且
つ、各ビット線対に少なくとも一つずつ接続されてダミ
ーワード線により駆動されてビット線対の一方に参照電
位を発生させるための容量結合型のダミーセルが設けら
れたメモリセルアレイと、 前記ビット線対の電位差を検知増幅するセンスアンプ回
路と、 前記ビット線対を、前記メモリセルアレイに供給される
内部電源により決まるビット線振幅の高電位又は低電位
にプリチャージするプリチャージ回路と、 前記ダミーワード線を駆動することにより選択された前
記ダミーセルを介してビット線対の一方に参照電位を発
生させるためのダミーワード線駆動回路と、 このダミーワード線駆動回路が出力する駆動信号レベル
を制御することにより前記ビット線対の一方に与えられ
る参照電位を調整する参照電位調整回路とを有すること
を特徴とする半導体集積回路装置。
1. A semiconductor memory device comprising: a plurality of word lines; and a plurality of pairs of bit lines intersecting the word lines. Dynamic memory cells are arranged in a matrix at each intersection between the word lines and the bit line pairs. A memory cell array which is connected at least one by one and is driven by a dummy word line and provided with a capacitive coupling type dummy cell for generating a reference potential at one of a pair of bit lines; and detects and amplifies a potential difference between the bit line pair. A sense amplifier circuit, a precharge circuit for precharging the bit line pair to a high potential or a low potential having a bit line amplitude determined by an internal power supply supplied to the memory cell array, and selecting by driving the dummy word line A dummy word line drive circuit for generating a reference potential at one of the bit line pairs via the dummy cell. The semiconductor integrated circuit device characterized by having a reference potential adjusting circuit for adjusting the reference potential applied to one of said bit line pair by controlling a driving signal level of the word line drive circuit outputs.
【請求項2】 前記参照電位調整回路は、所定のメモリ
セルにビット線振幅の高電位と低電位の中間電位を書き
込み、この中間電位をビット線に読み出したときに得ら
れる電位と等しくなるように、前記ダミーワード線駆動
回路が出力する駆動信号レベルを制御するものであるこ
とを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路装置。
2. The reference potential adjusting circuit writes an intermediate potential between a high potential and a low potential of a bit line amplitude in a predetermined memory cell, and makes the potential equal to a potential obtained when the intermediate potential is read out to a bit line. 2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein a level of a drive signal output from said dummy word line drive circuit is controlled.
【請求項3】 前記参照電位調整回路は、 参照電位調整のために前記メモリセルアレイとは独立に
設けられて独立にアクセスされる補助セルアレイと、 この補助セルアレイのビット線対の電位差を検知増幅す
る補助センスアンプ回路と、 前記補助セルアレイの所定のメモリセルにビット線振幅
の高電位と低電位の中間電位を書き込みこれを読み出し
たときの前記補助センスアンプ回路に得られるセンス出
力に応じて、前記ダミーワード線駆動回路が出力すべき
駆動信号レベルを発生するダミーワード線駆動信号レベ
ル発生回路とを有することを特徴とする請求項1記載の
半導体集積回路装置。
3. The reference potential adjustment circuit detects and amplifies a potential difference between an auxiliary cell array provided independently of the memory cell array and independently accessed for reference potential adjustment, and a bit line pair of the auxiliary cell array. An auxiliary sense amplifier circuit; and, in accordance with a sense output obtained by the auxiliary sense amplifier circuit when writing and reading an intermediate potential between a high potential and a low potential of a bit line amplitude in a predetermined memory cell of the auxiliary cell array. 2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, further comprising a dummy word line drive signal level generating circuit for generating a drive signal level to be output from the dummy word line drive circuit.
【請求項4】 前記補助セルアレイのビット線対に選択
ゲートを介して接続される信号線対が設けられ且つ、こ
の信号線対に、ビット線対を内部電源電位の1/2の中
間電位にプリチャージするイコライズ回路が設けられて
いることを特徴とする請求項3記載の半導体集積回路装
置。
4. A signal line pair connected to a bit line pair of the auxiliary cell array via a selection gate is provided, and the signal line pair has a bit line pair at an intermediate potential of 1 / of an internal power supply potential. 4. The semiconductor integrated circuit device according to claim 3, further comprising an equalizing circuit for precharging.
【請求項5】 前記補助セルアレイは複数対のビット線
分設けられ、これに対応して前記補助センスアンプ回路
が複数個設けられ且つ、これら複数個の補助センスアン
プ回路のセンス出力の多数決をとる多数決回路が設けら
れていることを特徴とする請求項3記載の半導体集積回
路装置。
5. The auxiliary cell array is provided for a plurality of pairs of bit lines, a plurality of auxiliary sense amplifier circuits are provided corresponding to the plurality of pairs of bit lines, and the majority of the sense outputs of the plurality of auxiliary sense amplifier circuits are determined. 4. The semiconductor integrated circuit device according to claim 3, further comprising a majority circuit.
【請求項6】 前記参照電位調整回路は、 参照電位調整のために前記メモリセルアレイ内にビット
線対を共有して増設された、ワード線と平行する予備ワ
ード線とこれにより選択されるメモリセルを有する予備
セルアレイと、 この予備セルアレイの所定のメモリセルにビット線振幅
の高電位と低電位の中間電位を書き込みこれを読み出し
たときの前記センスアンプ回路に得られるセンス出力に
応じて、前記ダミーワード線駆動回路が出力すべき駆動
信号レベルを発生するダミーワード線駆動信号レベル発
生回路とを有することを特徴とする請求項1記載の半導
体集積回路装置。
6. A spare word line parallel to a word line and extended by sharing a bit line pair in the memory cell array for adjusting a reference potential, and a memory cell selected thereby. A spare cell array having a memory cell, and an intermediate potential between a high potential and a low potential of a bit line amplitude written in a predetermined memory cell of the spare cell array. 2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, further comprising a dummy word line drive signal level generation circuit for generating a drive signal level to be output by the word line drive circuit.
【請求項7】 前記予備セルアレイは、2本の予備ワー
ド線分設けられていることを特徴とする請求項6記載の
半導体集積回路装置。
7. The semiconductor integrated circuit device according to claim 6, wherein said spare cell array is provided for two spare word lines.
【請求項8】 前記メモリセルアレイのビット線対に選
択ゲートを介して接続される信号線対が設けられ且つ、
この信号線対に、ビット線対を内部電源電位の1/2の
中間電位にプリチャージするイコライズ回路が設けられ
ていることを特徴とする請求項6記載の半導体集積回路
装置。
8. A signal line pair connected to a bit line pair of the memory cell array via a selection gate is provided, and
7. The semiconductor integrated circuit device according to claim 6, wherein said signal line pair is provided with an equalizing circuit for precharging the bit line pair to an intermediate potential of 1/2 of the internal power supply potential.
【請求項9】 前記予備セルアレイの所定のメモリセル
にビット線振幅の高電位と低電位の中間電位を書き込み
これを読み出したときに、前記メモリセルアレイの各ビ
ット線対に設けられたセンスアンプ回路に得られるセン
ス出力の多数決をとる多数決回路が設けられていること
を特徴とする請求項6記載の半導体集積回路装置。
9. A sense amplifier circuit provided for each bit line pair of said memory cell array when an intermediate potential between a high potential and a low potential of a bit line amplitude is written to a predetermined memory cell of said spare cell array and read out. 7. The semiconductor integrated circuit device according to claim 6, further comprising a majority circuit for taking a majority decision of the sense outputs obtained.
【請求項10】 前記メモリセルアレイのビット線対と
センスアンプ回路の各センスノードとの間にそれらの間
の導通、非導通を制御する一組のスイッチ素子が設けら
れ且つ、前記ダミーセルが前記スイッチ素子よりセンス
アンプ回路側に配置されていることを特徴とする請求項
1記載の半導体集積回路装置。
10. A set of switch elements for controlling conduction and non-conduction between a bit line pair of the memory cell array and each sense node of a sense amplifier circuit, and the dummy cell is connected to the switch 2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the semiconductor integrated circuit device is disposed closer to the sense amplifier circuit than the element.
【請求項11】 前記一組のスイッチ素子がオンの状態
でビット線対のプリチャージが行われ、ビット線対のプ
リチャージを解除した後選択されたワード線の駆動によ
りメモリセルデータのビット線対の一方への読み出しが
行われ、その後スイッチ素子をオフにして、選択された
ダミーワード線のプリチャージ解除によりビット線対の
他方に対するダミーセルによる参照電位のカップリング
がなされることを特徴とする請求項10記載の半導体集
積回路装置。
11. A bit line pair is precharged with the set of switch elements turned on, and after the bit line pair is released from the precharge, the selected word line is driven to drive the bit line of the memory cell data. A read operation is performed on one of the pair, and thereafter, the switch element is turned off, and the pre-charge release of the selected dummy word line causes coupling of the reference potential by the dummy cell to the other of the bit line pair. The semiconductor integrated circuit device according to claim 10.
【請求項12】 前記一組のスイッチ素子は別々の制御
信号線により駆動されるものとし、読み出しデータの再
書き込み時、ビット線対のデータ読み出し側のスイッチ
素子をオン、参照側のスイッチ素子をオフに保つように
制御されることを特徴とする請求項10記載の半導体集
積回路装置。
12. The set of switch elements is driven by separate control signal lines. When rewriting read data, the switch element on the data read side of the bit line pair is turned on, and the switch element on the reference side is turned on. 11. The semiconductor integrated circuit device according to claim 10, wherein the device is controlled so as to be kept off.
【請求項13】 前記プリチャージ回路は、ビット線対
を内部電源電位にプリチャージするものであり、前記ダ
ミーワード線駆動回路は、ダミーワード線を高レベル電
位にプリチャージし、このプリチャージを解除すること
によりダミーセルを介してプリチャージされたビット線
対の参照側の電位を引き下げて参照電位を発生させるも
のであることを特徴とする請求項1記載の半導体集積回
路装置。
13. The precharge circuit precharges a pair of bit lines to an internal power supply potential, and the dummy word line drive circuit precharges a dummy word line to a high level potential, and precharges the precharge. 2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the reference potential is generated by releasing the potential on the reference side of the bit line pair precharged via the dummy cell.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009043307A (en) * 2007-08-06 2009-02-26 Toshiba Corp Semiconductor storage device
US7894241B2 (en) 2007-12-10 2011-02-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Memory cell array and semiconductor memory device including the same

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