JP2002016238A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP2002016238A
JP2002016238A JP2000195963A JP2000195963A JP2002016238A JP 2002016238 A JP2002016238 A JP 2002016238A JP 2000195963 A JP2000195963 A JP 2000195963A JP 2000195963 A JP2000195963 A JP 2000195963A JP 2002016238 A JP2002016238 A JP 2002016238A
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potential
mos transistor
signal
oxide film
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Hiroaki Tanizaki
弘晃 谷崎
Masatoshi Ishikawa
正敏 石川
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Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 消費電力が小さく、かつ動作速度が速い半導
体装置を提供する。 【解決手段】 DRAMコアセルのリードゲート1は、
各々のゲートがそれぞれノードN1,N2を介してビッ
ト線BL,/BLに接続されるNチャネルMOSトラン
ジスタ61,63と、各々のゲートがともに列選択信号
CSLRを受けるNチャネルMOSトランジスタ2,3
とを含み、MOSトランジスタ2,3のゲート酸化膜は
MOSトランジスタ61,63のゲート酸化膜よりも薄
い。したがって、列選択信号CSLRの振幅電圧の低電
圧化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は半導体装置に関
し、特に、第1および第2の信号線と、それらを接続す
るためのMOSトランジスタとを備えた半導体装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来より、DRAMコアセルとロジック
回路が混載されたシステムLSIが開発されている。D
RAMコアセルとロジック回路の間では、データ転送速
度の向上を図るため、同時に数百ビットのデータの入出
力が可能となっている。また、複数ビットごとに1ビッ
トのライトマスク信号の入力端子が設けられており、こ
のライトマスク信号を制御することにより対応の複数ビ
ットのメモリセルのデータの書換えを禁止することが可
能となっている。
【0003】図12は、そのようなDRAMコアセル3
0の全体構成を示すブロック図である。図12におい
て、このDRAMコアセル30は、行/列アドレスバッ
ファ+クロック発生回路31、行/列デコード回路3
2、メモリマット33およびデータ入出力回路34を備
える。このDRAMコアセル30では、同時に8kビッ
ト(ただし、kは1以上の整数である)のデータDQ1
〜8kの入出力が可能となっており、8ビットのデータ
ごとに1ビットのライトマスク信号WMの入力端子が設
けられている。
【0004】行/列アドレスバッファ+クロック発生回
路31は、外部アドレス信号A0〜Am(ただし、mは
0以上の整数である)および外部制御信号/RAS,/
CAS,/WEに従って、行アドレス信号RA0〜RA
m、列アドレス信号CA0〜CAm、リードクロック信
号CLKRおよびライトクロック信号CLKWなどを生
成し、DRAMコアセル30全体を制御する。
【0005】メモリマット33は、複数(図では3つ)
のセンスアンプ帯SA1〜SA3と、それらの間に配置
されたメモリセルアレイMA1,MA2とを含む。メモ
リセルアレイMA1,MA2は、それぞれが1ビットの
データを記憶する複数のメモリセルを含む。複数のメモ
リセルは、予め定められた数8kずつグループ化されて
いる。各メモリセルグループは、行アドレスおよび列ア
ドレスによって決定される所定のアドレスに配置され
る。
【0006】行/列デコード回路32は、行/列アドレ
スバッファ+クロック発生回路31から与えられる行ア
ドレス信号RA0〜RAmおよび列アドレス信号CA0
〜CAmに従って、メモリセルアレイMA1,MA2の
アドレスを指定する。センスアンプ帯SA1,SA2に
は、後述するセンスアンプ+入出力制御回路群が設けら
れている。センスアンプ+入出力制御回路群は、行/列
デコード回路32によって指定されたアドレスの8k個
のメモリセルをデータ入出力回路34に接続する。デー
タ入出力回路34は、ライトドライバ+リードアンプ帯
35および入出力バッファ群36を含む。ライトドライ
バ+リードアンプ帯35には、ライトドライバ群および
リードアンプ群が設けられている。
【0007】リードアンプ群は、リードクロック信号C
LKRに同期して動作し、選択された8k個のメモリセ
ルからの読出データQ1〜Q8kを入出力バッファ群3
6に与える。入出力バッファ群36は、外部制御信号/
OEに応答してリードアンプ群からの読出データQ1〜
Q8kを外部に出力する。ライトドライバ群は、ライト
クロック信号CLKWに同期して動作し、外部からの書
込データD1〜D8kを選択された8k個のメモリセル
に書込む。ただし、8k個のメモリセルのうちライトマ
スク信号WM1〜WMkによって指定されたメモリセル
にはデータは書込まれない。
【0008】メモリセルアレイMA1,MA2の各々
は、それぞれがデータDQ1〜DQ8kに対応して設け
られた8k個のメモリブロックMBを含む。各メモリブ
ロックMBは、図13に示すように、複数行複数列に配
置された複数のメモリセルMCと、それぞれ複数行に対
応して設けられた複数のワード線WLと、それぞれ複数
列に対応して設けられた複数組のビット線対BL,/B
Lとを含む。メモリセルMCは、アクセス用のNチャネ
ルMOSトランジスタQと情報記憶用のキャパシタCと
を含む周知のものである。
【0009】行/列デコード回路32によって行アドレ
ス信号RA0〜RAmに対応するワード線WLが選択レ
ベルの「H」レベルにされると、ワード線WLに対応す
る行のメモリセルMCのNチャネルMOSトランジスタ
Qが導通し、メモリセルMCのデータの書込/読出が可
能となる。書込動作時は、1本のワード線WLを選択レ
ベルの「H」レベルにしてメモリセルMCを活性化させ
た後、書込データDに従って1組のビット線対BL,/
BLのうちの一方のビット線を「H」レベルにし他方の
ビット線を「L」レベルにする。これにより、ビット線
の電位が所望のメモリセルMCのキャパシタCに書込ま
れる。読出動作時は、ビット線対BL,/BLの電位を
VBL(=VCC/2)にイコライズした後、1本のワ
ード線WLを選択レベルの「H」レベルにしてメモリセ
ルMCを活性化させる。これにより、各ビット線対B
L,/BL間にメモリセルMCの記憶データに応じた微
小電位差が生じる。各ビット線対間の微小電位差を電源
電圧Vddsに増幅した後、1組のビット線対の電位差
を検出することにより所望のメモリセルMCのデータを
読出すことができる。8k個のメモリブロックMBは、
ワード線WLの延在する方向に配列されており、ワード
線WLは8k個のメモリブロックMBで共用されてい
る。
【0010】図14は、データDQ1の書込/読出に関
連する部分の構成を示す回路ブロック図である。図14
において、データD1の書込を行なうためのライトドラ
イバ37およびライトデータ線対GIOW,/GIOW
と、データQ1の読出を行なうためのリードアンプ38
およびリードデータ線対GIOR,/GIORとが設け
られる。
【0011】ライトドライバ37は、図12で示したラ
イトドライバ+リードアンプ帯35に配置され、書込動
作時に書込データD1に従ってライトデータ線GIO
W,/GIOWのうちの一方を「H」レベルにし他方を
「L」レベルにする。リードアンプ38は、ライトドラ
イバ+リードアンプ帯35に配置され、読出動作時にリ
ードデータ線対GIOR,/GIOR間の電位差を検出
して読出データQ1を生成し、出力バッファを介して外
部に出力する。
【0012】ライトデータ線対GIOW,/GIOW
は、図2で示したメモリアレイMA1,MA2およびセ
ンスアンプ帯SA1〜SA3を横切るように配置され、
その一方端はライトドライバ37に接続される。リード
データ線対GIOR,/GIORは、メモリアレイMA
1,MA2およびセンスアンプ帯SA1〜SA3を横切
るように配置され、その一方端はリードアンプ38に接
続される。
【0013】メモリセルアレイMA1のメモリブロック
MBに含まれる1組のビット線対BL1,/BL1と、
メモリセルアレイMA2のメモリブロックMBに含まれ
る1組のビット線対BL2,/BL2とに共通にセンス
アンプ+入出力制御回路40が設けられる。センスアン
プ+入出力制御回路40は、メモリセルアレイMA1,
MA2のたとえば各奇数番のビット線対BL,/BLに
対応して設けられ、センスアンプ帯SA2に配置され
る。なお、メモリアレイMA1,MA2の各偶数番のビ
ット線対BL,/BL用のセンスアンプ+入出力制御回
路は、それぞれセンスアンプ帯SA1,SA3に配置さ
れる。
【0014】センスアンプ+入出力制御回路40は、N
チャネルMOSトランジスタ41〜44、イコライザ4
5,46、センスアンプ47、ライトゲート50および
リードゲート60を含む。NチャネルMOSトランジス
タ41,42は、それぞれメモリセルアレイMA1のビ
ット線BL1,/BL1とノードN1,N2との間に接
続され、各々のゲートはともに信号SHR1を受ける。
NチャネルMOSトランジスタ43,44は、それぞれ
メモリセルアレイMA2のビット線BL2,/BL2と
ノードN1,N2との間に接続され、各々のゲートはと
もに信号SHR2を受ける。信号SHR1が活性化レベ
ルの「H」レベルになると、NチャネルMOSトランジ
スタ41,42が導通してセンスアンプ+入出力制御回
路40はメモリセルアレイMA1のビット線対BL1,
/BL1と結合される。信号SHR2が活性化レベルの
「H」レベルになると、NチャネルMOSトランジスタ
43,44が導通してセンスアンプ+入出力制御回路4
0はメモリセルアレイMA2のビット線対BL2,/B
L2と結合される。
【0015】イコライザ45は、信号BLEQ1が活性
化レベルの「H」レベルの場合に活性化され、メモリセ
ルアレイMA1のビット線対BL1,/BL1の電位を
ビット線電位VBL(=Vdds/2)にイコライズす
る。イコライザ46は、信号BLEQ2が活性化レベル
の「H」レベルの場合に活性化され、メモリセルアレイ
MA2のビット線対BL2,/BL2の電位をビット線
電位VBLにイコライズする。センスアンプ47は、信
号SE,/SEがそれぞれ活性化レベルの「H」レベル
および「L」レベルになったことに応じて活性化され、
NチャネルMOSトランジスタ41,42または43,
44によってノードN1,N2に接続されたビット線対
BL1,/BL1またはBL2,/BL2間の電位差を
電源電圧Vddsに増幅する。
【0016】ライトゲート50は、NチャネルMOSト
ランジスタ51〜54を含む。NチャネルMOSトラン
ジスタ51,52は、ライトデータ線GIOWとノード
N1との間に直列接続され、各々のゲートがそれぞれ信
号WM1,CSLWを受ける。NチャネルMOSトラン
ジスタ53,54は、ライトデータ線/GIOWとノー
ドN2との間に直列接続され、各々ゲートはそれぞれ信
号WM1,CSLWを受ける。
【0017】列選択信号CSLWが選択レベルの「H」
レベルになると、NチャネルMOSトランジスタ52,
54が導通する。ライトマスク信号WM1が「L」レベ
ルの場合は、NチャネルMOSトランジスタ51,53
が非導通になってデータD1の書込が禁止される。ライ
トマスク信号WM1が「H」レベルの場合は、Nチャネ
ルMOSトランジスタ51,53が導通してデータD1
の書込が許容される。
【0018】リードゲート60は、NチャネルMOSト
ランジスタ61〜64を含む。NチャネルMOSトラン
ジスタ61,62は接地電位GNDのラインとリードデ
ータ線/GIORとの間に直列接続され、NチャネルM
OSトランジスタ63,64は接地電位GNDのライン
とリードデータ線GIORとの間に直列接続される。N
チャネルMOSトランジスタ61,63はゲートがそれ
ぞれノードN1,N2に接続され、NチャネルMOSト
ランジスタ62,64のゲートがともに信号CSLRを
受ける。
【0019】列選択信号CSLRが選択レベルの「H」
レベルになると、NチャネルMOSトランジスタ62,
64が導通する。ノードN1,N2がそれぞれ「H」レ
ベルおよび「L」レベルの場合は、NチャネルMOSト
ランジスタ61が導通するとともにNチャネルMOSト
ランジスタ63が非導通となり、「H」レベルにプリチ
ャージされたリードデータ線GIOR,/GIORのう
ちのリードデータ線/GIORが接地される。ノードN
1,N2がそれぞれ「L」レベルおよび「H」レベルの
場合は、NチャネルMOSトランジスタ63が導通する
とともにNチャネルMOSトランジスタ61が非導通と
なり、「H」レベルにプリチャージされたリードデータ
線GIOR,/GIORのうちのリードデータ線GIO
Rが接地される。
【0020】次に、図14で示したデータDQ1の書込
/読出に関連する部分の動作について説明する。ここで
は、メモリセルアレイMA1のビット線対BL1,/B
L1が選択される場合について説明する。また、ライト
マスク信号WM1は「H」レベルにされているものとす
る。
【0021】書込動作時は、まず信号SHR2が非活性
化レベルの「L」レベルになってNチャネルMOSトラ
ンジスタ43,44が非導通になり、ノードN1,N2
はメモリセルアレイMA2と切離される。また、ビット
線イコライズ信号BLEQ1が非活性化レベルの「L」
レベルになってイコライザ45が非活性化され、メモリ
セルアレイMA1のビット線対BL1,/BL1のイコ
ライズが停止される。
【0022】次に、列アドレス信号CA0〜CAmに対
応する列選択信号CSLWが選択レベルの「H」レベル
にされてその列選択信号CSLWに対応するライトゲー
ト50が導通し、ライトデータ線対GIOW,/GIO
Wがライトゲート50、ノードN1,N2、Nチャネル
MOSトランジスタ41,42を介してビット線対BL
1,/BL1と結合される。また、ライトドライバ37
は、書込データD1に従ってライトデータ線GIOW,
/GIOWのうちの一方を「H」レベルにし他方を
「L」レベルにする。
【0023】次いで、センスアンプ活性化信号SE,/
SEがそれぞれ活性化レベルの「H」レベルおよび
「L」レベルにされてセンスアンプ47が活性化され、
センスアンプ47によってビット線対BL1,/BL1
間の電位差が電源電圧Vddsに増幅される。また、行
アドレス信号RA0〜RAmに対応するワード線WLが
選択レベルの「H」レベルにされてそのワード線WLに
対応するメモリセルMCが活性化され、ビット線BL1
または/BL1の電位がそのメモリセルMCに書込まれ
る。
【0024】読出動作時は、まず信号SHR2が非活性
化レベルの「L」レベルになってNチャネルMOSトラ
ンジスタ43,44が非導通になり、ノードN1,N2
はメモリセルアレイMA2と切離される。また、ビット
線イコライズ信号BLEQ1が非活性化レベルの「L」
レベルになってイコライザ45が非活性化され、メモリ
セルアレイMA1のビット線対BL1,/BL1のイコ
ライズが停止される。
【0025】次に、行アドレス信号RA0〜RAmに対
応するワード線WLが選択レベルの「H」レベルにされ
てそのワード線WLに対応するメモリセルMCが活性化
され、そのメモリセルMCの記憶データに応じてビット
線対BL1,/BL1間に微小電位差が生じる。
【0026】次いで、センスアンプ活性化信号SE,/
SEがそれぞれ活性化レベルの「H」レベルおよび
「L」レベルにされ、センスアンプ47が活性化され、
ビット線BL1,/BL1間の電位差が電源電圧Vdd
sに増幅される。すなわち、ビット線BL1,/BL1
のうちプリチャージ電位Vdds/2よりも高い電位の
ビット線が電源電位Vddsにされ、他方のビット線が
接地電位GNDにされる。これにより、リードゲート6
4のNチャネルMOSトランジスタ61,63のうちの
一方が導通し他方が非導通になる。
【0027】次いで、列アドレス信号CA0〜CAmに
対応する列選択信号CSLRが選択レベルの「H」レベ
ルにされてその列選択信号CSLRに対応するリードゲ
ート60のNチャネルMOSトランジスタ62,64が
導通し、「H」レベルに予めプリチャージされたリード
データ線GIOR,/GIORのうちのいずれか一方が
NチャネルMOSトランジスタ62,61または64,
63を介して接地されて「L」レベルになる。リードア
ンプ38は、リードデータ線対GIOR,/GIORの
電位差を検出し、検出結果に応じた論理のデータQ1を
生成し、出力バッファを介して外部に出力する。
【0028】
【発明が解決しようとする課題】ところで従来は、ビッ
ト線BL,/BLの振幅電圧と、データ線GIOW,/
GIOW,GIOR,/GIORの振幅電圧と、列選択
信号CSLW,CSLRの振幅電圧とは同じ電圧であっ
たので、ライトゲート50、リードゲート60およびセ
ンスアンプ47のMOSトランジスタには同じ耐圧のM
OSトランジスタすなわち同じ膜厚のゲート酸化膜を有
するMOSトランジスタが用いられていた。
【0029】しかし、近年、DRAMコアセル30の周
辺電源が低電圧化され、かつデータ線GIOW,/GI
OW,GIOR,/GIORおよび列選択信号CSL
W,CSLRの数が多くなってきているので、それらの
振幅電圧を周辺電源電圧と同じにし、低消費電力化を図
る必要がある。
【0030】しかし、単に列選択信号CSLW,CSL
Rの振幅電圧を小さくしただけでは、NチャネルMOS
トランジスタ52,54,62,64に流れるソース−
ドレイン間電流Idが小さくなって書込/読出動作が遅
くなってしまう。
【0031】また、振幅電圧が小さな列選択信号CSL
W,CSLRの振幅をレベル変換回路によって増幅する
方法も考えられるが、レベル変換を行なうための時間が
必要になって書込/読出動作が遅くなってしまう。
【0032】一方、メモリセルMCのキャパシタCには
できるだけ高い電圧を書込んでデータ保持時間を長くす
る必要があるので、センスアンプ47用の電源電圧Vd
dsを低くすることは好ましくない。したがって、ソー
ス−ドレイン間電流Idを大きくするためにMOSトラ
ンジスタのゲート酸化膜を一律に薄くすると、センスア
ンプ47用の電源電圧VddsによってMOSトランジ
スタが破壊されてしまう。
【0033】それゆえに、この発明の主たる目的は、消
費電流が小さく、かつ動作速度が速い半導体装置を提供
することである。
【0034】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体装
置は、その一方のレベルが第1の電位であり、その他方
のレベルが基準電位である信号が与えられる第1の信号
線と、予め定められた第2の電位にプリチャージされる
第2の信号線と、その入力電極が第1の信号線に接続さ
れ、第1の信号線の電位がそのしきい値電位を超えたこ
とに応じて導通する第1のMOSトランジスタと、第1
の信号線の信号が第2の信号線に伝達されることを許可
する制御信号が入力されたことに応じて導通し、第1の
MOSトランジスタを第2の信号線と基準電位のライン
との間に接続する第2のMOSトランジスタとを備え、
第2のMOSトランジスタのゲート酸化膜は、第1のM
OSトランジスタのゲート酸化膜よりも薄く形成されて
いることを特徴とするものである。
【0035】好ましくは、さらに、第1の信号線に与え
られる信号の相補信号が与えられる第3の信号線と、第
2の電位にプリチャージされる第4の信号線と、その入
力電極が第3の信号線に接続され、第3の信号線の電位
がそのしきい値電位を超えたことに応じて導通する第3
のMOSトランジスタと、制御信号が入力されたことに
応じて導通し、第3のMOSトランジスタを第4の信号
線と基準電位のラインとの間に接続する第4のMOSト
ランジスタとを備え、第4のMOSトランジスタのゲー
ト酸化膜は、第3のMOSトランジスタのゲート酸化膜
よりも薄く形成されている。
【0036】また好ましくは、第1および第2のMOS
トランジスタは、第2の信号線と基準電位のラインとの
間に直列接続される。半導体装置は、さらに、第1の信
号線に与えられる信号の相補信号が与えられる第3の信
号線と、第2の電位にプリチャージされる第4の信号線
と、その第1の電極が第4の信号線に接続され、その第
2の電極が第1および第2のMOSトランジスタの間の
ノードに接続され、その入力電極が第3の信号線に接続
され、第3の信号線の電位がそのしきい値電位を超えた
ことに応じて導通する第3のMOSトランジスタとを備
え、第2のMOSトランジスタのゲート酸化膜は、第3
のMOSトランジスタのゲート酸化膜よりも薄く形成さ
れている。
【0037】また、この発明に係る他の半導体装置は、
その一方のレベルが第1の電位であり、その他方のレベ
ルが基準電位である信号が与えられる第1の信号線と、
予め定められた第2の電位にプリチャージされる第2の
信号線と、第2の信号線の電位と第2の電位との電位差
を増幅し、その一方のレベルが第1の電位よりも高い第
3の電位であり、その他方のレベルが基準電位である信
号を第2の信号線に与えるセンスアンプと、その第1の
電極が第1の信号線に接続され、第1の信号線の信号が
第2の信号線に伝達されることを許可する第1の制御信
号が入力されたことに応じて導通する第1のMOSトラ
ンジスタと、第1のMOSトランジスタの第2の電極と
第2の信号線との間に接続され、第1の信号線の信号が
第2の信号線に伝達されることを禁止するための第2の
制御信号が入力されたことに応じて非導通になる第2の
MOSトランジスタとを備え、第1のMOSトランジス
タのゲート酸化膜は、第2のMOSトランジスタのゲー
ト酸化膜よりも薄く形成されていることを特徴とするも
のである。
【0038】また、この発明に係るさらに他の半導体装
置は、その一方のレベルが第1の電位であり、その他方
のレベルが基準電位である信号が与えられる第1の信号
線と、予め定められた第2の電位にプリチャージされる
第2の信号線と、第2の信号線の電位と第2の電位との
間の電位差を増幅し、その一方のレベルが第1の電位よ
りも高い第3の電位であり、その他方のレベルが基準電
位である信号を第2の信号線に与えるセンスアンプと、
その第1の電極が第1の信号線に接続され、第1の信号
線の信号が第2の信号線に伝達されることを許可する制
御信号が入力されたことに応じて導通する第1のMOS
トランジスタと、第1のMOSトランジスタの第2の電
極と第2の信号線との間に接続され、その入力電極が第
3の電位を受けて導通する第2のMOSトランジスタと
を備え、第1のMOSトランジスタのゲート酸化膜は、
第2のMOSトランジスタのゲート酸化膜よりも薄く形
成されていることを特徴とするものである。
【0039】好ましくは、各MOSトランジスタは、半
導体基板の表面に形成されたゲート酸化膜および活性領
域を含み、比較的厚いゲート酸化膜を有するMOSトラ
ンジスタの活性領域と比較的薄いゲート酸化膜を有する
MOSトランジスタの活性領域とは、分離して形成され
ている。
【0040】
【発明の実施の形態】[実施の形態1]図1は、この発
明の実施の形態1によるDRAMコアセルのリードゲー
ト1の構成を示す回路図であって、図14のリードゲー
ト60と対比される図である。
【0041】図1において、このリードゲート1が従来
のリードゲート60と異なる点は、NチャネルMOSト
ランジスタ62,64がNチャネルMOSトランジスタ
2,3で置換されている点である。NチャネルMOSト
ランジスタ2は、NチャネルMOSトランジスタ61の
ドレインとリードデータ線/GIORとの間に接続さ
れ、そのゲートが列選択信号CSLRを受ける。Nチャ
ネルMOSトランジスタ3は、NチャネルMOSトラン
ジスタ63のドレインとリードデータ線GIORとの間
に接続され、そのゲートが列選択信号CSLRを受け
る。
【0042】列選択線CSLRの振幅電圧すなわち
「H」レベルと「L」レベルの差の電圧は、周辺電源と
同じ1.5Vである。リードデータ線GIOR,/GI
ORの振幅電圧は、周辺電源と同じ1.5Vである。ビ
ット線BL,/BLの振幅電圧すなわちセンスアンプ4
7用の電圧Vddsは、2.0Vである。
【0043】NチャネルMOSトランジスタ61は、図
2(a)(b)に示すように、比較的大きな膜厚(たと
えば7.5nm)のゲート酸化膜61aを有する。ゲー
ト酸化膜61aは半導体基板4の表面に形成されてい
る。ゲート酸化膜61aの上にはゲート電極61gが形
成され、その一方側から他方側に渡って活性領域が形成
される。ゲート酸化膜61gの一方側の活性領域はMO
Sトランジスタ61のソース61sとなり、他方側の活
性領域はMOSトランジスタ61のドレイン61dとな
る。NチャネルMOSトランジスタ63もNチャネルM
OSトランジスタ61と同じ構成である。
【0044】NチャネルMOSトランジスタ2は、図2
(c)(d)に示すように、比較的小さな膜厚(たとえ
ば3.0nm)のゲート酸化膜2aを有する。ゲート酸
化膜2aは半導体基板4の表面に形成されている。ゲー
ト酸化膜2aの上にはゲート電極2gが形成され、その
一方側から他方側に渡って活性領域が形成される。ゲー
ト酸化膜2gの一方側の活性領域はMOSトランジスタ
2のソース2sとなり、他方側の活性領域はMOSトラ
ンジスタ2のドレイン2dとなる。
【0045】図3は、図1に示したリードゲート1のレ
イアウトを示す図である。図3において、半導体基板の
表面に薄いゲート絶縁膜を介して1本の電極が形成され
る。この電極の一方端部はNチャネルMOSトランジス
タ2のゲート電極2gとなり、その他方端部はNチャネ
ルMOSトランジスタ3のゲート電極3gとなる。ゲー
ト電極2gの近傍の基板表面に厚いゲート絶縁膜を介し
てNチャネルMOSトランジスタ61のゲート電極61
gが形成され、ゲート電極3gの近傍の基板表面に厚い
ゲート酸化膜を介してNチャネルMOSトランジスタ6
3のゲート電極63gが形成される。ゲート電極2g,
3gは列選択信号CSLRを受ける。ゲート電極61
g,63gはそれぞれノードN1,N2に接続される。
【0046】ゲート電極2g,61gの間および両側に
わたって活性領域A1が形成され、ゲート電極3g,6
3gの間および両側にわたって活性領域A2が形成され
る。ゲート電極2g,61gの間の領域は、Nチャネル
MOSトランジスタ2のソース2sおよびNチャネルM
OSトランジスタ61のドレイン61dとなる。ゲート
電極3g,63gの間の領域は、NチャネルMOSトラ
ンジスタ3のソース3sおよびNチャネルMOSトラン
ジスタ63のドレイン63dとなる。NチャネルMOS
トランジスタ2,3のドレイン2d,3dは、それぞれ
コンタクトホールC1,C2を介して上層のリードデー
タ線/GIOR,GIORに接続される。NチャネルM
OSトランジスタ61,63のソース61s,63s
は、それぞれコンタクトホールC3,C4を介して上層
の接地電位GNDのラインに接続される。
【0047】この実施の形態1では、リードゲート1に
含まれる4つのNチャネルMOSトランジスタのうちの
列選択信号CSLRをゲートに受ける2つのNチャネル
MOSトランジスタ2,3としてゲート絶縁膜の薄いも
のを使用したので、列選択信号CSLRの振幅電圧を周
辺電源と同じ低電圧にすることができ、低消費電力化を
図ることができる。また、列選択信号CSLRの振幅電
圧を低電圧化しても、その振幅電圧を昇圧するためのレ
ベル変換回路を用いる必要がないので、読出動作が遅く
なることもない。また、低電圧の列選択信号CSLRで
大きなソース−ドレイン間電流を得ることができるの
で、NチャネルMOSトランジスタ2,3のサイズが小
さくてすむ。さらに、リードデータ線対GIOR,/G
IORの振幅電圧も周辺電源と同じ低電圧にするので、
大幅な低消費電力化を図ることができる。
【0048】[実施の形態2]実施の形態1では、同じ
活性領域(たとえばA1)にゲート酸化膜の膜厚の異な
る2種類のNチャネルMOSトランジスタ2,61を形
成したが、この方法ではゲート電極2g,61gの間隔
を大きくする必要があり、レイアウト面積が大きくな
る。また、マスクがずれた場合に2つのNチャネルMO
Sトランジスタ2,61の不純物濃度が変化する可能性
があり、信頼性上問題がある。この実施の形態2では、
この問題が解決される。
【0049】図4は、この発明の実施の形態2によるD
RAMコアセルのリードゲート5のレイアウトを示す図
である。リードゲート5の回路図は、図1で示したリー
ドゲート1と同じである。
【0050】図4において、半導体基板の表面に厚いゲ
ート酸化膜を介してNチャネルMOSトランジスタ6
1,63のゲート電極61g,63gが平行に形成され
る。また、半導体基板表面に薄いゲート酸化膜を介して
NチャネルMOSトランジスタ2,3のゲート電極2
g,3gが平行に形成される。ゲート電極61gと2
g,63gと3gは、それぞれ所定の間隔をあけて一直
線上に形成される。ゲート電極2g,3gは列選択信号
CSLRを受け、ゲート電極61g,63gはそれぞれ
ノードN1,N2に接続される。
【0051】ゲート電極2g,3g,61g,63gの
両側にそれぞれ活性領域A1a,A2a,A1b,A2
bが互いに分離して形成される。活性領域A1a,A2
aのうちゲート電極2g,3gの間の領域がそれぞれN
チャネルMOSトランジスタ2,3のソース2s,3s
となり、ゲート電極2g,3gの外側の領域がそれぞれ
NチャネルMOSトランジスタ2,3のドレイン2d,
3dとなる。活性領域A1b,A2bのうちゲート電極
61g,63gの間の領域がそれぞれNチャネルMOS
トランジスタ61,63のソース61s,63sとな
り、ゲート電極61g,63gの外側の領域がそれぞれ
NチャネルMOSトランジスタ61,63のドレイン6
1d,63dとなる。
【0052】NチャネルMOSトランジスタ2のソース
2sとNチャネルMOSトランジスタ61のドレイン6
1dとが活性領域で形成された配線層L1で接続され
る。NチャネルMOSトランジスタ3のソース3sとN
チャネルMOSトランジスタ63のドレイン63dとが
活性領域で形成された配線層L2で接続される。Nチャ
ネルMOSトランジスタ2,3のドレイン2d,3d
は、それぞれコンタクトホールC1,C2を介して上層
のリードデータ線/GIOR,GIORに接続される。
NチャネルMOSトランジスタ61,63のソース61
s,63sは、それぞれコンタクトホールC3,C4を
介して上層の接地電位GNDのラインに接続される。
【0053】この実施の形態2では、ゲート酸化膜の膜
厚の異なる2種類のNチャネルMOSトランジスタ2と
61,3と63を別の活性領域A1aとA1b,A2a
とA2bで形成し、活性領域A1aとA1b,A2aと
A2bをそれぞれ配線層L1,L2で接続する。したが
って、活性領域A1aとA1b,A2aとA2bを分離
して形成することができるので、信頼性が向上する。ま
た、最小の面積でレイアウトすることが可能となる。
【0054】[実施の形態3]図5は、この発明の実施
の形態3によるDRAMコアセルのリードゲート6の構
成を示す回路図である。
【0055】図5を参照して、このリードゲート6が図
1で示したリードゲート1と異なる点は、NチャネルM
OSトランジスタ2と61,3と63の接続順が入換え
られている点である。NチャネルMOSトランジスタ
2,3のソースはともに接地電位GNDのラインに接続
され、各々のゲートがともに列選択信号CSLRを受け
る。NチャネルMOSトランジスタ61のソースはNチ
ャネルMOSトランジスタ2のドレインに接続され、そ
のドレインはリードデータ線/GIORに接続され、そ
のゲートはノードN1に接続される。NチャネルMOS
トランジスタ63のソースはNチャネルMOSトランジ
スタ3のドレインに接続され、そのドレインはリードデ
ータ線GIORに接続され、そのゲートはノードN2に
接続される。
【0056】図6は、図5に示したリードゲート6のレ
イアウトを示す図である。図6において、半導体基板の
表面に厚いゲート酸化膜を介して2本のゲート電極61
g,63gが平行に形成される。また、半導体基板の表
面に薄いゲート酸化膜を介して2本のゲート電極2g,
3gが平行に形成される。ゲート電極61gと2g,6
3gと3gは、それぞれ所定の間隔をあけて一直線上に
形成される。
【0057】ゲート電極2g,3g,61g,63gの
両側にそれぞれ活性領域A1a,A2a,A1b,A2
bが形成される。活性領域A1a,A2aのうちゲート
電極2g,3gの間の領域がそれぞれNチャネルMOS
トランジスタ2,3のドレイン2d,3dとなり、ゲー
ト電極2g,3gの外側の領域がそれぞれNチャネルM
OSトランジスタ2gのソース2s,3sとなる。活性
領域A1b,A2bのうちゲート電極61g,63gの
間の領域がそれぞれNチャネルMOSトランジスタ6
1,63のソース61s,63sとなり、ゲート電極6
1g,63gの外側の領域がそれぞれNチャネルMOS
トランジスタ61,63のドレイン61d,63dとな
る。
【0058】NチャネルMOSトランジスタ2のドレイ
ン2dとNチャネルMOSトランジスタ61のソース6
1sとが活性領域で形成された配線層L1で接続され
る。NチャネルMOSトランジスタ3のドレイン3dと
NチャネルMOSトランジスタ63のソース63sとが
活性領域で形成された配線層L2で接続される。Nチャ
ネルMOSトランジスタ2,3のソース2s,3sは、
それぞれコンタクトホールC1,C2を介して上層の接
地電位GNDのラインに接続される。NチャネルMOS
トランジスタ61,63のドレイン61d,63dは、
それぞれコンタクトホールC3,C4を介して上層のリ
ードデータ線/GIOR,GIORに接続される。
【0059】この実施の形態3でも、実施の形態2と同
じ効果が得られる。 [実施の形態4]図7は、この発明の実施の形態4によ
るDRAMコアセルのリードゲート7の構成を示す回路
図である。図7を参照して、このリードゲート7が図5
のリードゲート6と異なる点は、NチャネルMOSトラ
ンジスタ2が削除され、NチャネルMOSトランジスタ
61のソースがNチャネルMOSトランジスタ63のソ
ースに接続されている点である。
【0060】図8は、図7に示したリードゲート7のレ
イアウトを示す図である。図8において、半導体基板の
表面に厚いゲート酸化膜を介してNチャネルMOSトラ
ンジスタ61,63のゲート電極61g,63gが平行
に形成される。また、半導体基板の表面に薄いゲート酸
化膜を介してNチャネルMOSトランジスタ3の2本の
ゲート電極3g,3g′が平行に形成される。ゲート電
極61gと3g,63gと3g′は、所定の間隔でそれ
ぞれ一直線上に形成される。ゲート電極3g,3g′は
列選択信号CSLRを受け、ゲート電極61g,63g
はそれぞれノードN1,N2に接続される。
【0061】ゲート電極3g,3g′の間および両側に
わたって活性領域A3が形成され、ゲート電極61g,
63の間および両側にわたって活性領域A4が形成され
る。ゲート電極3g,3g′の間の領域はNチャネルM
OSトランジスタ3のドレイン3dとなり、ゲート電極
3g,3g′の外側の領域はNチャネルMOSトランジ
スタ3のソース3s,3s′となる。ゲート電極61
g,63gの間の領域はNチャネルMOSトランジスタ
61,63のソース61s,63sとなり、ゲート電極
61g,63gの外側の領域はそれぞれNチャネルMO
Sトランジスタ61,63のドレイン61d,63dと
なる。
【0062】NチャネルMOSトランジスタ3のドレイ
ン3dとNチャネルMOSトランジスタ60,63のソ
ース61s,63sとは活性領域で形成された配線層L
3で接続される。NチャネルMOSトランジスタ3のソ
ース3s,3s′は、それぞれコンタクトホールC1,
C2を介して上層の接地電位GNDのラインに接続され
る。NチャネルMOSトランジスタ61,63のドレイ
ン61d,63dは、それぞれコンタクトホールC3,
C4を介してリードデータ線/GIOR,GIORに接
続される。
【0063】この実施の形態4でも、実施の形態2と同
じ効果が得られる。 [実施の形態5]図9は、この発明の実施の形態5によ
るDRAMコアセルのライトゲート10の構成を示す回
路図であって、図14のライトゲート50と対比される
図である。
【0064】図9において、このライトゲート10は、
ノードN2とライトデータ線/GIOWとの間に直列接
続されたNチャネルMOSトランジスタ11,12と、
ノードN1とライトデータ線GIOWとの間に直列接続
されたNチャネルMOSトランジスタ13,14とを含
む。NチャネルMOSトランジスタ11,13は、比較
的大きな膜厚(たとえば7.5nm)のゲート酸化膜を
有する。NチャネルMOSトランジスタ12,14は、
比較的小さな膜厚(たとえば3.0nm)のゲート酸化
膜を有する。NチャネルMOSトランジスタ11,13
のゲートは、ともにライトマスク信号WM1を受ける。
NチャネルMOSトランジスタ12,14のゲートは、
ともに列選択信号CSLWを受ける。
【0065】列選択信号CSLWの振幅電圧は、周辺電
源と同じ1.5Vである。ライトデータ線GIOW,/
GIOWの振幅電圧は、周辺電源と同じ1.5Vであ
る。ノードN1,N2の振幅電圧すなわちセンスアンプ
47用の電源電圧Vddsは、2.0Vである。ライト
マスク信号WM1の振幅電圧は、2.0Vである。
【0066】ノードN2またはN1が「H」レベル(電
源電位Vdds)でライトマスク信号WM1が「H」レ
ベル(電源電圧Vdds)の場合でも、NチャネルMO
Sトランジスタ12または14のドレインの電位はVd
ds−Vth(ただし、VthはNチャネルMOSトラ
ンジスタ11,13のしきい値電圧である)になるの
で、NチャネルMOSトランジスタ12,14のゲート
酸化膜の耐圧はVdds−Vthよりも大きければよ
い。
【0067】図10は、図9に示したライトゲート10
のレイアウトを示す図である。図10において、半導体
基板の表面に厚いゲート酸化膜を介してNチャネルMO
Sトランジスタ11,13のゲート電極11g,13g
が平行に形成される。また、半導体基板表面に薄いゲー
ト酸化膜を介してNチャネルMOSトランジスタ12,
14のゲート電極12g,14gが平行に形成される。
ゲート電極11gと12g,13gと14gは、それぞ
れ所定の間隔をあけて一直線上に形成される。ゲート電
極11g,13gはともにライトマスク信号WM1を受
け、ゲート電極12g,14gはともに列選択信号CS
LWを受ける。
【0068】ゲート電極12g,14g,11g,13
gの両側にそれぞれ活性領域A5〜A8が形成される。
活性領域A5,A6のうちゲート電極12g,14gの
間の領域がそれぞれNチャネルMOSトランジスタ1
2,14のドレイン12d,14dとなり、ゲート電極
12g,14gの外側の領域がそれぞれNチャネルMO
Sトランジスタ12,14のソース13s,14sとな
る。活性領域A7,A8のうちゲート電極11g,13
gの間の領域がそれぞれNチャネルMOSトランジスタ
11,13のソース11s,13sとなり、ゲート電極
11g,13gの外側の領域がそれぞれNチャネルMO
Sトランジスタ12,13のドレイン11d,13dと
なる。
【0069】NチャネルMOSトランジスタ12のドレ
イン12dとNチャネルMOSトランジスタ11のソー
ス11sとが活性領域で形成された配線層L5で接続さ
れる。NチャネルMOSトランジスタ14のドレイン1
4dとNチャネルMOSトランジスタ13のソース13
sとが活性領域で形成された配線層L6で接続される。
NチャネルMOSトランジスタ12,14のソース12
s,14sは、それぞれコンタクトホールC5,C6を
介して上層のライトデータ線/GIOW,GIOWに接
続される。NチャネルMOSトランジスタ11,13の
ドレイン11d,13dはそれぞれコンタクトホールC
7,C8を介して上層のノードN2,N1に接続され
る。
【0070】この実施の形態5では、ライトゲート10
に含まれる4つのNチャネルMOSトランジスタ11〜
14のうちの列選択信号CSLWをゲートに受ける2つ
のNチャネルMOSトランジスタ12,14としてゲー
ト絶縁膜の薄いものを使用したので、列選択信号CSL
Wの振幅電圧を周辺電源と同じ低電圧にすることがで
き、低消費電力化を図ることができる。また、列選択信
号CSLWの振幅電圧を低電圧化しても、その振幅電圧
を昇圧するためのレベル変換回路を用いる必要がないの
で、書込動作が遅くなることもない。また、低電圧の列
選択線CSLWで大きなソース−ドレイン間電流を得る
ことができるので、NチャネルMOSトランジスタ1
2,14のサイズは小さくてすむ。さらに、ライトデー
タ線対GIOW,/GIOWの振幅電圧も周辺電源と同
じ低電圧にするので、大幅な低消費電力化を図ることが
できる。
【0071】また、ゲート酸化膜の膜厚の異なる2種類
のNチャネルMOSトランジスタ11と12,13と1
4を別の活性領域A7とA5,A8とA6で形成し、活
性領域A7とA5,A8とA6をそれぞれ配線層L1,
L2で接続する。したがって、活性層A7とA5,A8
とA6を分離して形成することができるので、信頼性が
向上する。また、最小の面積でレイアウトすることが可
能となる。
【0072】なお、ライトマスク信号WM1のないDR
AMコアセルにおいては、図11に示すように、信号W
M1の代わりにセンスアンプ47用の電源電位Vdds
をNチャネルMOSトランジスタ11,13のゲートに
与えるとよい。この場合も、NチャネルMOSトランジ
スタ12,14のドレインの電位はVdds−Vthと
なるので、NチャネルMOSトランジスタ12,14の
ゲート酸化膜の耐圧はVdds−Vthよりも大きけれ
ばよい。
【0073】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
【0074】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る半導体装
置では、その一方のレベルが第1の電位であり、その他
方のレベルが基準電位である信号が与えられる第1の信
号線と、予め定められた第2の電位にプリチャージされ
る第2の信号線と、その入力電極が第1の信号線に接続
され、第1の信号線の電位がそのしきい値電位を超えた
ことに応じて導通する第1のMOSトランジスタと、第
1の信号線の信号が第2の信号線に伝達されることを許
可する制御信号が入力されたことに応じて導通し、第1
のMOSトランジスタを第2の信号線と基準電位のライ
ンとの間に接続する第2のMOSトランジスタとが設け
られ、第2のMOSトランジスタのゲート酸化膜は、第
1のMOSトランジスタのゲート酸化膜よりも薄く形成
される。したがって、第2のMOSトランジスタのゲー
ト酸化膜を薄く形成するので、制御信号の振幅電圧の低
電圧化を図ることができ、消費電力の低減化を図ること
ができる。また、低電圧化した制御信号を増幅するため
のレベル変換回路を設ける必要がないので、動作速度が
遅くなることもない。また、第2のトランジスタのサイ
ズを小さくすることができ、チップ面積の縮小化を図る
ことができる。
【0075】好ましくは、さらに、第1の信号線に与え
られる信号の相補信号が与えられる第3の信号線と、第
2の電位にプリチャージされる第4の信号線と、その入
力電極が第3の信号線に接続され、第3の信号線の電位
がそのしきい値電位を超えたことに応じて導通する第3
のMOSトランジスタと、制御信号が入力されたことに
応じて導通し、第3のMOSトランジスタを第4の信号
線と基準電位のラインとの間に接続する第4のMOSト
ランジスタとが設けられ、第4のMOSトランジスタの
ゲート酸化膜は、第3のMOSトランジスタのゲート酸
化膜よりも薄く形成される。この場合は、信号およびそ
の相補信号を伝達することができる。
【0076】また好ましくは、第1および第2のMOS
トランジスタは、第2の信号線と基準電位のラインとの
間に直列接続され、さらに、第1の信号線に与えられる
信号の相補信号を与える第3の信号線と、第2の電位に
プリチャージされる第4の信号線と、その第1の電極が
第4の信号線に接続され、その第2の電極が第1および
第2のMOSトランジスタの間のノードに接続され、そ
の入力電極が第3の信号線に接続され、第3の信号線の
電位がそのしきい値電位を超えたことに応じて導通する
第3のMOSトランジスタとが設けられ、第2のMOS
トランジスタのゲート酸化膜は、第3のMOSトランジ
スタのゲート酸化膜よりも薄く形成される。この場合
は、信号およびその相補信号を伝達することができる。
また、第1および第3のMOSトランジスタで第2のM
OSトランジスタを共用するので、トランジスタ数が少
なくてすむ。
【0077】また、この発明に係る他の半導体装置で
は、その一方のレベルが第1の電位であり、その他方の
レベルが基準電位である信号が与えられる第1の信号線
と、予め定められた第2の電位にプリチャージされる第
2の信号線と、第2の信号線の電位と第2の電位との電
位差を増幅し、その一方のレベルが第1の電位よりも高
い第3の電位であり、その他方のレベルが基準電位であ
る信号を第2の信号線に与えるセンスアンプと、その第
1の電極が第1の信号線に接続され、第1の信号線の信
号が第2の信号線に伝達されることを許可する第1の制
御信号が入力されたことに応じて導通する第1のMOS
トランジスタと、第1のMOSトランジスタの第2の電
極と第2の信号線との間に接続され、第1の信号線の信
号が第2の信号線に伝達されることを禁止するための第
2の制御信号が入力されたことに応じて非導通になる第
2のMOSトランジスタとが設けられ、第1のMOSト
ランジスタのゲート酸化膜は、第2のMOSトランジス
タのゲート酸化膜よりも薄く形成される。したがって、
第1のMOSトランジスタのゲート酸化膜を薄く形成す
るので、第1の制御信号の振幅電圧の低電圧化を図るこ
とができ、消費電力の低減化を図ることができる。ま
た、低電圧化した第1の制御信号を増幅するためのレベ
ル変換回路を設ける必要がないので、動作速度が遅くな
ることもない。また、第1のトランジスタのサイズを小
さくすることができ、チップ面積の縮小化を図ることが
できる。
【0078】また、この発明に係るさらに他の半導体装
置では、その一方のレベルが第1の電位であり、その他
方のレベルが基準電位である信号が与えられる第1の信
号線と、予め定められた第2の電位にプリチャージされ
る第2の信号線と、第2の信号線の電位と第2の電位と
の電位差を増幅し、その一方のレベルが第1の電位より
も高い第3の電位であり、その他方のレベルが基準電位
である信号を第2の信号線に与えるセンスアンプと、そ
の第1の電極が第1の信号線に接続され、第1の信号線
の信号が第2の信号線に伝達されることを許可する制御
信号が入力されたことに応じて導通する第1のMOSト
ランジスタと、第1のMOSトランジスタの第2の電極
と第2の信号線との間に接続され、その入力電極が第3
の電位を受けて導通する第2のMOSトランジスタとが
設けられ、第1のMOSトランジスタのゲート酸化膜
は、第2のMOSトランジスタのゲート酸化膜よりも薄
く形成されている。したがって、第1のMOSトランジ
スタのゲート酸化膜を薄く形成したので、制御信号の振
幅電圧の低電圧化を図ることができ、消費電力の低減化
を図ることができる。また、第2の信号線の電位がセン
スアンプによって第3の電位にされた場合でも、第3の
電位よりも第2のMOSトランジスタのしきい値電圧だ
け低い電位が第1のMOSトランジスタに与えられるの
で、第1のMOSトランジスタが絶縁破壊されるのを防
止することができる。
【0079】また好ましくは、各MOSトランジスタ
は、半導体基板の表面に形成されたゲート酸化膜および
活性領域を含み、比較的厚いゲート酸化膜を有するMO
Sトランジスタの活性領域と比較的薄いゲート酸化膜を
有するMOSトランジスタの活性領域とは、分離して形
成されている。この場合は、信頼性の向上と、レイアウ
ト面積の縮小化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1によるDRAMコア
セルのリードゲートの構成を示す回路図である。
【図2】 図1に示した2種類のNチャネルMOSトラ
ンジスタ2,61の構成を示す図である。
【図3】 図1に示したリードゲートのレイアウトを示
す図である。
【図4】 この発明の実施の形態2によるDRAMコア
セルのリードゲートのレイアウトを示す図である。
【図5】 この発明の実施の形態3によるDRAMコア
セルのリードゲートの構成を示す回路図である。
【図6】 図5に示したリードゲートのレイアウトを示
す図である。
【図7】 この発明の実施の形態4によるDRAMコア
セルのリードゲートの構成を示す回路図である。
【図8】 図7に示したリードゲートのレイアウトを示
す図である。
【図9】 この発明の実施の形態5によるDRAMコア
セルのライトゲートの構成を示す回路図である。
【図10】 図9に示したライトゲートのレイアウトを
示す図である。
【図11】 実施の形態5の変更例を示す回路図であ
る。
【図12】 従来のDRAMコアセルの全体構成を示す
ブロック図である。
【図13】 図12に示したメモリセルアレイに含まれ
るメモリブロックの構成を示す回路ブロック図である。
【図14】 図12に示したデータDQ1の書込/読出
に関連する部分の構成を示す回路ブロック図である。
【符号の説明】
1,5〜7,60 リードゲート、2,3,11〜1
4,Q,41〜44,51〜54,61〜64 Nチャ
ネルMOSトランジスタ、2s,3s,11s〜14
s,61s,63s ソース、2d,3d,11d〜1
4d,61d,64d ドレイン、2g,3g,11g
〜14g,61g,63g ゲート電極、2a,61a
ゲート酸化膜、4 半導体基板、10,50 ライト
ゲート、C1〜C8 コンタクトホール、A1〜A8,
A1a,A1b,A2a,A2b 活性領域、GIO
R,/GIOR リードデータ線対、GIOW,/GI
OW ライトデータ線対、L1〜L5 配線層、30
DRAMコアセル、31 行/列アドレスバッファ+ク
ロック発生回路、32 行/列デコード回路、33 メ
モリマット、34 データ入出力回路、35 ライトド
ライバ+リードアンプ帯、36 入出力バッファ群、S
A1〜SA3 センスアンプ帯、MA1,MA2メモリ
セルアレイ、MB メモリブロック、MC メモリセ
ル、WL ワード線、BL,/BL ビット線対、37
ライトドライバ、38 リードアンプ、45,46
イコライザ、47 センスアンプ。
フロントページの続き (72)発明者 石川 正敏 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 5B024 AA01 AA15 BA15 CA01 5F048 AA05 AB01 AC01 BA01 BB16 5F083 GA05 GA09 LA10 ZA07 ZA08

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体装置であって、 その一方のレベルが第1の電位であり、その他方のレベ
    ルが基準電位である信号が与えられる第1の信号線、 予め定められた第2の電位にプリチャージされる第2の
    信号線、 その入力電極が前記第1の信号線に接続され、該第1の
    信号線の電位がそのしきい値電位を超えたことに応じて
    導通する第1のMOSトランジスタ、および前記第1の
    信号線の信号が前記第2の信号線に伝達されることを許
    可する制御信号が入力されたことに応じて導通し、前記
    第1のMOSトランジスタを前記第2の信号線と前記基
    準電位のラインとの間に接続する第2のMOSトランジ
    スタを備え、 前記第2のMOSトランジスタのゲート酸化膜は、前記
    第1のMOSトランジスタのゲート酸化膜よりも薄く形
    成されている、半導体装置。
  2. 【請求項2】 さらに、前記第1の信号線に与えられる
    信号の相補信号が与えられる第3の信号線、 前記第2の電位にプリチャージされる第4の信号線、 その入力電極が前記第3の信号線に接続され、該第3の
    信号線の電位がそのしきい値電位を超えたことに応じて
    導通する第3のMOSトランジスタ、および前記制御信
    号が入力されたことに応じて導通し、前記第3のMOS
    トランジスタを前記第4の信号線と前記基準電位のライ
    ンとの間に接続する第4のMOSトランジスタを備え、 前記第4のMOSトランジスタのゲート酸化膜は、前記
    第3のMOSトランジスタのゲート酸化膜よりも薄く形
    成されている、請求項1に記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記第1および第2のMOSトランジス
    タは、前記第2の信号線と前記基準電位のラインとの間
    に直列接続され、 さらに、前記第1の信号線に与えられる信号の相補信号
    が与えられる第3の信号線、 前記第2の電位にプリチャージされる第4の信号線、お
    よびその第1の電極が前記第4の信号線に接続され、そ
    の第2の電極が前記第1および第2のMOSトランジス
    タの間のノードに接続され、その入力電極が前記第3の
    信号線に接続され、該第3の信号線の電位がそのしきい
    値電位を超えたことに応じて導通する第3のMOSトラ
    ンジスタを備え、 前記第2のMOSトランジスタのゲート酸化膜は、前記
    第3のMOSトランジスタのゲート酸化膜よりも薄く形
    成されている、請求項1に記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 半導体装置であって、 その一方のレベルが第1の電位であり、その他方のレベ
    ルが基準電位である信号が与えられる第1の信号線、 予め定められた第2の電位にプリチャージされる第2の
    信号線、 前記第2の信号線の電位と前記第2の電位との電位差を
    増幅し、その一方のレベルが前記第1の電位よりも高い
    第3の電位であり、その他方のレベルが前記基準電位で
    ある信号を前記第2の信号線に与えるセンスアンプ、 その第1の電極が前記第1の信号線に接続され、前記第
    1の信号線の信号が前記第2の信号線に伝達されること
    を許可する第1の制御信号が入力されたことに応じて導
    通する第1のMOSトランジスタ、および前記第1のM
    OSトランジスタの第2の電極と前記第2の信号線との
    間に接続され、前記第1の信号線の信号が前記第2の信
    号線に伝達されることを禁止するための第2の制御信号
    が入力されたことに応じて非導通になる第2のMOSト
    ランジスタを備え、 前記第1のMOSトランジスタのゲート酸化膜は、前記
    第2のMOSトランジスタのゲート酸化膜よりも薄く形
    成されている、半導体装置。
  5. 【請求項5】 半導体装置であって、 その一方のレベルが第1の電位であり、その他方のレベ
    ルが基準電位である信号が与えられる第1の信号線、 予め定められた第2の電位にプリチャージされる第2の
    信号線、 前記第2の信号線の電位と前記第2の電位との電位差を
    増幅し、その一方のレベルが前記第1の電位よりも高い
    第3の電位であり、その他方のレベルが前記基準電位で
    ある信号を前記第2の信号線に与えるセンスアンプ、 その第1の電極が前記第1の信号線に接続され、その第
    1の信号線の信号が前記第2の信号線に伝達されること
    を許可する制御信号が入力されたことに応じて導通する
    第1のMOSトランジスタ、および前記第1のMOSト
    ランジスタの第2の電極と前記第2の信号線との間に接
    続され、その入力電極が前記第3の電位を受けて導通す
    る第2のMOSトランジスタを備え、 前記第1のMOSトランジスタのゲート酸化膜は、前記
    第2のMOSトランジスタのゲート酸化膜よりも薄く形
    成されている、半導体装置。
  6. 【請求項6】 各MOSトランジスタは、半導体基板の
    表面に形成されたゲート酸化膜および活性領域を含み、 比較的厚いゲート酸化膜を有するMOSトランジスタの
    活性領域と比較的薄いゲート酸化膜を有するMOSトラ
    ンジスタの活性領域とは、分離して形成されている、請
    求項1から請求項5のいずれかに記載の半導体装置。
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