JP2003242780A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JP2003242780A
JP2003242780A JP2002033580A JP2002033580A JP2003242780A JP 2003242780 A JP2003242780 A JP 2003242780A JP 2002033580 A JP2002033580 A JP 2002033580A JP 2002033580 A JP2002033580 A JP 2002033580A JP 2003242780 A JP2003242780 A JP 2003242780A
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power supply
overdrive
memory array
circuits
wired
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Koichiro Ninomiya
幸一郎 二宮
Shinichi Miyatake
伸一 宮武
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NEC Electronics Corp
Hitachi Ltd
NEC Corp
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NEC Electronics Corp
Hitachi Ltd
NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 チップ全体としてのサイズの増大化を抑制す
ること。 【解決手段】 オーバードライブ回路19各々への、2
種類の電源電圧VDDA,VDLそれぞれに対応する電
源線20,21は、オーバードライブ回路19各々に共
通化された状態としてメモリアレイ外に配線される一
方、該メモリアレイ内には、オーバードライブ回路19
各々からの切替出力電圧をセンスアンプ各々に供給する
ための電源線25が配線されるようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、データ読出し用の
センスアンプと、2種類の電源電圧のうち、何れかを上
記センスアンプへの電源電圧として選択的に切替出力す
るオーバードライブ回路とを少なくとも具備してなる半
導体記憶装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5(A)に、本発明者が検討した半導
体記憶装置一般としてのチップのレイアウトを、また、
図5(B)に、メモリアレイの構成要素としてのサブア
レイを拡大状態として示す。図5(A)に示すように、
本例でのチップ1は、4個のメモリアレイ11〜14、
即ち、4バンクとして構成されており、それらメモリア
レイ11〜14以外の部分は間接周辺回路15として構
成されたものとなっている。
【0003】メモリアレイ11〜14各々はまた、複数
のサブアレイ16から構成されたものとなっている。図
5(B)に示すように、サブアレイ16は、その内部中
心にメモリセル161が配置された上、そのメモリセル
161外部周辺にはまた、クロスエリア162、センス
アンプ163およびサブワードドライバ164が直接周
辺回路として配置される状態として構成されたものとな
っている。
【0004】図6にはまた、センスアンプ163各々に
対し、その電源電圧を供給するためのオーバードライブ
回路が如何に配置されるかを示したものである。図示の
ように、これまでのチップにあっては、オーバードライ
ブ回路18各々はメモリアレイ内の直接周辺回路17上
に配置されており、これらオーバードライブ回路18各
々を制御するためのオーバードライブ回路制御信号φ,
ψも直接周辺回路17上に配線されたものとなってい
る。それらオーバードライブ回路18各々にはまた、2
種類の電源電圧VDDA(請求項1,3上のV1に相
当),VDL(請求項1,3上のV2に相当)(<VD
DA)が供給される必要があるが、電源電圧VDDA,
VDLそれぞれに対応する電源線はメモリアレイ内に配
線されたものとなっている。
【0005】更に、図7(A)には、オーバードライブ
回路18の一例での具体的回路構成が示されているが、
このオーバードライブ回路18には、オーバードライブ
回路制御信号φ,ψが、図7(B)に示す如くのタイミ
ングで入力されることによって、2種類の電源電圧VD
DA,VDLのうち、何れか1つがセンスアンプ163
への電源電圧として、選択的にオーバードライブ回路1
8から切替出力されているものである。
【0006】その回路動作をより具体的に説明すれば、
オーバードライブ回路制御信号φ,ψが何れも“L
(0)”状態にある間、nチャネルMОSトランジスタ
(以下、単にnMОSと称す)181,182はともにО
FF状態にあるが、やがて、オーバードライブ回路制御
信号ψのみが“H(1)”状態に移行されるものとなっ
ている。オーバードライブ回路制御信号ψのみが“H
(1)”状態にある期間(この期間をオーバードライブ
期間と称す)、nMОS182のみがОN状態におかれ
ることによって、電源電圧VDDAがセンスアンプ16
3各々への電源電圧として選択的に切替出力されている
ものである。しかしながら、その後、オーバードライブ
回路制御信号ψが“L(0)”状態に移行されると同時
に、オーバードライブ回路制御信号φが“H(1)”状
態に移行すれば、その時点以降、nMОS181のみが
ОN状態におかれることによって、電源電圧VDLがセ
ンスアンプ163各々への電源電圧として選択的に切替
出力されているものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、本発明
者が検討した前提技術にあっては、メモリアレイ内に
は、電源電圧VDDA,VDLそれぞれに対応する2種
類の電源線と、オーバードライブ回路制御信号φ,ψそ
れぞれに対応する2種類の信号線とが配線されていたも
のである。このように、2種類の電源線がメモリアレイ
内に配線された上、オーバードライブ回路各々がメモリ
アレイ内の直接周辺回路上に配置されていることから、
この配置により直接周辺回路自体としては、その面積を
僅かに増大させる必要があるものとなっている。しかし
ながら、直接周辺回路はその繰返しが多いことから、僅
かの面積増大もそれが累積されれば、チップ全体とし
て、そのサイズが増大化することは否めないものとなっ
ている。
【0008】以上の不具合、即ち、チップ全体のサイズ
の増大化を抑えるには、2種類の電源電圧VDDA,V
DLそれぞれに対応する電源線はオーバードライブ回路
各々に共通化された状態としてメモリアレイ外に配線す
ることが考えられるが、このように配線される場合には
また、新たな不具合が生じるものとなっている。と云う
のは、オーバードライブ回路各々からの距離が大きくな
る程に、電圧供給力が低下してしまうからである。
【0009】本発明の第1の目的は、チップ全体として
のサイズの増大化が抑制され得る半導体記憶装置を提供
することにある。
【0010】本発明の第2の目的は、チップ全体として
のサイズの増大化が抑制され得るばかりか、オーバドラ
イブ各々からの距離が大であっても、電圧供給力が低下
することがない半導体記憶装置を提供することにある。
【0011】本発明の前記並びにその他の目的と新規な
特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかにな
るであろう。
【0012】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を説明すれば、次の通
りである。
【0013】本発明の半導体記憶装置は、オーバードラ
イブ回路各々への、2種類の電源電圧V1,V2それぞれ
に対応する電源線は該オーバードライブ回路各々に共通
化された状態としてメモリアレイ外に配線される一方、
該メモリアレイ内には、上記オーバードライブ回路各々
からの切替出力電圧をセンスアンプ各々に供給するため
の電源線が配線されることで達成される。
【0014】また、本発明の半導体記憶装置は、オーバ
ードライブ回路各々への、2種類の電源電圧V1,V2そ
れぞれに対応する電源線は該オーバードライブ回路各々
に共通化された状態としてメモリアレイ外に配線される
一方、該メモリアレイ内には、上記オーバードライブ回
路各々からの切替出力電圧をセンスアンプ各々に供給す
るための電源線が配線され、且つオーバードライブ回路
各々からの距離に応じて、上記センスアンプ各々への電
源電圧V1の供給期間としてのオーバードライブ期間を
延長せしめる回路が設けられることで達成される。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、各種DRAM、特にDRA
MやSDRAM、RDRAM各々への効果的な適用が考
えられている本発明の実施形態について、図1〜図4に
より説明する。
【0016】先ず図1について説明すれば、2種類の電
源電圧VDDA,VDLそれぞれに対応する電源線がメ
モリアレイに対し、如何に配線されるかを示したもので
ある。図示のように、それら電源線20,21は、オー
バードライブ回路制御信号φに対応する信号線22とと
もに、オーバードライブ回路19各々に共通化された状
態としてメモリアレイ外に配線されている一方では、メ
モリアレイ内にはまた、オーバードライブ回路制御信号
ψに対応する信号線23や、それらオーバードライブ回
路19各々からの切替出力電圧をスイッチMОS24を
介しセンスアンプ各々に供給するための電源線25が配
線されたものとなっている。
【0017】以上のように、2種類の電源電圧VDD
A,VDLそれぞれに対応する電源線20,21がメモ
リアレイ外に配置された結果として、オーバードライブ
回路19各々もまた、メモリアレイ外に配置されたもの
となっている。また、直接周辺回路17上には、信号線
23やスイッチMОS24のみが配線/配置されること
で、メモリアレイ内での配線が極力削除されているもの
であり、その結果として、メモリアレイ自体の面積低減
が図られているものである。更に、オーバードライブ回
路制御信号φに対応する信号線22も共通化されること
で、間接周辺回路15の面積低減が図れるものとなって
いる。
【0018】図2(A)はまた、オーバードライブ回路
19の一例での具体的回路構成をスイッチMОS24と
ともに示したものである。図示のように、オーバードラ
イブ回路制御信号ψは、スイッチMОS24としてのn
MОSのゲートに印加されている一方、オーバードライ
ブ回路制御信号φは、pチャネルMОSトランジスタ
(以下、単にpMОSと称す)192のゲートに印加さ
れるとともに、インバータ193を介しpMОS194
のゲートに印加されたものとなっている。電源電圧VD
DAがОN状態にあるnMОS191を介しpMОS1
92のソースに印加された状態で、オーバードライブ回
路制御信号φ,ψが、図2(B)に示す如くのタイミン
グで入力されるものとなっている。オーバードライブ回
路制御信号φが“L(0)”状態にある期間では、pM
ОS192のみがОN状態に、また、それが“H
(1)”状態にある期間では、pMОS194のみがО
N状態におかれることから、結局、電源電圧VDDA,
VDLの切替制御はオーバードライブ回路制御信号φの
みによって行われているものである。また、切替された
電源電圧の電源線25への出力は、オーバードライブ回
路制御信号ψが“H(1)”状態にある期間のみ許容さ
れたものとなっている。因みに、スイッチMОS24と
してのnMОS各々は、そのソースが共通接続された
上、そのドレインに電源線25が接続されるようになっ
ている。
【0019】図2(A)からも判るように、メモリアレ
イ内外に亘る信号線は信号線23のみ、また、メモリア
レイ内での必要な電源線は電源線25のみとされている
ことから、空いたスペースを利用の上、他の配線を太く
する等、配線自体の低抵抗化により高速化が図れるもの
となっている。
【0020】更に、図3は、不要状態、あるいは空き状
態にある配線を積極的に利用し、電源線や信号線として
の強化が図られるようにしたメモリアレイ内配線を示し
たものである。既述のように、本発明に係るメモリアレ
イでは、2種類の電源電圧VDDA,VDLそれぞれに
対応する電源線20,21がメモリアレイ外に配置され
た結果として、従来技術に係る図6に示す、2種類の電
源電圧VDDA,VDLそれぞれに対応してメモリアレ
イ内に配線される2本の電源線は、もはや、不要となっ
ており、したがって、本来、これら電源線は削除される
べきものではあるが、これを削除する代わりに、他の電
源線や信号線として積極的に流用しようというものであ
る。本例では、それら不要となった電源線は、オーバー
ドライブ回路19各々からの切替出力電圧をスイッチM
ОS24を介しセンスアンプ各々に供給するための電源
線25として流用された上、図示の如くに結線されたも
のとなっている。
【0021】最後に、オーバードライブ期間の延長につ
いて説明すれば、オーバードライブ回路19各々が、図
1に示す如くに配置される場合、電源線25上では、オ
ーバードライブ回路19から離れる程に、電圧供給力が
低下することは否めないところである。したがって、こ
の電圧供給力の低下を補償すべく、オーバードライブ回
路制御信号φが所望に段階的に遅延制御されるようにし
たものである。具体的には、図4(A)に示すように、
最も簡単な例として、メモリセルへのアドレス空間がそ
のアドレスの最上位ビット×9の状態によって、下位ア
ドレス空間と上位アドレス空間とに2分割される場合を
想定すれば、図4(B)に示すように、下位アドレス空
間内でのアドレスを以ってアクセスされる場合は、オー
バードライブ回路制御信号φは何等遅延されることなし
にアクセスされるが(点線表示)、上位アドレス空間内
でのアドレスを以ってアクセスされる場合には、オーバ
ードライブ回路制御信号φは所定に遅延された状態とし
てアクセスされるようにしたものである(実線表示)。
【0022】図4(C)は、オーバードライブ回路制御
信号φを遅延制御するための回路を示したものである。
図示のように、オーバードライブ回路制御信号φが遅延
された状態として出力されるか否かは、アドレスの最上
位ビット×9の状態如何によるものとなっている。アド
レスの最上位ビット×9の状態が“L(0)”状態であ
って、下位アドレス空間内でのアクセスである場合に
は、pMОS26のみがОN状態におかれることで、オ
ーバードライブ回路制御信号φは何等遅延されることな
く、オーバードライブ回路19各々に出力されるものと
なっている。しかしながら、アドレスの最上位ビット×
9の状態が“H(1)”状態であって、上位アドレス空
間内でのアクセスである場合は、nMОS27のみがО
N状態におかれることで、オーバードライブ回路制御信
号φは遅延器28上で所定に遅延された状態として、オ
ーバードライブ回路19各々に出力されるものとなって
いる。これまでにあっては、オーバードライブ回路制御
信号φ,ψはともに遅延制御される必要があったが、本
発明に係るオーバードライブ回路19が採用される場合
には、オーバードライブ回路制御信号φに対する遅延制
御で済まされるものである。
【0023】以上、本発明者によってなされた発明を実
施形態に基き具体的に説明したが、本発明は前記実施形
態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【0024】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以
下の通りである。 (1)チップ全体としてのサイズの増大化が抑制され得
る半導体記憶装置が得られるものとなっている。 (2)チップ全体としてのサイズの増大化が抑制され得
るばかりか、オーバドライブ各々からの距離が大であっ
ても、電圧供給力が低下することがない半導体記憶装置
が得られるものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【図1】2種類の電源電圧それぞれに対応する電源線が
メモリアレイに対し、如何に配置されるかを示す図であ
る。
【図2】本発明に係るオーバードライブ回路の一例での
具体的回路構成と、このオーバードライブ回路に入力さ
れるオーバードライブ回路制御信号φ,ψのタイミング
関係とを示す図である。
【図3】不要状態、あるいは空き状態にある配線を積極
的に利用し、電源線や信号線としての強化が図られるよ
うにしたメモリアレイ内配線を示す図である。
【図4】オーバードライブ回路制御信号φを遅延制御す
るための回路等を示す図である。
【図5】半導体記憶装置一般としてのチップのレイアウ
トと、メモリアレイの構成要素としてのサブアレイ(拡
大状態)とを示す図である。
【図6】本発明の前提技術に係るチップでのオーバード
ライブ回路の配置状態を示す図である。
【図7】そのオーバードライブ回路の一例での具体的回
路構成と、このオーバードライブ回路に入力されるオー
バードライブ回路制御信号φ,ψのタイミング関係とを
示す図である。
【符号の説明】
15…間接周辺回路 17…直接周辺回路 19…オーバードライブ回路 20,21…2種類の電源電圧それぞれに対応する電源
線 24…スイッチMОS 25…センスアンプへの電源線 27,191…nMОS 26、192,194…pMОS 28…遅延器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 二宮 幸一郎 東京都小平市上水本町5丁目22番1号 株 式会社日立超エル・エス・アイ・システム ズ内 (72)発明者 宮武 伸一 東京都小平市上水本町5丁目22番1号 株 式会社日立超エル・エス・アイ・システム ズ内 Fターム(参考) 5M024 AA62 BB14 BB29 BB30 BB35 CC84 FF30 LL02 LL03 PP01 PP03 PP07 PP10

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 データ読出し用のセンスアンプと、2種
    類の電源電圧V1,V2(<V1)のうち、何れかを上記
    センスアンプへの電源電圧として選択的に切替出力する
    オーバードライブ回路とを少なくとも具備してなる半導
    体記憶装置であって、オーバードライブ回路各々への、
    2種類の電源電圧V1,V2それぞれに対応する電源線は
    該オーバードライブ回路各々に共通化された状態として
    メモリアレイ外に配線される一方、該メモリアレイ内に
    は、上記オーバードライブ回路各々からの切替出力電圧
    を上記センスアンプ各々に供給するための電源線が配線
    されてなる半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 オーバードライブ回路各々からの切替出
    力電圧をセンスアンプ各々に供給するための電源線とし
    て、メモリアレイ内に既存状態として配線されている、
    2種類の電源電圧V1,V2それぞれに対応する電源線が
    そのまま流用されるようにした請求項1記載の半導体記
    憶装置。
  3. 【請求項3】 データ読出し用のセンスアンプと、2種
    類の電源電圧V1,V2(<V1)のうち、何れかを上記
    センスアンプへの電源電圧として選択的に切替出力する
    オーバードライブ回路とを少なくとも具備してなる半導
    体記憶装置であって、オーバードライブ回路各々への、
    2種類の電源電圧V1,V2それぞれに対応する電源線は
    該オーバードライブ回路各々に共通化された状態として
    メモリアレイ外に配線される一方、該メモリアレイ内に
    は、上記オーバードライブ回路各々からの切替出力電圧
    を上記センスアンプ各々に供給するための電源線が配線
    され、且つオーバードライブ回路各々からの距離に応じ
    て、上記センスアンプ各々への電源電圧V1の供給期間
    としてのオーバードライブ期間を延長せしめる回路が設
    けられてなる半導体記憶装置。
  4. 【請求項4】 オーバードライブ回路各々からの切替出
    力電圧をセンスアンプ各々に供給するための電源線とし
    て、メモリアレイ内に既存状態として配線されている、
    2種類の電源電圧V1,V2それぞれに対応する電源線が
    そのまま流用されるようにした請求項3記載の半導体記
    憶装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100593148B1 (ko) 2005-05-30 2006-06-28 주식회사 하이닉스반도체 타입 변경 옵션을 가지는 반도체 메모리 장치의 오버드라이버 회로
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US7450448B2 (en) 2005-04-30 2008-11-11 Hynix Semiconductor Inc. Semiconductor memory device
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