JP2004355762A - 半導体記憶装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】デコーダの占める面積を小さくし、チップサイズを小さくすること。
【解決手段】単純マトリックス型構造の半導体記憶装置において、サブワードラインSWL1等に対応して設けられた複数のYSELデコーダ2と、そのYSELデコーダ2にゲートが個別に接続され、YSELデコーダ2から選択信号を取得すると当該YSELデコーダ2に対応するサブワードラインSWL1等にメインワードラインMWL1等を接続する第1MOSFET15とを備え、YSELデコーダ2は、同じ仮想的なワードラインを構成し且つ隣接する2つのサブワードラインSWL1等に共通に設けられ、第1MOSFET15は、前記2つのサブワードラインSWL1等に異なるメインワードラインMWL1等を接続するようにした。
【選択図】 図3

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単純マトリクス型の半導体記憶装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の半導体記憶装置としては、複数のワードラインと複数のビットラインとの交差部に強誘電体キャパシタ等でメモリセルを形成し、メモリセルの配置を可能な限り高密度化して高集積化を図るものが知られている。
ところで、このような半導体記憶装置にあっては、1つのワードラインやビットラインに多くの強誘電体キャパシタが接続され、各ラインのキャパシタンスが大きくなると、書き込み速度に大きな遅延を生じ、書き込み速度が大幅に低下してしまう。そのため、このような半導体記憶装置では、通常、図8に示すように、ワードラインやビットラインを複数のサブワードラインSWLや複数のサブビットラインSBLで構成し、それら複数のサブワードラインSWL等に対応する複数のYSELデコーダ101や複数のXSELデコーダ102を個別に設け、そのYSELデコーダ101等から選択信号が供給されると前記複数のサブワードラインSWL等をメインワードラインMWLやメインビットラインMBLに接続する複数のスイッチMOSFET103を設けている。そして、メインワードラインMWL等に同時に接続される強誘電体キャパシタの数を制限し、各ラインのキャパシタンスを小さくすることで、書き込み速度の向上を図っている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−297967号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の半導体記憶装置にあっては、複数のサブワードラインSWLや複数のサブビットラインSBLに対応する複数のYSELデコーダ101や複数のXSELデコーダ102を個別に設けるようにしたため、例えば、前記複数のサブワードラインSWL等の数が大きくなると、前記YSELデコーダ101等の数、つまり前記YSELデコーダ101等の占める面積が増大し、チップサイズが大きくなるという問題があった。
【0005】
そこで、本発明は、上記従来の半導体記憶装置の未解決の問題を解決することを目的とするものであって、選択信号供給回路(デコーダ)の占める面積を小さくし、チップサイズを小さくできる半導体記憶装置を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記従来の課題を解決するため、本発明の半導体記憶装置は、第1の方向に互いに平行に延びている複数の第1信号線と、前記第1の方向と交差する第2の方向に互いに平行に延びている複数の第2信号線と、前記第1信号線と前記第2信号線との交差部に設けられた複数のメモリセルとを備えた半導体記憶装置において、前記第1信号線のそれぞれは、複数の第1副信号線で構成されており、そして、前記複数の第1副信号線に対応して設けられた複数の第1選択信号供給回路と、前記複数の第1選択信号供給回路に接続され、前記第1選択信号供給回路から選択信号を取得すると当該第1選択信号供給回路に対応する第1副信号線に第1選択用電圧供給線を接続する第1接続素子とを備え、前記第1選択信号供給回路は、同じ第1信号線を構成する所定の複数の第1副信号線からなる第1グループ毎に設けられ、前記第1接続素子は、前記第1グループを構成する所定の複数の第1信号線に互いに異なる第1選択用電圧供給線を接続することを特徴とするものである。なお、第1副信号線としては、サブワードラインやサブビットラインを挙げることができる。また、第1選択用電圧供給線としては、メインワードラインやメインビットラインを挙げることができる。
【0007】
このように、第1選択信号供給回路が、同じ第1信号線を構成する所定の複数の第1副信号線からなる第1グループ毎に設けられている、つまりその第1グループを構成する第1副信号線に共通に設けられているため、前記第1選択信号供給回路の数を小さく、つまり前記第1選択信号供給回路の占める面積を小さくでき、チップサイズを小さくできる。
【0008】
また、本発明に係る半導体記憶装置としては、前記第1グループは、隣接する2つの第1副信号線から構成されているものでもよい。
このように、第1グループが、隣接する2つの第1副信号線であるとすると、それら2つの第1副信号線の第1接続素子を隣接させて配することで、前記第1グループを構成する所定の複数の第1副信号線に対して第1選択信号供給回路を容易に共通のものとすることができる。
【0009】
さらに、本発明に係る半導体記憶装置としては、前記複数の第1副信号線に対応して設けられた複数の第2選択信号供給回路と、前記複数の第2選択信号供給回路に接続され、前記第2選択信号供給回路から選択信号を取得すると当該第2選択信号供給回路に対応する第1副信号線に第1非選択用電圧供給線を接続する第2接続素子とを備え、前記第2選択信号供給回路は、同じ第1信号線を構成する所定の複数の第1副信号線からなる第2グループ毎に設けられているものでもよい。
【0010】
このように、第2選択信号供給回路が、同じ第1信号線を構成する所定の複数の第1副信号線からなる第2グループ毎に設けられている、つまりその第2グループを構成する第1副信号線に共通に設けられているものとすると、前記第2選択信号供給回路の数を小さく、つまり前記第2選択信号供給回路の占める面積を小さくでき、チップサイズをより小さくできる。
【0011】
また、本発明に係る半導体記憶装置としては、前記第2グループは、隣接する2つの第1副信号線から構成されているものでもよい。
このように、第2グループが、隣接する2つの第1副信号線から構成されているものとすると、それら2つの第1副信号線の第2接続素子を隣接させて配することで、前記第2グループを構成する所定の複数の第1副信号線に対して第2選択信号供給回路を容易に共通のものとすることができる。
【0012】
さらに、本発明に係る半導体記憶装置としては、前記第2信号線のそれぞれは、複数の第2副信号線で構成されており、そして、前記複数の第2副信号線に対応して設けられた複数の第3選択信号供給回路と、前記複数の第3選択信号供給回路に接続され、前記第3選択信号供給回路から選択信号を取得すると当該第3選択信号供給回路に対応する第2副信号線に第2選択用電圧供給線を接続する第3接続素子とを備え、前記第3選択信号供給回路は、同じ第2信号線を構成する所定の複数の第2副信号線からなる第3グループ毎に設けられ、前記第3接続素子は、前記第3グループを構成する所定の複数の第2副信号線に互いに異なる第2選択用電圧供給線を接続するものでもよい。
【0013】
このように、第3選択信号供給回路が、同じ第2信号線を構成する所定の複数の第2副信号線からなる第3グループ毎に設けられている、つまりその第3グループを構成する第2副信号線に共通に設けられているものとすると、前記第3選択信号供給回路の数を小さく、つまり前記第3選択信号供給回路の占める面積を小さくでき、チップサイズをより小さくできる。
【0014】
また、本発明に係る半導体記憶装置としては、前記第3グループは、隣接する2つの第2副信号線から構成されているものでもよい。
このように、第3グループが、隣接する2つの第2副信号線であるとすると、それら2つの第2副信号線の第3接続素子を隣接させて配することで、前記第3グループを構成する所定の複数の第2副信号線に対して第3選択信号供給回路を容易に共通のものとすることができる。
【0015】
さらに、本発明に係る半導体記憶装置としては、前記第2信号線のそれぞれは、複数の第2副信号線で構成されており、そして、前記複数の第2副信号線に対応して設けられた複数の第4選択信号供給回路と、前記複数の第4選択信号供給回路に接続され、前記第4選択信号供給回路から選択信号を取得すると当該第4選択信号供給回路に対応する第2副信号線に第2非選択用電圧供給線を接続する第4接続素子とを備え、前記第4選択信号供給回路は、同じ第2信号線を構成する所定の複数の第2副信号線からなる第4グループ毎に設けられているものでもよい。
【0016】
このように、第4選択信号供給回路が、同じ第2信号線を構成する所定の複数の第2副信号線からなる第4グループ毎に設けられている、つまりその第4グループを構成する第2副信号線に共通に設けられているものとすると、前記第4選択信号供給回路の数を小さく、つまり前記第4選択信号供給回路の占める面積を小さくでき、チップサイズをより小さくできる。
【0017】
また、本発明に係る半導体記憶装置としては、前記第4グループは、隣接する2つの第2副信号線から構成されているものでもよい。
このように、第4グループが、隣接する2つの第2副信号線から構成されているとすると、それら2つの第2副信号線の第4接続素子を隣接させて配することで、前記第4グループを構成する所定の複数の第2副信号線に対して第4選択信号供給回路を容易に共通のものとすることができる。
【0018】
一方、上記従来の課題を解決するため、本発明の半導体記憶装置は、第1の方向に互いに平行に延びている複数の第1信号線と、前記第1の方向と交差する第2の方向に互いに平行に延びている複数の第2信号線と、前記第1信号線と前記第2信号線との交差部に設けられた複数のメモリセルとを備えた半導体記憶装置において、前記第1信号線のそれぞれは、複数の第1副信号線で構成されており、そして、前記複数の第1副信号線に対応して設けられた複数の第1選択信号供給回路と、前記複数の第1選択信号供給回路に接続され、前記第1選択信号供給回路から選択信号を取得すると当該第1選択信号供給回路に対応する第1副信号線に第1選択用電圧供給線を接続する第1接続素子と、前記複数の第1副信号線に対応して設けられた複数の第2選択信号供給回路と、前記複数の第2選択信号供給回路に接続され、前記第2選択信号供給回路から選択信号を取得すると当該第2選択信号供給回路に対応する第1副信号線に第1非選択用電圧供給線を接続する第2接続素子とを備え、前記第2選択信号供給回路は、同じ第1信号線を構成する所定の複数の第1副信号線からなる第2グループ毎に設けられていることを特徴とするものである。なお、第1副信号線としては、サブワードラインやサブビットラインを挙げることができる。また、第1選択用電圧供給線としては、メインワードラインやメインビットラインを挙げることができる。
【0019】
このように、第2選択信号供給回路が、同じ第1信号線を構成する所定の複数の第1副信号線からなる第2グループ毎に設けられている、つまりその第2グループを構成する第1副信号線に共通に設けられているため、前記第2選択信号供給回路の数を小さく、つまり前記第2選択信号供給回路の占める面積を小さくでき、チップサイズを小さくできる。
【0020】
また、本発明に係る半導体記憶装置としては、前記第2信号線のそれぞれは、複数の第2副信号線で構成されており、そして、前記複数の第2副信号線に対応して設けられた複数の第3選択信号供給回路と、前記複数の第3選択信号供給回路に接続され、前記第3選択信号供給回路から選択信号を取得すると当該第3選択信号供給回路に対応する第2副信号線に第2選択用電圧供給線を接続する第3接続素子と、前記複数の第2副信号線に対応して設けられた複数の第4選択信号供給回路と、前記複数の第4選択信号供給回路に接続され、前記第4選択信号供給回路から選択信号を取得すると当該第4選択信号供給回路に対応する第2副信号線に第2非選択用電圧供給線を接続する第4接続素子とを備え、前記第4選択信号供給回路は、同じ第2信号線を構成する所定の複数の第2副信号線からなる第4グループ毎に設けられているものでもよい。
【0021】
このように、第4選択信号供給回路が、同じ第2信号線を構成する所定の複数の第2副信号線からなる第4グループ毎に設けられている、つまりその第4グループを構成する第1副信号線に共通に設けられているものとすると、前記第4選択信号供給回路の数を小さく、つまり前記第4選択信号供給回路の占める面積を小さくでき、チップサイズをより小さくできる。
【0022】
一方、上記課題を解決するために、本発明に係る半導体記憶装置は、ワードラインを構成する複数のサブワードラインと、ビットラインを構成する複数のサブビットラインと、それらサブワードラインとサブビットラインとの交差部に設けられた複数の強誘電体とを備えた単純マトリクス型の半導体記憶装置において、前記複数のサブワードラインの一端に個別に配され、第1デコーダから選択信号を取得すると前記サブワードラインにメインワードラインを接続する複数の第1スイッチMOSFETと、前記複数のサブワードラインの他端に個別に配され、第2デコーダから選択信号を取得すると前記サブワードラインに非選択電圧供給ラインを接続する複数の第2スイッチMOSFETとを備え、同じワードラインを構成し且つ隣接する2つのサブワードラインに配された第1スイッチMOSFETは、互いに共通の第1デコーダに接続され、当該共通の第1デコーダから選択信号を取得すると、当該隣接するサブワードラインに互いに異なるメインワードラインを接続することを特徴とするものである。
【0023】
このように、同じワードラインを構成し且つ隣接する2つのサブワードラインに配された第1スイッチMOSFETが、互いに共通の第1デコーダに接続されるものとすると、前記第1デコーダの数を小さく、つまり前記第1デコーダの占める面積を小さくでき、チップサイズを小さくできる。
また、本発明に係る半導体記憶装置は、前記複数のサブビットラインの一端に個別に配され、第3デコーダから選択信号を取得すると前記サブビットラインにメインビットラインを接続する複数の第3スイッチMOSFETと、前記複数のサブビットラインの他端に個別に配され、第4デコーダから選択信号を取得すると前記サブワードラインに非選択電圧供給ラインを接続する複数の第4スイッチMOSFETとを備え同じビットラインを構成し且つ隣接する2つのサブビットラインに配された第3スイッチMOSFETは、互いに共通の第3デコーダに接続され、当該共通のYSELデコーダから選択信号を取得すると、当該隣接するサブビットラインに異なるメインビットラインを接続するものでもよい。
【0024】
このように同じビットラインを構成し且つ隣接する2つのサブビットラインに配された第3スイッチMOSFETが、互いに共通の第3デコーダに接続されるものとすると、前記第3デコーダの数を小さく、つまり前記第3デコーダの占める面積を小さくでき、チップサイズを小さくできる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の半導体記憶装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明に係る半導体記憶装置の第1実施形態の概略構成図である。図中、各回路ブロック及び回路素子は、公知の半導体集積回路の製造技術により、単結晶シリコンのような1個の半導体基板上に形成されている。
【0026】
この半導体記憶装置には、図1に示すように、メモリアレイ領域1が中央に形成され、そのメモリアレイ領域1の平面視下側には、複数のYSELデコーダ2と複数の/YSELデコーダ3とが配され、以下同様に、平面視右側には、複数のXSELデコーダ4と複数の/XSELデコーダ5とが配され、左平面視上側と右平面視下側とには、MWLデコーダ7とMBLデコーダ6とが配され、また、平面視上側には、書き込み/読み出し回路8が配されている。
【0027】
メモリアレイ領域1には、8×8のアレイ状に複数のサブアレイ領域9、9’が形成されている。これらのサブアレイ領域9、9’からなる横方向の列(パート)には、図2に拡大して示すように、2種類のサブアレイ領域9、9’が交互に配され、縦方向の列(ブロック)には、同じ種類のサブアレイ領域9、9’が連続して形成されている。図3(a)には、所定のパートに配されている2種類のサブアレイ領域9、9’に対応した回路が代表として例示的に示されている。
【0028】
これら2種類のサブアレイ領域9、9’のうち、一方のサブアレイ領域(第1セクタ)9には、図3(a)に示すように、4×4のアレイ状にメモリセルQ1〜Q16が配されてなるサブアレイが中央に形成され、そのサブアレイの平面視左側と平面視右側とには、Yセレクタ領域10と/Yセレクタ領域11とが形成され、以下同様に、平面視上側と平面視下側とには、Xセレクタ領域12と/Xセレクタ領域13とが形成され、Xセレクタ領域12の平面視上側には、ファーストセンスアンプ14が配されている。なお、この図3(a)では、後述するサブワードラインSWL1〜SWL4とサブビットラインSBL1〜SBL4との交差点に配されている丸が、図3(b)に拡大して示すように、強誘電体キャパシタQ1〜Q16を表している。
【0029】
Yセレクタ領域10には、縦方向に延びている2本の第1アドレス選択線Y1、Y2にゲートが交互に接続された4つの第1スイッチMOSFET15が配されている。すなわち、これら4つの第1スイッチMOSFET15は、上側から数えて1番目にあるものと3番目にあるものとが第1アドレス選択線Y1に接続され、2番目にあるものと4番目にあるものとが第1アドレス選択線Y2に接続されている。また、これら4つの第1スイッチMOSFET15のうち上側から数えて1番目にあるものと2番目にあるものの一端には、横方向に延びているメインワードラインMWL1が接続され、他端には、そのメインワードラインMWL1に平行に配された2つのサブワードラインSWL1、SWL2の左端が個別に接続されている。同様に、上側から数えて3番目にあるものと4番目にあるものの一端には、横方向に延びているメインワードラインMWL2が接続され、他端には、そのメインワードラインMWL2に平行に配された2つのサブワードラインSWL3、SWL4の左端が個別に接続されている。なお、各サブワードラインSWL1〜SWL4は、同じパートにある他のサブアレイ領域9、9’に配されている各サブワードラインSWL1〜SWL4、SWL1’〜SWL4’それぞれと同じ直線上に配され、横方向に互いに平行に延びている仮想的なワードラインを構成している。また、第1アドレス選択線Y1、Y2は、第1セクタ9からなるブロックの第1スイッチMOSFET15とそのブロックの左隣にあるブロックの第1スイッチMOSFET15とに対して共通に設けられている。つまり、第1アドレス選択線Y1、Y2は、同じ仮想的なワードラインを構成するサブワードラインSWL1〜SWL4、SWL1’〜SWL4’のうち互いに隣り合うものに対して共通に設けられている。また、メインワードラインMWL1、MWL2は、同じパートにある第1セクタ9に対して共通に設けられている。
【0030】
また、第1アドレス選択線Y1、Y2には、YSELデコーダ2が接続されている。このYSELデコーダ2は、図示しない制御回路から出力されるアドレス信号に基づいて、第1アドレス選択線Y1、Y2に選択信号を出力する。そして、第1スイッチMOSFET15が第1アドレス選択線Y1から選択信号を取得すると、サブワードラインSWL1、SWL3がそれぞれメインワードラインMWL1、MWL2に接続される。また、第1スイッチMOSFET15が第1アドレス選択線Y2から選択信号を取得するとサブワードラインSWL2、SWL4がそれぞれメインワードラインMWL1、MWL2に接続される。
【0031】
また、/Yセレクタ領域11には、縦方向に延びている2本の第2アドレス選択線/Y1、/Y2にゲートが交互に接続された4つの第2スイッチMOSFET16が配されている。すなわち、これら4つの第2スイッチMOSFET16は、上側から数えて1番目にあるものと3番目にあるものとが第2アドレス選択線/Y1に接続され、2番目にあるものと4番目にあるものとが第2アドレス選択線/Y2に接続されている。また、これら4つの第2スイッチMOSFET16の一端には、縦方向に延びている非選択用電圧供給ライン17が共通に接続され、他端には、第1スイッチMOSFET15から延びているサブワードラインSWL1〜SWL4の右端が個別に接続されている。そして、それらサブワードラインSWL1〜SWL4で、強誘電体キャパシタQ1〜Q16の一方の電極が構成される。なお、第2アドレス選択線/Y1、/Y2は、第1セクタ9からなるブロックの第2スイッチMOSFET16とそのブロックの右隣にあるブロック9’の第2スイッチMOSFET16’とに対して共通に設けられている。また、非選択用電圧供給ライン17は、同じブロックにあるサブアレイ領域9、9’とそのブロックの右隣にあるブロックに対して共通に設けられている。
【0032】
また、第2アドレス選択線/Y1、/Y2には、/YSELデコーダ3が接続されている。この/YSELデコーダ3は、図示しない制御回路から出力されるアドレス信号に基づいて、第2アドレス選択線/Y1、/Y2に選択信号を出力する。そして、第2スイッチMOSFET16が第2アドレス選択線/Y1から選択信号を取得するとサブワードラインSWL1、SWL3が非選択用電圧供給ライン17に接続される。また、第2スイッチMOSFET16が第2アドレス選択線/Y2から選択信号を取得するとサブワードラインSWL2、SWL4が非選択用電圧供給ライン17に接続される。
【0033】
また、Xセレクタ領域12には、横方向に延びている2本の第3アドレス選択線X1、X2にゲートが交互に接続された4つの第3スイッチMOSFET18が配されている。すなわち、これら4つの第3スイッチMOSFET18は、左側から数えて1番目にあるものと3番目にあるものとが第3アドレス選択線X1に接続され、2番目にあるものと4番目にあるものとが第3アドレス選択線X2に接続されている。また、これら4つの第3スイッチMOSFET18のうち左側から数えて1番目にあるものと2番目にあるものの一端には、縦方向に延びているメインビットラインMBL1が接続され、他端には、そのメインビットラインMBL1に平行に配された2つのサブビットラインSBL1、SBL2の上端が個別に接続されている。同様に、左側から数えて3番目にあるものと4番目にあるものの一端には、縦方向に延びているメインビットラインMBL2が接続され、他端には、そのメインビットラインMBL2に平行に配された2つのサブビットラインSBL3、SBL4の上端が個別に接続されている。なお、各サブビットラインSBL1〜SBL4は、同じブロックにある他のサブアレイ領域9に配されている各サブビットラインSBL1〜SBL4それぞれと同じ直線上に配され、縦方向に互いに平行に延びている仮想的なビットラインを構成している。また、第3アドレス選択線X1、X2は、同じパートにあるサブアレイ領域9、9’の第3スイッチMOSFET18に対して共通に設けられている。つまり、第3アドレス選択線X1、X2は、同じ仮想的なワードラインを構成するサブビットラインSBL1〜SBL4、SBL1’〜SBL4’のうち互いに隣り合うものに対して共通に設けられている。また、メインビットラインMBL1、MBL2は、同じブロックにある第1セクタ9に対して共通に設けられている。
【0034】
また、第3アドレス選択線X1、X2には、XSELデコーダ4が接続されている。このXSELデコーダ4は、図示しない制御回路から出力されるアドレス信号に基づいて、第3アドレス選択線X1、X2に選択信号を出力する。そして、第3スイッチMOSFET18が第3アドレス選択線X1から選択信号を取得するとサブビットラインSBL1、SBL3がそれぞれメインビットラインMBL1、MBL2に接続される。また、第3スイッチMOSFET18が第3アドレス選択線X2から選択信号を取得するとサブビットラインSBL2、SBL4がそれぞれメインビットラインMBL1、MBL2に接続される。
【0035】
また、/Xセレクタ領域13には、横方向に延びている2本の第4アドレス選択線/X1、/X2にゲートが交互に接続された4つの第4スイッチMOSFET19が配されている。すなわち、これら4つの第4スイッチMOSFET19は、左側から数えて1番目にあるものと3番目にあるものとが第4アドレス選択線/X1に接続され、2番目にあるものと4番目にあるものとが第4アドレス選択線/X2に接続されている。また、これら4つの第4スイッチMOSFET19の一端には、横方向に延びている非選択用電圧供給ライン20が共通に接続され、他端には、第3スイッチMOSFET18から延びているサブビットラインSBL1〜SBL4の下端が個別に接続されている。なお、第4アドレス選択線/X1、/X2は、同じパートにあるサブアレイ領域9、9’の第4スイッチMOSFET19に対して共通に設けられている。また、非選択用電圧供給ライン20は、同じパートにあるサブアレイ領域9、9’に対して共通に設けられている。そして、それらサブビットラインSBL1〜SBL4で、強誘電体キャパシタQ1〜Q16の他方の電極が構成される。
【0036】
また、第4アドレス選択線/X1、/X2には、/XSELデコーダ5が接続されている。この/XSELデコーダ5は、図示しない制御回路から出力されるアドレス信号に基づいて、第4アドレス選択線/X1、/X2に選択信号を出力する。そして、第4スイッチMOSFET19が第4アドレス選択線/X1から選択信号を取得するとサブビットラインSBL1、SBL3が非選択用電圧供給ライン20に接続される。また、第4スイッチMOSFET19が第4アドレス選択線/X2から選択信号を取得するとサブビットラインSBL2、SBL4が非選択用電圧供給ライン20に接続される。
【0037】
また、他方のサブアレイ領域(第2セクタ)9’には、4×4のアレイ状にメモリセルQ1’〜Q16’が配されてなるサブアレイが中央に形成され、そのサブアレイの平面視左側と平面視右側とに/Yセレクタ領域11’とYセレクタ領域10’とが形成され、平面視上側と平面視下側とにXセレクタ領域12’と/Xセレクタ領域13’とが形成されている。すなわち、第1セクタ9ではサブアレイの平面視左側にYSEL領域10が形成され且つ平面視右側に/Yセレクタ領域11が形成されているのに対し、第2セクタ9’ではYセレクタ領域10’と/Yセレクタ領域11’とがサブアレイを挟んで左右対称に配置されている。そして、第1セクタ9のYセレクタ領域10と第2セクタ9’のYセレクタ領域10’とが互いに対向し、第1セクタ9の/Yセレクタ領域11と第2セクタ9’の/Yセレクタ領域11’とが互いに対向している。また、Xセレクタ領域12’の平面視上側には、第1セクタと同様に、ファーストセンスアンプ14’が配されている。
【0038】
Yセレクタ領域10’には、右隣にある第1セクタ9と共通の第1アドレス選択線Y1’、Y2’にゲートが交互に接続された4つの第1スイッチMOSFET15’が配されている。すなわち、これら4つの第1スイッチMOSFET15’は、上側から数えて1番目にあるものと3番目にあるものとが第1アドレス選択線Y1’に接続され、2番目にあるものと4番目にあるものとが第1アドレス選択線Y2’に接続されている。また、これら4つの第1スイッチMOSFET15’のうち上側から数えて1番目にあるものと2番目にあるものの一端には、横方向に延びているメインワードラインMWL1’が接続され、他端には、そのメインワードラインMWL1’に平行に配された2つのサブワードラインSWL1’、SBL2’の右端が個別に接続されている。同様に、上側から数えて3番目にあるものと4番目にあるものの一端には、横方向に延びているメインワードラインMWL2’が接続され、他端には、そのメインワードラインMWL2’に平行に配された2つのサブワードラインSWL3’、SWL4’の右端が個別に接続されている。つまり、隣接する2つのサブワードラインSWL1〜SWL4、SWL1’〜 SWL4’に共通の第1アドレス選択線Y1、Y2が設けられ、それら2つのサブワードラインSWL1〜SWL4、SWL1’〜 SWL4’の第1スイッチMOSFET15、15’が隣接して配されるため、それら第1スイッチMOSFET15、15’のゲートをポリ配線等で接続することで、前記2つのサブワードラインSWL1〜SWL4、SWL1’〜 SWL4’に対してYSELデコーダ2を容易に共通のものとすることができる。
【0039】
そして、第1スイッチMOSFET15’が第1アドレス選択線Y1’から選択信号を取得するとサブワードラインSWL1’、SWL3’がそれぞれメインワードラインMWL1’、MWL2’に接続される。また、第1スイッチMOSFET15’が第1アドレス選択線Y2’から選択信号を取得するとサブワードラインSWL2’、SWL4’がメインワードラインMWL1’、MWL2’に接続される。なお、メインワードラインMWL1’、MWL2’は、同じパートにある第2セクタ9’に対して共通に設けられている。
【0040】
また、/Yセレクタ領域11’には、左隣にある第1セクタ9と共通の第2アドレス選択線/Y1、/Y2にゲートが交互に接続された4つの第2スイッチMOSFET16’が配されている。すなわち、これら4つの第2スイッチMOSFET16’は、上側から数えて1番目にあるものと3番目にあるものとが第2アドレス選択線/Y1に接続され、2番目にあるものと4番目にあるものとが第2アドレス選択線/Y2に接続されている。また、これら4つの第2スイッチMOSFET16’の一端には、前記非選択用電圧供給ライン17が共通に接続され、他端には、第1スイッチMOSFET15’から延びているサブワードラインSWL1’〜SWL4’の左端が個別に接続されている。つまり、隣接する2つのサブワードラインSWL1〜SWL4、SWL1’〜 SWL4’に共通の第2アドレス選択線/Y1、/Y2が設けられ、それら2つのサブワードラインSWL1〜SWL4、SWL1’〜 SWL4’の第2スイッチMOSFET16、16’が隣接して配されるため、それら第2スイッチMOSFET16、16’のゲートをポリ配線等で接続することで、前記2つのサブワードラインSWL1〜SWL4、SWL1’〜 SWL4’に対して/YSELデコーダ3を容易に共通のものとすることができる。
【0041】
そして、第2スイッチMOSFET16’が第2アドレス選択線/Y1から選択信号を取得するとサブワードラインSWL1’、SWL3’が非選択用電圧供給ライン17に接続される。また、第2スイッチMOSFET16’が第2アドレス選択線/Y2から選択信号を取得するとサブワードラインSWL2’、SWL4’が非選択用電圧供給ライン17に接続される。そして、それらのサブワードラインSWL1’〜SWL4’で、強誘電体キャパシタQ1’〜Q16’の一方の電極が構成される。
【0042】
また、Xセレクタ領域12’には、同じパートにあるサブアレイ領域9、9’と共通の前記2本の第3アドレス選択線X1、X2にゲートが交互に接続された4つの第3スイッチMOSFET18’が配されている。すなわち、これら4つの第3スイッチMOSFET18’は、左側から数えて1番目にあるものと3番目にあるものとが第3アドレス選択線X1に接続され、2番目にあるものと4番目にあるものとが第3アドレス選択線X2に接続されている。また、これら4つの第3スイッチMOSFET18’のうち左側から数えて1番目にあるものと2番目にあるものの一端には、縦方向に延びているメインビットラインMBL1’が接続され、他端には、そのメインビットラインMBL1’に平行に配された2つのサブビットラインSBL1’、SBL2’の上端が個別に接続されている。同様に、左側から数えて3番目にあるものと4番目にあるものの一端には、縦方向に延びているメインビットラインMBL2’が接続され、他端には、そのメインビットラインMBL2’に平行に配された2つのサブビットラインSBL3’、SBL4’の上端が個別に接続されている。なお、メインビットラインMBL1’、MBL2’は、同じブロックにある第2セクタ9’に対して共通に設けられている。
【0043】
また、/Xセレクタ領域13’には、同じパートにあるサブアレイ領域9、9’と共通の前記2本の第4アドレス選択線/X1、/X2にゲートが交互に接続された4つの第4スイッチMOSFET19’が配されている。すなわち、これら4つの第4スイッチMOSFET19’は、平面視左側から数えて1番目にあるものと3番目にあるものとが第4アドレス選択線/X1に接続され、2番目にあるものと4番目にあるものとが第4アドレス選択線/X2に接続されている。また、これら4つの第4スイッチMOSFET19’の一端には、前記非選択用電圧供給ライン20が共通に接続され、他端には、第3スイッチMOSFET18’から延びているサブビットラインSBL1’〜SBL4’の下端が個別に接続されている。そして、それらサブビットラインSBL1’〜SBL4’で、強誘電体キャパシタQ1’〜Q16’の他方の電極が構成される。
【0044】
ここで、強誘電体キャパシタQ1等は、それ自体で1つのメモリセルを構成するものであり、2つの電極SWL1等及びSBL1等で強誘電体キャパシタを挟んで直交するように配置するだけで形成できる。すなわち、電極SWL1等及び電極SBL1等を異なる層に配置し、両電極SWL1等が交差する場所、つまり両電極SWL1等の間に強誘電体キャパシタQ1等を設けることで、強誘電体キャパシタからなるメモリセルを高密度に配置することができる。しかし、メモリアクセスのためのYSELデコーダ2等の回路サイズや配置を考えると、メモリセルだけを高密度に配置できても意味がなく、YSELデコーダ2等とのレイアウト上の整合性がとれたものでなくてはならない。つまり、YSELデコーダ2等とメモリアレイとの整合性が悪く、メモリセルアレイの集積度が著しく小さいと、半導体記憶装置の集積度が低下し、チップサイズが大きくなってしまう。
【0045】
そのため、本実施形態では、同じ仮想的なワードラインを構成し且つ隣接する2つのサブワードラインSWL1〜SWL4、SWL1’〜SWL4’に対してYSELデコーダ2を共通に設けた。また、同じ仮想的なワードラインを構成し且つ隣接するサブワードラインSWL1〜SWL4、SWL1’〜SWL4’に対して/YSELデコーダ3を共通に設けた。このような構成とすると、図1に示すように、YSELデコーダ2や/YSELデコーダ3の数が半分になり、それらYSELデコーダ2等間に空きスペースが生じるため、その空きスペースに図示しないブロックデコーダやパートデコーダ等を配することで、半導体記憶装置の集積度を大きくでき、チップサイズを小さくできる。
【0046】
また、メインビットラインMBL1、MBL2、MBL1’、MBL2’には、MBLデコーダ6が接続されている。このMBLデコーダ6は、図示しない制御回路から出力されるアドレス信号に基づいて、メインビットラインMBL1、MBL2、MBL1’、MBL2’のいずれかを選択する。そして、MWLデコーダ7でメインワードラインMWL1等が選択されると、そのメインワードラインMWL1等に書き込み電圧Vo又は読み出し電圧“0”が供給され、残りのメインワードラインMWL1等にバイアス電圧Vo/2が供給される。なお、強誘電体キャパシタQ1等は、書き込み電圧(読み出し電圧)Voが印加されると分極の反転を生じるが、バイアス電圧Vo/2が印加されても分極の反転を生じないものとする。
【0047】
また、メインワードラインMWL1、MWL2、MWL1’、MWL2’には、MWLデコーダ7が接続されている。このMWLデコーダ7は、図示しない制御回路から出力されるアドレス信号に基づいて、メインワードラインMWL1、MWL2のいずれかを選択する。そして、MBLデコーダ6でメインビットラインMBL1等が選択するとそのメインビットラインMBL1等に書き込み/読み出し回路8から書き込み電圧“0”又は読み出し電圧Voが供給され、残りのメインビットラインMBL1等にバイアス電圧Vo/2が供給される。
【0048】
図4は、図3(a)のサブアレイ領域9をA−A線で破断した断面図である。図中、最下層となる第1層目には、複数のサブワードラインSWL1〜SWL4が形成され、第2層目には、強誘電体層が形成されサブワードラインSWL1〜SWL4とサブビットラインSBL1〜SBL4の交差する複数の領域に強誘電体キャパシタQ1等が配置され、第3層目には、それら複数のサブワードラインSWL1〜SWL4と交差するようにサブビットラインSBL1が形成されている。また、第4層目には、第1層目のサブワードラインSWL1等に対応する位置にメインワードラインMWL1、MWL2、MWL1’、MWL2’が形成され、第5層目には、メインビットラインMBL1、MBL2、MBL1’、MBL2’が形成されている。なお、本実施形態では、サブワードラインSWL1等とメインワードラインMWL1等とを異なる層に形成し、そのサブワードラインSWL1等に対応する位置にメインワードラインMWL1等を形成するため、メインワードラインMWL1等の占める面積によってチップサイズが大きくなってしまうことが回避される。
【0049】
次に、本発明の半導体記憶装置の書き込み(読み出し)動作を説明する。ここでは、図3(a)に示す第1セクタ9の左上隅に形成された強誘電体キャパシタQ1に対して書き込み(読み出し)を行う例を示すものとする。
まず、図示しない制御回路にアドレス信号を出力させることで、YSELデコーダ2に第1アドレス選択線Y1に対する選択信号を出力させ、/YSELデコーダ3に第2アドレス選択線/Y2に対する選択信号を出力させ、また、MWLデコーダ6にメインワードラインMWL1を選択させる。そして、第1スイッチMOSFET15が第1アドレス選択線Y1から選択信号を取得すると、サブワードラインSWL1、SWL3がそれぞれメインワードラインMWL1、MWL2に接続され、第2スイッチMOSFET16が第2アドレス選択線/Y2から選択信号を取得すると、サブワードラインSWL2、SWL4が非選択用電圧供給ライン17に接続される。また、MWLデコーダ7でメインワードラインMWL1が選択されることで、その選択されたメインワードラインMWL1に書き込み信号Vo(又は読み出し電圧“0”)が供給され、残りのメインビットラインMWL2にバイアス電圧Vo/2が供給される。
【0050】
また同時に、図示しない制御回路がアドレス信号を出力させることで、XSELデコーダ4に第3アドレス選択線X1に対する選択信号を出力させ、/XSELデコーダ5に第4アドレス選択線/X2に対する選択信号を出力させ、また、MBLデコーダ6にメインビットラインMBL1を選択させる。そして、第3スイッチMOSFET18が第3アドレス選択線X1から選択信号を取得すると、サブビットラインSBL1、SBL3がそれぞれメインビットラインMBL1、MBL2に接続され、第4スイッチMOSFET19が第4アドレス選択線/X2から選択信号を取得すると、サブビットラインSBL2、SBL4が非選択用電圧供給ライン20に接続される。また、MBLデコーダ6でメインビットラインMBL1が選択されることで、その選択されたメインビットラインMBL1に書き込み/読み出し回路8から書き込み電圧“0”(又は読み出し電圧Vo)が供給され、残りのメインビットラインMBL2にバイアス電圧Vo/2が供給される。
【0051】
これにより、図3(a)に示す第1セクタ9の左上隅に形成された強誘電体キャパシタQ1の両電極間に対して、電圧Voが印加されて分極の反転が可能にされる。もちろん、強誘電体キャパシタQ1において保持状態の分極の向きと同じならその状態を維持する。これに対して、第1セクタ9においては、前記選択されたサブワードラインSWL1と非選択のサブビットラインSBL2〜SBL4とからなる非選択の強誘電体キャパシタQ2〜Q4には、Vo/2の電圧しか印加されないので元の分極の状態が保持される。同様に、前記選択されたサブビットラインSBL1と非選択のサブワードラインSWL2〜SWL4とからなる強誘電体キャパシタQ5、Q9、Q13もVo/2の電圧しか印加されないので元の分極の状態が保持される。前記非選択のサブビットラインSBL2〜SBL4と、前記非選択のサブワードラインSWL2〜SWL4とからなる強誘電体キャパシタQ6〜Q8、Q10〜Q12、Q14〜Q16にあっては、両電極間に与えられる電圧がVo/2の同電位となって分極の反転が生じないばかりか、Vo/2のようなストレスの原因となる電圧も印加されない。
【0052】
また、第2セクタ9’においては、サブワードラインSWL1’、SWL3’が他方の電極を構成する強誘電体キャパシタQ1’〜Q4’、Q9’〜Q12’にあっては、両電極間に与えられる電圧が“0”となって分極の反転を生じないので元の分極の状態が保持される。前記選択のサブビットラインSBL1’、SBL3’と非選択のサブワードラインSWL2’、SWL4’とからなる強誘電体キャパシタQ5’、Q7’、Q13’、Q15’はVo/2の電圧しか印加されないので元の分極の状態が保持される。非選択のサブビットラインSBL2’、SBL4’と、非選択のサブワードラインSWL2’、SWL4’とからなる強誘電体キャパシタQ6’、Q8’、Q14’、Q16’にあっては、両電極間に与えられる電圧がVo/2の同電位となって分極の反転が生じないばかりか、Vo/2のようなストレスの原因となる電圧も印加されない。
【0053】
図5は、本発明に係る半導体記憶装置の第2実施形態の概略構成図であり、図6は、図5のメモリアレイ領域の要部拡大図である。
本実施形態は、図6に示すように、各ブロックにも、2種類のサブアレイ領域9、9”又は9’、9’’’が交互に形成されている点が前記第1実施形態とは異なる。図7には、それら合計4種類のサブアレイ領域9、9’、9”、9’’’に対応した回路が代表として例示的に示されている。
【0054】
これら4種類のサブアレイ領域9、9’、9”、9’’’のうち、第1セクタ9のあるブロックに形成された他のサブアレイ領域(第3セクタ)9”には、4×4のアレイ状にメモリセルQ1”〜Q16”が配されてなるサブアレイが中央に形成され、そのサブアレイの平面視左側と平面視右側とには、Yセレクタ領域10”と/Yセレクタ領域11”とが形成され、平面視上側と平面視下側とには、/Xセレクタ領域13”とXセレクタ領域12”とが形成されている。すなわち、第1セクタ9ではサブアレイの平面視上側にXSEL領域12が形成され且つ平面視下側に/XSEL領域13が形成されているのに対し、第3セクタ9”ではXセレクタ領域12”と/Xセレクタ領域13”とがサブアレイを挟んで上下対称に配されている。そして、第1セクタ9のXセレクタ領域12と第3セクタ9”のXセレクタ領域12”とが互いに対向している。また、/Xセレクタ領域13”の平面視上側には、ファーストセンスアンプ14”が配されている。なお、本実施形態では、第1セクタ9のファーストセンスアンプ14は、/Xセレクタ領域13の平面視下側に配されている。
【0055】
Yセレクタ領域10”には、左隣にある第4セクタ9’’’と共通の第1アドレス選択線Y1、Y2にゲートが交互に接続された4つの第1スイッチMOSFET15”が配されている。すなわち、これら4つの第1スイッチMOSFET15”は、上側から数えて1番目にあるものと3番目にあるものとが第1アドレス選択線Y1に接続され、2番目にあるものと4番目にあるものとが第1アドレス選択線Y2に接続されている。また、これら4つの第1スイッチMOSFET15”のうち上側から数えて1番目にあるものと2番目にあるものの一端には、横方向に延びているメインワードラインMWL1”が接続され、他端には、そのメインワードラインMWL1”に平行に配された2つのサブワードラインSWL1”、SWL2”の左端が個別に接続されている。同様に、上側から数えて3番目にあるものと4番目にあるものの一端には、横方向に延びているメインワードラインMWL2”が接続され、他端には、そのメインワードラインMWL2”に平行に配された2つのサブワードラインSWL3”、SWL4”の左端が個別に接続されている。そして、第1スイッチMOSFET15”が第1アドレス選択線Y1から選択信号を取得するとサブワードラインSWL1”、SWL3”がそれぞれメインワードラインMWL1”、MWL2”に接続される。また、第1スイッチMOSFET15”が第1アドレス選択線Y2”から選択信号を取得するとサブワードラインSWL2”、SWL4”がメインワードラインMWL1”、MWL2”に接続される。なお、第1アドレス選択線Y1、Y2は、同じ仮想的なワードラインを構成するサブワードラインSWL1”〜SWL4”、SWL1’’’〜SWL4’’’のうち互いに隣り合うものに対して共通に設けられている。また、メインワードラインMWL1”、MWL2”は、同じパートにある第3セクタ9”に対して共通に設けられている。
【0056】
また、/Yセレクタ領域11”には、右隣にある第4セクタ9’’’と共通の第2アドレス選択線/Y1、/Y2にゲートが交互に接続された4つの第2スイッチMOSFET16”が配されている。すなわち、これら4つの第2スイッチMOSFET16”は、上側から数えて1番目にあるものと3番目にあるものとが第2アドレス選択線/Y1に接続され、2番目にあるものと4番目にあるものとが第2アドレス選択線/Y2に接続されている。また、これら4つの第2スイッチMOSFET16”の一端には、前記非選択用電圧供給ライン17が共通に接続され、他端には、第1スイッチMOSFET15”から延びているサブワードラインSWL1”〜SWL4”の右端が個別に接続されている。そして、第2スイッチMOSFET16”が第2アドレス選択線/Y1から選択信号を取得するとサブワードラインSWL1”、SWL3”が非選択用電圧供給ライン17に接続される。また、第2スイッチMOSFET16”が第2アドレス選択線/Y2から選択信号を取得するとサブワードラインSWL2”、SWL4”が非選択用電圧供給ライン17に接続される。また、それらのサブワードラインSWL1”〜SWL4”で、強誘電体キャパシタQ1”〜Q16”の一方の電極が構成される。
【0057】
また、Xセレクタ領域12”には、下隣にある第1セクタ9と共通の第3アドレス選択線X1、X2にゲートが交互に接続された4つの第3スイッチMOSFET18”が配されている。すなわち、これら4つの第3スイッチMOSFET18”は、左側から数えて1番目にあるものと3番目にあるものとが第3アドレス選択線X1に接続され、2番目にあるものと4番目にあるものとが第3アドレス選択線X2に接続されている。つまり、第3セクタ9”の第3アドレス選択線X1、X2は、下隣にある第1セクタ9の第3アドレス選択線X1、X2と互いに接続されている。また、これら4つの第3スイッチMOSFET18”のうち左側から数えて1番目にあるものと2番目にあるものの一端には、縦方向に延びているメインビットラインMBL1”が接続され、他端には、そのメインビットラインMBL1”に平行に配された2つのサブビットラインSBL1”、SBL、9”の下端が個別に接続されている。同様に、左側から数えて3番目にあるものと4番目にあるものの一端には、縦方向に延びている2本のメインビットラインMBL2”が接続され、他端には、そのメインビットラインMBL2”に平行に配された2つのサブビットラインSBL3”、SBL4”の下端が個別に接続されている。つまり、隣接する2つのサブビットラインSBL1〜SBL4、SBL1”〜 SBL4”に共通の第3アドレス選択線X1、X2が設けられ、それら2つのサブワードラインサブビットラインSBL1〜SBL4、SBL1”〜 SBL4”の第3スイッチMOSFET18、18”が隣接して配されるため、それら第3スイッチMOSFET18、18”のゲートをポリ配線等で接続することで、前記2つのサブビットラインSBL1〜SBL4、SBL1”〜 SBL4”に対してXSELデコーダ4を容易に共通のものとすることができる。
【0058】
そして、第3スイッチMOSFET18”が第3アドレス選択線X1から選択信号を取得するとサブビットラインSBL1”、SBL3”がそれぞれメインビットラインMBL1”、MBL2”に接続される。また、第3スイッチMOSFET18”が第3アドレス選択線X2から選択信号を取得するとサブビットラインSBL2”、SBL4”がそれぞれメインビットラインMBL1”、MBL2”に接続される。なお、第3アドレス選択線X1、X2は、同じ仮想的なワードラインを構成するサブビットラインSBL1”〜SBL4”、SBL1’’’〜SBL4’’’のうち互いに隣り合うものに対して共通に設けられている。また、メインビットラインMBL1”、MBL2”は、同じブロックにある第3セクタ9”に対して共通に設けられている。
【0059】
また、/Xセレクタ領域13”には、横方向に延びている2本の第4アドレス選択線/X1’、/X2’にゲートが交互に接続された4つの第4スイッチMOSFET19”が配されている。すなわち、これら4つの第4スイッチMOSFET19”は、左側から数えて1番目にあるものと3番目にあるものとが第4アドレス選択線/X1’に接続され、2番目にあるものと4番目にあるものとが第4アドレス選択線/X2’に接続されている。また、これら第4スイッチMOSFET19”の一端には、非選択用電圧供給ライン20’が共通に接続され、他端には、第3スイッチMOSFET18”から延びているサブビットラインSBL1”〜SBL4”の上端が個別に接続されている。そして、第4スイッチMOSFET19”が第4アドレス選択線/X1から選択信号を取得するとサブビットラインSBL1”、SBL3”が非選択用電圧供給ライン20’に接続される。また、第4スイッチMOSFET19”が第4アドレス選択線/X2から選択信号を取得するとサブビットラインSBL2”、SBL4”が非選択用電圧供給ライン20’に接続される。また、それらのサブビットラインSBL1”〜SBL4”で、強誘電体キャパシタQ1”〜Q16”の他方の電極が構成される。
【0060】
一方、第2セクタ9’のあるブロックに形成された他のサブアレイ領域(第4セクタ)9’’’には、4×4のアレイ状にメモリセルQ1’’’〜Q16’’’が配されてなるサブアレイが中央に形成され、そのサブアレイの平面視左側と平面視右側とには、/Yセレクタ領域11’’’とYセレクタ領域10’’’とが形成され、平面視上側と平面視下側とには、/Xセレクタ領域13’’’とXセレクタ領域12’’’とが形成されている。すなわち、第2セクタ9’ではサブアレイの平面視上側にXSEL領域12’が形成され且つ平面視下側に/XSEL領域13’が形成されているのに対し、第4セクタ9’’’ではXセレクタ領域12’’’と/Xセレクタ領域13’’’とがサブアレイを挟んで上下対称に配され、第2セクタ9’のXセレクタ領域12’と第4セクタ9’’’のXセレクタ領域12’’’とが互いに対向している。また、第3セクタ9”ではサブアレイの平面視左側にYSEL領域10”が形成され且つ平面視右側に/YSEL領域11”が形成されているのに対し、第4セクタ9’’’ではYセレクタ領域10’’’と/Yセレクタ領域11’’’とがサブアレイを挟んで左右対称に配されている。そして、第2セクタ9”のYセレクタ領域10”と第4セクタ9’’’のYセレクタ領域10’’’とが互いに対向し、第2セクタ9”の/Yセレクタ領域11”と第4セクタ9’’’の/Yセレクタ領域11’’’とが互いに対向している。また、/Xセレクタ領域13’’’の平面視上側には、ファーストセンスアンプ14’’’が配されている。なお、本実施形態では、第2セクタ9’のファーストセンスアンプ14’は/Xセレクタ領域13’の平面視下側に配されている。
【0061】
Yセレクタ領域10’’’には、右隣にある第3セクタ9”(下隣にある第2セクタ9’)と共通の第1アドレス選択線Y1’、Y2’にゲートが交互に接続された4つの第1スイッチMOSFET15’’’が配されている。すなわち、これら4つの第1スイッチMOSFET15’’’は、上側から数えて1番目にあるものと3番目にあるものとが第1アドレス選択線Y1’に接続され、2番目にあるものと4番目にあるものとが第1アドレス選択線Y2’に接続されている。また、これら4つの第1スイッチMOSFET15’’’のうち上側から数えて1番目にあるものと2番目にあるものの一端には、横方向に延びている2本のメインワードラインMWL1’’’が接続され、他端には、そのメインワードラインMWL1’’’に平行に配された2つのサブワードラインSWL1’’’、SWL2’’’の右端が個別に接続されている。同様に、上側から数えて3番目にあるものと4番目にあるものの一端には、横方向に延びているメインワードラインMWL2’’’が接続され、他端には、そのメインワードラインMWL2’’’に平行に配された2つのサブワードラインSWL3’’’、SWL4’’’の左端が個別に接続されている。なお、メインワードラインMWL1’’’、MWL2’’’は、同じパートにある第3セクタ9’’’に対して共通に設けられている。
【0062】
また、/Yセレクタ領域11’’’には、左隣にある第3セクタ9”(下隣にある第2セクタ9’)の第2アドレス選択線/Y1、/Y2に接続されたポリシリコン製の選択信号供給線にゲートが交互に接続された4つの第2スイッチMOSFET16’’’が配されている。すなわち、これら4つの第2スイッチMOSFET16’’’は、上側から数えて1番目にあるものと3番目にあるものとが第2アドレス選択線/Y1に接続され、2番目にあるものと4番目にあるものとが第2アドレス選択線/Y2に接続されている。また、これら4つの第2スイッチMOSFET16’’’の一端には、前記非選択用電圧供給ライン17が共通に接続され、他端には、第1スイッチMOSFET15’’ ’から延びているサブワードラインSWL1’’’〜SWL4’’’の左端が個別に接続されている。そして、それらのサブワードラインSWL1’’’〜SWL4’’’で、強誘電体キャパシタQ1’’’〜Q16’’’の一方の電極が構成される。
【0063】
また、 Xセレクタ領域12’’’には、下隣にある第2セクタ9’の第3アドレス選択線X1、X2にポリシリコン製の第3選択信号供給線にゲートが交互に接続された4つの第3スイッチMOSFET18’’’が配されている。すなわち、これら4つの第3スイッチMOSFET18’’’は、左側から数えて1番目にあるものと3番目にあるものとが第3アドレス選択線X1に接続され、2番目にあるものと4番目にあるものとが第3アドレス選択線X2に接続されている。また、これら4つの第3スイッチMOSFET18’’’のうち左側から数えて1番目にあるものと2番目にあるものの一端には、縦方向に延びているメインビットラインMBL1’’’が接続され、他端には、そのメインビットラインMBL1’’’に平行に配された2つのサブビットラインSBL1’’’、SBL2’’’の下端が個別に接続されている。同様に、左側から数えて3番目にあるものと4番目にあるものの一端には、縦方向に延びているメインビットラインMBL2’’’が接続され、他端には、そのメインビットラインMBL2’’’に平行に配された2つのサブビットラインSBL3’’’、SBL4’’’の下端が個別に接続されている。つまり、隣接する2つのサブビットラインSBL1’〜SBL4 ’、SBL1’’’〜SBL4’’’に共通の第3アドレス選択線X1、X2が設けられ、それら2つのサブワードラインサブビットラインSBL1’〜SBL4 ’、SBL1’’’〜 SBL4’’’の第3スイッチMOSFET18’、18’’’が隣接して配されるため、それら第3スイッチMOSFET18’、18’’’のゲートをポリ配線等で接続することで、前記2つのサブビットラインSBL1’〜SBL4 ’、SBL1’’’〜 SBL4’’’に対してXSELデコーダ4を容易に共通のものとすることができる。
【0064】
そして、第3アドレス選択線X1がサブビットラインSBL1’’’、SBL3’’’に対応し、第3スイッチMOSFET18’’’が第3アドレス選択線X1から選択信号を取得するとサブビットラインSBL1’’’等がメインビットラインMBL1’’’に接続される。また、第3アドレス選択線X2がサブビットラインSBL2’’’、SBL4’’’に対応し、第3スイッチMOSFET18’’’が第3アドレス選択線X2から選択信号を取得するとサブビットラインSBL2’’’等がメインビットラインMBL2’’’に接続される。なお、メインビットラインMBL1 ’’’、MBL2 ’’’は、同じブロックにある第3セクタ9”に対して共通に設けられている。
【0065】
また、/Xセレクタ領域13’’’には、前記第4アドレス選択線/X1’、/X2’にゲートが交互に接続された4つの第4スイッチMOSFET19’’’が配されている。すなわち、これら4つの第4スイッチMOSFET19’’’は、左側から数えて1番目にあるものと3番目にあるものとが第4アドレス選択線/X1’に接続され、2番目にあるものと4番目にあるものとが第4アドレス選択線/X2’に接続されている。また、これら4つの第4スイッチMOSFET19’’’の一端には、前記非選択用電圧供給ライン20’が共通に接続され、他端には、第3スイッチMOSFET18’’’から延びているサブビットラインSBL1’’’〜SBL4’’’の上端が個別に接続されている。そして、第4スイッチMOSFET19’’’が第4アドレス選択線/X1’から選択信号を取得するとサブビットラインSBL1’’’、SBL3’’’が非選択用電圧供給ライン20’に接続される。また、それらのサブビットラインSBL1’’’〜SBL4’’’で、強誘電体キャパシタQ1’’’〜Q16’’’の他方の電極が構成される。
【0066】
このように、本実施形態では、同じ仮想的なビットラインを構成し且つ隣接する2つのサブビットラインSBL1〜SBL4、SBL1”〜SBL4”に対して共通のXSELデコーダ4を設けた。このような構成とすると、図5に示すように、XSELデコーダ4の数を小さくでき、それらXSELデコーダ4間に空きスペースが生じるため、その空きスペースに図示しないブロックデコーダやパートデコーダ等を配することで、半導体記憶装置の集積度を大きくでき、チップサイズを小さくできる。
【0067】
なお、上記実施の形態においては、横方向が第1の方向に対応し、縦方向が第2の方向に対応し、仮想的なワードラインが第1信号線に対応し、仮想的なビットラインが第2信号線に対応し、強誘電体キャパシタQ1〜Q16がメモリセルに対応し、サブワードラインSWL1〜SWL4が第1副信号線に対応し、YSELデコーダ2が第1選択信号供給回路及び第1デコーダに対応し、メインワードラインMWL1、MWL2が第1選択用電圧供給ラインに対応し、第1スイッチMOSFET15が第1接続素子に対応し、/YSELデコーダ3が第2選択信号供給回路及び第2デコーダに対応し、非選択用電圧供給ライン17が第1非選択用電圧供給線に対応し、第2スイッチMOSFET16が第2接続素子に対応し、サブビットラインSBL1〜SBL4が第2副信号線に対応し、XSELデコーダ4が第3選択信号供給回路及び第3デコーダに対応し、メインビットラインMBL1、MBL2が第2選択用電圧供給線に対応し、第3スイッチMOSFET18が第3接続素子に対応する。
【0068】
また、上記実施の形態は、本発明の半導体記憶装置の一例を示したものであり、装置の構成等を限定するものではない。
例えば、上記実施の形態では、同じ仮想的なビットラインを構成し且つ隣接する2つのサブビットラインSBL1〜SBL4、SBL1”〜SBL2”に対して共通にXSELデコーダ4を設けた例を示したが、これに限られるものではなく、例えば、同じ仮想的なビットラインを構成する所定の複数のサブビットラインSBL1等に対して/XSELデコーダ5を共通に設けてもよい。そのようにすると、/XSELデコーダ5の数を小さく、つまり/XSELデコーダ5の占める面積を小さくでき、チップサイズをより小さくできる。
【0069】
また、同じ仮想的なビットラインを構成する所定の複数のサブビットラインSBL1等に対して/XSELデコーダ5を共通に設けるときには、その所定の複数のサブビットラインSBL1等を、隣接する2つのサブビットラインSBL1等から構成してもよい。そのようにすると、それら2つのサブビットラインSBL1等の第4スイッチMOSFET19’、19”のゲートを隣接して配することで、第4スイッチMOSFET19’、19”のゲートをポリ配線等で接続することで、前記2つのサブビットラインSBL1等に対して/XSELデコーダ5を容易に共通のものとすることができる。
【0070】
また、同じ仮想的なワードラインを構成し且つ隣接する2つのサブワードラインSWL1〜SWL4、SWL1’〜SWL4’に対してYSELデコーダ2と/YSELデコーダ3とを共通に設ける例を示したが、これに限られるものではなく、例えば、/YSELデコーダ3だけを共通に設けるようにしてもよい。また同時に、同じ仮想的なビットラインを構成し且つ隣接するサブビットラインSBL1等に対して/XSELデコーダ5だけを共通に設けるようにしてもよい。
【0071】
なお、本発明の実施の形態の説明においては強誘電体を用いた半導体記憶装置を例に説明をしたが、本発明の趣旨を逸脱しないかぎり強誘電体を用いた記憶装置に限定されるわけではない。単純マトリックス型の半導体記憶装置としては、強誘電体を用いた記憶装置だけでなく、MRAM(磁気メモリー)やヒューズROM等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体記憶装置の第1実施形態を示す構成図である。
【図2】図1のサブアレイ領域を拡大して示す要部拡大図である。
【図3】図1のサブアレイ領域を拡大して示す要部拡大図である。
【図4】図3をA−A線で破断して示す断面図である。
【図5】本発明の半導体記憶装置の第2実施形態を示す構成図である。
【図6】図5のサブアレイ領域を拡大して示す要部拡大図である。
【図7】図5のサブアレイ領域を拡大して示す要部拡大図である。
【図8】従来の半導体記憶装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
Q1〜Q16は強誘電体キャパシタ(メモリセル)、SWL1〜SWL4はサブワードライン(第1副信号線)、2はYSELデコーダ(第1選択信号供給回路、第1デコーダ)、MWL1、MWL2はメインワードライン(第1選択用電圧供給ライン)、15は第1スイッチMOSFET(第1接続素子)、3は/YSELデコーダ(第2選択信号供給回路、第2デコーダ)、17は非選択用電圧供給ライン(第1非選択用電圧供給線)、16は第2スイッチMOSFET(第2接続素子)、SBL1〜SBL4はサブビットライン(第2副信号線)、4はXSELデコーダ(第3選択信号供給回路、第3デコーダ)、MBL1、MBL2はメインビットライン(第2選択用電圧供給線)、18は第3スイッチMOSFET(第3接続素子)

Claims (12)

  1. 第1の方向に互いに平行に延びている複数の第1信号線と、前記第1の方向と交差する第2の方向に互いに平行に延びている複数の第2信号線と、前記第1信号線と前記第2信号線との交差部に設けられた複数のメモリセルとを備えた半導体記憶装置において、
    前記第1信号線のそれぞれは、複数の第1副信号線で構成されており、そして、前記複数の第1副信号線に対応して設けられた複数の第1選択信号供給回路と、前記複数の第1選択信号供給回路に接続され、前記第1選択信号供給回路から選択信号を取得すると当該第1選択信号供給回路に対応する第1副信号線に第1選択用電圧供給線を接続する第1接続素子とを備え、
    前記第1選択信号供給回路は、同じ第1信号線を構成する所定の複数の第1副信号線からなる第1グループ毎に設けられ、前記第1接続素子は、前記第1グループを構成する所定の複数の第1信号線に互いに異なる第1選択用電圧供給線を接続することを特徴とする半導体記憶装置。
  2. 前記第1グループは、隣接する2つの第1副信号線から構成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。
  3. 前記複数の第1副信号線に対応して設けられた複数の第2選択信号供給回路と、前記複数の第2選択信号供給回路に接続され、前記第2選択信号供給回路から選択信号を取得すると当該第2選択信号供給回路に対応する第1副信号線に第1非選択用電圧供給線を接続する第2接続素子とを備え、前記第2選択信号供給回路は、同じ第1信号線を構成する所定の複数の第1副信号線からなる第2グループ毎に設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半導体記憶装置。
  4. 前記第2グループは、隣接する2つの第1副信号線から構成されていることを特徴とする請求項3に記載の半導体記憶装置。
  5. 前記第2信号線のそれぞれは、複数の第2副信号線で構成されており、そして、前記複数の第2副信号線に対応して設けられた複数の第3選択信号供給回路と、前記複数の第3選択信号供給回路に接続され、前記第3選択信号供給回路から選択信号を取得すると当該第3選択信号供給回路に対応する第2副信号線に第2選択用電圧供給線を接続する第3接続素子とを備え、
    前記第3選択信号供給回路は、同じ第2信号線を構成する所定の複数の第2副信号線からなる第3グループ毎に設けられ、前記第3接続素子は、前記第3グループを構成する所定の複数の第2副信号線に互いに異なる第2選択用電圧供給線を接続することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の半導体記憶装置。
  6. 前記第3グループは、隣接する2つの第2副信号線から構成されていることを特徴とする請求項5に記載の半導体記憶装置。
  7. 前記第2信号線のそれぞれは、複数の第2副信号線で構成されており、そして、前記複数の第2副信号線に対応して設けられた複数の第4選択信号供給回路と、前記複数の第4選択信号供給回路に接続され、前記第4選択信号供給回路から選択信号を取得すると当該第4選択信号供給回路に対応する第2副信号線に第2非選択用電圧供給線を接続する第4接続素子とを備え、
    前記第4選択信号供給回路は、同じ第2信号線を構成する所定の複数の第2副信号線からなる第4グループ毎に設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の半導体記憶装置。
  8. 前記第4グループは、隣接する2つの第2副信号線から構成されていることを特徴とする請求項7に記載の半導体記憶装置。
  9. 第1の方向に互いに平行に延びている複数の第1信号線と、前記第1の方向と交差する第2の方向に互いに平行に延びている複数の第2信号線と、前記第1信号線と前記第2信号線との交差部に設けられた複数のメモリセルとを備えた半導体記憶装置において、
    前記第1信号線のそれぞれは、複数の第1副信号線で構成されており、そして、前記複数の第1副信号線に対応して設けられた複数の第1選択信号供給回路と、前記複数の第1選択信号供給回路に接続され、前記第1選択信号供給回路から選択信号を取得すると当該第1選択信号供給回路に対応する第1副信号線に第1選択用電圧供給線を接続する第1接続素子と、前記複数の第1副信号線に対応して設けられた複数の第2選択信号供給回路と、前記複数の第2選択信号供給回路に接続され、前記第2選択信号供給回路から選択信号を取得すると当該第2選択信号供給回路に対応する第1副信号線に第1非選択用電圧供給線を接続する第2接続素子とを備え、
    前記第2選択信号供給回路は、同じ第1信号線を構成する所定の複数の第1副信号線からなる第2グループ毎に設けられていることを特徴とする半導体記憶装置。
  10. 前記第2信号線のそれぞれは、複数の第2副信号線で構成されており、そして、前記複数の第2副信号線に対応して設けられた複数の第3選択信号供給回路と、前記複数の第3選択信号供給回路に接続され、前記第3選択信号供給回路から選択信号を取得すると当該第3選択信号供給回路に対応する第2副信号線に第2選択用電圧供給線を接続する第3接続素子と、前記複数の第2副信号線に対応して設けられた複数の第4選択信号供給回路と、前記複数の第4選択信号供給回路に接続され、前記第4選択信号供給回路から選択信号を取得すると当該第4選択信号供給回路に対応する第2副信号線に第2非選択用電圧供給線を接続する第4接続素子とを備え、
    前記第4選択信号供給回路は、同じ第2信号線を構成する所定の複数の第2副信号線からなる第4グループ毎に設けられていることを特徴とする請求項9に記載の半導体記憶装置。
  11. ワードラインを構成する複数のサブワードラインと、ビットラインを構成する複数のサブビットラインと、それらサブワードラインとサブビットラインとの交差部に設けられた複数の強誘電体とを備えた単純マトリクス型の半導体記憶装置において、
    前記複数のサブワードラインの一端に個別に配され、第1デコーダから選択信号を取得すると前記サブワードラインにメインワードラインを接続する複数の第1スイッチMOSFETと、前記複数のサブワードラインの他端に個別に配され、第2デコーダから選択信号を取得すると前記サブワードラインに非選択電圧供給ラインを接続する複数の第2スイッチMOSFETとを備え、
    同じワードラインを構成し且つ隣接する2つのサブワードラインに配された第1スイッチMOSFETは、互いに共通の第1デコーダに接続され、当該共通の第1デコーダから選択信号を取得すると、当該隣接するサブワードラインに互いに異なるメインワードラインを接続することを特徴とする半導体記憶装置。
  12. 前記複数のサブビットラインの一端に個別に配され、第3デコーダから選択信号を取得すると前記サブビットラインにメインビットラインを接続する複数の第3スイッチMOSFETと、前記複数のサブビットラインの他端に個別に配され、第4デコーダから選択信号を取得すると前記サブワードラインに非選択電圧供給ラインを接続する複数の第4スイッチMOSFETとを備え、
    同じビットラインを構成し且つ隣接する2つのサブビットラインに配された第3スイッチMOSFETは、互いに共通の第3デコーダに接続され、当該共通のYSELデコーダから選択信号を取得すると、当該隣接するサブビットラインに異なるメインビットラインを接続することを特徴とする請求項11に記載の半導体記憶装置。
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