JP2007157322A - Semiconductor memory device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a memory device provided with a floating body transistor capacitor-less memory cell and its operating method. <P>SOLUTION: The semiconductor memory device includes a memory cell array which includes a plurality of unit memory cells, where each of the unit memory cells comprises complementary first and second floating body transistor capacitor-less memory cells. A logical value used in and read from each unit memory cell is defined by a difference in threshold voltage states of the first and second floating body transistor capacitor-less memory cells. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体メモリ装置に関し、特に、フローティングボディー型キャパシタレスメモリセルを具備する半導体メモリ装置及びその動作方法に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a semiconductor memory device having a floating body type capacitorless memory cell and an operation method thereof.

一般的に、ダイナミックアクセスメモリ装置のメモリセルは、電荷を蓄積するためのキャパシタとキャパシタをアクセスするためのトランジスタとを具備する。メモリセルの論理値は、キャパシタの電圧によって決定される。しかしながら、半導体メモリ装置の集積度を増加させるために、単一トランジスタで構成されたDRAMメモリセルが提案された。ここでは、このような単一トランジスタ型メモリセルを「フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセル」と称し、または、簡単に「トランジスタセル」と称する。   Generally, a memory cell of a dynamic access memory device includes a capacitor for storing electric charge and a transistor for accessing the capacitor. The logic value of the memory cell is determined by the voltage of the capacitor. However, in order to increase the degree of integration of the semiconductor memory device, a DRAM memory cell composed of a single transistor has been proposed. Here, such a single transistor type memory cell is referred to as a “floating body transistor type capacitorless memory cell” or simply as a “transistor cell”.

書き込みモードにおいて、フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルは、セルのスレッショルド電圧がチャンネルボディー電位を変更させるによって変化し、読み出しモードにおいて、論理状態はセルを介して通過する電流の大きさによって区分される。これを、図1を参照してさらに詳しく説明する。   In the write mode, in the floating body transistor type capacitorless memory cell, the threshold voltage of the cell is changed by changing the channel body potential, and in the read mode, the logic state is distinguished by the magnitude of the current passing through the cell. . This will be described in more detail with reference to FIG.

図1は、フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルの一例の断面図である。図示したように、この例のフローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルは、シリコン基板100及び埋沒オキサイド層101を含む。ソース103及びドレイン領域104との間に置かれたフローティングチャンネルボディー領域102が埋沒オキサイド層101上に配置される。ゲート誘電体105とゲート電極106は、フローティングチャンネルボディー領域102上に配置され、絶縁層107(例えば、SiO2層)が基板100上の他のデバイスからフローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルを分離するために形成される。   FIG. 1 is a cross-sectional view of an example of a floating body transistor type capacitorless memory cell. As shown, the floating body transistor type capacitorless memory cell of this example includes a silicon substrate 100 and a buried oxide layer 101. A floating channel body region 102 disposed between the source 103 and the drain region 104 is disposed on the buried oxide layer 101. The gate dielectric 105 and the gate electrode 106 are disposed on the floating channel body region 102 so that the insulating layer 107 (eg, SiO 2 layer) isolates the floating body transistor capacitorless memory cell from other devices on the substrate 100. Formed.

論理「1」及び論理「0」状態は、フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルのスレッショルド電圧Vthに依存し、フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルに印加される書き込み及び読み出し電圧の例を以下の表1に示す。   The logic “1” and logic “0” states depend on the threshold voltage Vth of the floating body transistor capacitorless memory cell, and examples of write and read voltages applied to the floating body transistor capacitorless memory cell are shown in the table below. It is shown in 1.

Figure 2007157322
Figure 2007157322

書き込みデータ「1」である動作時は、電圧バイアス条件は、Vgs>Vth及びVgd<Vthに設定される。これはトランジスタが飽和状態で動作するようにする。この状態において、インパクトイオン化は、ドレイン領域104とフローティングチャンネルボディー領域102の接合から起きる。結果として、ホールがフローティングチャンネルボディー領域102に注入され、これがフローティングチャンネルボディー領域102の電位を増加させ、フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルのスレッショルド電圧Vthを減少させる。   When the write data is “1”, the voltage bias conditions are set to Vgs> Vth and Vgd <Vth. This allows the transistor to operate in saturation. In this state, impact ionization occurs from the junction of the drain region 104 and the floating channel body region 102. As a result, holes are injected into the floating channel body region 102, which increases the potential of the floating channel body region 102 and decreases the threshold voltage Vth of the floating body transistor capacitorless memory cell.

書き込みデータ「0」である動作時は、ドレイン電圧Vdはフローティングチャンネルボディー領域102とドレイン領域104との間の接合に順方向バイアス状態を作るためネガティブ電圧に落ちる。順方向バイアスは、フローティングチャンネルボディー領域102内に含まれるホール群をドレイン領域104に移動させる。これはフローティングチャンネルボディー領域102の電位を減少させ、スレッショルド電圧Vthを増加させる。   When the write data is “0”, the drain voltage Vd drops to a negative voltage in order to create a forward bias state at the junction between the floating channel body region 102 and the drain region 104. The forward bias moves the hole group included in the floating channel body region 102 to the drain region 104. This decreases the potential of the floating channel body region 102 and increases the threshold voltage Vth.

読み出しの動作の時は、電圧バイアス条件は、Vgs>Vth及びVgd>Vthに設定され、トランジスタセルが扇形領域で動作することになる。ドレイン電流は基準セル電流と比較され、これによってフローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルがハイ(論理「0」)またはロー(論理「1」)電圧閾値Vth状態にあるかどうかが判別される。より詳しくは、測定されたドレイン電流が基準電流よりも小さいと、論理「0」状態が読み出され、測定されたドレイン電流が基準電流よりも大きいと、論理「1」状態が読み出される。   In the read operation, the voltage bias conditions are set to Vgs> Vth and Vgd> Vth, and the transistor cell operates in the fan-shaped region. The drain current is compared with the reference cell current to determine whether the floating body transistor capacitorless memory cell is in a high (logic “0”) or low (logic “1”) voltage threshold Vth state. More specifically, when the measured drain current is less than the reference current, a logic “0” state is read, and when the measured drain current is greater than the reference current, a logic “1” state is read.

一般的に、基準セル電流は、「0」及び「1」状態にそれぞれプログラムされた基準(またはダミー)トランジスタセルを用いて発生される。さらに、基準電圧発生回路及び他の回路は、「0」の基準トランジスタセルのドレイン電流値と「1」の基準トランジスタセルのドレイン電流値との間の値を有する基準電流を発生するために用いられる。   In general, the reference cell current is generated using a reference (or dummy) transistor cell programmed to the “0” and “1” states, respectively. Further, the reference voltage generation circuit and other circuits are used to generate a reference current having a value between the drain current value of the “0” reference transistor cell and the drain current value of the “1” reference transistor cell. It is done.

ここで、特許文献1に記載された技術を検討する。フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルの読み出し動作は、多くのエラーを誘発しやすい。このようなエラーの例を図2Aないし図2Cを参照して説明する。   Here, the technique described in Patent Document 1 will be examined. The read operation of the floating body transistor type capacitorless memory cell tends to induce many errors. An example of such an error will be described with reference to FIGS. 2A to 2C.

図2A及び2Bは、複数のフローティングボディートランジスタ型キャパシタレスセルの「0」または「1」状態のドレイン電流分布201、202と複数の読み出し動作と係わる基準セルの電流分布203を示す。   2A and 2B show drain current distributions 201 and 202 in a “0” or “1” state of a plurality of floating body transistor capacitorless cells and a current distribution 203 of a reference cell related to a plurality of read operations.

図2Aは基準セル電流分布203と「0」状態のドレイン電流分布201とが重複した部分210を示し、図2Bは基準セル電流分布203と「1」状態のドレイン電流分布202とが重複した部分211を示す。いずれの場合でも、読み出しエラーが発生する。図2A及び図2Bの重複条件210、211はプロセス変化、温度変化などのような多数の要因に基づいて発生しうる。   2A shows a portion 210 where the reference cell current distribution 203 and the drain current distribution 201 in the “0” state overlap, and FIG. 2B shows a portion where the reference cell current distribution 203 and the drain current distribution 202 in the “1” state overlap. 211 is shown. In either case, a read error occurs. 2A and 2B can occur based on a number of factors such as process changes, temperature changes, and the like.

図2Cは、トランジスタセルの「0」状態と「1」状態のドレイン電流分布201、202が他の部分212で重複することを示している。これは、フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルの揮発性により現われる。すなわち、フローティングチャンネルボディー領域からの漏洩がセルトランジスタのスレッショルド電圧Vthを変動させる原因となる。したがって、従来のキャパシタタイプのDRAMセルをリフレッシュするのと同じ方法で、フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルを周期的にリフレッシュする必要がある。   FIG. 2C shows that the drain current distributions 201 and 202 in the “0” state and “1” state of the transistor cell overlap in another portion 212. This is manifested by the volatility of the floating body transistor capacitorless memory cell. That is, leakage from the floating channel body region causes the threshold voltage Vth of the cell transistor to fluctuate. Therefore, it is necessary to periodically refresh the floating body transistor type capacitorless memory cell in the same manner as refreshing a conventional capacitor type DRAM cell.

上述のように、読み出しエラーに対する傾向に付加えて、従来のフローティングボディートランジスタキャパシタのないメモリセルを有するDRAM装置は、基準電流を生成するために基準電流生成器、基準メモリセル、及び他の回路を必要とするという短所を有している。これはメモリ装置の集積度を増加させるのに障害となる。また、基準メモリセルをリフレッシュするためのリフレッシュ動作においてより長い時間を要する。
米国特許第6,567,330号明細書 米国特許第6,882,008号明細書 米国特許第6,781,875号明細書
As described above, in addition to the tendency to read errors, a DRAM device having a memory cell without a conventional floating body transistor capacitor has a reference current generator, a reference memory cell, and other circuits for generating a reference current. Has the disadvantage of requiring This is an obstacle to increasing the degree of integration of the memory device. In addition, a longer time is required in the refresh operation for refreshing the reference memory cell.
US Pat. No. 6,567,330 US Pat. No. 6,882,008 US Pat. No. 6,781,875

本発明の目的は、データ読み出しのエラーを低減すると共に、前述のごとき従来技術の問題点を解決することができるフローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルを具備するメモリ装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a memory device having a floating body transistor type capacitorless memory cell that can reduce data read errors and solve the problems of the prior art as described above.

本発明の他の目的は、前記目的を達成するためにメモリ装置の動作方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a method of operating a memory device to achieve the above object.

本発明の形態による半導体メモリ装置は、複数の単位メモリセルを含むメモリセルアレイを含み、それぞれの単位メモリセルは相補的な第1及び第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルを具備する。   A semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention includes a memory cell array including a plurality of unit memory cells, and each unit memory cell includes complementary first and second floating body transistor type capacitorless memory cells.

本発明のさらに他の形態による半導体メモリ装置は、ロウとコラムに配列される複数の単位メモリセルを具備するメモリセルアレイを含み、それぞれの単位メモリセルは相補的な第1及び第2のフローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルを具備する。メモリ装置は、単位メモリセルのそれぞれにおける奇数番目のロウに接続される複数奇数番目の一対のビットラインをさらに具備し、それぞれ奇数の一対のビットラインは、それぞれ奇数番目のロウにおける第1フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルに接続される第1奇数番目ビットラインとそれぞれ奇数番目のロウにおける第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルと接続される第2奇数番目ビットラインを含む。メモリ装置は、単位セルのそれぞれ偶数番目のロウに接続される複数対の偶数番目ビットラインをさらに具備し、ここで、それぞれの偶数番目の一対のビットラインは、第1フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルと接続される第1偶数番目ビットラインとそれぞれ偶数番目のロウにおける第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルと接続される第2偶数番目ビットラインとを含む。メモリ装置は、奇数番目及び偶数番目センシング回路、動作的にそれぞれ奇数番目及び偶数番目の回路と対をなす奇数番目及び偶数番目の一対のセンスビットライン、複数対の奇数番目のビットラインから選択された奇数番目の一対のビットラインを奇数番目の一対のセンスビットラインに選択的に接続する奇数ビットライン選択器、及び複数対の偶数番目のビットラインから選択された偶数番目の一対のビットラインを偶数番目の一対のセンスビットラインに選択的に接続する偶数ビットライン選択器をさらに具備する。   According to another aspect of the present invention, a semiconductor memory device includes a memory cell array having a plurality of unit memory cells arranged in rows and columns, each unit memory cell having complementary first and second floating bodies. A transistor type capacitorless memory cell is provided. The memory device further includes a plurality of odd-numbered pairs of bit lines connected to the odd-numbered rows in each of the unit memory cells, each of the odd-numbered bit lines being a first floating body in the odd-numbered rows. A first odd-numbered bit line connected to the transistor-type capacitorless memory cell and a second odd-numbered bit line connected to the second floating body transistor-type capacitorless memory cell in each odd-numbered row. The memory device further includes a plurality of pairs of even-numbered bit lines connected to the even-numbered rows of the unit cells, respectively, wherein each even-numbered pair of bit lines includes a first floating body transistor type capacitorless capacitor line. A first even-numbered bit line connected to the memory cell and a second even-numbered bit line connected to the second floating body transistor type capacitorless memory cell in the even-numbered row. The memory device is selected from odd-numbered and even-numbered sensing circuits, a pair of odd-numbered and even-numbered sense bit lines operatively paired with odd-numbered and even-numbered circuits, respectively, and a plurality of pairs of odd-numbered bit lines. An odd bit line selector for selectively connecting the odd pair of bit lines to the odd pair of sense bit lines, and an even pair of bit lines selected from a plurality of pairs of even bit lines. An even bit line selector selectively connected to the even-numbered pair of sense bit lines is further provided.

本発明のさらに他の形態による半導体メモリ装置は、複数の単位セルを含むメモリセルアレイを具備し、単位メモリセルのそれぞれは第1メモリブロックアレイに位置する第1フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセル、及び第2メモリブロックアレイに位置する相補的な第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルを具備する。メモリ装置は、第1メモリブロックアレイに位置し対応する第1フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルに動作的に結合される複数の第1ビットライン及び第2メモリブロックアレイに位置し対応する第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルに、動作的に結合される複数の第2ビットラインをさらに具備する。メモリ装置は、第1メモリブロックアレイと第2メモリブロックアレイとの間に動作的に位置するセンシング回路、複数の第1ビットライン中の第1ビットラインを一対のセンスビットラインの1つに選択的に接続する第1ビットライン選択器、及び複数の第2ビットライン中の第2ビットラインを一対のセンスビットラインにおける他の1つに選択的に接続する第2ビットライン選択器をさらに具備する。   According to another aspect of the present invention, a semiconductor memory device includes a memory cell array including a plurality of unit cells, each of the unit memory cells being a first floating body transistor type capacitorless memory cell located in a first memory block array, And a complementary second floating body transistor type capacitorless memory cell located in the second memory block array. The memory device is located in the first memory block array and operatively coupled to the corresponding first floating body transistor type capacitorless memory cell and the second bit located in and corresponding to the plurality of first bit lines and the second memory block array. The floating body transistor type capacitorless memory cell further includes a plurality of second bit lines operatively coupled. A memory device is a sensing circuit operatively positioned between a first memory block array and a second memory block array, and selects a first bit line of a plurality of first bit lines as one of a pair of sense bit lines And a second bit line selector that selectively connects a second bit line of the plurality of second bit lines to the other one of the pair of sense bit lines. To do.

本発明のさらに他の形態による方法は、フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルを含む半導体メモリ装置にデータを書き込む方法を提供する。この方法は、第1フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルのスレッショルド電圧を第1スレッショルド電圧に設定し、第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルのスレッショルド電圧を第2スレッショルド電圧に設定することを含む。第1及び第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルは、単位メモリセルを構成し、各単位セルに用いられた論理値は第1及び第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルの第1及び第2スレッショルド電圧の差によって定義される。   According to another aspect of the present invention, there is provided a method for writing data to a semiconductor memory device including a floating body transistor type capacitorless memory cell. The method includes setting a threshold voltage of the first floating body transistor type capacitorless memory cell to a first threshold voltage and setting a threshold voltage of the second floating body transistor type capacitorless memory cell to a second threshold voltage. . The first and second floating body transistor type capacitorless memory cells constitute a unit memory cell, and the logical value used for each unit cell is the first and second floating body transistor type capacitorless memory cells. It is defined by the difference between the two threshold voltages.

本発明のさらに他の形態による方法は、フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルを含む半導体メモリ装置のデータを読むことを提供する。この方法は、第1フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルのスレッショルド電圧状態を決定し、第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルのスレッショルド電圧を決定することを含む。第1及び第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルは、単位メモリセルを構成し、この方法は、さらに第1及び第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルの第1及び第2スレッショルド電圧状態の差によってそれぞれの単位メモリセルの論理値を決定することをさらに含む。   According to yet another aspect of the present invention, there is provided a method for reading data of a semiconductor memory device including a floating body transistor type capacitorless memory cell. The method includes determining a threshold voltage state of the first floating body transistor type capacitorless memory cell and determining a threshold voltage of the second floating body transistor type capacitorless memory cell. The first and second floating body transistor capacitorless memory cells constitute a unit memory cell, and the method further includes the first and second threshold voltage states of the first and second floating body transistor capacitorless memory cells. The method further includes determining a logical value of each unit memory cell according to the difference.

本発明の半導体メモリ装置は、基準メモリセルアレイブロックを有してないので、基準メモリセルアレイブロックのために別途の制御が必要なく、基準メモリセルアレイブロックを用いず、データを読み出しすることによってデータ読み出しのエラーが発生しない。   Since the semiconductor memory device of the present invention does not have a reference memory cell array block, no separate control is required for the reference memory cell array block, and data is read by reading data without using the reference memory cell array block. An error does not occur.

以下、図面を参照して本発明のフローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルを具備するメモリ装置及びその装置の動作方法を説明する。   Hereinafter, a memory device having a floating body transistor type capacitorless memory cell of the present invention and an operation method of the device will be described with reference to the drawings.

図3は、本発明の実施形態によるフローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルを具備するメモリ装置のブロック図である。フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルは、フローティングボディートランジスタを含む一方、キャパシタ(寄生キャパシタを除く)を含まないメモリセルである。
図3のメモリ装置は、複数のサブアレイブロックSBLK<1:m>、複数の偶数及び奇数ビットラインBL選択器21−1<1:m>、20−2<1:m>、複数のセンスブロック22−1<1:m>、22−2<1:m>、ロウデコーダ24、コラムデコーダ26、ビットライン選択信号発生器28、制御信号発生器30、及び命令デコーダ32を備えたメモリセルアレイブロックBLK1を具備する。
FIG. 3 is a block diagram of a memory device including a floating body transistor capacitorless memory cell according to an embodiment of the present invention. A floating body transistor type capacitorless memory cell is a memory cell that includes a floating body transistor but does not include a capacitor (excluding a parasitic capacitor).
3 includes a plurality of subarray blocks SBLK <1: m>, a plurality of even and odd bit line BL selectors 21-1 <1: m>, 20-2 <1: m>, and a plurality of sense blocks. 22-1 <1: m>, 22-2 <1: m>, memory cell array block including row decoder 24, column decoder 26, bit line selection signal generator 28, control signal generator 30, and instruction decoder 32 BLK1 is provided.

それぞれのメモリセルアレイブロックBLK1のサブアレイブロックSBLKは、複数のフローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルMCを具備する。図3には、単一メモリセルアレイブロックBLK1のみが示されているが、メモリ装置は、同一構成の複数ブロックBLKを具備する。   Each subarray block SBLK of each memory cell array block BLK1 includes a plurality of floating body transistor capacitorless memory cells MC. Although only a single memory cell array block BLK1 is shown in FIG. 3, the memory device includes a plurality of blocks BLK having the same configuration.

それぞれのメモリセルアレイブロックBLK(BLK1)は、複数のサブアレイブロックSBLK<1:m>を含む。サブアレイブロックSBLK<1:m>は、同一のワードラインWLを共有する。図3では、簡単化のために、1つのワードラインWL1のみが示されている。   Each memory cell array block BLK (BLK1) includes a plurality of subarray blocks SBLK <1: m>. The subarray blocks SBLK <1: m> share the same word line WL. In FIG. 3, only one word line WL1 is shown for simplicity.

サブアレイブロックSBLKは、複数のビットラインBL<1:k>と複数の反転ビットラインBLB<1:k>を具備する。ビットラインBL<1:k>と反転ビットラインBLBは、図3にそれぞれ配置された。各ビットラインBL<1:k>と反転ビットラインBLBは、この明細書では、「一対のビットライン」BL/BLBとしても表現される。本実施形態の例では、サブアレイブロックSBLKごとに、K個の一対のビットラインBL/BLBがある。   The sub-array block SBLK includes a plurality of bit lines BL <1: k> and a plurality of inverted bit lines BLB <1: k>. Bit lines BL <1: k> and inverted bit lines BLB are arranged in FIG. Each bit line BL <1: k> and the inverted bit line BLB are also referred to herein as a “pair of bit lines” BL / BLB. In the example of this embodiment, there are K pairs of bit lines BL / BLB for each subarray block SBLK.

「単位メモリセル」は、本実施形態において、ビットラインBLと基準電位(例えば、接地)との間に接続された第1フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルと、反転ビットラインBLBの単位電位との間に接続された第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルとによって定義される。単位メモリセルは、第1及び第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルの相補的スレッショルド電圧によって示される論理値を保持する。すなわち、各単位メモリセルは、反対のスレッショルド電圧状態を有する相補的な第1及び第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルを含む。この実施形態の例では、フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルは、NMOS型トランジスタである。   In the present embodiment, the “unit memory cell” includes a first floating body transistor capacitorless memory cell connected between the bit line BL and a reference potential (for example, ground), a unit potential of the inverted bit line BLB, And a second floating body transistor type capacitorless memory cell connected between the two. The unit memory cell holds a logical value indicated by a complementary threshold voltage of the first and second floating body transistor type capacitorless memory cells. That is, each unit memory cell includes complementary first and second floating body transistor type capacitorless memory cells having opposite threshold voltage states. In the example of this embodiment, the floating body transistor capacitorless memory cell is an NMOS transistor.

それぞれの単位メモリセルの相補的な第1及び第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルは、同一のワードラインWLに接続される。   Complementary first and second floating body transistor type capacitorless memory cells of each unit memory cell are connected to the same word line WL.

偶数ビットライン選択器20−1<1:m>と奇数ビットライン選択器20−2<1:m>は、それぞれのサブアレイブロックSBLK<1:m>の反対側に位置する。それぞれの偶数ビットライン選択器20−1は、該当するサブアレイブロックSBLKのk/2個の偶数番号を有するビットラインBL、及び、k/2個の偶数番号を有する反転ビットラインBLBと接続される。同様に、それぞれの奇数ビットライン選択器20−2は、該当するサブアレイブロックSBLKのk/2個の奇数番号を有するビットライン、及び、k/2個の奇数番号を有する反転ビットラインBLBと接続される。   The even bit line selector 20-1 <1: m> and the odd bit line selector 20-2 <1: m> are located on opposite sides of the respective subarray blocks SBLK <1: m>. Each even bit line selector 20-1 is connected to a bit line BL having k / 2 even numbers and an inverted bit line BLB having k / 2 even numbers in the corresponding sub-array block SBLK. . Similarly, each odd bit line selector 20-2 is connected to the bit line having k / 2 odd numbers and the inverted bit line BLB having k / 2 odd numbers of the corresponding sub-array block SBLK. Is done.

図3を参照すると、センスブロック22−1<1:m>は、それぞれの偶数ビットライン選択器20−1<1:m>と接続され、センスブロック22−2<1:m>は、それぞれの奇数ビットライン選択器20−2<1:m>と接続される。特に、相補的なセンスビットラインSBL1<1:m>、SBL1B<1:m>は、該当する奇数ビットライン選択器20−2<1:m>とこれに対応するセンスブロック22−2<1:m>とを接続するように配置される。これと同様に、相補的なセンスビットラインSBL2<1:m>、SBL2B<1:m>は、該当する偶数ビットライン選択器20−1<1:m>とこれに対応するセンスブロック22−1<1:m>とを接続するように配置される。   Referring to FIG. 3, the sense block 22-1 <1: m> is connected to the even bit line selector 20-1 <1: m>, and the sense block 22-2 <1: m> Odd bit line selector 20-2 <1: m>. In particular, the complementary sense bit lines SBL1 <1: m> and SBL1B <1: m> correspond to the corresponding odd bit line selector 20-2 <1: m> and the corresponding sense block 22-2 <1. : M> are connected to each other. Similarly, the complementary sense bit lines SBL2 <1: m> and SBL2B <1: m> are connected to the corresponding even bit line selector 20-1 <1: m> and the corresponding sense block 22-. 1 <1: m> is arranged to be connected.

偶数及び奇数ビットライン選択器20−1、20−2の例は、以後に詳しく述べられる。   Examples of even and odd bit line selectors 20-1, 20-2 are described in detail below.

命令デコーダ32は、命令信号COMに応答して、アクティブ命令ACT、読み出し命令RD、及び書き込み命令WDを発生する。   The instruction decoder 32 generates an active instruction ACT, a read instruction RD, and a write instruction WD in response to the instruction signal COM.

ロウデコーダ24は、アクティブ命令ACTに応答して、第1ローアドレスRA1をデコーディングし、ワードラインWL中の対応する1つを活性化させる。   In response to the active command ACT, the row decoder 24 decodes the first row address RA1 and activates the corresponding one in the word line WL.

ビットライン選択信号発生器28は、アクティブ命令ACTに応答して第2ローアドレスRA2をデコードし、ビットライン信号BS<1:k/2>中の1つを活性化させる。ここで、前述のように、サブアレイブロックSBLKごとの一対のビットラインBL/BLBの数は「K」個である。ビットライン選択信号BS<1:k/2>は、図3に示すように、偶数及び奇数ビットライン選択器20−1<1:m>、20−2<1:m>に提供される。   The bit line selection signal generator 28 decodes the second row address RA2 in response to the active command ACT, and activates one of the bit line signals BS <1: k / 2>. Here, as described above, the number of the pair of bit lines BL / BLB for each sub-array block SBLK is “K”. As shown in FIG. 3, the bit line selection signals BS <1: k / 2> are provided to the even and odd bit line selectors 20-1 <1: m> and 20-2 <1: m>.

コラムデコーダ26は、読み出し命令RD及び書き込み命令WRに応答して、コラムアドレスCAをデコードし、コラム選択信号CSL<1:m>中の対応する1つ以上を活性化する。コラム選択信号CSL<1:m>は、図3に示すように、それぞれのセンスブロック22−1<1:m>及びそれぞれのセンスブロック22−2<1:m>に提供される。   In response to the read command RD and the write command WR, the column decoder 26 decodes the column address CA and activates one or more corresponding column selection signals CSL <1: m>. As shown in FIG. 3, the column selection signal CSL <1: m> is provided to each sense block 22-1 <1: m> and each sense block 22-2 <1: m>.

制御信号発生器30は、アクティブ信号ACTに応答し、センス増幅イネーブル信号SENとライトバック信号(write back signal)WBとを選択的に活性化する。詳しくは、ライトバック信号WBは、センス増幅イネーブル信号SENが活性化された後に、所定時間の間活性化される。図3に示すように、この信号は、センスブロック22−1<1:m>、22−2<1−m>に提供される。   The control signal generator 30 selectively activates the sense amplification enable signal SEN and the write back signal WB in response to the active signal ACT. Specifically, the write back signal WB is activated for a predetermined time after the sense amplification enable signal SEN is activated. As shown in FIG. 3, this signal is provided to sense blocks 22-1 <1: m>, 22-2 <1-m>.

また、図3に示すように、第1の相補的なデータラインD1、D1Bと第2の相補的なデータラインD2、D2Bがある。第1の相補的なデータラインD1、D1Bはセンスブロック22−2<1:m>に接続され、第2の相補的なデータラインD2、D2Bはセンスブロック22−1<1:m>に接続される。   Also, as shown in FIG. 3, there are first complementary data lines D1, D1B and second complementary data lines D2, D2B. The first complementary data lines D1 and D1B are connected to the sense block 22-2 <1: m>, and the second complementary data lines D2 and D2B are connected to the sense block 22-1 <1: m>. Is done.

ロウデコーダ24、コラムデコーダ26、ビットライン選択回路28、制御信号発生器30、及び命令デコーダ32の構成については、この技術分野に熟練した人であれば、よく理解できるであろう。よって、このような構成要素の詳細な回路構成例についての説明は省略する。   Those skilled in the art will be able to understand the configurations of the row decoder 24, the column decoder 26, the bit line selection circuit 28, the control signal generator 30, and the instruction decoder 32. Therefore, the description about the detailed circuit structural example of such a component is abbreviate | omitted.

図3の偶数ビットライン選択器20−1と奇数ビットライン選択器20−2との例は、図4A及び図4Bを参照して以下に説明する。特に、図4Aは偶数ビットライン選択器20−1の例を示す回路図であり、図4Bは奇数ビットライン選択器20−2の例を示す回路図である。   Examples of the even bit line selector 20-1 and the odd bit line selector 20-2 of FIG. 3 will be described below with reference to FIGS. 4A and 4B. In particular, FIG. 4A is a circuit diagram showing an example of an even bit line selector 20-1, and FIG. 4B is a circuit diagram showing an example of an odd bit line selector 20-2.

図4Aに示すように、このような例の偶数ビットライン選択器は、それぞれ偶数番号を有する一対のビットラインBL2/BLB2、BL4/BLB4、...、BLk/BLBkと相補的なセンスビットラインSBL2/SBL2Bとの間に接続された偶数番号を有する一対のNMOSトランジスタN18−2、N18−4、...、N18−kを含む。既に説明したように、相補的なセンスビットラインSBL2/SBL2Bは、対応するセンスブロック22−1に接続される。偶数番号を有する一対のNMOSトランジスタN18−2、N18−4、...、N18−kのゲートは、それぞれビットライン選択信号BS<1:k/2>に接続される。前述のように、ビットライン選択信号BS<1:k/2>は、ビットライン選択信号発生器28によって発生される。図4Aの偶数ビットライン選択器は、ビットライン選択信号BS<1:k/2>に応答して、偶数番号を有する一対のビットラインBL2/BLB2、BL4/BLB4、...、BLk/BLBk中の一対を相補的なセンスビットラインSBL2/SBL2Bに選択的に接続する。   As shown in FIG. 4A, the even bit line selector in such an example includes sense bit lines complementary to a pair of bit lines BL2 / BLB2, BL4 / BLB4,..., BLk / BLBk, each having an even number. A pair of NMOS transistors N18-2, N18-4,..., N18-k having even numbers connected between SBL2 / SBL2B are included. As already described, the complementary sense bit lines SBL2 / SBL2B are connected to the corresponding sense block 22-1. The gates of a pair of NMOS transistors N18-2, N18-4,..., N18-k having even numbers are connected to bit line selection signals BS <1: k / 2>, respectively. As described above, the bit line selection signal BS <1: k / 2> is generated by the bit line selection signal generator 28. The even bit line selector of FIG. 4A responds to the bit line selection signal BS <1: k / 2> with a pair of bit lines BL2 / BLB2, BL4 / BLB4,..., BLk / BLBk having even numbers. A pair of them are selectively connected to complementary sense bit lines SBL2 / SBL2B.

図4Bの奇数番目ビットライン選択器は、それぞれ奇数番号を有する一対のビットラインBL1/BLB1、BL3/BLB3、...、BLk−1/BLBk−1と相補的なセンスビットラインSBL1/SBL1Bとの間に接続された奇数番号を有する一対のNMOSトランジスタN18−1、N18−3、...、N18−k−1を具備する。前述のように、相補的なセンスビットラインSBL1/SBL1Bは、対応するセンスブロック22−2と接続される。奇数番号を有する一対のNMOSトランジスタN18−1、N18−3、...、N18−(k−1)のゲートは、それぞれビットライン選択信号発生器28によって発生されるビットライン選択信号BS<1:k/2>に接続される。図4Bの奇数番目ビットライン選択器は、ビットライン選択信号BS<1:k/2>に応答して、奇数番号を有する一対のビットラインBL1/BLB1、BL3/BLB3、...、BLk−1/BLBk−1中の一対を相補的なセンスビットラインSBL1/SBL1Bに選択的に接続する。   4B includes a pair of bit lines BL1 / BLB1, BL3 / BLB3,..., BLk−1 / BLBk−1 each having an odd number and sense bit lines SBL1 / SBL1B complementary to each other. , N18-k-1 having a pair of odd-numbered NMOS transistors N18-1, N18-3,. As described above, the complementary sense bit lines SBL1 / SBL1B are connected to the corresponding sense block 22-2. The gates of a pair of NMOS transistors N18-1, N18-3,..., N18- (k-1) having odd numbers are respectively connected to the bit line selection signal BS <1 generated by the bit line selection signal generator 28. : K / 2>. The odd-numbered bit line selector of FIG. 4B responds to the bit line selection signal BS <1: k / 2> with a pair of bit lines BL1 / BLB1, BL3 / BLB3,..., BLk− having odd numbers. A pair in 1 / BLBk-1 is selectively connected to complementary sense bit lines SBL1 / SBL1B.

図5は、図3のセンスブロック22−1<1:m>中の1つの例を示す回路図である。図3のセンスブロック22−2<1:m>もこれらと同様の構成を有する。   FIG. 5 is a circuit diagram showing one example in the sense block 22-1 <1: m> of FIG. The sense block 22-2 <1: m> in FIG. 3 has the same configuration.

図5に示すように、センスブロック22−1は、相補的なセンスビットSBL2/SBL2B(図3と図4を参照)の間に接続され、レベル制限器LM1、LM2、センス増幅器SA、ライトバックゲートWBG、ラッチLA、及びコラム選択ゲートCSGを具備する。   As shown in FIG. 5, the sense block 22-1 is connected between complementary sense bits SBL2 / SBL2B (see FIG. 3 and FIG. 4), and includes level limiters LM1, LM2, sense amplifier SA, write back. A gate WBG, a latch LA, and a column selection gate CSG are provided.

レベル制限器LM1は、センスビットラインSBL2の電圧と制限電圧VBLRとを比べる比較器COM2を具備し、比較器COM2の出力に応答し、センスビットラインSBL2の電圧が制限電圧VBLRを超過しないように制限するNMOSトランジスタN10を具備する。同様に、レベル制限器LM2は、センスビットラインSBL2Bの電圧と制限電圧VBLRとを比べる比較器COM3と比較器COM3の出力に応答してセンスビットラインSBL2Bの電圧が制限電圧VBLRを超過しないように制限するNMOSトランジスタN11を具備する。   The level limiter LM1 includes a comparator COM2 that compares the voltage of the sense bit line SBL2 with the limit voltage VBLR so that the voltage of the sense bit line SBL2 does not exceed the limit voltage VBLR in response to the output of the comparator COM2. A limiting NMOS transistor N10 is provided. Similarly, the level limiter LM2 prevents the voltage of the sense bit line SBL2B from exceeding the limit voltage VBLR in response to the outputs of the comparator COM3 and the comparator COM3 that compare the voltage of the sense bit line SBL2B and the limit voltage VBLR. A limiting NMOS transistor N11 is provided.

センス増幅器SAは、センスイネーブル信号SENによってイネーブルされ、センスビットラインSBL2、SBL2Bからの電流Ic、Icbにそれぞれ対応する電圧を発生する。これらの電圧が比較されて、その比較の結果は、図5のノード「a」に論理値として出力される。例えば、センスビットラインSBL2と接続されるフローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルMCが論理値「1」を有し、センスビットラインSBL2Bに接続される相補的なトランジスタセルMCBが論理値「0」を有する場合を考えると、電流Icは電流Icbよりも大きくなる。これはトランジスタセルMCのスレッショルド電圧が相補的なトランジスタセルMCよりも小さいからである。この場合には、「0」に相当する論理値の電圧がノード「a」に出力される。   The sense amplifier SA is enabled by the sense enable signal SEN and generates voltages corresponding to the currents Ic and Icb from the sense bit lines SBL2 and SBL2B, respectively. These voltages are compared, and the result of the comparison is output as a logical value to the node “a” in FIG. For example, the floating body transistor capacitorless memory cell MC connected to the sense bit line SBL2 has a logical value “1”, and the complementary transistor cell MCB connected to the sense bit line SBL2B has a logical value “0”. Considering the case of having the current, the current Ic is larger than the current Icb. This is because the threshold voltage of the transistor cell MC is smaller than that of the complementary transistor cell MC. In this case, a voltage having a logical value corresponding to “0” is output to the node “a”.

ラッチ回路LAは、供給電圧V1、V2によって駆動されるインバータI3、I4を含み、ラッチノード「b」をラッチノード「a」と反対の論理レベルに駆動する。供給電圧V1は、相補的なトランジスタのセルMC、MCB中の1つにデータ「1」を書き込む動作を行うために用いられた正電圧であり、供給電圧V2は、相補的なトランジスタのセルMC、MCB中における他の1つにデータ「0」を書き込む動作を行うために用いられた負電圧である。例えば、書き込み「1」及び書き込み「0」に対するドレイン電圧Vd値は、前掲の表1に例示されている。この例では、供給電圧V1は約1.5V、供給電圧V2は約−1.5Vにされる。   The latch circuit LA includes inverters I3 and I4 driven by supply voltages V1 and V2, and drives the latch node “b” to a logic level opposite to that of the latch node “a”. The supply voltage V1 is a positive voltage used to write data “1” in one of the complementary transistor cells MC and MCB, and the supply voltage V2 is the complementary transistor cell MC. , A negative voltage used to perform an operation of writing data “0” to the other one in the MCB. For example, the drain voltage Vd values for writing “1” and writing “0” are illustrated in Table 1 above. In this example, the supply voltage V1 is about 1.5V and the supply voltage V2 is about -1.5V.

ライトバックゲートWBGは、ノード「a」とセンスビットラインSBL2Bとの間に接続されたNMOSトランジスタN12と、ノード「b」とセンスビットラインSBL2との間に接続されたNMOSトランジスタN13とを含む。ライトバックゲートWBGは、ライトバック信号WB(図3の制御回路発生器30から提供される)によって書き込み動作でイネーブルされ、ノード「a」及び「b」からのデータをセンスビットラインSBL2B、SBL2にそれぞれ伝送する。   Write back gate WBG includes an NMOS transistor N12 connected between node “a” and sense bit line SBL2B, and an NMOS transistor N13 connected between node “b” and sense bit line SBL2. The write back gate WBG is enabled in a write operation by a write back signal WB (provided from the control circuit generator 30 of FIG. 3), and the data from the nodes “a” and “b” is applied to the sense bit lines SBL2B, SBL2. Transmit each.

コラム選択ゲートCSGは、ノード「a」とデータラインD2Bとの間に接続されたNMOSトランジスタN14と、データラインD2とノード「b」との間に接続されたNMOSトランジスタN15とを含む。コラム選択ゲートWBGは、コラム選択信号CSL(図3のコラムデコーダから提供される)によって読み出し動作と書き込み動作でイネーブルされ、ノード「a」及び「b」のデータをデータラインD2B、D2にそれぞれ伝送する。   Column select gate CSG includes an NMOS transistor N14 connected between node "a" and data line D2B, and an NMOS transistor N15 connected between data line D2 and node "b". The column selection gate WBG is enabled in a read operation and a write operation by a column selection signal CSL (provided from the column decoder of FIG. 3), and transmits data of nodes “a” and “b” to the data lines D2B and D2, respectively. To do.

図6は、図5のセンス増幅器SAの例を示す回路図である。図示したように、センス増幅器SAは、電圧変換器CV1、CV2及び比較器COM4を含む。電圧変換器CV1のノード「b1」は図5のレベル制限器LM1に接続され、電圧変換器CV2のノード「b2」は図5のレベル制限器LM2に接続される。   FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of the sense amplifier SA of FIG. As shown, the sense amplifier SA includes voltage converters CV1, CV2 and a comparator COM4. The node “b1” of the voltage converter CV1 is connected to the level limiter LM1 of FIG. 5, and the node “b2” of the voltage converter CV2 is connected to the level limiter LM2 of FIG.

電圧変換器CV1、CV2は、それぞれセンスイネーブル信号SENによってイネーブルされる電流ソースとして動作するPMOSトランジスタP1、電流ミラーとして動作するPMOSトランジスタP2、P3、及びダイオードとして動作するNMOSトランジスタN16を具備する。センスビットライン電流Ic、Icbが比較器COM4のそれぞれの入力Sn、SnBに電圧として反映される。比較器COM4は、上述の図5のノード「a」に比較結果(論理「1」または「0」)を出力する。   The voltage converters CV1 and CV2 each include a PMOS transistor P1 that operates as a current source enabled by a sense enable signal SEN, PMOS transistors P2 and P3 that operate as a current mirror, and an NMOS transistor N16 that operates as a diode. The sense bit line currents Ic and Icb are reflected as voltages on the respective inputs Sn and SnB of the comparator COM4. The comparator COM4 outputs the comparison result (logic “1” or “0”) to the node “a” in FIG.

図3から図6を参照しながらメモリ装置の動作を説明する。まず、「アクティブ」動作においてワードラインWLが活性化され、ビットセンスラインSBL1、SBL2が選択されることを説明する。アクティブ動作は、書き込みまたは読み出しの動作が行われる前に先に実行される。書き込み及び読み出しの動作を順に説明する。   The operation of the memory device will be described with reference to FIGS. First, it will be described that the word line WL is activated and the bit sense lines SBL1 and SBL2 are selected in the “active” operation. The active operation is executed first before the write or read operation is performed. The writing and reading operations will be described in order.

アクティブ動作において、ロウデコーダ24は、アクティブ命令ACTと第1ローアドレス信号RA1に応答して、ワードラインWL中の1つをアクティブ(ハイ状態)状態にする。また、ビットライン選択信号発生器28は、アクティブ命令ACTと第2ローアドレスRA2に応答して、ビットライン選択信号BS<1:k/2>中の1つを活性化させる。これに応答して、偶数ビットライン選択器20−1は、偶数番号を有する複数対のビットラインBL/BLB中の一対をセンスビットラインSBL2、SBL2Bに接続し、奇数ビットライン選択器20−1は、奇数番号を有する複数対のビットラインBL/BLB中の1対をセンスビットラインSBL1、SBL1Bに接続する。制御信号発生器30は、センスイネーブル信号SENとライトバック信号WBを活性化させる。活性化されたセンスイネーブル信号SENに応答して、それぞれのセンスブロック22−1、22−2からセンス増幅器SAがイネーブルされ、これによって選択された一対のセンスビットラインSBL/SBLB間の電流差が増幅され、ラッチ回路LAのノード「a」及び「b」に相補的な電圧が現れる。活性化されたライトバック信号WBに応答して、センスブロック22−1、22−2は、これらの相補的な電圧を選択された一対のセンスビットラインSBL/SBLBに戻す。このような方法によって、リフレッシュ動作が実行される。   In the active operation, the row decoder 24 activates one of the word lines WL in an active (high state) state in response to the active command ACT and the first row address signal RA1. The bit line selection signal generator 28 activates one of the bit line selection signals BS <1: k / 2> in response to the active command ACT and the second row address RA2. In response to this, the even bit line selector 20-1 connects a pair of the plurality of bit lines BL / BLB having even numbers to the sense bit lines SBL2, SBL2B, and the odd bit line selector 20-1. Connects a pair of bit lines BL / BLB having odd numbers to the sense bit lines SBL1, SBL1B. The control signal generator 30 activates the sense enable signal SEN and the write back signal WB. In response to the activated sense enable signal SEN, the sense amplifiers SA are enabled from the respective sense blocks 22-1 and 22-2, and a current difference between the pair of sense bit lines SBL / SBLB selected thereby is obtained. Amplified and complementary voltages appear at nodes “a” and “b” of latch circuit LA. In response to the activated write-back signal WB, the sense blocks 22-1 and 22-2 return these complementary voltages to the selected pair of sense bit lines SBL / SBLB. The refresh operation is executed by such a method.

書き込み動作において、命令デコーダ32は、書き込み命令WRをデコードし、コラムデコーダ26は、書き込み命令WRとコラムアドレスCAに応答して、コラム選択ラインCSL<1:m>中の1つを活性化する。その結果として、対応するコラム選択ゲートCSGがオープンされ、データラインD1/D1B、D2/D2B上の相補的な書き込みデータが、活性化された選択ラインCSLと接続されたセンスブロック22−1、22−2のラッチLAの「a」及び「b」ノードに伝送される。また、ライトバック信号WBは、センスブロック22−1、22−2のラッチLAの「a」及び「b」ノードからの相補的な書き込みデータが選択された一対のセンスビットラインSBL/SBLBに伝送されるようにイネーブルされる。   In the write operation, the instruction decoder 32 decodes the write instruction WR, and the column decoder 26 activates one of the column selection lines CSL <1: m> in response to the write instruction WR and the column address CA. . As a result, the corresponding column selection gate CSG is opened, and the complementary write data on the data lines D1 / D1B and D2 / D2B are sense blocks 22-1, 22 connected to the activated selection line CSL. -2 latch LA is transmitted to the “a” and “b” nodes. The write back signal WB is transmitted to a pair of sense bit lines SBL / SBLB in which complementary write data from the “a” and “b” nodes of the latches LA of the sense blocks 22-1 and 22-2 are selected. Enabled.

例えば、データ「1」が奇数番号を有する一対のビットラインBL/BLBに接続された選択された単位メモリセルに書き込まれる場合、「ハイ」レベル電圧がデータラインD1に印加され、「ロー」レベル電圧がデータラインD1Bに印加される。このように、「ハイ」レベル電圧が対応するラッチLAのノード「b」に印加され、「ロー」レベル電圧が対応するラッチLAのノード「a」に印加される。「ハイ」レベル電圧よりも大きい値を有する供給電圧V1がセンスビットラインSBL1に印加され、「ロー」レベル電圧よりも小さい値を有する供給電圧V2がセンスビットラインSBL1Bに印加される。このように、フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルMCは、センスビットラインSBL1に接続されてデータ「1」を保持し、フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルMCは、センスビットラインSBL1Bに接続されてデータ「0」を保持する。この実施形態の例において、この相補的なデータは、単位メモリセルでデータ「1」を示す。   For example, when data “1” is written to a selected unit memory cell connected to a pair of bit lines BL / BLB having odd numbers, a “high” level voltage is applied to the data line D1, and a “low” level is applied. A voltage is applied to the data line D1B. Thus, a “high” level voltage is applied to node “b” of the corresponding latch LA, and a “low” level voltage is applied to node “a” of the corresponding latch LA. A supply voltage V1 having a value larger than the “high” level voltage is applied to the sense bit line SBL1, and a supply voltage V2 having a value smaller than the “low” level voltage is applied to the sense bit line SBL1B. In this manner, the floating body transistor type capacitorless memory cell MC is connected to the sense bit line SBL1 and holds data “1”, and the floating body transistor type capacitorless memory cell MC is connected to the sense bit line SBL1B. Data “0” is held. In the example of this embodiment, the complementary data indicates data “1” in the unit memory cell.

読み出し動作において、命令デコーダ32は、読み出し命令RDをデコードし、コラムデコーダ26は、読み出し命令RD及びコラムアドレスCAに応答してコラム選択ラインCSL<1:m>中の1つを活性化させる。その結果として、対応するコラム選択ゲートCSGがオープンされ、相補的な読み出しデータが活性化された選択ラインCSLに接続されたセンスブロック22−1、22−2のラッチLAのノード「a」及び「b」からデータラインD1/D1B、D2/D2Bに伝送される。   In the read operation, the instruction decoder 32 decodes the read instruction RD, and the column decoder 26 activates one of the column selection lines CSL <1: m> in response to the read instruction RD and the column address CA. As a result, the corresponding column selection gate CSG is opened and the nodes “a” and “a” of the latch LA of the sense blocks 22-1 and 22-2 connected to the selection line CSL in which complementary read data is activated. b "to the data lines D1 / D1B and D2 / D2B.

上述の実施形態において、相補的なフローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルは、それぞれの単位メモリセルを定義するように用いられる。このように、この実施形態は、高集積キャパシタレスメモリセル構造の長所を提供し、また、同時にトランジスタセルの論理値を読み出しするための基準(またはダミー)セル、基準電流生成器、及びその他の従来回路を扶養とする。また、基準セルが要らないので、基準セルをリフレッシュする時間も必要としない。   In the above embodiment, complementary floating body transistor capacitorless memory cells are used to define each unit memory cell. Thus, this embodiment provides the advantages of a highly integrated capacitorless memory cell structure, and at the same time, a reference (or dummy) cell for reading the logic value of the transistor cell, a reference current generator, and other Depends on conventional circuits. Also, since no reference cell is required, no time is required for refreshing the reference cell.

図3〜図6に例示された実施形態において、データラインDL1/DLB1、DL2/DLB2は、それぞれ相補的なフローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルに書き込みデータを書き込み、該メモリセルからデータを読み出すために用いられる。他の実施形態は、図7と図8に例示されるように、分離した読み出しデータラインと書き込みデータラインとを提供する。   In the embodiment illustrated in FIGS. 3-6, the data lines DL1 / DLB1, DL2 / DLB2 are used to write data to and read data from complementary floating body transistor capacitorless memory cells, respectively. Used for. Other embodiments provide separate read data lines and write data lines, as illustrated in FIGS.

図7は、本発明によるさらに他の実施形態におけるメモリ装置のブロック図である。図7に例示された実施形態は、複数のメモリブロックBLK<1:i>とこれに接続された回路については図3に例示された構成と同様であるが、データライン構造、読み出しデータラインRD1/RD1B、RD2/RD2Bと書き込みデータラインWD1、WD2については図3に例示された構成と相違する.図7のコラム選択器26’は、分離した読み出しコラム選択ラインRCSL<1:m>と書き込みコラム選択ラインWCSL<1:m>を具備することを除けば、図3と等しい。   FIG. 7 is a block diagram of a memory device according to still another embodiment of the present invention. In the embodiment illustrated in FIG. 7, the plurality of memory blocks BLK <1: i> and circuits connected thereto are the same as those illustrated in FIG. 3, but the data line structure, read data line RD <b> 1 are the same. / RD1B, RD2 / RD2B and write data lines WD1, WD2 are different from the configuration illustrated in FIG. The column selector 26 'of FIG. 7 is the same as FIG. 3 except that it includes a separate read column select line RCSL <1: m> and write column select line WCSL <1: m>.

次の詳細な記述内容を除けば、図7の実施形態は図3の実施形態と類似している。2つの図面間において同一要素は同一数字で示しており、2つの実施形態間の共通部分の詳しい説明は重複を避けるために省略する。   Except for the following detailed description, the embodiment of FIG. 7 is similar to the embodiment of FIG. The same elements are denoted by the same numerals in the two drawings, and detailed description of common parts between the two embodiments is omitted to avoid duplication.

図7を参照すると、メモリ装置は、各メモリブロックBLK<1:i>を挟むように、各メモリブロックBLK<1:i>から見て互いに反対側に位置するセンスブロック22−1<1:m>とセンスブロック22−2’<1:m>を具備する。図3の実施形態によれば、センスブロック22−1’<1:m>’は対応する偶数ビットライン選択器20−1<1:m>と接続され、センスブロック22−2<1:m>’は対応する奇数ビットライン選択器20−2<1:m>に接続されている。また、図3の実施形態とは異なって、センスブロック22−1<1:m>’は、読み出しデータラインRD2/RD2Bと書き込みデータラインWD2に接続され、センスブロック22−2<1:m>’は、読み出しデータラインRD1/RD1Bと書き込みデータラインWD1に接続される。   Referring to FIG. 7, the memory device includes sense blocks 22-1 <1: located on opposite sides of each memory block BLK <1: i> so as to sandwich each memory block BLK <1: i>. m> and sense block 22-2 ′ <1: m>. According to the embodiment of FIG. 3, the sense block 22-1 ′ <1: m> ′ is connected to the corresponding even bit line selector 20-1 <1: m> and the sense block 22-2 <1: m>. > 'Is connected to the corresponding odd bit line selector 20-2 <1: m>. Further, unlike the embodiment of FIG. 3, the sense block 22-1 <1: m> ′ is connected to the read data line RD2 / RD2B and the write data line WD2, and the sense block 22-2 <1: m>. 'Is connected to the read data line RD1 / RD1B and the write data line WD1.

図8は、図7に示すセンスブロック22−11’の例を示す回路図である。それぞれのメモリブロックBLKにおける残りのセンスブロック22−1<2:m>’、22−2<1:m>’も同様に構成される。   FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of the sense block 22-11 'shown in FIG. The remaining sense blocks 22-1 <2: m> ′ and 22-2 <1: m> ′ in the respective memory blocks BLK are similarly configured.

図8を参照すると、センスブロック22−11’は、レベル制限器LM1、LM2、センス増幅器SA、ラッチ回路LA、及びライトバックゲートWBGを具備する。このような要素は、図5において既に説明された同一番号要素と類似する。   Referring to FIG. 8, the sense block 22-11 'includes level limiters LM1 and LM2, a sense amplifier SA, a latch circuit LA, and a write back gate WBG. Such elements are similar to the identically numbered elements already described in FIG.

さらに、センスブロック22−11’は、読み出しコラム選択ゲートRCSGと書き込みコラム選択ゲートWCSGとを具備する。   Further, the sense block 22-11 'includes a read column selection gate RCSG and a write column selection gate WCSG.

読み出しコラム選択ゲートRCSGは、読み出しデータラインRD2と基準電位(例えば、接地)との間に接続されたNMOSトランジスタN19、N20と、読み出しデータラインRD2Bと基準電位との間に接続されたNMOSトランジスタN21、N22とを具備する。NMOSトランジスタN19、N21は、読み出しコラム選択信号RCSLに接続される。NMOSトランジスタN20はラッチ回路LAのノード「b」に接続され、NMOSトランジスタN22はラッチ回路LAのノード「a」に接続されている。   The read column selection gate RCSG includes NMOS transistors N19 and N20 connected between the read data line RD2 and a reference potential (for example, ground), and an NMOS transistor N21 connected between the read data line RD2B and the reference potential. , N22. The NMOS transistors N19 and N21 are connected to the read column selection signal RCSL. The NMOS transistor N20 is connected to the node “b” of the latch circuit LA, and the NMOS transistor N22 is connected to the node “a” of the latch circuit LA.

書き込みコラム選択ゲートWCSGは、書き込みデータラインWD2とラッチ回路LAのノード「b」との間に接続されたNMOSトランジスタN23を含む。NMOSトランジスタN3は、書き込みコラム選択ラインWCSLに接続されている。   Write column select gate WCSG includes an NMOS transistor N23 connected between write data line WD2 and node “b” of latch circuit LA. The NMOS transistor N3 is connected to the write column selection line WCSL.

図7及び図8のメモリ装置の動作を次に説明する。アクティブ動作時に、ロウデコーダ24は、アクティブ命令ACTと第1ローアドレス信号RA1に応答して、ワードラインWL中の1つを活性化(ハイ状態)させる。また、ビットライン選択信号発生器28は、アクティブ命令ACTと第2ローアドレスRA2に応答して、ビットライン選択信号BS<1:k/2>中の1つを活性化させる。その結果として、偶数ビットライン選択器20−1は、偶数番号を有する複数対のビットラインBL/BLB中の一対をセンスビットラインSBL2、SBL2Bに接続し、奇数ビットライン選択器20−2は、奇数番号を有する複数対のビットラインBL/BLB中の1対をセンスビットラインSBL1、SBL1Bに接続する。制御信号発生器30は、センスイネーブル信号SENと書き込みバック信号WBを活性化する。活性化されたセンスイネーブル信号SENに応答して、それぞれのセンスブロック22−1<1:m>’、22−2<1:m>’に配置されたセンス増幅器SAがイネーブルされ、これによって、選択された一対のセンスビットラインSBL/SBLS間の電流差が増幅され、これがラッチ回路LAのノード「a」及び「b」に相補的な電圧として現れる。活性化されたライトバック信号WBに応答して、センスブロック22−1<1:m>’、22−2<1:m>’は、相補的な電圧を選択された一対のセンスビットラインSBL/SBLBに戻す。このような方法で、リフレッシュ動作が実行される。   Next, the operation of the memory device of FIGS. 7 and 8 will be described. During the active operation, the row decoder 24 activates (high state) one of the word lines WL in response to the active command ACT and the first row address signal RA1. The bit line selection signal generator 28 activates one of the bit line selection signals BS <1: k / 2> in response to the active command ACT and the second row address RA2. As a result, the even bit line selector 20-1 connects a pair of the plurality of bit lines BL / BLB having even numbers to the sense bit lines SBL2, SBL2B, and the odd bit line selector 20-2 One pair of a plurality of pairs of bit lines BL / BLB having odd numbers is connected to the sense bit lines SBL1 and SBL1B. The control signal generator 30 activates the sense enable signal SEN and the write back signal WB. In response to the activated sense enable signal SEN, the sense amplifiers SA arranged in the respective sense blocks 22-1 <1: m> ′ and 22-2 <1: m> ′ are enabled, thereby The current difference between the selected pair of sense bit lines SBL / SBLS is amplified and appears as a complementary voltage at the nodes “a” and “b” of the latch circuit LA. In response to the activated write-back signal WB, the sense blocks 22-1 <1: m> ′ and 22-2 <1: m> ′ have a pair of sense bit lines SBL selected with complementary voltages. Return to / SBLB. The refresh operation is executed by such a method.

書き込み動作時に、命令デコーダ32は書き込み命令WRをデコードし、コラムデコーダ26は書き込み命令WRとコラムアドレスCAに応答して書き込みコラム選択ラインWCSL<1:m>中の1つを活性化する。その結果、対応する書き込みコラム選択ゲートWCSGがオープンとなり、書き込みデータラインWD1、WD2における書き込みデータがセンスブロック22−1<1:m>’のラッチ回路LAのノード「b」に伝送される。この際に相補的なデータがラッチ回路LAの動作によって自動的にノード「a」に現れる。さらに、ライトバック信号WBは、センスブロック22−1<1:m>’、22−2<1:m>’のラッチ回路LAのノード「a」及び「b」から選択された一対のセンスビットラインSBL/SBLBに相補的な書き込みデータを伝送されるように活性化される。   In the write operation, the instruction decoder 32 decodes the write instruction WR, and the column decoder 26 activates one of the write column selection lines WCSL <1: m> in response to the write instruction WR and the column address CA. As a result, the corresponding write column selection gate WCSG is opened, and the write data in the write data lines WD1 and WD2 is transmitted to the node “b” of the latch circuit LA of the sense block 22-1 <1: m> ′. At this time, complementary data automatically appears at the node “a” by the operation of the latch circuit LA. Further, the write-back signal WB is a pair of sense bits selected from the nodes “a” and “b” of the latch circuit LA of the sense blocks 22-1 <1: m> ′ and 22-2 <1: m> ′. It is activated to transmit write data complementary to the line SBL / SBLB.

読み出し動作時に、命令デコーダ32は、読み出し命令RDをデコードし、コラムデコーダ26は、読み出し命令RDとコラムアドレスCAに応答して読み出しコラム選択ラインRCSL<1:m>中の1つを活性化する。これにより、対応する読み出しコラム選択ゲートRCSGがオープンとなり、相補的な読み出しデータが活性化された読み出しコラム選択ラインRCSLに接続されたセンスブロック22−1<1:m>’、22−2<1:m>’のラッチ回路LAの「a」及びノード「b」から読み出しデータラインRD1/RD1B、RD2/RD2Bに伝送される。   During the read operation, the instruction decoder 32 decodes the read instruction RD, and the column decoder 26 activates one of the read column selection lines RCSL <1: m> in response to the read instruction RD and the column address CA. . As a result, the corresponding read column selection gate RCSG is opened, and the sense blocks 22-1 <1: m> ′ and 22-2 <1 connected to the read column selection line RCSL in which complementary read data is activated. Is transmitted from the “a” and the node “b” of the latch circuit LA of m> ′ to the read data lines RD1 / RD1B and RD2 / RD2B.

上述の実施形態において、相補的フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルMCが単位メモリセルを構成し、それぞれのメモリブロック内の相補的なビットラインBL/BLBに相互に配置される。図9は、「オープンビットライン」を示し、相補的フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルは他のメモリブロックに配置されている。   In the above-described embodiment, the complementary floating body transistor type capacitorless memory cells MC constitute a unit memory cell and are mutually arranged on the complementary bit lines BL / BLB in each memory block. FIG. 9 shows an “open bit line”, in which complementary floating body transistor capacitorless memory cells are arranged in other memory blocks.

図9は、本発明の実施形態によるフローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルメモリ装置のブロック図である。   FIG. 9 is a block diagram of a floating body transistor capacitorless memory cell memory device according to an embodiment of the present invention.

図9のメモリ装置は、内部に複数のサブアレイブロックSBLK1<1:m>、複数のサブアレイブロックSBLK2<1:m>を具備したメモリセルアレイブロックBLK2、複数のビットライン及び反転ビットラインBL選択器20−1<1:m>’、20−2<1:m>’、複数のセンスブロック22−2<1:m>、ロウデコーダ24、コラムデコーダ26、ビットライン選択信号生成器28’、制御信号生成器30、及び命令デコーダ32を含むメモリセルアレイブロックBLK1を具備する。   9 includes a memory cell array block BLK2 having a plurality of subarray blocks SBLK1 <1: m> and a plurality of subarray blocks SBLK2 <1: m> therein, a plurality of bit lines and an inverted bit line BL selector 20. -1 <1: m> ', 20-2 <1: m>', multiple sense blocks 22-2 <1: m>, row decoder 24, column decoder 26, bit line selection signal generator 28 ', control A memory cell array block BLK1 including a signal generator 30 and an instruction decoder 32 is provided.

メモリセルアレイブロックBLK1、BLK2は、共にメモリの単一ブロックを構成する。図9では簡単化のために単一のメモリブロックのみが示されているが、メモリ装置は、同一構成で複数のメモリブロックを具備する。   The memory cell array blocks BLK1 and BLK2 together constitute a single block of memory. Although only a single memory block is shown in FIG. 9 for simplicity, the memory device includes a plurality of memory blocks having the same configuration.

それぞれのメモリセルアレイブロックBLK1のサブアレイブロックSBLKは、複数の「正(true)」のフローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルMCを具備し、一方、それぞれのメモリセルアレイブロックBLK2のサブアレイブロックSBLKは、対応する複数の「相補的(complementary)」なフローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルMCを具備する。ここで、前述の実施形態とは異なって、正または相補的フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルMCは、それぞれの単位メモリセルを定義し、他のメモリセルブロックBLK1、BLK2に位置する。   The sub-array block SBLK of each memory cell array block BLK1 includes a plurality of “true” floating body transistor type capacitorless memory cells MC, while the sub-array block SBLK of each memory cell array block BLK2 corresponds to each sub-array block SBLK. A plurality of “complementary” floating body transistor type capacitorless memory cells MC are provided. Here, unlike the previous embodiment, the positive or complementary floating body transistor type capacitorless memory cell MC defines each unit memory cell and is located in the other memory cell blocks BLK1 and BLK2.

メモリセルアレイブロックBLK1のサブアレイブロックSBLK<1:m>は、同一の正ワードラインWL1を共有する。ここで、メモリセルアレイブロックBLK2のサブアレイブロックSBLK<1:m>は、同一の相補的な(complementary)ワードラインWL2を共有する。   The sub-array blocks SBLK <1: m> of the memory cell array block BLK1 share the same positive word line WL1. Here, the sub-array blocks SBLK <1: m> of the memory cell array block BLK2 share the same complementary word line WL2.

メモリセルアレイブロックBLK1のそれぞれのサブアレイブロックSBLKは複数の正ビットラインBL<1:k>を含み、メモリセルアレイブロックBLK2のそれぞれのサブアレイブロックSBLKは複数の相補的なビットラインBLB<1:k>を具備する。それぞれのビットラインBLと反転ビットラインBLBの対は一対のビットラインと称される。これによって、この実施形態の例において、一対のサブアレイブロックSBLKごとに、「k」対のビットラインが存在する。   Each subarray block SBLK of the memory cell array block BLK1 includes a plurality of positive bit lines BL <1: k>, and each subarray block SBLK of the memory cell array block BLK2 includes a plurality of complementary bitlines BLB <1: k>. It has. Each pair of bit line BL and inverted bit line BLB is referred to as a pair of bit lines. Thus, in the example of this embodiment, there are “k” pairs of bit lines for each pair of subarray blocks SBLK.

前述の実施形態でのように、「単位メモリセル」はビットラインBLと基準電位(例えば、接地)との間に接続される第1フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルによって定義される。単位メモリセルは、第1及び第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルの相補的なスレッショルド電圧状態によって示される論理値を保持する。すなわち、単位メモリセルのそれぞれにおいて、相補的な第1及び第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルは反対のスレッショルド電圧状態を有する。この実施形態の例において、フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルは、NMOS型トランジスタである。   As in the previous embodiment, a “unit memory cell” is defined by a first floating body transistor capacitorless memory cell connected between a bit line BL and a reference potential (eg, ground). The unit memory cell holds a logical value indicated by a complementary threshold voltage state of the first and second floating body transistor type capacitorless memory cells. That is, in each of the unit memory cells, the complementary first and second floating body transistor type capacitorless memory cells have opposite threshold voltage states. In the example of this embodiment, the floating body transistor capacitorless memory cell is an NMOS transistor.

それぞれの単位メモリセルの相補的な第1及び第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルは、正ワードラインWL1と相補的なワードラインWL2に接続される。   The complementary first and second floating body transistor type capacitorless memory cells of each unit memory cell are connected to the positive word line WL1 and the complementary word line WL2.

正ビットライン選択器20−1<1:m>’と反転ビットライン選択器20−2<1:m>’は、対応するセンスブロック22−1<1:m>を挟むようにメモリブロックBLK1、BLK2の間に配置されている。それぞれのビットライン選択器20−1’は正ビットラインBLと接続され、それぞれの反転奇数ビットライン選択器20−2は、反転ビットラインBLBに接続される。   The positive bit line selector 20-1 <1: m> ′ and the inverted bit line selector 20-2 <1: m> ′ have a memory block BLK1 so as to sandwich the corresponding sense block 22-1 <1: m>. , BLK2. Each bit line selector 20-1 'is connected to the positive bit line BL, and each inverted odd bit line selector 20-2 is connected to the inverted bit line BLB.

また、図3を参照すると、センスブロック22−1<1:m>は、それぞれ正ビットライン及び反転ビットライン選択器20−1<1:m>’、20−1<1:m>’に接続されている。特に、反転センスビットラインSBL1<1:m>、SBL1B<1:m>は、それぞれの正ビットライン及び反転ビットライン選択器20−2<1:m>’、20−1<1:m>’と対応するセンスブロック22−1<1:m>間に接続される。   Referring to FIG. 3, the sense blocks 22-1 <1: m> are respectively connected to the positive bit line and inverted bit line selectors 20-1 <1: m> ′ and 20-1 <1: m> ′. It is connected. In particular, the inverted sense bit lines SBL1 <1: m> and SBL1B <1: m> have their respective positive bit line and inverted bit line selectors 20-2 <1: m> ′, 20-1 <1: m>. And the corresponding sense block 22-1 <1: m>.

正及び反転ビットライン選択器20−1’、20−2’とセンスブロック22−1、22−2の例は以後に詳しく説明する。   Examples of the positive and inverted bit line selectors 20-1 'and 20-2' and the sense blocks 22-1 and 22-2 will be described in detail later.

命令デコーダ32は、命令信号COMに応答してアクティブ命令ACT、読み出し命令RD、書き込み命令WDを発生する。   The instruction decoder 32 generates an active instruction ACT, a read instruction RD, and a write instruction WD in response to the instruction signal COM.

ロウデコーダ24は、アクティブ命令ACTに応答して、第1ローアドレスRA1をデコードし、ワードラインWL中に対応する1つを活性化させる。   In response to the active command ACT, the row decoder 24 decodes the first row address RA1 and activates the corresponding one in the word line WL.

ビットライン選択信号発生器28’は、アクティブ命令ACTに応答して、第2ローアドレスRA2をデコードし、ビットライン選択信号BS<1:k>中の1つを活性化させる。ビットライン選択信号BS<1:k>は、図9に示すようにビットライン及び反転ビットライン選択器20−1<1:m>’、20−2<1:m>’に印加される。   In response to the active command ACT, the bit line selection signal generator 28 'decodes the second row address RA2 and activates one of the bit line selection signals BS <1: k>. As shown in FIG. 9, the bit line selection signals BS <1: k> are applied to the bit line and inverted bit line selectors 20-1 <1: m> 'and 20-2 <1: m>'.

コラムデコーダ26は、読み出し命令RD及び書き込み命令WRに応答してコラムアドレスCAをデコードし、対応するコラム選択信号CSL<1:m>中の1つ以上を活性化させる。コラム選択信号CSL<1:m>は、図9に示すようにそれぞれのセンスブロック22−1<1:m>に印加される。   The column decoder 26 decodes the column address CA in response to the read command RD and the write command WR, and activates one or more of the corresponding column selection signals CSL <1: m>. The column selection signal CSL <1: m> is applied to each sense block 22-1 <1: m> as shown in FIG.

制御信号発生器32は、アクティブ信号ACTに応答して、センス増幅イネーブル信号SENとライトバック信号WBとを選択的に活性化させる。特に、ライトバック信号WBは、センス増幅イネーブル信号SENが活性化された後に所定時間の間活性化される。図9に示すように、この信号はセンスブロック22−1<1:m>に印加される。   The control signal generator 32 selectively activates the sense amplification enable signal SEN and the write back signal WB in response to the active signal ACT. In particular, the write back signal WB is activated for a predetermined time after the sense amplification enable signal SEN is activated. As shown in FIG. 9, this signal is applied to the sense block 22-1 <1: m>.

また、図9に示すように相補的なデータラインD1、D1Bは、センスブロック22−2<1:m>に接続される。   Further, as shown in FIG. 9, the complementary data lines D1 and D1B are connected to the sense block 22-2 <1: m>.

図9の正及び反転ビットライン選択器20−1’、20−2’の例は図10A及び図10Bと係わって以後に説明する。特に、図10Aは正ビットライン選択器20−1’の例を示す回路図であり、図10Bは反転ビットライン選択器20−2’の例を示す回路図である。   Examples of the positive and inverted bit line selectors 20-1 'and 20-2' of FIG. 9 will be described later in connection with FIGS. 10A and 10B. In particular, FIG. 10A is a circuit diagram illustrating an example of a positive bit line selector 20-1 ', and FIG. 10B is a circuit diagram illustrating an example of an inverted bit line selector 20-2'.

図10Aに示すように、この例のビットライン選択器20−1は、それぞれ一対のビットラインBL<1:k>とセンスビットラインSBLとの間に接続されるNMOSトランジスタN19−<1:k>を具備する。NMOSトランジスタN19−<1:k>は、それぞれビットライン選択信号発生器28’によって生成されるビットライン選択信号BS<1:k>に接続される。正ビットライン選択器20−1は、ビットライン選択信号BS<1:k>中の1つを選択的にセントビットラインSBLに接続する。   As shown in FIG. 10A, the bit line selector 20-1 of this example includes NMOS transistors N19- <1: k connected between a pair of bit lines BL <1: k> and a sense bit line SBL, respectively. >. The NMOS transistors N19- <1: k> are connected to the bit line selection signals BS <1: k> generated by the bit line selection signal generator 28 ', respectively. The positive bit line selector 20-1 selectively connects one of the bit line selection signals BS <1: k> to the cent bit line SBL.

この例の反転ビットライン選択器20−2は、それぞれの一対の反転ビットラインBLB<1:k>と反転センスビットラインSBLBとの間に接続されるNMOSトランジスタN19−<1:k>を含む。NMOSトランジスタN19−<1:k>は、それぞれビットライン選択信号発生器28’によって生成されるビットライン選択信号BS<1:k>に接続される。反転ビットライン選択器20−21は、ビットライン選択信号BS<1:k>に応答して反転ビットラインBLB<1:k>中の1つを反転センスビットラインSBLBに選択的に接続する。   The inverted bit line selector 20-2 in this example includes NMOS transistors N19- <1: k> connected between each pair of inverted bit lines BLB <1: k> and the inverted sense bit line SBLB. . The NMOS transistors N19- <1: k> are connected to the bit line selection signals BS <1: k> generated by the bit line selection signal generator 28 ', respectively. The inverted bit line selector 20-21 selectively connects one of the inverted bit lines BLB <1: k> to the inverted sense bit line SBLB in response to the bit line selection signal BS <1: k>.

センスブロック22−1<1:m>は、上述の図6及び図6と同じ方法で構成される。   The sense block 22-1 <1: m> is configured in the same manner as in FIGS.

図9、10A、及び図10Bのメモリ装置の動作をさらに説明する。   The operation of the memory device of FIGS. 9, 10A, and 10B will be further described.

アクティブ動作において、ロウデコーダ24は、アクティブ命令ACTと第1ローアドレス信号RA1に応答して、ワードラインWL中の1つを活性化(ハイ状態で)させる。また、ビットライン選択信号発生器28は、アクティブ命令ACT及び第2ローアドレスRA2に応答して、ビットライン選択信号BS<1:k>中の1つを活性化させる。結果として、ビットライン選択器20−1は、ビットラインBL中の1つをセンスビットラインSBLに接続し、反転ビットライン選択器20−2は、反転ビットラインBLB中の1つを反転センスビットラインSBLに接続する。制御信号発生器30は、センスイネーブル信号SENとライトバック信号WBを活性化する。活性化されたセンスイネーブル信号SENに応答して、それぞれのセンスブロック22−1内のセンス増幅器SAはイネーブルされ、これによって、選択された一対のセンスビットラインSBL/SBLB間の電流差が増幅され、ラッチ回路LA(図5を参照)のノード「a」及び「b」に相補的な電圧として現れる。活性化されたライトバック信号WBに応答して、センスブロック22−1は、相補的な電圧を選択された一対のセンスビットラインSBL/SBLBに戻す。このような方法で、リフレッシュ動作が実行される。   In the active operation, the row decoder 24 activates (in a high state) one of the word lines WL in response to the active command ACT and the first row address signal RA1. The bit line selection signal generator 28 activates one of the bit line selection signals BS <1: k> in response to the active command ACT and the second row address RA2. As a result, the bit line selector 20-1 connects one of the bit lines BL to the sense bit line SBL, and the inverted bit line selector 20-2 selects one of the inverted bit lines BLB as an inverted sense bit. Connect to line SBL. The control signal generator 30 activates the sense enable signal SEN and the write back signal WB. In response to the activated sense enable signal SEN, the sense amplifiers SA in the respective sense blocks 22-1 are enabled, thereby amplifying the current difference between the selected pair of sense bit lines SBL / SBLB. , Appear as complementary voltages at nodes “a” and “b” of the latch circuit LA (see FIG. 5). In response to the activated write-back signal WB, the sense block 22-1 returns a complementary voltage to the selected pair of sense bit lines SBL / SBLB. The refresh operation is executed by such a method.

書き込み動作において、命令デコーダ32は、書き込み命令WRをデコードし、コラムデコーダ26は、書き込み命令WR及びコラムアドレスCAに応答してコラム選択ラインCSL<1:m>中の1つを活性化させる。この結果、対応するコラム選択ゲートCSGがオープンとなって(図5を参照)、データラインD1/D1B上の相補的な書き込みデータが活性化された選択ラインCSLに接続されたセンスブロック22−1のラッチLAのノード「a」及び「b」に伝送される。また、ライトバック信号WBは、センスブロック22−1のラッチLAのノード「a」及び「b」から相補的な書き込みデータを選択された一対のセンスビットラインSBL/SBLBに伝送するようにイネーブルさせる。   In the write operation, the instruction decoder 32 decodes the write instruction WR, and the column decoder 26 activates one of the column selection lines CSL <1: m> in response to the write instruction WR and the column address CA. As a result, the corresponding column selection gate CSG is opened (see FIG. 5), and the sense block 22-1 connected to the selection line CSL in which complementary write data on the data line D1 / D1B is activated. Are transmitted to the nodes “a” and “b” of the latch LA. The write-back signal WB is enabled to transmit complementary write data from the nodes “a” and “b” of the latch LA of the sense block 22-1 to the selected pair of sense bit lines SBL / SBLB. .

読み出し動作において、命令デコーダ32は読み出し命令RDをデコードし、コラムデコーダ26は読み出し命令RD及びコラムアドレスCAに応答してコラム選択ラインCSL<1:m>中の1つを活性化させる。この結果として、対応するコラム選択ゲートCSGがオープンとなって、反転読み出しデータが活性化された選択ラインCSLに接続されたセンスブロック22−1のラッチLAのノード「a」及び「b」からのデータラインD1/D1Bに伝送される。   In the read operation, the instruction decoder 32 decodes the read instruction RD, and the column decoder 26 activates one of the column selection lines CSL <1: m> in response to the read instruction RD and the column address CA. As a result, the corresponding column selection gate CSG is opened, and the nodes from the nodes “a” and “b” of the latch LA of the sense block 22-1 connected to the selection line CSL in which the inverted read data is activated. It is transmitted to the data line D1 / D1B.

本発明のさらに他の実施形態を図11の回路図を参考して説明する。図11の実施形態は、図7の実施形態が図3の実施形態の変形であるとともに、図9の実施形態を変形したものである。   Still another embodiment of the present invention will be described with reference to the circuit diagram of FIG. The embodiment of FIG. 11 is a modification of the embodiment of FIG. 9 while the embodiment of FIG. 7 is a modification of the embodiment of FIG.

すなわち、図11は、(a)図11が複数対のメモリブロックBLK<1:i>及びこれに関連する回路を示していること、(b)図11が他のデータライン構造(即ち、読み出しデータラインRD1/RD1B、書き込みデータラインWD1)を示していること、(c)図11のコラム選択器26’が分離した読み出しコラム選択ラインRCSL<1:m>と書き込みコラム選択ラインWCSL<1:m>を具備することを除けば、図9と等しい。   11 shows (a) FIG. 11 shows a plurality of pairs of memory blocks BLK <1: i> and circuits related thereto, and (b) FIG. 11 shows another data line structure (ie, read). (C) read column selection line RCSL <1: m> and write column selection line WCSL <1: separated by the column selector 26 'of FIG. Equivalent to FIG. 9 except that m>.

以下の説明を除けば、図11の実施形態は図9の実施形態と類似している。2つの図面において同一要素は同一番号で示し、重複を避けるために2つの実施形態間における共通部分の詳しい説明は省略する。   Except as described below, the embodiment of FIG. 11 is similar to the embodiment of FIG. In the two drawings, the same elements are denoted by the same numbers, and detailed description of common parts between the two embodiments is omitted to avoid duplication.

図11を参照すると、メモリ装置は、対応するビットライン及び反転ビットライン選択器20−1<1:m>’、20−2<1:m>’との間に位置するセンスブロック22−2<1:m>’を具備する。図9の実施形態のように、センスブロック22−2<1:m>’は、対応するセンスビットラインSBLと反転センスビットラインSBLBに接続されている。また、図9の実施形態とは異なるように、センスブロック22−2<1:m>’は、読み出しデータラインRD1、RD1B、及び書き込みデータラインWD1と接続されている。   Referring to FIG. 11, the memory device includes a sense block 22-2 positioned between a corresponding bit line and inverted bit line selector 20-1 <1: m> ′, 20-2 <1: m> ′. <1: m> ′. As in the embodiment of FIG. 9, the sense blocks 22-2 <1: m> ′ are connected to the corresponding sense bit lines SBL and inverted sense bit lines SBLB. Also, unlike the embodiment of FIG. 9, the sense block 22-2 <1: m> ′ is connected to the read data lines RD1, RD1B and the write data line WD1.

図11のセンスブロック22−2<1:m>は、図8と係わって既に説明されたような方法で構成される。   The sense block 22-2 <1: m> in FIG. 11 is configured in the manner already described in connection with FIG.

図11のメモリ装置の動作を次に説明する。アクティブ動作時に、ロウデコーダ24は、アクティブ命令ACT及び第1ローアドレス信号RA1に応答して、ワードラインWL中の1つを活性化(ハイ値として)させる。また、ビットライン選択信号発生器28’は、アクティブ命令ACTと第2ローアドレスRA2に応答して、ビットライン選択信号BS<1:k>中の1つを活性化させる。その結果、正ビットライン選択器20−1’は、ビットラインBL中の1つをセンスビットラインSBLと接続し、反転ビットライン選択器20−2’は、対応する反転ビットラインBLB中の1つを反転センスビットラインSBLに接続する。制御信号発生器30は、センスイネーブル信号SENとライトバック信号WBを活性化させる。活性化されたセンスイネーブル信号SENに応答して、それぞれのセンスブロック22−2内部のセンス増幅器SAがイネーブルされ、これによって、選択された一対のセンスビットラインSBL/SBLB間の電流差が増幅され、ラッチ回路LA(図5参照)のノード「a」及び「b」に相補的な電圧が現れる。活性化されたライトバック信号WBに応答して、センスブロック22−2は、これらの相補的な電圧を選択された一対のセンスビットラインSBL/SBLBに戻す。このような方法によりリフレッシュ動作が実行される。   Next, the operation of the memory device of FIG. 11 will be described. During the active operation, the row decoder 24 activates (sets as a high value) one of the word lines WL in response to the active command ACT and the first row address signal RA1. The bit line selection signal generator 28 'activates one of the bit line selection signals BS <1: k> in response to the active command ACT and the second row address RA2. As a result, the positive bit line selector 20-1 ′ connects one of the bit lines BL to the sense bit line SBL, and the inverted bit line selector 20-2 ′ selects one of the corresponding inverted bit lines BLB. Are connected to the inverted sense bit line SBL. The control signal generator 30 activates the sense enable signal SEN and the write back signal WB. In response to the activated sense enable signal SEN, the sense amplifiers SA in the respective sense blocks 22-2 are enabled, thereby amplifying the current difference between the selected pair of sense bit lines SBL / SBLB. , Complementary voltages appear at nodes “a” and “b” of the latch circuit LA (see FIG. 5). In response to the activated write back signal WB, the sense block 22-2 returns these complementary voltages to the selected pair of sense bit lines SBL / SBLB. The refresh operation is executed by such a method.

書き込み動作において、命令デコーダ32は、書き込み命令WRをデコードし、コラムデコーダ26は、書き込み命令WR及びコラムアドレスCAに応答して、書き込みコラム選択ラインWCSL<1:m>中の1つを活性化させる。その結果として、対応する書き込みコラム選択ゲートWCSGがオープンされて(図8を参照)、書き込みデータラインWD1上の書き込みデータが活性化された書き込みコラム選択ラインCSLに接続されたセンスブロック22−2のラッチ回路LAのノード「b」に伝送される。反転書き込みデータは、ラッチ回路LAの動作によってノード「a」に自動的に印加される。また、ライトバック信号WBは、センスブロック22−2のラッチLAのノード「a」及び「b」から相補的な書き込みデータを選択された一対のセンスビットラインSBL/SBLBに伝送することを活性化させる。   In the write operation, the instruction decoder 32 decodes the write instruction WR, and the column decoder 26 activates one of the write column selection lines WCSL <1: m> in response to the write instruction WR and the column address CA. Let As a result, the corresponding write column selection gate WCSG is opened (see FIG. 8), and the write data on the write data line WD1 is activated in the sense block 22-2 connected to the write column selection line CSL. It is transmitted to the node “b” of the latch circuit LA. The inverted write data is automatically applied to the node “a” by the operation of the latch circuit LA. The write-back signal WB activates transmission of complementary write data from the nodes “a” and “b” of the latch LA of the sense block 22-2 to the selected pair of sense bit lines SBL / SBLB. Let

読み出し動作において、命令デコーダ32は、読み出し命令RDをデコードし、コラムデコーダ26は、読み出し命令RD及びコラムアドレスCAに応答して、読み出しコラム選択ラインRCSL<1:m>中の1つを活性化させる。その結果、対応する読み出しコラム選択ゲートCSGはオープンされて(図8参照)、相補的な読み出しデータが活性化された読み出しコラム選択信号RCSLに接続されたセンスブロック22−2のラッチ回路LAのノード「a」及び「b」から読み出しデータラインRD1/RD1Bに伝送される。   In the read operation, the instruction decoder 32 decodes the read instruction RD, and the column decoder 26 activates one of the read column selection lines RCSL <1: m> in response to the read instruction RD and the column address CA. Let As a result, the corresponding read column selection gate CSG is opened (see FIG. 8), and the node of the latch circuit LA of the sense block 22-2 connected to the read column selection signal RCSL in which complementary read data is activated. The data is transmitted from “a” and “b” to the read data lines RD1 / RD1B.

上述の実施形態は、DRAM装置のようなメモリ装置の単位メモリセルそれぞれを定義するための相補的なフローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルの使用によって部分的に特定化される。このように、実施形態は、高集積のキャパシタレスメモリセル構造の長所を提供し、また、基準(またはダミー)セル、基準電流発生器、及びまた他の従来におけるトランジスタセルの論理値を読み出しするための回路を不要とする。また、基準セルが不要になるので、基準セルのリフレッシュ時間も必要ない。   The above-described embodiments are partially specified by the use of complementary floating body transistor type capacitorless memory cells to define each unit memory cell of a memory device such as a DRAM device. Thus, the embodiments provide the advantages of highly integrated capacitorless memory cell structures and also read the logic values of reference (or dummy) cells, reference current generators, and other conventional transistor cells. The circuit for this is made unnecessary. Further, since the reference cell is not required, the reference cell refresh time is not required.

上述では、本発明の好ましい実施形態を参照しながら説明したが、当該技術分野の熟練した当業者は、添付の特許請求範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲で、本発明を多様に修正及び変更させることができる。   Although the foregoing has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will recognize that the invention is within the scope and spirit of the invention as defined by the appended claims. Can be modified and changed in various ways.

従来のフローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルの断面図である。It is sectional drawing of the conventional floating body transistor type capacitor-less memory cell. 従来のフローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルのセル電流分布を示すグラフである。It is a graph which shows cell current distribution of the conventional floating body transistor type | mold capacitorless memory cell. 従来のフローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルのセル電流分布を示すグラフである。It is a graph which shows cell current distribution of the conventional floating body transistor type | mold capacitorless memory cell. 従来のフローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルのセル電流分布を示すグラフである。It is a graph which shows cell current distribution of the conventional floating body transistor type | mold capacitorless memory cell. 本発明の実施形態によるフローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルを具備するメモリ装置のブロック図である。1 is a block diagram of a memory device including a floating body transistor capacitorless memory cell according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による偶数ビットライン選択器の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of an even bit line selector according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による奇数ビットライン選択器の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of an odd bit line selector according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態によるセンスブロックの回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a sense block according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態によるセンス増幅器の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a sense amplifier according to an embodiment of the present invention. 本発明のさらに他の実施形態によるフローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルメモリ装置のブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of a floating body transistor type capacitorless memory cell memory device according to another embodiment of the present invention. 本発明のさらに他の実施形態によるセンスブロックの回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of a sense block according to still another embodiment of the present invention. 本発明の実施形態によるフローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルメモリ装置のブロック図である。1 is a block diagram of a floating body transistor capacitorless memory cell memory device according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明のさらに他の実施形態によるビットライン選択器の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of a bit line selector according to still another embodiment of the present invention. 本発明のさらに他の実施形態による反転ビットライン選択器の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of an inverting bit line selector according to still another embodiment of the present invention. 本発明の実施形態によるフローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルメモリ装置のブロック図である。1 is a block diagram of a floating body transistor capacitorless memory cell memory device according to an embodiment of the present invention; FIG.

符号の説明Explanation of symbols

21−1,20−2 偶数及び奇数ビットラインBL選択器
22−1,22−2 センスブロック
24 ロウデコーダ
26 コラムデコーダ
28 ビットライン選択信号発生器
30 制御信号発生器
32 命令デコーダ
ACT アクティブ命令
BL ビットライン
BLB 反転ビットライン
BLK1 メモリセルアレイブロック
COM 命令信号
D1、D1B 第1相補的なデータライン
D2、D2B 第2相補的なデータライン
MC メモリセル
RD 読み出し命令
SBL2、SBL2B 反転センスビットライン
SBLK サブアレイブロック
WD 書き込み命令
WL1 ワードライン
21-1, 20-2 Even and odd bit line BL selector 22-1, 22-2 Sense block 24 Row decoder 26 Column decoder 28 Bit line selection signal generator 30 Control signal generator 32 Instruction decoder ACT Active instruction BL bit Line BLB Inverted bit line BLK1 Memory cell array block COM Command signal D1, D1B First complementary data line D2, D2B Second complementary data line MC Memory cell RD Read command SBL2, SBL2B Inverted sense bit line SBLK Subarray block WD Write Command WL1 Word line

Claims (34)

複数の単位メモリセルを有するメモリセルアレイを具備し、
前記単位メモリセルのそれぞれが相補的な第1及び第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルを具備することを特徴とする半導体メモリ装置。
Comprising a memory cell array having a plurality of unit memory cells;
2. A semiconductor memory device according to claim 1, wherein each of the unit memory cells includes a first and a second floating body transistor type capacitorless memory cell which are complementary.
前記半導体メモリ装置は、
前記単位メモリセルの前記相補的な第1及び第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルに接続された複数対の相補的なビットラインをさらに具備することを特徴とする請求項1記載の半導体メモリ装置。
The semiconductor memory device includes:
2. The semiconductor memory according to claim 1, further comprising a plurality of pairs of complementary bit lines connected to the complementary first and second floating body transistor type capacitorless memory cells of the unit memory cell. apparatus.
前記半導体メモリ装置は、
少なくとも1つのデータラインと、
前記少なくとも1つのデータラインに動作的に接続されるセンシング回路と、
前記複数対のビットラインから選択された一対のビットラインを前記センシング回路に選択的に接続するビットライン選択器と、
をさらに具備することを特徴とする請求項2記載の半導体メモリ装置。
The semiconductor memory device includes:
At least one data line;
A sensing circuit operatively connected to the at least one data line;
A bit line selector for selectively connecting a pair of bit lines selected from the plurality of pairs of bit lines to the sensing circuit;
The semiconductor memory device according to claim 2, further comprising:
前記少なくとも1つのデータラインは、第1及び第2の相補的なデータラインであることを特徴とする請求項3記載の半導体メモリ装置。   4. The semiconductor memory device according to claim 3, wherein the at least one data line is a first and a second complementary data line. 前記センシング回路は、
前記第1の相補的なデータラインに動作的に接続される第1ラッチノードと前記第2の相補的なデータラインに動作的に接続される第2ラッチノードを具備するラッチ回路と、
前記選択された一対のビットラインに動作的に接続される第1及び第2入力と前記ラッチ回路の前記第1及び第2ラッチノードにおける1つに動作的に接続される出力を具備するセンス増幅器と、
を具備することを特徴とする請求項4記載の半導体メモリ装置。
The sensing circuit is
A latch circuit comprising a first latch node operatively connected to the first complementary data line and a second latch node operatively connected to the second complementary data line;
A sense amplifier having first and second inputs operatively connected to the selected pair of bit lines and an output operatively connected to one at the first and second latch nodes of the latch circuit. When,
5. The semiconductor memory device according to claim 4, further comprising:
前記半導体メモリ装置は、
データ書き込みラインと相補的な第1及び第2のデータ読み出しラインと、
前記データ書き込みラインと前記相補的な第1及び第2データ読み出しラインに動作的に接続されるセンシング回路と、
前記複数対のビットライン中から選択された一対のビットラインを前記センシング回路に選択的に接続するビットライン選択器と、
をさらに具備することを特徴とする請求項2記載の半導体メモリ装置。
The semiconductor memory device includes:
First and second data read lines complementary to the data write lines;
A sensing circuit operatively connected to the data write line and the complementary first and second data read lines;
A bit line selector for selectively connecting a pair of bit lines selected from the plurality of pairs of bit lines to the sensing circuit;
The semiconductor memory device according to claim 2, further comprising:
前記センシング回路は、
前記第1データ読み出しラインに動作的に接続される第1ラッチノードと前記第2データ読み出しラインと前記データ書き込みラインに動作的に接続される第2ラッチノードを具備するラッチ回路と、
前記選択された一対のビットラインにそれぞれ動作的に接続される第1及び第2入力と前記第1ラッチ回路の前記第1ラッチノードと前記第2ラッチノード中の1つに動作的に接続される出力を含むセンス増幅器と、
を具備することを特徴とする請求項6記載の半導体メモリ装置。
The sensing circuit is
A latch circuit comprising a first latch node operatively connected to the first data read line, a second latch node operatively connected to the second data read line and the data write line;
First and second inputs operatively connected to the selected pair of bit lines, respectively, and operatively connected to one of the first latch node and the second latch node of the first latch circuit. A sense amplifier including an output,
The semiconductor memory device according to claim 6, further comprising:
前記単位メモリセルの前記相補的な第1及び第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルは同一メモリブロックに交互に配置されることを特徴とする請求項1記載の半導体メモリ装置。   2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the complementary first and second floating body transistor type capacitorless memory cells of the unit memory cell are alternately arranged in the same memory block. 前記単位メモリセルの前記相補的な第1及び第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルは他のメモリブロックに配置されることを特徴とする請求項1記載の半導体メモリ装置。   2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the complementary first and second floating body transistor type capacitorless memory cells of the unit memory cell are disposed in another memory block. 前記各単位メモリセルの論理値は、前記相補的な第1及び第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルのスレッショルド電圧の差によって定義されることを特徴とする請求項1記載の半導体メモリ装置。   2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the logical value of each unit memory cell is defined by a difference in threshold voltage between the complementary first and second floating body transistor type capacitorless memory cells. ロウとコラムに配列された複数の単位メモリセルを具備し、前記単位メモリセルのそれぞれは相補的な第1及び第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルを具備するメモリセルアレイと、
前記単位メモリセルの各奇数番目のロウに接続され、各奇数番目の一対のビットラインが各奇数番目のロウにおける前記第1フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルに接続された第1奇数番目のビットラインと各奇数番目のロウにおける前記第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルに接続された第2奇数番目のビットラインを含む複数の奇数番目における一対のビットラインと、
前記単位メモリセルの各偶数番目のロウに接続され、各偶数番目の一対のビットラインが各偶数番目のロウにおける前記第1フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルに接続された第1偶数番目のビットラインと各偶数番目のロウにおける前記第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルに接続された第2偶数番目のビットラインを含む複数の偶数番目における一対のビットラインと、
奇数番目及び偶数番目のセンシング回路と、
前記奇数番目と偶数番目のセンシング回路それぞれに動作的に接続される奇数番目と偶数番目の一対のセンスビットラインと、
前記複数の奇数番目における一対のビットラインから選択された奇数番目の一対のビットラインを前記奇数番目の一対のセンスビットラインに選択的に接続する奇数番目のビットライン選択器と、
前記複数の偶数番目における一対のビットラインから選択された偶数番目のビットラインを前記偶数番目の一対のセンスビットラインに選択的に接続する偶数番目のビットライン選択器と、
を具備することを特徴とする半導体メモリ装置。
A plurality of unit memory cells arranged in rows and columns, each of the unit memory cells including a first and second floating body transistor type capacitorless memory cells complementary;
A first odd-numbered bit connected to each odd-numbered row of the unit memory cells, and each odd-numbered pair of bit lines connected to the first floating body transistor type capacitorless memory cell in each odd-numbered row A plurality of odd-numbered pairs of bit lines including a second odd-numbered bit line connected to the second floating body transistor capacitorless memory cell in each odd-numbered row;
A first even-numbered bit connected to each even-numbered row of the unit memory cells, and each even-numbered pair of bit lines connected to the first floating body transistor type capacitorless memory cell in each even-numbered row A plurality of even-numbered bit lines including a second even-numbered bit line connected to the second floating body transistor capacitorless memory cell in each even-numbered row;
Odd-numbered and even-numbered sensing circuits;
A pair of odd and even sense bits line operatively connected to each of the odd and even sensing circuits;
An odd-numbered bit line selector that selectively connects an odd-numbered pair of bit lines selected from the plurality of odd-numbered pairs of bit lines to the odd-numbered pair of sense bit lines;
An even-numbered bit line selector that selectively connects an even-numbered bit line selected from the plurality of even-numbered bit lines to the even-numbered pair of sense bit lines;
A semiconductor memory device comprising:
前記半導体メモリ装置は、
前記奇数番目のセンシング回路に動作的に接続される第1相補的なデータラインと前記偶数番目のセンシング回路に動作的に接続される第2相補的なデータラインをさらに具備することを特徴とする請求項11記載の半導体メモリ装置。
The semiconductor memory device includes:
The method further comprises a first complementary data line operatively connected to the odd-numbered sensing circuit and a second complementary data line operatively connected to the even-numbered sensing circuit. The semiconductor memory device according to claim 11.
前記奇数番目のセンシング回路は、
前記第1相補的なデータラインの1つに動作的に接続される第1ラッチノードと前記第1相補的なデータラインの他の1つに動作的に接続される第2ラッチノードを具備する第1ラッチ回路と、
前記奇数番目の一対のビットラインそれぞれに動作的に接続される第1及び第2入力と前記第1ラッチ回路の前記第1及び第2ラッチノードの1つに動作的に接続される出力を具備する第1センス増幅器とを具備し、
前記偶数番目のセンシング回路は、
前記第2相補的なデータラインの1つに動作的に接続される第1ラッチノードと前記第2相補的なデータラインの他の1つに動作的に接続される第2ラッチノードを具備する第2ラッチ回路と、
前記偶数番目の一対のセンスビットラインそれぞれに動作的に接続される第1及び第2入力と前記第2ラッチ回路の前記第1及び第2ラッチノードの1つに動作的に接続される出力を具備する第2センス増幅器とを具備することを特徴とする請求項12記載の半導体メモリ装置。
The odd-numbered sensing circuit is
A first latch node operatively connected to one of the first complementary data lines and a second latch node operatively connected to the other one of the first complementary data lines; A first latch circuit;
First and second inputs operatively connected to each of the odd pair of bit lines and an output operatively connected to one of the first and second latch nodes of the first latch circuit. A first sense amplifier,
The even-numbered sensing circuit is
A first latch node operatively connected to one of the second complementary data lines and a second latch node operatively connected to the other one of the second complementary data lines; A second latch circuit;
First and second inputs operatively connected to each of the even pair of sense bit lines and an output operatively connected to one of the first and second latch nodes of the second latch circuit. 13. The semiconductor memory device according to claim 12, further comprising a second sense amplifier.
前記半導体メモリ装置は、
コラムアドレスに応答してコラム選択信号を発生するコラムデコーダをさらに具備することを特徴とする請求項13記載の半導体メモリ装置。
The semiconductor memory device includes:
14. The semiconductor memory device as claimed in claim 13, further comprising a column decoder for generating a column selection signal in response to the column address.
前記奇数番目のセンシング回路は、
前記コラム選択信号によって制御され、前記第1ラッチ回路の前記第1及び第2ラッチノードと前記奇数番目の一対のビットラインそれぞれとの間に接続された第1伝送ゲートを具備し、
前記偶数番目のセンシング回路は、
前記コラム選択信号によって制御され、前記第2ラッチ回路の前記第1及び第2ラッチノードと前記偶数番目の一対のセンスビットラインそれぞれとの間に接続された第2伝送ゲートを具備することを特徴とする請求項14記載の半導体メモリ装置。
The odd-numbered sensing circuit is
A first transmission gate controlled by the column selection signal and connected between the first and second latch nodes of the first latch circuit and each of the odd pair of bit lines;
The even-numbered sensing circuit is
And a second transmission gate controlled by the column selection signal and connected between the first and second latch nodes of the second latch circuit and each of the even-numbered sense bit lines. The semiconductor memory device according to claim 14.
前記半導体メモリ装置は、
前記第1センシング回路それぞれに動作的に接続される第1データ書き込みラインと第1の相補的なデータ読み出しライン及び前記第2センシング回路それぞれに動作的に接続される第2データ書き込みラインと第2の相補的なデータ読み出しラインをさらに具備することを特徴とする請求項11記載の半導体メモリ装置。
The semiconductor memory device includes:
A first data write line and a first complementary data read line operatively connected to each of the first sensing circuits, and a second data write line and a second operatively connected to each of the second sensing circuits. The semiconductor memory device according to claim 11, further comprising a complementary data read line.
前記奇数番目のセンシング回路は、
前記第1の相補的なデータラインの1つに動作的に接続される第1ラッチノード、及び前記第1の相補的なデータ読み出しラインの他の1つと前記第1データ書き込みラインに動作的に接続される第2ラッチノードを具備する第1ラッチ回路と、
前記奇数番目の一対のセンスビットラインそれぞれに動作的に接続される第1及び第2入力と前記第1ラッチ回路の前記第1及び第2ラッチノードの1つに動作的に接続される出力を具備する第1センス増幅器とを具備し、
前記偶数番目のセンシング回路は、
前記第2の相補的なデータ読み出しラインの1つに動作的に接続される第1ラッチノードと前記第2相補的なデータ読み出しラインの他の1つと前記データ書き込みラインに動作的に接続される第2ラッチノードを具備する第2ラッチ回路と、
前記偶数番目の一対のセンスビットラインそれぞれに動作的に接続される第1及び第2入力と前記第2ラッチ回路の前記第1及び第2ラッチノードの1つに動作的に接続される出力を具備する第2センス増幅器とを具備することを特徴とする請求項16記載の半導体メモリ装置。
The odd-numbered sensing circuit is
A first latch node operatively connected to one of the first complementary data lines, and operatively connected to the other one of the first complementary data read lines and the first data write line. A first latch circuit comprising a second latch node connected;
First and second inputs operatively connected to each of the odd pair of sense bit lines and an output operatively connected to one of the first and second latch nodes of the first latch circuit. A first sense amplifier comprising:
The even-numbered sensing circuit is
A first latch node operatively connected to one of the second complementary data read lines and another one of the second complementary data read line and operably connected to the data write line. A second latch circuit comprising a second latch node;
First and second inputs operatively connected to each of the even pair of sense bit lines and an output operatively connected to one of the first and second latch nodes of the second latch circuit. 17. The semiconductor memory device according to claim 16, further comprising a second sense amplifier.
前記半導体メモリ装置は、
コラムアドレス及び読み出し/書き込み命令に応答して読み出しコラム選択信号と書き込みコラム選択信号を発生するコラムデコーダをさらに具備することを特徴とする請求項17記載の半導体メモリ装置。
The semiconductor memory device includes:
18. The semiconductor memory device of claim 17, further comprising a column decoder that generates a read column selection signal and a write column selection signal in response to a column address and a read / write command.
前記奇数番目のセンシング回路は、
前記読み出しコラム選択信号によって制御され、前記第1ラッチ回路の前記第1及び第2ラッチノードと前記奇数番目の一対のセンスビットラインそれぞれとの間に動作的に接続される第1伝送ゲートとを具備し、
前記偶数番目のセンシング回路は、
前記読み出しコラム選択信号によって制御され、前記第2ラッチ回路の前記第1及び第2ラッチノードと前記偶数番目の一対のセンスビットラインそれぞれとの間に動作的に接続される第2伝送ゲートとを具備することを特徴とする請求項18記載の半導体メモリ装置。
The odd-numbered sensing circuit is
A first transmission gate controlled by the read column selection signal and operatively connected between the first and second latch nodes of the first latch circuit and each of the odd pair of sense bit lines; Equipped,
The even-numbered sensing circuit is
A second transmission gate controlled by the read column selection signal and operatively connected between the first and second latch nodes of the second latch circuit and each of the even-numbered pair of sense bit lines; 19. The semiconductor memory device according to claim 18, further comprising:
前記奇数番目のセンシング回路は、
前記書き込みコラム選択ゲートによって制御され、前記第1ラッチ回路の前記第2ラッチノードと前記第1データ書き込みラインとの間に動作的に接続される第1伝送ゲートをさらに具備し、
前記偶数番目のセンシング回路は、
前記書き込みコラム選択信号によって制御され、前記第2ラッチ回路の前記第2ラッチノードと前記第2書き込みデータラインとの間に動作的に接続される第2伝送ゲートをさらに具備することを特徴とする請求項18記載の半導体メモリ装置。
The odd-numbered sensing circuit is
A first transmission gate controlled by the write column selection gate and operatively connected between the second latch node of the first latch circuit and the first data write line;
The even-numbered sensing circuit is
And a second transmission gate controlled by the write column selection signal and operatively connected between the second latch node of the second latch circuit and the second write data line. The semiconductor memory device according to claim 18.
前記各単位メモリセルの論理値は、
前記相補的な第1及び第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルのスレッショルド電圧の差によって定義されることを特徴とする請求項11記載の半導体メモリ装置。
The logical value of each unit memory cell is
12. The semiconductor memory device of claim 11, wherein the semiconductor memory device is defined by a difference in threshold voltage between the complementary first and second floating body transistor type capacitorless memory cells.
複数の単位メモリセルを具備し、前記単位メモリセルそれぞれは第1メモリブロックアレイに位置する第1フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセル及び第2メモリブロックアレイに位置する相補的な第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルを具備するメモリセルアレイと、
前記第1メモリブロックアレイに位置し対応する第1フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルに動作的に接続される複数の第1ビットラインと、
前記第1メモリブロックアレイに位置し対応する第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルに動作的に接続される複数の第2ビットラインと、
前記第1及び第2メモリブロックアレイ間に動作的に位置するセンシング回路と、
前記センシング回路に動作的に接続される一対のセンスビットラインと、
前記複数の第1ビットライン中の第1ビットラインを前記一対のセンスビットラインの1つに選択的に接続する第1ビットライン選択器と、
前記複数の第2ビットライン中の第2ビットラインを前記一対のセンスビットラインにおける他の1つに選択的に接続する第1ビットライン選択器と、
を具備することを特徴とする半導体メモリ装置。
A plurality of unit memory cells, each of the unit memory cells being a first floating body transistor type capacitorless memory cell located in the first memory block array and a complementary second floating body transistor located in the second memory block array A memory cell array comprising a type capacitorless memory cell;
A plurality of first bit lines located in the first memory block array and operatively connected to corresponding first floating body transistor type capacitorless memory cells;
A plurality of second bit lines located in the first memory block array and operatively connected to a corresponding second floating body transistor capacitorless memory cell;
A sensing circuit operatively located between the first and second memory block arrays;
A pair of sense bit lines operatively connected to the sensing circuit;
A first bit line selector that selectively connects a first bit line of the plurality of first bit lines to one of the pair of sense bit lines;
A first bit line selector that selectively connects a second bit line of the plurality of second bit lines to the other one of the pair of sense bit lines;
A semiconductor memory device comprising:
前記半導体メモリ装置は、
前記センシング回路に動作的に接続される相補的なデータラインをさらに具備することを特徴とする請求項22記載の半導体メモリ装置。
The semiconductor memory device includes:
23. The semiconductor memory device of claim 22, further comprising a complementary data line operatively connected to the sensing circuit.
前記センシング回路は、
前記相補的なデータラインの1つに動作的に接続される第1ラッチノードと前記相補的なデータラインの他の1つに動作的に接続される第2ラッチノードを具備するラッチ回路と、
前記一対のセンスビットラインそれぞれに動作的に接続される第1及び第2入力と前記ラッチ回路の前記第1及び第2ラッチノードの1つに動作的に接続される出力を具備するセンス増幅器と、
を具備することを特徴とする請求項23記載の半導体メモリ装置。
The sensing circuit is
A latch circuit comprising a first latch node operatively connected to one of the complementary data lines and a second latch node operatively connected to the other one of the complementary data lines;
A sense amplifier having first and second inputs operatively connected to each of the pair of sense bit lines and an output operatively connected to one of the first and second latch nodes of the latch circuit; ,
24. The semiconductor memory device according to claim 23, comprising:
前記半導体メモリ装置は、
コラムアドレスに応答してコラム選択信号を発生するコラムデコーダをさらに具備することを特徴とする請求項24記載の半導体メモリ装置。
The semiconductor memory device includes:
25. The semiconductor memory device of claim 24, further comprising a column decoder for generating a column selection signal in response to the column address.
前記センシング回路は、
前記コラム選択信号によって制御され、前記ラッチ回路の前記第1及び第2ラッチノードと前記一対のセンスビットラインとの間に接続される伝送ゲートを具備することを特徴とする請求項25記載の半導体メモリ装置。
The sensing circuit is
26. The semiconductor device according to claim 25, further comprising a transmission gate controlled by the column selection signal and connected between the first and second latch nodes of the latch circuit and the pair of sense bit lines. Memory device.
前記半導体メモリ装置は、
前記センシング回路に動作的に接続されるデータ書き込みラインと相補的なデータ読み出しラインをさらに具備することを特徴とする請求項22記載の半導体メモリ装置。
The semiconductor memory device includes:
23. The semiconductor memory device of claim 22, further comprising a data read line complementary to a data write line operatively connected to the sensing circuit.
前記センシング回路は、
前記相補的なデータ読み出しラインの1つに動作的に接続される第1ラッチノードと前記相補的なデータ読み出しラインの他の1つと前記データ書き込みラインに動作的に接続される第2ラッチノードを具備するラッチ回路と、
前記一対のセンスビットラインそれぞれに動作的に接続される第1及び第2入力と前記ラッチ回路の前記第1及び第2ラッチノードの1つに接続される出力を具備するセンス増幅器と、
を具備することを特徴とする請求項27記載の半導体メモリ装置。
The sensing circuit is
A first latch node operatively connected to one of the complementary data read lines; a second latch node operatively connected to the other one of the complementary data read lines and the data write line; A latch circuit comprising:
A sense amplifier having first and second inputs operatively connected to each of the pair of sense bit lines and an output connected to one of the first and second latch nodes of the latch circuit;
28. The semiconductor memory device according to claim 27, comprising:
前記半導体メモリ装置は、
コラムアドレスと読み出し/書き込み命令に応答して読み出しコラム選択信号及び書き込みコラム選択信号を発生するコラムデコーダをさらに具備することを特徴とする請求項28記載の半導体メモリ装置。
The semiconductor memory device includes:
29. The semiconductor memory device of claim 28, further comprising a column decoder for generating a read column selection signal and a write column selection signal in response to a column address and a read / write command.
前記センシング回路は、
前記読み出しコラム選択信号によって制御され、前記ラッチ回路の前記第1及び第2ラッチノードと前記一対のセンスビットラインとの間に動作的に接続される伝送ゲートをさらに具備することを特徴とする請求項29記載の半導体メモリ装置。
The sensing circuit is
And a transmission gate controlled by the read column selection signal and operatively connected between the first and second latch nodes of the latch circuit and the pair of sense bit lines. Item 30. The semiconductor memory device according to Item 29.
前記センシング回路は、
前記書き込みコラム選択信号によって制御され、前記ラッチ回路の前記第2ラッチノードと前記データ書き込みラインとの間に動作的に接続される伝送ゲートをさらに具備することを特徴とする請求項29記載の半導体メモリ装置。
The sensing circuit is
30. The semiconductor device according to claim 29, further comprising a transmission gate controlled by the write column selection signal and operatively connected between the second latch node of the latch circuit and the data write line. Memory device.
前記各単位メモリセルの論理値は、
前記相補的な第1及び第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルのスレッショルド電圧の差によって定義されることを特徴とする請求項22記載の半導体メモリ装置。
The logical value of each unit memory cell is
23. The semiconductor memory device of claim 22, wherein the semiconductor memory device is defined by a difference in threshold voltage between the complementary first and second floating body transistor type capacitorless memory cells.
第1フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルのスレッショルド電圧状態を第1スレッショルド電圧状態として設定し、
第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルのスレッショルド電圧状態を前記第1スレッショルド電圧状態とは異なる第2スレッショルド電圧状態として設定し、
前記第1及び第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルは単位メモリセルを構成し、各単位メモリセルに用いられる論理値は前記第1及び第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルの前記第1及び第2スレッショルド電圧状態によって定義されることを特徴とするフローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルを具備する半導体メモリ装置におけるデータの書き込み方法。
Setting the threshold voltage state of the first floating body transistor type capacitorless memory cell as the first threshold voltage state;
Setting a threshold voltage state of the second floating body transistor type capacitorless memory cell as a second threshold voltage state different from the first threshold voltage state;
The first and second floating body transistor type capacitorless memory cells constitute a unit memory cell, and a logical value used for each unit memory cell is the first and second floating body transistor type capacitorless memory cells. And a method of writing data in a semiconductor memory device comprising a floating body transistor type capacitorless memory cell, wherein the method is defined by a second threshold voltage state.
第1フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルのスレッショルド電圧状態を決定し、
第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルのスレッショルド電圧状態を決定し、
前記第1及び第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルは単位メモリセルを構成し、前記第1及び第2フローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルの前記第1及び第2スレッショルド電圧状態の差によって各単位メモリセルの論理値を決定することを特徴とするフローティングボディートランジスタ型キャパシタレスメモリセルを具備する半導体メモリ装置におけるデータ書き込み方法。
Determining a threshold voltage state of the first floating body transistor capacitorless memory cell;
Determining a threshold voltage state of the second floating body transistor capacitorless memory cell;
The first and second floating body transistor type capacitorless memory cells constitute a unit memory cell, and each of the first and second floating body transistor type capacitorless memory cells has a difference between the first and second threshold voltage states of the first and second floating body transistor type capacitorless memory cells. A data write method in a semiconductor memory device having a floating body transistor type capacitorless memory cell, wherein a logical value of a unit memory cell is determined.
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