JP2008065863A - Semiconductor memory device - Google Patents

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Yasuhisa Takeyama
泰久 武山
Nobuaki Otsuka
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  • Static Random-Access Memory (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve data holding stability in a memory cell. <P>SOLUTION: This semiconductor memory device includes inverter circuits IC1 and IV2 constituted of MOS transistors; a storage node N1 connected to the output terminal of the inverter circuit IV1 and the input terminal of the inverter circuit IV2; a storage node N0 connected to the input terminal of the inverter circuit IV1 and the output terminal of the inverter circuit IV2; a first writing path with which the storage node N1 and a bit line BL0 are connected during data writing and which is controlled by a column selection signal; a writing path with which the storage node N0 are a bit line BL1 are connected during data writing and which is controlled by the column selecting signal; and a reading path through which data stored in the storage node N1 or N0 are transferred to the bit line BL0 during data writing. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体記憶装置に係り、特にSRAM(Static Random Access Memory)に関する。   The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to an SRAM (Static Random Access Memory).

半導体記憶装置の一種としてSRAMが知られている。このSRAMを構成するメモリセルには、例えば6個のMOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタから構成されるSRAMセル(6Tr.型SRAMセル)が用いられている。   An SRAM is known as a kind of semiconductor memory device. For example, an SRAM cell (6Tr. Type SRAM cell) composed of six MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistors is used as a memory cell constituting the SRAM.

6Tr.型SRAMセルは、2組のインバータ回路を備え、一方のインバータ回路の出力端子を他方のインバータ回路の入力端子に接続した構造を有する。さらに、データの読み出し時及び書き込み時にインバータ回路のデータ記憶ノードをビット線に接続する2つのトランスファーゲートを備えている。   6Tr. The type SRAM cell includes two sets of inverter circuits, and has a structure in which the output terminal of one inverter circuit is connected to the input terminal of the other inverter circuit. Further, two transfer gates for connecting the data storage node of the inverter circuit to the bit line at the time of reading and writing of data are provided.

SRAMの動作マージンを示す指標に、スタティックノイズマージン(SNM:Static Noise Margin)がある。SNMは、ワード線が選択され、かつビット線が電源電圧にプリチャージされた場合の、2つのインバータ回路の入出力特性を重ね合わせたもので、この曲線間に書ける正方形の1辺の長さに相当する。   As an index indicating the operation margin of the SRAM, there is a static noise margin (SNM). SNM is a superposition of the input / output characteristics of two inverter circuits when a word line is selected and a bit line is precharged to a power supply voltage. The length of one side of a square that can be written between these curves. It corresponds to.

近年、半導体記憶装置の集積度向上のため、メモリセル等に用いられるトランジスタのサイズが縮小されている。また、電源電圧の低下に対応して、トランジスタの閾値電圧も低下している。これらに伴い、メモリセルを構成するトランジスタの閾値電圧ばらつきが大きくなるという問題が発生している。   In recent years, the size of transistors used in memory cells and the like has been reduced in order to improve the degree of integration of semiconductor memory devices. In addition, the threshold voltage of the transistor also decreases in response to the decrease in power supply voltage. As a result, there is a problem that the threshold voltage variation of the transistors constituting the memory cell becomes large.

このため、メモリセルを構成するトランジスタの閾値電圧ばらつきの影響により、SNMが低下し、メモリセルによっては、SNMが十分でないものが現れるという問題が発生している。   For this reason, the SNM is lowered due to the influence of the threshold voltage variation of the transistors constituting the memory cell, and there is a problem that some memory cells have insufficient SNM.

したがって、このSNMが低いためにデータ保持の安定性が低いメモリセルにおいては、メモリセルからデータを読み出すためにメモリセルに接続されたワード線を活性化すると、データを記憶したインバータ対の記憶状態が反転し、データが破壊されてしまうという問題がある。   Therefore, in a memory cell having low data retention stability due to the low SNM, when the word line connected to the memory cell is activated to read data from the memory cell, the storage state of the inverter pair storing the data There is a problem that the data is reversed and the data is destroyed.

この種の関連技術として、低消費電力化に対応することが可能なSRAMセルが開示されている(非特許文献1)。6Tr.型SRAMセルにおいては、選択ロウかつ非選択カラムのメモリセルにおいて、データの読み出し時及び書き込み時にセル電流を流してしまい、余分な電力を消費してしまうという問題点がある。上記非特許文献1はその対策をしているが、前記SNMに関する問題点は残っている。
Hiroki Morimura et al., “A Shared-Bitline SRAM Cell Architecture for 1-V Ultra Low-Power Word-Bit Configurable Macrocells”, NTT Lifestyle and Environmental Technology Laboratories, ISLPED99, San Diego, CA, USA, pp.12-17
As this type of related technology, an SRAM cell that can cope with low power consumption is disclosed (Non-Patent Document 1). 6Tr. In the type SRAM cell, there is a problem that in the memory cell of the selected row and the non-selected column, a cell current flows when reading and writing data, and extra power is consumed. Although the said nonpatent literature 1 has taken the countermeasure, the problem regarding the said SNM remains.
Hiroki Morimura et al., “A Shared-Bitline SRAM Cell Architecture for 1-V Ultra Low-Power Word-Bit Configurable Macrocells”, NTT Lifestyle and Environmental Technology Laboratories, ISLPED99, San Diego, CA, USA, pp.12-17

本発明は、メモリセルにおけるデータ保持の安定性を向上させることが可能な半導体記憶装置を提供する。   The present invention provides a semiconductor memory device capable of improving the stability of data retention in a memory cell.

本発明の第1の視点に係る半導体記憶装置は、MOSトランジスタから構成された第1及び第2のインバータ回路と、前記第1のインバータ回路の出力端子と前記第2のインバータ回路の入力端子とに接続された第1の記憶ノードと、前記第1のインバータ回路の入力端子と前記第2のインバータ回路の出力端子とに接続された第2の記憶ノードと、データ書き込み時に、前記第1の記憶ノードと第1のビット線とを接続し、かつカラム選択信号により制御される第1の書き込みパスと、データ書き込み時に、前記第2の記憶ノードと第2のビット線とを接続し、かつ前記カラム選択信号により制御される第2の書き込みパスと、データ読み出し時に、前記第1の記憶ノード又は前記第2の記憶ノードに記憶されたデータを前記第1のビット線に転送する読み出しパスとを具備するメモリセルを有する。   A semiconductor memory device according to a first aspect of the present invention includes first and second inverter circuits configured by MOS transistors, an output terminal of the first inverter circuit, and an input terminal of the second inverter circuit. A first storage node connected to the first storage circuit; a second storage node connected to an input terminal of the first inverter circuit; and an output terminal of the second inverter circuit; Connecting the storage node and the first bit line and connecting the second storage node and the second bit line at the time of data writing with a first write path controlled by a column selection signal; and The second write path controlled by the column selection signal, and the data stored in the first storage node or the second storage node at the time of data reading are stored in the first bit. A memory cell including a read path for transferring the.

本発明によれば、メモリセルにおけるデータ保持の安定性を向上させることが可能な半導体記憶装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor memory device capable of improving the stability of data retention in a memory cell.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, elements having the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be given only when necessary.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係るSRAMのメモリセルMCを中心に示した回路図である。図1に示したメモリセルMCは、9個のMOSトランジスタから構成される9Tr.型SRAMセルである。
(First embodiment)
FIG. 1 is a circuit diagram centered on the memory cell MC of the SRAM according to the first embodiment of the present invention. The memory cell MC shown in FIG. 1 has a 9Tr. Type SRAM cell.

メモリセルMCは、第1のインバータ回路IV1及び第2のインバータ回路IV2を備えている。第1のインバータ回路IV1は、PチャネルMOSトランジスタ(PMOSトランジスタ)からなる負荷トランジスタL0と、NチャネルMOSトランジスタ(NMOSトランジスタ)からなる駆動トランジスタD0とにより構成されている。負荷トランジスタL0及び駆動トランジスタD0は、電源電圧Vdd(例えば、電源電圧Vddが印加される電源端子)と接地電位Vss(例えば、接地電位Vssが印加される接地端子)との間に直列に接続されている。   The memory cell MC includes a first inverter circuit IV1 and a second inverter circuit IV2. The first inverter circuit IV1 includes a load transistor L0 made up of a P-channel MOS transistor (PMOS transistor) and a drive transistor D0 made up of an N-channel MOS transistor (NMOS transistor). The load transistor L0 and the drive transistor D0 are connected in series between a power supply voltage Vdd (for example, a power supply terminal to which the power supply voltage Vdd is applied) and a ground potential Vss (for example, a ground terminal to which the ground potential Vss is applied). ing.

第2のインバータ回路IV2は、PMOSトランジスタからなる負荷トランジスタL1と、NMOSトランジスタからなる駆動トランジスタD1とにより構成されている。負荷トランジスタL1及び駆動トランジスタD1は、電源端子と接地端子との間に直列に接続されている。   The second inverter circuit IV2 includes a load transistor L1 made of a PMOS transistor and a drive transistor D1 made of an NMOS transistor. The load transistor L1 and the drive transistor D1 are connected in series between the power supply terminal and the ground terminal.

具体的には、負荷トランジスタL0のソース端子には、電源電圧Vddが印加されている。負荷トランジスタL0のドレイン端子は、記憶ノードN0を介して駆動トランジスタD0のドレイン端子に接続されている。負荷トランジスタL0のゲート端子は、駆動トランジスタD0のゲート端子に接続されている。駆動トランジスタD0のソース端子には、接地電位Vssが印加されている。   Specifically, the power supply voltage Vdd is applied to the source terminal of the load transistor L0. The drain terminal of the load transistor L0 is connected to the drain terminal of the drive transistor D0 via the storage node N0. The gate terminal of the load transistor L0 is connected to the gate terminal of the drive transistor D0. The ground potential Vss is applied to the source terminal of the driving transistor D0.

負荷トランジスタL1のソース端子には、電源電圧Vddが印加されている。負荷トランジスタL1のドレイン端子は、記憶ノードN1を介して駆動トランジスタD1のドレイン端子に接続されている。負荷トランジスタL1のゲート端子は、駆動トランジスタD1のゲート端子に接続されている。駆動トランジスタD1のソース端子には、接地電位Vssが印加されている。   A power supply voltage Vdd is applied to the source terminal of the load transistor L1. The drain terminal of the load transistor L1 is connected to the drain terminal of the drive transistor D1 via the storage node N1. The gate terminal of the load transistor L1 is connected to the gate terminal of the drive transistor D1. A ground potential Vss is applied to the source terminal of the drive transistor D1.

負荷トランジスタL0のゲート端子は、記憶ノードN1に接続されている。負荷トランジスタL1のゲート端子は、記憶ノードN0に接続されている。換言すると、第1のインバータ回路IV1の出力端子は第2のインバータ回路IV2の入力端子に接続され、第2のインバータ回路IV2の出力端子は第1のインバータ回路IV1の入力端子に接続されている。   The gate terminal of the load transistor L0 is connected to the storage node N1. The gate terminal of the load transistor L1 is connected to the storage node N0. In other words, the output terminal of the first inverter circuit IV1 is connected to the input terminal of the second inverter circuit IV2, and the output terminal of the second inverter circuit IV2 is connected to the input terminal of the first inverter circuit IV1. .

記憶ノードN1は、書き込みパスに電気的に接続されている。書き込みパスは、データ書き込み時に、記憶ノードN1とビット線BLとを電気的に接続する。書き込みパスは、NMOSトランジスタからなるカラム選択トランジスタTC1、及びNMOSトランジスタからなる書き込み用トランスファーゲートT1を含む。   The storage node N1 is electrically connected to the write path. The write path electrically connects the storage node N1 and the bit line BL when writing data. The write path includes a column selection transistor TC1 made of an NMOS transistor and a write transfer gate T1 made of an NMOS transistor.

具体的には、記憶ノードN1は、カラム選択トランジスタTC1を介して、接続ノードSBLに接続されている。カラム選択トランジスタTC1のゲート端子は、書き込み用カラム選択線YSELWに接続されている。接続ノードSBLは、書き込み用トランスファーゲートT1を介して、ビット線BLに接続されている。書き込み用トランスファーゲートT1のゲート端子は、ワード線WLに接続されている。   Specifically, the storage node N1 is connected to the connection node SBL via the column selection transistor TC1. The gate terminal of the column selection transistor TC1 is connected to the write column selection line YSELW. The connection node SBL is connected to the bit line BL via the write transfer gate T1. The gate terminal of the write transfer gate T1 is connected to the word line WL.

記憶ノードN0は、書き込みパスに電気的に接続されている。書き込みパスは、データ書き込み時に、記憶ノードN0と隣接メモリセルのビット線BLとを電気的に接続する。書き込みパスは、NMOSトランジスタからなるカラム選択トランジスタTC0、及びNMOSトランジスタからなる書き込み用トランスファーゲートT1を含む。   The storage node N0 is electrically connected to the write path. The write path electrically connects the storage node N0 and the bit line BL of the adjacent memory cell when writing data. The write path includes a column selection transistor TC0 made of an NMOS transistor and a write transfer gate T1 made of an NMOS transistor.

具体的には、記憶ノードN0は、カラム選択トランジスタTC0を介して、接続ノード/SBLに接続されている。カラム選択トランジスタTC0のゲート端子は、書き込み用カラム選択線YSELWに接続されている。接続ノード/SBLは、隣接メモリセルの書き込み用トランスファーゲートT1を介して、隣接メモリセルのビット線BLに接続されている。隣接メモリセルの書き込み用トランスファーゲートT1のゲート端子は、ワード線WLに接続されている。   Specifically, the storage node N0 is connected to the connection node / SBL via the column selection transistor TC0. The gate terminal of the column selection transistor TC0 is connected to the write column selection line YSELW. The connection node / SBL is connected to the bit line BL of the adjacent memory cell via the write transfer gate T1 of the adjacent memory cell. The gate terminal of the write transfer gate T1 of the adjacent memory cell is connected to the word line WL.

さらに、記憶ノードN0は、読み出しパスに電気的に接続されている。読み出しパスは、データ読み出し時に、ビット線BLにデータに応じた電位を読み出すために設けられている。読み出しパスは、NMOSトランジスタからなる読み出し用駆動トランジスタRD1、及びNMOSトランジスタからなる読み出し用トランスファーゲートRT1から構成される読み出し用トランジスタを含む。   Furthermore, the storage node N0 is electrically connected to the read path. The read path is provided for reading a potential corresponding to data to the bit line BL when reading data. The read path includes a read transistor composed of a read drive transistor RD1 made of an NMOS transistor and a read transfer gate RT1 made of an NMOS transistor.

具体的には、記憶ノードN0は、読み出し用駆動トランジスタRD1のゲート端子に接続されている。読み出し用駆動トランジスタRD1のソース端子には、接地電位Vssが印加されている。読み出し用駆動トランジスタRD1のドレイン端子は、読み出し用トランスファーゲートRT1を介して、ビット線BLに接続されている。読み出し用トランスファーゲートRT1のゲート端子は、ワード線WLに接続されている。   Specifically, the storage node N0 is connected to the gate terminal of the read driving transistor RD1. A ground potential Vss is applied to the source terminal of the read driving transistor RD1. The drain terminal of the read driving transistor RD1 is connected to the bit line BL via the read transfer gate RT1. The gate terminal of the read transfer gate RT1 is connected to the word line WL.

図1に示したメモリセルMCでは、データ読み出し時に記憶ノードN0のデータをビット線BLに転送するための読み出しパス、データ書き込み時にビット線BLのデータを記憶ノードN1に転送する書き込みパス、及びデータ書き込み時に隣接メモリセルのビット線BLのデータを記憶ノードN0に転送する書き込みパスを別に設けている。   In the memory cell MC shown in FIG. 1, a read path for transferring data of the storage node N0 to the bit line BL at the time of data reading, a write path for transferring data of the bit line BL to the storage node N1 at the time of data writing, and data A separate write path for transferring the data of the bit line BL of the adjacent memory cell to the storage node N0 at the time of writing is provided.

次に、SRAMに含まれるメモリセルアレイの構成について説明する。図2は、メモリセルアレイに含まれる2つのメモリセルMC1及びMC2を中心に示した回路図である。なお、図2には、同一ロウの隣接する2つのメモリセルMC1及びMC2を示している。   Next, the configuration of the memory cell array included in the SRAM will be described. FIG. 2 is a circuit diagram mainly showing two memory cells MC1 and MC2 included in the memory cell array. FIG. 2 shows two adjacent memory cells MC1 and MC2 in the same row.

メモリセルMC1及びMC2の構成はそれぞれ図1と同じである。図1に示したメモリセルMCを用いてメモリセルアレイを形成する場合、同一ロウで隣接した2つのメモリセルのうちの一方のメモリセルの接続ノード/SBLは、他方のメモリセルの接続ノードSBLに接続される。このようにしてメモリセルアレイを形成する。   The configurations of the memory cells MC1 and MC2 are the same as those in FIG. When a memory cell array is formed using the memory cell MC shown in FIG. 1, the connection node / SBL of one memory cell of two adjacent memory cells in the same row is connected to the connection node SBL of the other memory cell. Connected. In this way, a memory cell array is formed.

メモリセルMC1及びMC2は、同一のワード線WLに接続されている。メモリセルMC1には、ビット線BL0及び書き込み用カラム選択線YSELW0が接続されている。メモリセルMC2には、ビット線BL1及び書き込み用カラム選択線YSELW1が接続されている。   Memory cells MC1 and MC2 are connected to the same word line WL. A bit line BL0 and a write column selection line YSELW0 are connected to the memory cell MC1. A bit line BL1 and a write column selection line YSELW1 are connected to the memory cell MC2.

このように構成されたメモリセルアレイにおいて、メモリセルMC2に含まれる書き込み用トランスファーゲートT1及びビット線BL1は、この同一ロウの隣接した2つのメモリセルMC1及びMC2で共有される。すなわち、メモリセルMC1に関して言えば、ビット線BL0及びBL1で、一対のビット線を構成している。したがって、1つのメモリセルあたり、メモリセルアレイ上をカラム方向に走る電源線以外の配線の数は、ビット線BL及び書き込み用カラム選択線YSELWの2本であり、6個のMOSトランジスタから構成される従来の6Tr.型SRAMセルではビット線BL及び/BLの2本であるから、上記配線の数が増加しないという利点がある。   In the memory cell array configured as described above, the write transfer gate T1 and the bit line BL1 included in the memory cell MC2 are shared by two adjacent memory cells MC1 and MC2 in the same row. That is, regarding the memory cell MC1, the bit lines BL0 and BL1 constitute a pair of bit lines. Therefore, the number of wirings other than the power supply lines running in the column direction on the memory cell array per memory cell is two, that is, the bit line BL and the write column selection line YSELW, and is composed of six MOS transistors. Conventional 6Tr. Since the type SRAM cell has two bit lines BL and / BL, there is an advantage that the number of wirings does not increase.

以下に、図2を参照して、SRAMのデータ書き込み動作及びデータ読み出し動作について説明する。図3は、SRAMのデータ書き込み動作及び読み出し動作を説明するタイミングチャートである。   Hereinafter, the data write operation and data read operation of the SRAM will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a timing chart for explaining the data write operation and read operation of the SRAM.

始めに、SRAMのデータ書き込み動作について説明する。なお、メモリセルMC1が選択され、この選択されたメモリセルMC1にデータを書き込む場合を例に説明する。この時、メモリセルMC2は非選択状態である。   First, the data write operation of the SRAM will be described. An example will be described in which the memory cell MC1 is selected and data is written to the selected memory cell MC1. At this time, the memory cell MC2 is in a non-selected state.

選択ロウのワード線WLがハイレベルに設定される。選択カラムの一対のビット線BL0,BL1は、書き込むデータに応じて、一方がハイレベル(電源電圧Vdd)に、他方がローレベルに設定される。図2等には図示されていない非選択ロウのワード線WLはローレベルに設定され、非選択カラムのビット線(すなわち、BL0及びBL1以外のビット線)は、ハイレベルに設定される。さらに、選択カラムの書き込み用カラム選択信号YSELW0はハイレベルに設定され、YSELW1を含む非選択カラムの書き込み用カラム選択信号はローレベルに設定される。   The word line WL of the selected row is set to the high level. One of the pair of bit lines BL0 and BL1 in the selected column is set to a high level (power supply voltage Vdd) and the other is set to a low level according to data to be written. The word lines WL of unselected rows not shown in FIG. 2 are set to a low level, and the bit lines of unselected columns (that is, bit lines other than BL0 and BL1) are set to a high level. Further, the write column selection signal YSELW0 for the selected column is set to a high level, and the write column selection signal for non-selected columns including YSELW1 is set to a low level.

このようなデータ書き込み動作により、選択されたメモリセルMC1には、ビット線BL0,BL1に設定されたデータが書き込まれる。なお、選択されたメモリセルMC1と同一ロウのワード線WLに接続された全てのメモリセルの書き込み用トランスファーゲートT1がオンしてしまう。しかし、この選択ロウのワード線WLに接続された非選択のメモリセル(メモリセルMC2等)に関しては、カラム選択トランジスタTC0及びTC1がオフしている。このため、非選択のメモリセルは、ライトディスターブの問題が回避される。   By such a data write operation, the data set in the bit lines BL0 and BL1 is written into the selected memory cell MC1. Note that the write transfer gates T1 of all the memory cells connected to the same row word line WL as the selected memory cell MC1 are turned on. However, the column selection transistors TC0 and TC1 are turned off for the non-selected memory cells (memory cell MC2 and the like) connected to the word line WL of the selected row. For this reason, the problem of write disturb is avoided in the non-selected memory cell.

次に、SRAMのデータ読み出し動作について説明する。なお、データ書き込み動作と同様に、メモリセルMC1が選択され、この選択されたメモリセルMC1のデータを読み出す場合を例に説明する。   Next, the data read operation of the SRAM will be described. Note that, similarly to the data write operation, a case where the memory cell MC1 is selected and data of the selected memory cell MC1 is read will be described as an example.

選択ロウのワード線WLがハイレベルに設定され、選択カラムのビット線BL0はハイレベルに設定される。非選択ロウのワード線WLはローレベルに設定され、ビット線BL1を含む非選択カラムのビット線はハイレベルに設定される。また、全ての書き込み用カラム選択信号YSELW(YSELW0、YSELW1等)は、ローレベルに設定される。   The word line WL of the selected row is set to the high level, and the bit line BL0 of the selected column is set to the high level. The unselected row word line WL is set to the low level, and the bit lines of the unselected column including the bit line BL1 are set to the high level. Further, all the write column selection signals YSELW (YSELW0, YSELW1, etc.) are set to a low level.

このようなデータ読み出し動作により、選択されたメモリセルMC1の読み出し用トランスファーゲートRT1がオンし、読み出し用駆動トランジスタRD1は、記憶ノードN0のデータに応じてオン或いはオフする。したがって、選択カラムのビット線BL0の電圧は、データに応じてハイレベル或いはローレベルになる。この結果、選択されたメモリセルMC1のデータを読み出すことができる。   By such a data read operation, the read transfer gate RT1 of the selected memory cell MC1 is turned on, and the read drive transistor RD1 is turned on or off according to the data of the storage node N0. Therefore, the voltage of the bit line BL0 of the selected column becomes a high level or a low level according to data. As a result, the data of the selected memory cell MC1 can be read.

また、選択されたメモリセルMC1と同一ロウのワード線WLに接続された全てのメモリセルの書き込み用トランスファーゲートT1がオンしてしまう。しかし、上記全てのメモリセルMCに関しては、書き込みパスを通じて記憶ノードとビット線とが接続されることはなく、また非選択カラムのメモリセル(MC2等)に関してはリードディスターブの問題が回避される。   Further, the write transfer gate T1 of all the memory cells connected to the word line WL in the same row as the selected memory cell MC1 is turned on. However, with respect to all the memory cells MC, the storage node and the bit line are not connected through the write path, and the read disturb problem is avoided with respect to the memory cells (MC2 etc.) of the non-selected column.

図4は、スタティックノイズマージンを説明する図である。図4に示した2つのカーブは、第1及び第2のインバータ回路IV1,IV2の入出力特性を重ね合わせたものである。このとき、ワード線WLはハイレベルに設定され、ビット線対BL0,BL1はハイレベルに設定されている。   FIG. 4 is a diagram illustrating the static noise margin. The two curves shown in FIG. 4 are obtained by superimposing the input / output characteristics of the first and second inverter circuits IV1 and IV2. At this time, the word line WL is set to the high level, and the bit line pair BL0, BL1 is set to the high level.

2つの曲線に囲まれた領域に内接する最大正方形の1辺の長さをスタティックノイズマージン(SNM)と定義する。このSNMは、記憶データの安定性を示す指標となる。一般に、SNMが大きいほどSRAMセルに記憶されたデータの安定性は高く、チップ内の電源電圧ノイズなどによるデータ破壊が起こりにくい。したがって、SNMを大きく取ることがSRAMセルを設計する上で重要なポイントとなる。   The length of one side of the maximum square inscribed in the area surrounded by two curves is defined as a static noise margin (SNM). This SNM serves as an index indicating the stability of stored data. In general, the larger the SNM, the higher the stability of data stored in the SRAM cell, and data destruction due to power supply voltage noise in the chip is less likely to occur. Therefore, taking a large SNM is an important point in designing an SRAM cell.

図2に示したメモリセルアレイにおいて、メモリセルからデータを読み出す際に使用される読み出し用トランジスタ(読み出し用駆動トランジスタRD1と読み出し用トランスファーゲートRT1とで構成される)のソース/ドレイン端子は、どれもデータを記憶している記憶ノードN0,N1に接続されていない。このため、図4に示すようにスタティックノイズマージン(SNM)が向上するため、データ保持の安定性を向上させることができる。この結果、データの読み出し時にデータが破壊されるのを防ぐことができる。   In the memory cell array shown in FIG. 2, any of the source / drain terminals of the read transistor (consisting of the read drive transistor RD1 and the read transfer gate RT1) used when reading data from the memory cell is used. It is not connected to storage nodes N0 and N1 that store data. For this reason, as shown in FIG. 4, since the static noise margin (SNM) is improved, the stability of data retention can be improved. As a result, it is possible to prevent data from being destroyed when data is read.

以上詳述したように本実施形態によれば、データ読み出し時に、選択されたメモリセルのスタティックノイズマージン(SNM)を向上させることができる。これにより、データ保持の安定性を向上させることができるため、微細化に伴うトランジスタの閾値電圧のばらつきや、電源電圧の低電圧化に対して十分に対応することが可能となる。   As described above in detail, according to the present embodiment, the static noise margin (SNM) of the selected memory cell can be improved at the time of data reading. Thus, stability of data retention can be improved, so that it is possible to sufficiently cope with variations in threshold voltage of transistors due to miniaturization and a reduction in power supply voltage.

また、データ書き込み時、活性化されたワード線WLに接続された全ての非選択カラムのメモリセルがライトディスターブを受けるのを防止することができる。また、データ読み出し時、活性化されたワード線WLに接続された全ての非選択カラムのメモリセルがリードディスターブを受けるのを防止することができる。   Further, at the time of data writing, it is possible to prevent the memory cells of all unselected columns connected to the activated word line WL from being subjected to write disturb. In addition, when data is read, it is possible to prevent the memory cells of all unselected columns connected to the activated word line WL from being read disturbed.

なお、図2に示したメモリセルアレイの構成に対して、読み出し用駆動トランジスタRD1のゲート端子を、駆動トランジスタD1のゲート端子と共通の記憶ノードN0ではなく、駆動トランジスタD0のゲート端子と共通の記憶ノードN1に接続するように変更したメモリセルアレイの構成も考えられる。このような構成にした場合でも、データ読み出し時のロジックを変更することで、図2のメモリセルアレイと同様の効果を得ることができる。   Note that, in the configuration of the memory cell array shown in FIG. 2, the gate terminal of the read driving transistor RD1 is not the storage node N0 common to the gate terminal of the driving transistor D1, but the memory common to the gate terminal of the driving transistor D0. A configuration of a memory cell array modified to be connected to the node N1 is also conceivable. Even in such a configuration, the same effect as the memory cell array of FIG. 2 can be obtained by changing the logic at the time of data reading.

(第2の実施形態)
第2の実施形態は、データ書き込み時に使用されるワード線と、データ読み出し時に使用されるワード線とを分けるようにしてメモリセルを構成している。図5は、本発明の第2の実施形態に係るSRAMのメモリセルMCを中心に示した回路図である。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, the memory cell is configured such that a word line used for data writing and a word line used for data reading are separated. FIG. 5 is a circuit diagram showing mainly SRAM memory cells MC according to the second embodiment of the present invention.

図5のメモリセルMCの構成は、ワード線WLの代わりに読み出しワード線RWLと書き込みワード線WWLとが設けられている点、及びカラム選択トランジスタのゲートを書き込み用カラム選択線YSELWではなく(書き込み/読み出し共通の)カラム選択線YSELで制御する点が、図1のメモリセルMCと異なっている。そして、書き込み用トランスファーゲートT1のゲート端子は、書き込みワード線WWLに接続されている。また、読み出し用トランスファーゲートRT1のゲート端子は、読み出しワード線RWLに接続されている。   The configuration of the memory cell MC in FIG. 5 is that the read word line RWL and the write word line WWL are provided instead of the word line WL, and the gate of the column select transistor is not the write column select line YSELW (write The memory cell MC in FIG. 1 is different from the memory cell MC in FIG. The gate terminal of the write transfer gate T1 is connected to the write word line WWL. The gate terminal of the read transfer gate RT1 is connected to the read word line RWL.

次に、SRAMに含まれるメモリセルアレイの構成について説明する。図6は、メモリセルアレイに含まれる2つのメモリセルMC1及びMC2を中心に示した回路図である。なお、図6には、同一ロウの隣接する2つのメモリセルMC1及びMC2を示している。   Next, the configuration of the memory cell array included in the SRAM will be described. FIG. 6 is a circuit diagram mainly showing two memory cells MC1 and MC2 included in the memory cell array. FIG. 6 shows two adjacent memory cells MC1 and MC2 in the same row.

メモリセルMC1及びMC2の構成はそれぞれ図5と同じである。図5に示したメモリセルMCを用いてメモリセルアレイを形成する場合、同一ロウで隣接した2つのメモリセルのうちの一方のメモリセルの接続ノード/SBLは、他方のメモリセルの接続ノードSBLに接続される。このようにしてメモリセルアレイを形成する。   The configurations of the memory cells MC1 and MC2 are the same as those in FIG. When the memory cell array is formed using the memory cell MC shown in FIG. 5, the connection node / SBL of one memory cell of two adjacent memory cells in the same row is connected to the connection node SBL of the other memory cell. Connected. In this way, a memory cell array is formed.

メモリセルMC1及びMC2は、同一の読み出しワード線RWL、及び同一の書き込みワード線WWLに接続されている。メモリセルMC1には、ビット線BL0及びカラム選択線YSEL0が接続されている。メモリセルMC2には、ビット線BL1及びカラム選択線YSEL1が接続されている。   The memory cells MC1 and MC2 are connected to the same read word line RWL and the same write word line WWL. A bit line BL0 and a column selection line YSEL0 are connected to the memory cell MC1. A bit line BL1 and a column selection line YSEL1 are connected to the memory cell MC2.

以下に、図6を参照して、SRAMのデータ書き込み動作及びデータ読み出し動作について説明する。図7は、SRAMのデータ書き込み動作及び読み出し動作を説明するタイミングチャートである。   Hereinafter, the data write operation and data read operation of the SRAM will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a timing chart for explaining the data write operation and read operation of the SRAM.

始めに、SRAMのデータ書き込み動作について説明する。なお、メモリセルMC1が選択され、この選択されたメモリセルMC1にデータを書き込む場合を例に説明する。   First, the data write operation of the SRAM will be described. An example will be described in which the memory cell MC1 is selected and data is written to the selected memory cell MC1.

選択ロウの書き込みワード線WWLがハイレベルに設定される。選択カラムの一対のビット線BL0,BL1は、書き込むデータに応じて、一方がハイレベルに、他方がローレベルに設定される。非選択ロウの書き込みワード線WWLはローレベルに設定され、非選択カラムのビット線(すなわち、BL0及びBL1以外のビット線)は、ハイレベルに設定される。   The write word line WWL for the selected row is set to the high level. One of the pair of bit lines BL0 and BL1 in the selected column is set to a high level and the other is set to a low level according to data to be written. The unselected row write word line WWL is set to the low level, and the bit lines of the unselected columns (that is, bit lines other than BL0 and BL1) are set to the high level.

さらに、選択カラムのカラム選択信号YSEL0はハイレベルに設定され、カラム選択信号YSEL1を含む非選択カラムのカラム選択信号はローレベルに設定される。また、全ての読み出しワード線RWLは、ローレベルに設定される。   Further, the column selection signal YSEL0 for the selected column is set to a high level, and the column selection signals for the unselected columns including the column selection signal YSEL1 are set to a low level. All the read word lines RWL are set to a low level.

このようなデータ書き込み動作により、選択されたメモリセルMC1には、ビット線BL0,BL1に設定されたデータが書き込まれる。なお、選択されたメモリセルMC1と同一ロウの書き込みワード線WWLに接続された全てのメモリセルの書き込み用トランスファーゲートT1がオンしてしまう。しかし、この選択ロウの書き込みワード線WWLに接続された非選択のメモリセル(メモリセルMC2等)に関しては、カラム選択トランジスタTC0及びTC1がオフしている。このため、非選択のメモリセルがライトディスターブを受けるのを防止することができる。   By such a data write operation, the data set in the bit lines BL0 and BL1 is written into the selected memory cell MC1. Note that the write transfer gate T1 of all memory cells connected to the write word line WWL in the same row as the selected memory cell MC1 is turned on. However, the column selection transistors TC0 and TC1 are turned off with respect to non-selected memory cells (memory cell MC2 and the like) connected to the write word line WWL of the selected row. For this reason, it is possible to prevent unselected memory cells from undergoing write disturb.

次に、SRAMのデータ読み出し動作について説明する。なお、データ書き込み動作と同様に、メモリセルMC1が選択され、この選択されたメモリセルMC1のデータを読み出す場合を例に説明する。   Next, the data read operation of the SRAM will be described. Note that, similarly to the data write operation, a case where the memory cell MC1 is selected and data of the selected memory cell MC1 is read will be described as an example.

選択ロウの読み出しワード線RWLがハイレベルに設定され、選択カラムのビット線BL0はハイレベルに設定される。非選択ロウの読み出しワード線RWLはローレベルに設定され、ビット線BL1を含む非選択カラムのビット線はハイレベルに設定される。   The read word line RWL of the selected row is set to the high level, and the bit line BL0 of the selected column is set to the high level. The read word line RWL of the non-selected row is set to the low level, and the bit lines of the non-selected column including the bit line BL1 are set to the high level.

さらに、選択カラムのカラム選択信号YSEL0はハイレベルに設定され、カラム選択信号YSEL1を含む非選択カラムのカラム選択信号はローレベルに設定される。また、全ての書き込みワード線WWLは、ローレベルに設定される。   Further, the column selection signal YSEL0 for the selected column is set to a high level, and the column selection signals for the unselected columns including the column selection signal YSEL1 are set to a low level. All the write word lines WWL are set to a low level.

このようなデータ読み出し動作により、選択されたメモリセルMC1の読み出し用トランスファーゲートRT1がオンし、読み出し用駆動トランジスタRD1は、記憶ノードN0のデータに応じてオン或いはオフする。したがって、選択カラムのビット線BL0の電圧は、データに応じてハイレベル或いはローレベルになる。この結果、選択されたメモリセルMC1のデータを読み出すことができる。なお、選択されたメモリセルMC1のカラム選択トランジスタTC0及びTC1がオンしている。しかし、書き込み用トランスファーゲートT1がオフしているため、書き込みパスを通じて記憶ノードとビット線とが接続されることはない。また、このようなデータ読み出し動作の際、非選択カラムのメモリセル(MC2等)に関しては、リードディスターブの問題は回避されている。   By such a data read operation, the read transfer gate RT1 of the selected memory cell MC1 is turned on, and the read drive transistor RD1 is turned on or off according to the data of the storage node N0. Therefore, the voltage of the bit line BL0 of the selected column becomes a high level or a low level according to data. As a result, the data of the selected memory cell MC1 can be read. Note that the column selection transistors TC0 and TC1 of the selected memory cell MC1 are turned on. However, since the write transfer gate T1 is off, the storage node and the bit line are not connected through the write path. In such a data read operation, the read disturb problem is avoided for the memory cells (MC2 and the like) of the non-selected column.

また、メモリセルからデータを読み出す際に使用される読み出し用トランジスタ(読み出し用駆動トランジスタRD1と読み出し用トランスファーゲートRT1とで構成される)のソース/ドレイン端子は、どれもデータを記憶している記憶ノードN0,N1に接続されていない。このため、スタティックノイズマージン(SNM)が向上するため、データ保持の安定性を向上させることができる。この結果、データの読み出し時にデータが破壊されてしまうのを防ぐことができる。   In addition, the source / drain terminals of the read transistors (configured by the read drive transistor RD1 and the read transfer gate RT1) used when reading data from the memory cell are all storing data. It is not connected to the nodes N0 and N1. For this reason, since a static noise margin (SNM) improves, the stability of data retention can be improved. As a result, it is possible to prevent data from being destroyed when data is read.

また、選択ロウの読み出しワード線RWLに接続された非選択のメモリセル(メモリセルMC2等)に関しては、カラム選択トランジスタTC0及びTC1がオフしている。このため、非選択のメモリセルがリードディスターブを受けるのを防止することができる。   Further, the column selection transistors TC0 and TC1 are turned off for the non-selected memory cells (memory cell MC2 and the like) connected to the read word line RWL of the selected row. For this reason, it is possible to prevent unselected memory cells from undergoing read disturb.

なお、図6に示したメモリセルアレイの構成に対して、読み出し用駆動トランジスタRD1のゲート端子を、駆動トランジスタD1のゲート端子と共通の記憶ノードN0ではなく、駆動トランジスタD0のゲート端子と共通の記憶ノードN1に接続するように変更したメモリセルアレイの構成も考えられる。このような構成にした場合でも、データ読み出し時のロジックを変更することで、図6のメモリセルアレイと同様の効果を得ることができる。   Note that, in the configuration of the memory cell array shown in FIG. 6, the gate terminal of the read drive transistor RD1 is not shared with the gate node of the drive transistor D1, but with the gate terminal of the drive transistor D0. A configuration of a memory cell array modified to be connected to the node N1 is also conceivable. Even in such a configuration, the same effect as the memory cell array of FIG. 6 can be obtained by changing the logic at the time of data reading.

(第3の実施形態)
第3の実施形態は、データ書き込み時に使用されるビット線と、データ読み出し時に使用されるビット線とを分けるようにしてメモリセルを構成している。図8は、本発明の第3の実施形態に係るSRAMのメモリセルMCを中心に示した回路図である。
(Third embodiment)
In the third embodiment, a memory cell is configured so that a bit line used at the time of data writing and a bit line used at the time of data reading are separated. FIG. 8 is a circuit diagram showing mainly SRAM memory cells MC according to the third embodiment of the present invention.

図8のメモリセルMCの構成は、ビット線BLの代わりに読み出しビット線RBLと書き込みビット線WBLとが設けられている点が図1のメモリセルMCと異なっている。そして、読み出し用トランスファーゲートRT1のソース/ドレイン端子の一方は、読み出しビット線RBLに接続されている。また、書き込み用トランスファーゲートT1のソース/ドレイン端子の一方は、書き込みビット線WBLに接続されている。   The configuration of the memory cell MC in FIG. 8 is different from the memory cell MC in FIG. 1 in that a read bit line RBL and a write bit line WBL are provided instead of the bit line BL. One of the source / drain terminals of the read transfer gate RT1 is connected to the read bit line RBL. One of the source / drain terminals of the write transfer gate T1 is connected to the write bit line WBL.

次に、SRAMに含まれるメモリセルアレイの構成について説明する。図9は、メモリセルアレイに含まれる2つのメモリセルMC1及びMC2を中心に示した回路図である。なお、図9には、同一ロウの隣接する2つのメモリセルMC1及びMC2を示している。   Next, the configuration of the memory cell array included in the SRAM will be described. FIG. 9 is a circuit diagram mainly showing two memory cells MC1 and MC2 included in the memory cell array. FIG. 9 shows two adjacent memory cells MC1 and MC2 in the same row.

メモリセルMC1及びMC2の構成はそれぞれ図8と同じである。図8に示したメモリセルMCを用いてメモリセルアレイを形成する場合、同一ロウで隣接した2つのメモリセルのうちの一方のメモリセルの接続ノード/SBLは、他方のメモリセルの接続ノードSBLに接続される。   The configuration of the memory cells MC1 and MC2 is the same as that in FIG. When a memory cell array is formed using the memory cell MC shown in FIG. 8, the connection node / SBL of one memory cell of two adjacent memory cells in the same row is connected to the connection node SBL of the other memory cell. Connected.

メモリセルMC1及びMC2は、同一のワード線WLに接続されている。メモリセルMC1には、書き込みビット線WBL0、読み出しビット線RBL0、及び書き込み用カラム選択線YSELW0が接続されている。メモリセルMC2には、書き込みビット線WBL1、読み出しビット線RBL1、及び書き込み用カラム選択線YSELW1が接続されている。   Memory cells MC1 and MC2 are connected to the same word line WL. A write bit line WBL0, a read bit line RBL0, and a write column selection line YSELW0 are connected to the memory cell MC1. A write bit line WBL1, a read bit line RBL1, and a write column selection line YSELW1 are connected to the memory cell MC2.

以下に、図9を参照して、SRAMのデータ書き込み動作及びデータ読み出し動作について説明する。図10は、SRAMのデータ書き込み動作及び読み出し動作を説明するタイミングチャートである。   Hereinafter, the data write operation and data read operation of the SRAM will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a timing chart for explaining the data write operation and read operation of the SRAM.

始めに、SRAMのデータ書き込み動作について説明する。なお、メモリセルMC1が選択され、この選択されたメモリセルMC1にデータを書き込む場合を例に説明する。   First, the data write operation of the SRAM will be described. An example will be described in which the memory cell MC1 is selected and data is written to the selected memory cell MC1.

選択ロウのワード線WLがハイレベルに設定される。選択カラムの一対の書き込みビット線WBL0,WBL1は、書き込むデータに応じて、一方がハイレベルに、他方がローレベルに設定される。非選択ロウのワード線WLはローレベルに設定され、非選択カラムの書き込みビット線(すなわち、WBL0及びWBL1以外の書き込みビット線)は、ハイレベルに設定される。   The word line WL of the selected row is set to the high level. One of the pair of write bit lines WBL0 and WBL1 in the selected column is set to the high level and the other is set to the low level according to the data to be written. The word line WL of the non-selected row is set to the low level, and the write bit line (that is, the write bit line other than WBL0 and WBL1) of the non-selected column is set to the high level.

さらに、選択カラムの書き込み用カラム選択信号YSELW0はハイレベルに設定され、YSELW1を含む非選択カラムの書き込み用カラム選択信号はローレベルに設定される。また、全ての読み出しビット線RBLは、ハイレベルに設定される。   Further, the write column selection signal YSELW0 for the selected column is set to a high level, and the write column selection signal for non-selected columns including YSELW1 is set to a low level. All the read bit lines RBL are set to a high level.

このようなデータ書き込み動作により、選択されたメモリセルMC1には、書き込みビット線WBL0,WBL1に設定されたデータが書き込まれる。なお、選択されたメモリセルMC1と同一ロウのワード線WLに接続された全てのメモリセルの書き込み用トランスファーゲートT1がオンしてしまう。しかし、この選択ロウのワード線WLに接続された非選択のメモリセル(メモリセルMC2等)に関しては、カラム選択トランジスタTC0及びTC1がオフしている。このため、非選択のメモリセルがライトディスターブを受けるのを防止することができる。   By such a data write operation, the data set in the write bit lines WBL0 and WBL1 is written into the selected memory cell MC1. Note that the write transfer gates T1 of all the memory cells connected to the same row word line WL as the selected memory cell MC1 are turned on. However, the column selection transistors TC0 and TC1 are turned off for the non-selected memory cells (memory cell MC2 and the like) connected to the word line WL of the selected row. For this reason, it is possible to prevent unselected memory cells from undergoing write disturb.

次に、SRAMのデータ読み出し動作について説明する。なお、データ書き込み動作と同様に、メモリセルMC1が選択され、この選択されたメモリセルMC1のデータを読み出す場合を例に説明する。   Next, the data read operation of the SRAM will be described. Note that, similarly to the data write operation, a case where the memory cell MC1 is selected and data of the selected memory cell MC1 is read will be described as an example.

選択ロウのワード線WLがハイレベルに設定され、選択カラムの読み出しビット線RBL0はハイレベルに設定される。非選択ロウのワード線WLはローレベルに設定され、読み出しビット線RBL1を含む非選択カラムの読み出しビット線はハイレベルに設定される。   The word line WL of the selected row is set to the high level, and the read bit line RBL0 of the selected column is set to the high level. The unselected row word line WL is set to the low level, and the read bit lines of the unselected column including the read bit line RBL1 are set to the high level.

さらに、全ての書き込み用カラム選択信号YSELW(YSELW0、YSELW1等)は、ローレベルに設定される。また、全ての書き込みビット線WBLは、ハイレベルに設定される。   Further, all the write column selection signals YSELW (YSELW0, YSELW1, etc.) are set to a low level. All the write bit lines WBL are set to a high level.

このようなデータ読み出し動作により、選択されたメモリセルMC1の読み出し用トランスファーゲートRT1がオンし、読み出し用駆動トランジスタRD1は、記憶ノードN0のデータに応じてオン或いはオフする。したがって、選択カラムの読み出しビット線RBL0の電圧は、データに応じてハイレベル或いはローレベルになる。この結果、選択されたメモリセルMC1のデータを読み出すことができる。その他の効果は、上記第1の実施形態と同じである。   By such a data read operation, the read transfer gate RT1 of the selected memory cell MC1 is turned on, and the read drive transistor RD1 is turned on or off according to the data of the storage node N0. Therefore, the voltage of the read bit line RBL0 of the selected column becomes a high level or a low level according to data. As a result, the data of the selected memory cell MC1 can be read. Other effects are the same as those of the first embodiment.

なお、図9に示したメモリセルアレイの構成に対して、読み出し用駆動トランジスタRD1のゲート端子を、駆動トランジスタD1のゲート端子と共通の記憶ノードN0ではなく、駆動トランジスタD0のゲート端子と共通の記憶ノードN1に接続するように変更したメモリセルアレイの構成も考えられる。このような構成にした場合でも、データ読み出し時のロジックを変更することで、図9のメモリセルアレイと同様の効果を得ることができる。   Note that, in the configuration of the memory cell array shown in FIG. 9, the gate terminal of the read drive transistor RD1 is not the same storage node N0 as the gate terminal of the drive transistor D1, but the same memory as the gate terminal of the drive transistor D0. A configuration of a memory cell array modified to be connected to the node N1 is also conceivable. Even in such a configuration, the same effect as the memory cell array of FIG. 9 can be obtained by changing the logic at the time of data reading.

(第4の実施形態)
第4の実施形態は、上記第1の実施形態の変形例であり、読み出し用トランジスタ(読み出し用駆動トランジスタRD1と読み出し用トランスファーゲートRT1とで構成される)を介して流れるセル電流を低減することで、消費電力を低減するようにしている。
(Fourth embodiment)
The fourth embodiment is a modification of the first embodiment, and reduces the cell current flowing through the read transistor (configured by the read drive transistor RD1 and the read transfer gate RT1). Therefore, power consumption is reduced.

図11は、本発明の第4の実施形態に係るSRAMのメモリセルMCを中心に示した回路図である。読み出し用駆動トランジスタRD1のソース端子は、読み出し用カラム選択線/YSELRに接続されている。この読み出し用カラム選択線には、読み出し用カラム選択信号YSELRの反転信号/YSELRが供給される。その他の構成は、図1のメモリセルMCと同じである。   FIG. 11 is a circuit diagram mainly showing an SRAM memory cell MC according to the fourth embodiment of the present invention. The source terminal of the read drive transistor RD1 is connected to the read column selection line / YSELR. An inverted signal / YSELR of the read column selection signal YSELR is supplied to the read column selection line. Other configurations are the same as those of the memory cell MC of FIG.

次に、SRAMに含まれるメモリセルアレイの構成について説明する。図12は、メモリセルアレイに含まれる2つのメモリセルMC1及びMC2を中心に示した回路図である。なお、図12には、同一ロウの隣接する2つのメモリセルMC1及びMC2を示している。   Next, the configuration of the memory cell array included in the SRAM will be described. FIG. 12 is a circuit diagram mainly showing two memory cells MC1 and MC2 included in the memory cell array. In FIG. 12, two adjacent memory cells MC1 and MC2 in the same row are shown.

メモリセルMC1及びMC2の構成はそれぞれ図11と同じである。メモリセルMC1及びMC2は、同一のワード線WLに接続されている。メモリセルMC1には、ビット線BL0、読み出し用カラム選択線/YSELR0、及び書き込み用カラム選択線YSELW0が接続されている。メモリセルMC2には、ビット線BL1、読み出し用カラム選択線/YSELR1、及び書き込み用カラム選択線YSELW1が接続されている。   The configuration of the memory cells MC1 and MC2 is the same as that in FIG. Memory cells MC1 and MC2 are connected to the same word line WL. A bit line BL0, a read column selection line / YSELR0, and a write column selection line YSELW0 are connected to the memory cell MC1. A bit line BL1, a read column selection line / YSELR1, and a write column selection line YSELW1 are connected to the memory cell MC2.

以下に、図12を参照して、SRAMのデータ書き込み動作及びデータ読み出し動作について説明する。図13は、SRAMのデータ書き込み動作及び読み出し動作を説明するタイミングチャートである。   Hereinafter, the data write operation and data read operation of the SRAM will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a timing chart for explaining the data write operation and read operation of the SRAM.

始めに、SRAMのデータ書き込み動作について説明する。なお、メモリセルMC1が選択され、この選択されたメモリセルMC1にデータを書き込む場合を例に説明する。   First, the data write operation of the SRAM will be described. An example will be described in which the memory cell MC1 is selected and data is written to the selected memory cell MC1.

選択ロウのワード線WLがハイレベルに設定される。選択カラムの一対のビット線BL0,BL1は、書き込むデータに応じて、一方がハイレベルに、他方がローレベルに設定される。非選択ロウのワード線WLはローレベルに設定され、非選択カラムのビット線(すなわち、BL0及びBL1以外のビット線)は、ハイレベルに設定される。   The word line WL of the selected row is set to the high level. One of the pair of bit lines BL0 and BL1 in the selected column is set to a high level and the other is set to a low level according to data to be written. The word line WL of the non-selected row is set to the low level, and the bit lines of the non-selected column (that is, bit lines other than BL0 and BL1) are set to the high level.

さらに、選択カラムの書き込み用カラム選択信号YSELW0はハイレベルに設定され、YSELW1を含む非選択カラムの書き込み用カラム選択信号はローレベルに設定される。また、読み出し用カラム選択信号の反転信号/YSELRはそれぞれ、読み出し用トランジスタ(RD1とRT1とで構成される)を介して1対1で接続されたビット線BLと同レベルに設定される。   Further, the write column selection signal YSELW0 for the selected column is set to a high level, and the write column selection signal for non-selected columns including YSELW1 is set to a low level. Further, the inversion signal / YSELR of the read column selection signal is set to the same level as that of the bit line BL connected one-to-one via the read transistor (configured by RD1 and RT1).

このようなデータ書き込み動作により、選択されたメモリセルMC1には、ビット線BL0,BL1に設定されたデータが書き込まれる。また、RD1とRT1とで構成される読み出し用トランジスタを介して1対1で接続されたビット線BLと読み出し用カラム選択線/YSELRとは、全て同レベルとなっている。このため、データ書き込み時に、読み出し用トランジスタがセル電流を流すことはない。この結果、データ書き込み時の消費電力を低減することができる。   By such a data write operation, the data set in the bit lines BL0 and BL1 is written into the selected memory cell MC1. Further, the bit lines BL and the read column selection line / YSELR that are connected in a one-to-one relationship via the read transistors composed of RD1 and RT1 are all at the same level. Therefore, the cell current does not flow through the read transistor when data is written. As a result, power consumption during data writing can be reduced.

次に、SRAMのデータ読み出し動作について説明する。なお、データ書き込み動作と同様に、メモリセルMC1が選択され、この選択されたメモリセルMC1のデータを読み出す場合を例に説明する。   Next, the data read operation of the SRAM will be described. Note that, similarly to the data write operation, a case where the memory cell MC1 is selected and data of the selected memory cell MC1 is read will be described as an example.

選択ロウのワード線WLがハイレベルに設定され、選択カラムのビット線BL0はハイレベルに設定される。非選択ロウのワード線WLはローレベルに設定され、ビット線BL1を含む非選択カラムのビット線はハイレベルに設定される。   The word line WL of the selected row is set to the high level, and the bit line BL0 of the selected column is set to the high level. The unselected row word line WL is set to the low level, and the bit lines of the unselected column including the bit line BL1 are set to the high level.

さらに、選択カラムの読み出し用カラム選択信号の反転信号/YSELR0はローレベルに設定され、/YSELR1を含む非選択カラムの読み出し用カラム選択信号の反転信号はハイレベルに設定される。また、全ての書き込み用カラム選択信号YSELWは、ローレベルに設定される。   Further, the inversion signal / YSELR0 of the read column selection signal for the selected column is set to a low level, and the inversion signal of the read column selection signal for the non-selected columns including / YSELR1 is set to a high level. All the write column selection signals YSELW are set to a low level.

このようなデータ読み出し動作により、選択されたメモリセルMC1の読み出し用トランスファーゲートRT1がオンし、読み出し用駆動トランジスタRD1は、記憶ノードN0のデータに応じてオン或いはオフする。したがって、選択カラムのビット線BL0の電圧は、データに応じてハイレベル或いはローレベルになる。この結果、選択されたメモリセルMC1のデータを読み出すことができる。   By such a data read operation, the read transfer gate RT1 of the selected memory cell MC1 is turned on, and the read drive transistor RD1 is turned on or off according to the data of the storage node N0. Therefore, the voltage of the bit line BL0 of the selected column becomes a high level or a low level according to data. As a result, the data of the selected memory cell MC1 can be read.

この際、選択されたメモリセルMC1以外のメモリセルでは、ビット線BLと読み出し用カラム選択線/YSELRとが共にハイレベルとなっている。このため、読み出し用駆動トランジスタRD1が記憶ノードN0のデータに応じてオンとなった場合でも、読み出し用トランジスタがセル電流を流すことはない。この結果、データ読み出し時の消費電力を低減することができる。   At this time, in the memory cells other than the selected memory cell MC1, both the bit line BL and the read column selection line / YSELR are at the high level. Therefore, even when the read driving transistor RD1 is turned on according to the data of the storage node N0, the read transistor does not flow a cell current. As a result, power consumption during data reading can be reduced.

なお、ライトディスターブ及びリードディスターブを防ぐことができる効果、及びスタティックノイズマージン(SNM)を向上させることができる効果は、上記第1の実施形態と同様である。   Note that the effect of preventing write disturb and read disturb and the effect of improving the static noise margin (SNM) are the same as those in the first embodiment.

さらに、図12に示したメモリセルアレイの構成に対して、読み出し用駆動トランジスタRD1のゲート端子を、駆動トランジスタD1のゲート端子と共通の記憶ノードN0ではなく、駆動トランジスタD0のゲート端子と共通の記憶ノードN1に接続するように変更してもよい。このような構成にした場合でも、データ読み出し時のロジックを変更することで、図12のメモリセルアレイと同様の効果を得ることができる。   Further, with respect to the configuration of the memory cell array shown in FIG. 12, the gate terminal of the read driving transistor RD1 is not shared with the gate node of the driving transistor D1, but is shared with the gate terminal of the driving transistor D0. You may change so that it may connect with the node N1. Even in such a configuration, the same effect as the memory cell array of FIG. 12 can be obtained by changing the logic at the time of data reading.

(第5の実施形態)
第5の実施形態は、上記第2の実施形態の変形例であり、読み出し用トランジスタ(RD1とRT1とで構成される)を介して流れるセル電流を低減することで、消費電力を低減するようにしている。
(Fifth embodiment)
The fifth embodiment is a modified example of the second embodiment, and reduces the power consumption by reducing the cell current flowing through the read transistor (comprising RD1 and RT1). I have to.

図14は、本発明の第5の実施形態に係るSRAMのメモリセルMCを中心に示した回路図である。読み出し用駆動トランジスタRD1のソース端子は、カラム選択線/YSELに接続されている。このカラム選択線には、カラム選択信号YSELの反転信号/YSELが供給される。その他の構成は、図5のメモリセルMCと同じである。   FIG. 14 is a circuit diagram centering on an SRAM memory cell MC according to the fifth embodiment of the present invention. The source terminal of the read drive transistor RD1 is connected to the column selection line / YSEL. The column selection line is supplied with an inverted signal / YSEL of the column selection signal YSEL. Other configurations are the same as those of the memory cell MC of FIG.

次に、SRAMに含まれるメモリセルアレイの構成について説明する。図15は、メモリセルアレイに含まれる2つのメモリセルMC1及びMC2を中心に示した回路図である。なお、図15には、同一ロウの隣接する2つのメモリセルMC1及びMC2を示している。   Next, the configuration of the memory cell array included in the SRAM will be described. FIG. 15 is a circuit diagram mainly showing two memory cells MC1 and MC2 included in the memory cell array. FIG. 15 shows two adjacent memory cells MC1 and MC2 in the same row.

メモリセルMC1及びMC2の構成はそれぞれ図14と同じである。メモリセルMC1及びMC2は、同一の読み出しワード線RWL及び同一の書き込みワード線WWLに接続されている。メモリセルMC1には、ビット線BL0、カラム選択線YSEL0、及びカラム選択線/YSEL0が接続されている。メモリセルMC2には、ビット線BL1、カラム選択線YSEL1、及びカラム選択線/YSEL1が接続されている。   The configuration of the memory cells MC1 and MC2 is the same as that in FIG. The memory cells MC1 and MC2 are connected to the same read word line RWL and the same write word line WWL. Bit line BL0, column select line YSEL0, and column select line / YSEL0 are connected to memory cell MC1. A bit line BL1, a column selection line YSEL1, and a column selection line / YSEL1 are connected to the memory cell MC2.

以下に、図15を参照して、SRAMのデータ書き込み動作及びデータ読み出し動作について説明する。図16は、SRAMのデータ書き込み動作及び読み出し動作を説明するタイミングチャートである。   Hereinafter, the data write operation and data read operation of the SRAM will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a timing chart for explaining the data write operation and read operation of the SRAM.

始めに、SRAMのデータ書き込み動作について説明する。なお、メモリセルMC1が選択され、この選択されたメモリセルMC1にデータを書き込む場合を例に説明する。   First, the data write operation of the SRAM will be described. An example will be described in which the memory cell MC1 is selected and data is written to the selected memory cell MC1.

選択ロウの書き込みワード線WWLがハイレベルに設定される。選択カラムの一対のビット線BL0,BL1は、書き込むデータに応じて、一方がハイレベルに、他方がローレベルに設定される。非選択ロウの書き込みワード線WWLはローレベルに設定され、非選択カラムのビット線(すなわち、BL0及びBL1以外のビット線)は、ハイレベルに設定される。   The write word line WWL for the selected row is set to the high level. One of the pair of bit lines BL0 and BL1 in the selected column is set to a high level and the other is set to a low level according to data to be written. The unselected row write word line WWL is set to a low level, and the bit lines of the unselected column (that is, bit lines other than BL0 and BL1) are set to a high level.

さらに、選択カラムのカラム選択信号YSEL0はハイレベルに設定され、YSEL1を含む非選択カラムのカラム選択信号はローレベルに設定される。カラム選択信号の反転信号は、カラム選択信号に対してハイレベルとローレベルとがそれぞれ逆になるので、カラム選択信号YSEL0の反転信号/YSEL0はローレベルに設定され、/YSEL1を含む非選択カラムのカラム選択信号の反転信号はハイレベルに設定される。そして、全ての読み出しワード線RWLは、ローレベルに設定される。   Further, the column selection signal YSEL0 of the selected column is set to a high level, and the column selection signals of non-selected columns including YSEL1 are set to a low level. Since the inverted signal of the column selection signal is opposite to the high level and the low level with respect to the column selection signal, the inverted signal / YSEL0 of the column selection signal YSEL0 is set to the low level, and the non-selected column including / YSEL1 The inverted signal of the column selection signal is set to a high level. All read word lines RWL are set to a low level.

このようなデータ書き込み動作により、上記第2の実施形態と同様に、非選択のメモリセルがライトディスターブを受けるのを防止することができる。また、全てのメモリセルにおいて読み出し用トランスファーゲートRT1がオフしている。このため、データ書き込み時に、RD1とRT1とで構成される読み出し用トランジスタがセル電流を流すことはない。この結果、データ書き込み時の消費電力を低減することができる。   By such a data write operation, it is possible to prevent the unselected memory cell from undergoing a write disturb, as in the second embodiment. In all the memory cells, the read transfer gate RT1 is turned off. For this reason, a cell current does not flow through the read transistor composed of RD1 and RT1 during data writing. As a result, power consumption during data writing can be reduced.

次に、SRAMのデータ読み出し動作について説明する。なお、データ書き込み動作と同様に、メモリセルMC1が選択され、この選択されたメモリセルMC1のデータを読み出す場合を例に説明する。   Next, the data read operation of the SRAM will be described. Note that, similarly to the data write operation, a case where the memory cell MC1 is selected and data of the selected memory cell MC1 is read will be described as an example.

選択ロウの読み出しワード線RWLがハイレベルに設定され、選択カラムのビット線BL0はハイレベルに設定される。非選択ロウの読み出しワード線RWLはローレベルに設定され、ビット線BL1を含む非選択カラムのビット線はハイレベルに設定される。   The read word line RWL of the selected row is set to the high level, and the bit line BL0 of the selected column is set to the high level. The read word line RWL of the non-selected row is set to the low level, and the bit lines of the non-selected column including the bit line BL1 are set to the high level.

さらに、選択カラムのカラム選択信号YSEL0はハイレベルに設定され、カラム選択信号YSEL1を含む非選択カラムのカラム選択信号はローレベルに設定される。カラム選択信号YSEL0の反転信号/YSEL0はローレベルに設定され、/YSEL1を含む非選択カラムのカラム選択信号の反転信号はハイレベルに設定される。そして、全ての書き込みワード線WWLは、ローレベルに設定される。   Further, the column selection signal YSEL0 for the selected column is set to a high level, and the column selection signals for the unselected columns including the column selection signal YSEL1 are set to a low level. The inverted signal / YSEL0 of the column selection signal YSEL0 is set to the low level, and the inverted signal of the column selection signal of the non-selected column including / YSEL1 is set to the high level. All the write word lines WWL are set to a low level.

このようなデータ読み出し動作により、上記第2の実施形態と同様に、全ての非選択メモリセルがリードディスターブを受けるのを防ぐことができる。この際、選択されたメモリセルMC1と同一ロウの読み出しワード線RWLに接続された全てのメモリセルの読み出し用トランスファーゲートRT1がオンしてしまう。しかし、選択されたメモリセルMC1以外のメモリセルでは、ビット線BLとカラム選択信号の反転信号/YSELとが共にハイレベルとなっている。このため、読み出し用駆動トランジスタRD1が記憶ノードN0のデータに応じてオンとなった場合でも、読み出し用トランジスタがセル電流を流すことはない。この結果、データ読み出し時の消費電力を低減することができる。   By such a data read operation, it is possible to prevent all unselected memory cells from undergoing read disturb as in the second embodiment. At this time, the read transfer gate RT1 of all the memory cells connected to the read word line RWL in the same row as the selected memory cell MC1 is turned on. However, in the memory cells other than the selected memory cell MC1, both the bit line BL and the inverted signal / YSEL of the column selection signal are at the high level. Therefore, even when the read driving transistor RD1 is turned on according to the data of the storage node N0, the read transistor does not flow a cell current. As a result, power consumption during data reading can be reduced.

なお、図15に示したメモリセルアレイの構成に対して、読み出し用駆動トランジスタRD1のゲート端子を、駆動トランジスタD1のゲート端子と共通の記憶ノードN0ではなく、駆動トランジスタD0のゲート端子と共通の記憶ノードN1に接続するように変更してもよい。このような構成にした場合でも、データ読み出し時のロジックを変更することで、図15のメモリセルアレイと同様の効果を得ることができる。   Note that, in the configuration of the memory cell array shown in FIG. 15, the gate terminal of the read driving transistor RD1 is not the storage node N0 common to the gate terminal of the driving transistor D1, but the memory common to the gate terminal of the driving transistor D0. You may change so that it may connect with the node N1. Even in such a configuration, the same effect as the memory cell array of FIG. 15 can be obtained by changing the logic at the time of data reading.

(第6の実施形態)
第6の実施形態は、上記第3の実施形態の変形例であり、読み出し用トランジスタ(RD1とRT1とで構成される)を介して流れるセル電流を低減することで、消費電力を低減するようにしている。
(Sixth embodiment)
The sixth embodiment is a modification of the third embodiment, and reduces the power consumption by reducing the cell current flowing through the read transistor (comprising RD1 and RT1). I have to.

図17は、本発明の第6の実施形態に係るSRAMのメモリセルMCを中心に示した回路図である。読み出し用駆動トランジスタRD1のソース端子は、読み出し用カラム選択線/YSELRに接続されている。この読み出し用カラム選択線には、読み出し時に読み出し用カラム選択信号YSELRの反転信号/YSELRが供給される。その他の構成は、図8のメモリセルMCと同じである。   FIG. 17 is a circuit diagram centering on an SRAM memory cell MC according to the sixth embodiment of the present invention. The source terminal of the read drive transistor RD1 is connected to the read column selection line / YSELR. The readout column selection line is supplied with an inversion signal / YSELR of the readout column selection signal YSELR at the time of readout. Other configurations are the same as those of the memory cell MC of FIG.

次に、SRAMに含まれるメモリセルアレイの構成について説明する。図18は、メモリセルアレイに含まれる2つのメモリセルMC1及びMC2を中心に示した回路図である。なお、図18には、同一ロウの隣接する2つのメモリセルMC1及びMC2を示している。   Next, the configuration of the memory cell array included in the SRAM will be described. FIG. 18 is a circuit diagram mainly showing two memory cells MC1 and MC2 included in the memory cell array. FIG. 18 shows two adjacent memory cells MC1 and MC2 in the same row.

メモリセルMC1及びMC2の構成はそれぞれ図17と同じである。メモリセルMC1及びMC2は、同一のワード線WLに接続されている。メモリセルMC1には、書き込みビット線WBL0、読み出しビット線RBL0、読み出し用カラム選択線/YSELR0、及び書き込み用カラム選択線YSELW0が接続されている。メモリセルMC2には、書き込みビット線WBL1、読み出しビット線RBL1、読み出し用カラム選択線/YSELR1、及び書き込み用カラム選択線YSELW1が接続されている。   The configurations of the memory cells MC1 and MC2 are the same as those in FIG. Memory cells MC1 and MC2 are connected to the same word line WL. A write bit line WBL0, a read bit line RBL0, a read column selection line / YSELR0, and a write column selection line YSELW0 are connected to the memory cell MC1. A write bit line WBL1, a read bit line RBL1, a read column selection line / YSELR1, and a write column selection line YSELW1 are connected to the memory cell MC2.

以下に、図18を参照して、SRAMのデータ書き込み動作及びデータ読み出し動作について説明する。図19は、SRAMのデータ書き込み動作及び読み出し動作を説明するタイミングチャートである。   Hereinafter, the data write operation and data read operation of the SRAM will be described with reference to FIG. FIG. 19 is a timing chart for explaining the data write operation and read operation of the SRAM.

始めに、SRAMのデータ書き込み動作について説明する。なお、メモリセルMC1が選択され、この選択されたメモリセルMC1にデータを書き込む場合を例に説明する。   First, the data write operation of the SRAM will be described. An example will be described in which the memory cell MC1 is selected and data is written to the selected memory cell MC1.

選択ロウのワード線WLがハイレベルに設定される。選択カラムの一対の書き込みビット線WBL0,WBL1は、書き込むデータに応じて、一方がハイレベルに、他方がローレベルに設定される。非選択ロウのワード線WLはローレベルに設定され、非選択カラムの書き込みビット線(すなわち、WBL0及びWBL1以外の書き込みビット線)は、ハイレベルに設定される。   The word line WL of the selected row is set to the high level. One of the pair of write bit lines WBL0 and WBL1 in the selected column is set to the high level and the other is set to the low level according to the data to be written. The word line WL of the non-selected row is set to the low level, and the write bit line (that is, the write bit line other than WBL0 and WBL1) of the non-selected column is set to the high level.

さらに、選択カラムの書き込み用カラム選択信号YSELW0はハイレベルに設定され、YSELW1を含む非選択カラムの書き込み用カラム選択信号はローレベルに設定される。そして、全ての読み出しビット線RBLは、ハイレベルに設定される。全ての読み出し用カラム選択信号YSELRの反転信号/YSELRは、ハイレベルに設定される。   Further, the write column selection signal YSELW0 for the selected column is set to a high level, and the write column selection signal for non-selected columns including YSELW1 is set to a low level. All read bit lines RBL are set to a high level. The inversion signal / YSELR of all read column selection signals YSELR is set to a high level.

このようなデータ書き込み動作により、上記第3の実施形態と同様に、非選択のメモリセルがライトディスターブを受けるのを防止することができる。また、RD1とRT1とで構成される読み出し用トランジスタを介して1対1で接続された読み出しビット線RBLと読み出し用カラム選択線/YSELRとは、全て同レベルとなっている。このため、データ書き込み時に、読み出し用トランジスタがセル電流を流すことはない。この結果、データ書き込み時の消費電力を低減することができる。   By such a data write operation, it is possible to prevent the unselected memory cell from undergoing a write disturb, as in the third embodiment. Further, the read bit lines RBL and the read column selection line / YSELR that are connected in a one-to-one relationship via the read transistors composed of RD1 and RT1 are all at the same level. Therefore, the cell current does not flow through the read transistor when data is written. As a result, power consumption during data writing can be reduced.

次に、SRAMのデータ読み出し動作について説明する。なお、データ書き込み動作と同様に、メモリセルMC1が選択され、この選択されたメモリセルMC1のデータを読み出す場合を例に説明する。   Next, the data read operation of the SRAM will be described. Note that, similarly to the data write operation, a case where the memory cell MC1 is selected and data of the selected memory cell MC1 is read will be described as an example.

選択ロウのワード線WLがハイレベルに設定され、選択カラムの読み出しビット線RBL0はハイレベルに設定される。非選択ロウのワード線WLはローレベルに設定され、読み出しビット線RBL1を含む非選択カラムの読み出しビット線はハイレベルに設定される。   The word line WL of the selected row is set to the high level, and the read bit line RBL0 of the selected column is set to the high level. The unselected row word line WL is set to the low level, and the read bit lines of the unselected column including the read bit line RBL1 are set to the high level.

さらに、選択カラムの読み出し用カラム選択信号の反転信号/YSELR0はローレベルに設定され、/YSELR1を含む非選択カラムの読み出し用カラム選択信号の反転信号はハイレベルに設定される。また、全ての書き込み用カラム選択信号YSELWは、ローレベルに設定される。また、全ての書き込みビット線WBLは、ハイレベルに設定される。   Further, the inversion signal / YSELR0 of the read column selection signal for the selected column is set to a low level, and the inversion signal of the read column selection signal for the non-selected columns including / YSELR1 is set to a high level. All the write column selection signals YSELW are set to a low level. All the write bit lines WBL are set to a high level.

このようなデータ読み出し動作により、上記第3の実施形態と同様に、全てのメモリセルがリードディスターブを受けるのを防止することができる。この際、選択されたメモリセルMC1と同一ロウのワード線WLに接続された全てのメモリセルの読み出し用トランスファーゲートRT1がオンしてしまう。しかし、選択されたメモリセルMC1以外のメモリセルでは、読み出しビット線RBLと読み出し用カラム選択信号の反転信号/YSELRとが共にハイレベルとなっている。このため、読み出し用駆動トランジスタRD1が記憶ノードN0のデータに応じてオンとなった場合でも、読み出し用トランジスタがセル電流を流すことはない。この結果、データ読み出し時の消費電力を低減することができる。   By such a data read operation, it is possible to prevent all memory cells from undergoing read disturb as in the third embodiment. At this time, the read transfer gate RT1 of all the memory cells connected to the word line WL in the same row as the selected memory cell MC1 is turned on. However, in the memory cells other than the selected memory cell MC1, both the read bit line RBL and the inverted signal / YSELR of the read column selection signal are at the high level. Therefore, even when the read driving transistor RD1 is turned on according to the data of the storage node N0, the read transistor does not flow a cell current. As a result, power consumption during data reading can be reduced.

なお、図18に示したメモリセルアレイの構成に対して、読み出し用駆動トランジスタRD1のゲート端子を、駆動トランジスタD1のゲート端子と共通の記憶ノードN0ではなく、駆動トランジスタD0のゲート端子と共通の記憶ノードN1に接続するように変更してもよい。このような構成にした場合でも、データ読み出し時のロジックを変更することで、図18のメモリセルアレイと同様の効果を得ることができる。   Note that in the configuration of the memory cell array shown in FIG. 18, the gate terminal of the read drive transistor RD1 is not the same storage node N0 as the gate terminal of the drive transistor D1, but the same memory as the gate terminal of the drive transistor D0. You may change so that it may connect with the node N1. Even in such a configuration, the same effect as the memory cell array of FIG. 18 can be obtained by changing the logic at the time of data reading.

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で、構成要素を変形して具体化できる。また、実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を構成することができる。例えば、実施形態に開示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよいし、異なる実施形態の構成要素を適宜組み合わせてもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention. In addition, various inventions can be configured by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiments. For example, some constituent elements may be deleted from all the constituent elements disclosed in the embodiments, or constituent elements of different embodiments may be appropriately combined.

本発明の第1の実施形態に係るSRAMのメモリセルMCを中心に示した回路図。FIG. 3 is a circuit diagram mainly showing memory cells MC of the SRAM according to the first embodiment of the present invention. 第1の実施形態に係るメモリセルアレイに含まれる2つのメモリセルMC1及びMC2を中心に示した回路図。FIG. 3 is a circuit diagram mainly showing two memory cells MC1 and MC2 included in the memory cell array according to the first embodiment. 第1の実施形態に係るSRAMのデータ書き込み動作及び読み出し動作を説明するタイミングチャート。4 is a timing chart for explaining a data write operation and a read operation of the SRAM according to the first embodiment. スタティックノイズマージンを説明する図。The figure explaining a static noise margin. 本発明の第2の実施形態に係るSRAMのメモリセルMCを中心に示した回路図。FIG. 6 is a circuit diagram mainly showing a memory cell MC of an SRAM according to a second embodiment of the present invention. 第2の実施形態に係るメモリセルアレイに含まれる2つのメモリセルMC1及びMC2を中心に示した回路図。FIG. 6 is a circuit diagram mainly showing two memory cells MC1 and MC2 included in a memory cell array according to a second embodiment. 第2の実施形態に係るSRAMのデータ書き込み動作及び読み出し動作を説明するタイミングチャート。9 is a timing chart for explaining a data write operation and a read operation of the SRAM according to the second embodiment. 本発明の第3の実施形態に係るSRAMのメモリセルMCを中心に示した回路図。FIG. 7 is a circuit diagram mainly showing an SRAM memory cell MC according to a third embodiment of the present invention; 第3の実施形態に係るメモリセルアレイに含まれる2つのメモリセルMC1及びMC2を中心に示した回路図。FIG. 10 is a circuit diagram mainly showing two memory cells MC1 and MC2 included in a memory cell array according to a third embodiment. 第3の実施形態に係るSRAMのデータ書き込み動作及び読み出し動作を説明するタイミングチャート。10 is a timing chart for explaining a data write operation and a read operation of the SRAM according to the third embodiment. 本発明の第4の実施形態に係るSRAMのメモリセルMCを中心に示した回路図。The circuit diagram centering on the memory cell MC of SRAM which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 第4の実施形態に係るメモリセルアレイに含まれる2つのメモリセルMC1及びMC2を中心に示した回路図。FIG. 10 is a circuit diagram mainly showing two memory cells MC1 and MC2 included in a memory cell array according to a fourth embodiment. 第4の実施形態に係るSRAMのデータ書き込み動作及び読み出し動作を説明するタイミングチャート。10 is a timing chart for explaining a data write operation and a read operation of the SRAM according to the fourth embodiment. 本発明の第5の実施形態に係るSRAMのメモリセルMCを中心に示した回路図。The circuit diagram centering on the memory cell MC of SRAM which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 第5の実施形態に係るメモリセルアレイに含まれる2つのメモリセルMC1及びMC2を中心に示した回路図。FIG. 10 is a circuit diagram mainly showing two memory cells MC1 and MC2 included in a memory cell array according to a fifth embodiment. 第5の実施形態に係るSRAMのデータ書き込み動作及び読み出し動作を説明するタイミングチャート。10 is a timing chart for explaining a data write operation and a read operation of the SRAM according to the fifth embodiment. 本発明の第6の実施形態に係るSRAMのメモリセルMCを中心に示した回路図。The circuit diagram centering on the memory cell MC of SRAM which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 第6の実施形態に係るメモリセルアレイに含まれる2つのメモリセルMC1及びMC2を中心に示した回路図。FIG. 10 is a circuit diagram mainly showing two memory cells MC1 and MC2 included in a memory cell array according to a sixth embodiment. 第6の実施形態に係るSRAMのデータ書き込み動作及び読み出し動作を説明するタイミングチャート。14 is a timing chart for explaining a data write operation and a read operation of the SRAM according to the sixth embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

MC…メモリセル、IV1,IV2…インバータ回路、L0,L1…負荷トランジスタ、D0,D1…駆動トランジスタ、N0,N1…記憶ノード、T1…書き込み用トランスファーゲート、TC0,TC1…カラム選択トランジスタ、RT1…読み出し用トランスファーゲート、RD1…読み出し用駆動トランジスタ、SBL,/SBL…接続ノード、BL…ビット線、WL…ワード線、RBL…読み出しビット線、WBL…書き込みビット線、RWL…読み出しワード線、WWL…書き込みワード線、YSEL,/YSEL…カラム選択線、YSELW…書き込み用カラム選択線、/YSELR…読み出し用カラム選択線。   MC ... memory cell, IV1, IV2 ... inverter circuit, L0, L1 ... load transistor, D0, D1 ... drive transistor, N0, N1 ... storage node, T1 ... write transfer gate, TC0, TC1 ... column select transistor, RT1 ... Read transfer gate, RD1 ... Read drive transistor, SBL, /SBL...Connection node, BL ... Bit line, WL ... Word line, RBL ... Read bit line, WBL ... Write bit line, RWL ... Read word line, WWL ... Write word line, YSEL, / YSEL ... column select line, YSELW ... write column select line, / YSELR ... read column select line.

Claims (6)

MOSトランジスタから構成された第1及び第2のインバータ回路と、
前記第1のインバータ回路の出力端子と前記第2のインバータ回路の入力端子とに接続された第1の記憶ノードと、
前記第1のインバータ回路の入力端子と前記第2のインバータ回路の出力端子とに接続された第2の記憶ノードと、
データ書き込み時に、前記第1の記憶ノードと第1のビット線とを接続し、かつカラム選択信号により制御される第1の書き込みパスと、
データ書き込み時に、前記第2の記憶ノードと第2のビット線とを接続し、かつ前記カラム選択信号により制御される第2の書き込みパスと、
データ読み出し時に、前記第1の記憶ノード又は前記第2の記憶ノードに記憶されたデータを前記第1のビット線に転送する読み出しパスと
を具備するメモリセルを有することを特徴とする半導体記憶装置。
First and second inverter circuits composed of MOS transistors;
A first storage node connected to an output terminal of the first inverter circuit and an input terminal of the second inverter circuit;
A second storage node connected to an input terminal of the first inverter circuit and an output terminal of the second inverter circuit;
A first write path that connects the first storage node and the first bit line and is controlled by a column selection signal during data writing;
A second write path that connects the second storage node and the second bit line and is controlled by the column selection signal when writing data;
A semiconductor memory device comprising: a memory cell comprising: a read path for transferring data stored in the first storage node or the second storage node to the first bit line when reading data .
前記読み出しパスは、駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタのドレイン端子と前記第1のビット線との間に接続されかつトランジスタからなる読み出し用トランスファーゲートとを含み、
前記駆動トランジスタのゲート端子は、前記第1の記憶ノード又は前記第2の記憶ノードに接続され、
前記駆動トランジスタのソース端子には、接地電位が印加され、
前記読み出し用トランスファーゲートのゲート端子は、データ読み出し時に活性化されるワード線に接続されることを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。
The read path includes a drive transistor, and a read transfer gate connected between the drain terminal of the drive transistor and the first bit line and made of a transistor,
A gate terminal of the driving transistor is connected to the first storage node or the second storage node;
A ground potential is applied to the source terminal of the driving transistor,
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein a gate terminal of the read transfer gate is connected to a word line activated at the time of data reading.
前記読み出しパスは、駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタのドレイン端子と前記第1のビット線との間に接続されかつトランジスタからなる読み出し用トランスファーゲートとを含み、
前記駆動トランジスタのゲート端子は、前記第1の記憶ノード又は前記第2の記憶ノードに接続され、
前記駆動トランジスタのソース端子は、データ読み出し時にカラム選択信号の反転信号が供給される第2のカラム選択線に接続され、
前記読み出し用トランスファーゲートのゲート端子は、データ読み出し時に活性化されるワード線に接続されることを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。
The read path includes a drive transistor, and a read transfer gate connected between the drain terminal of the drive transistor and the first bit line and made of a transistor,
A gate terminal of the driving transistor is connected to the first storage node or the second storage node;
The source terminal of the driving transistor is connected to a second column selection line to which an inverted signal of a column selection signal is supplied at the time of data reading,
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein a gate terminal of the read transfer gate is connected to a word line activated at the time of data reading.
前記第1の書き込みパスは、前記第1の記憶ノードと第1の接続ノードとの間に接続された第1のカラム選択トランジスタと、前記第1の接続ノードと前記第1のビット線との間に接続されかつトランジスタからなる第1の書き込み用トランスファーゲートとを含み、
前記第2の書き込みパスは、前記第2の記憶ノードと第2の接続ノードとの間に接続された第2のカラム選択トランジスタと、前記第2の接続ノードと前記第2のビット線との間に接続されかつトランジスタからなる第2の書き込み用トランスファーゲートとを含み、
前記第1及び第2のカラム選択トランジスタのゲート端子はそれぞれ、第1のカラム選択線に接続され、
前記第1及び第2の書き込み用トランスファーゲートのゲート端子はそれぞれ、前記ワード線に接続され、
前記ワード線は、データ読み出し時及びデータ書き込み時に活性化されることを特徴とする請求項2又は3に記載の半導体記憶装置。
The first write path includes a first column selection transistor connected between the first storage node and a first connection node, and the first connection node and the first bit line. A first write transfer gate connected between and comprising a transistor,
The second write path includes a second column selection transistor connected between the second storage node and a second connection node, and the second connection node and the second bit line. A second write transfer gate connected between and comprising a transistor,
Gate terminals of the first and second column selection transistors are respectively connected to a first column selection line;
The gate terminals of the first and second write transfer gates are connected to the word line,
4. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein the word line is activated when data is read and when data is written.
前記ワード線は、データ読み出し時に活性化される読み出しワード線と、データ書き込み時に活性化される書き込みワード線とを含み、
前記読み出し用トランスファーゲートのゲート端子は、前記読み出しワード線に接続され、
前記第1及び第2の書き込み用トランスファーゲートのゲート端子はそれぞれ、前記書き込みワード線に接続されることを特徴とする請求項4に記載の半導体記憶装置。
The word line includes a read word line activated at the time of data reading and a write word line activated at the time of data writing,
A gate terminal of the read transfer gate is connected to the read word line;
5. The semiconductor memory device according to claim 4, wherein gate terminals of the first and second write transfer gates are connected to the write word line, respectively.
前記第1のビット線は、読み出しデータが転送される第1の読み出しビット線と、書き込みデータが転送される第1の書き込みビット線とを含み、
前記第2のビット線は、読み出しデータが転送される第2の読み出しビット線と、書き込みデータが転送される第2の書き込みビット線とを含み、
前記読み出し用トランスファーゲートは、前記第1の読み出しビット線に接続され、
前記第1の書き込み用トランスファーゲートは、前記第1の書き込みビット線に接続され、
前記第2の書き込み用トランスファーゲートは、前記第2の書き込みビット線に接続されることを特徴とする請求項4に記載の半導体記憶装置。
The first bit line includes a first read bit line to which read data is transferred, and a first write bit line to which write data is transferred,
The second bit line includes a second read bit line to which read data is transferred, and a second write bit line to which write data is transferred,
The read transfer gate is connected to the first read bit line,
The first write transfer gate is connected to the first write bit line;
5. The semiconductor memory device according to claim 4, wherein the second write transfer gate is connected to the second write bit line.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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