JP2008084496A - Semiconductor storage device - Google Patents

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Mariko Iizuka
真理子 飯塚
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily reserve the operation margin during write operation in a DRAM and the like for which a high-frequency operation is required. <P>SOLUTION: For example, a WENB generation circuit 18-1 provided within a read-write control circuit generates a pulse PULSE having an activation period regulated by an RC delay section 18a comprising a resistance element R and a capacitor element C synchronized with an internal clock CLKIN. The generated pulse PULSE is then inverted by an inverter circuit INVd of an output section and is outputted as a write activation signal WENB to inactivate the pulse PULSE in a write operation period (activation period) of SA. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体記憶装置に関するもので、たとえば、高周波動作が要求されるDRAM(Dynamic Random Access Memory)などの半導体メモリ装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor memory device, for example, a semiconductor memory device such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory) that requires high-frequency operation.

近年の半導体記憶装置、特に、高周波動作が要求される半導体メモリ装置においては、センスアンプ(SA)によるビット線への書き込み期間(以下、SAの書き込み動作期間)が、動作周波数にかかわらず、内蔵するRC遅延回路の出力をもとに生成される書き込みパルスの活性化期間により一義的に規定されている。   In recent semiconductor memory devices, particularly semiconductor memory devices that require high-frequency operation, a write period (hereinafter referred to as SA write operation period) to the bit line by the sense amplifier (SA) is incorporated regardless of the operation frequency. This is uniquely defined by the activation period of the write pulse generated based on the output of the RC delay circuit.

たとえば、半導体メモリ装置のデータ書き込み動作において、メモリ内部のRC遅延回路により規定された、ある一定の活性化期間をもつ書き込みパルスWENBが活性化されると、それに同期して、メモリ内部のライトバッファを活性化するライトバッファ活性化信号WBUFENBが活性化される。ライトバッファは、ライトバッファ活性化信号WBUFENBの活性化期間にメモリ内部の相補データ線DQt/cを駆動し、ライトバッファ活性化信号WBUFENBの非活性化期間に相補データ線DQt/cをイコライズする。一方、メモリ内部のCSL制御回路は、書き込みパルスWENBの活性化期間に与えられるアドレスにしたがって、カラムセレクトストローブ信号CSLを活性化する。すなわち、SAの書き込み動作期間とは、カラムセレクトストローブ信号CSLの活性化期間と相補データ線DQt/cの駆動期間とが重複した期間であり、前述のように、書き込みパルスWENBによって規定される。   For example, in a data write operation of a semiconductor memory device, when a write pulse WENB defined by an RC delay circuit in the memory and having a certain activation period is activated, a write buffer in the memory is synchronized with the activation. The write buffer activation signal WBUFENB that activates the signal is activated. The write buffer drives the complementary data line DQt / c in the memory during the activation period of the write buffer activation signal WBUFENB, and equalizes the complementary data line DQt / c during the inactivation period of the write buffer activation signal WBUFENB. On the other hand, the CSL control circuit in the memory activates the column select strobe signal CSL in accordance with the address given during the activation period of the write pulse WENB. That is, the SA write operation period is a period in which the activation period of the column select strobe signal CSL and the drive period of the complementary data line DQt / c overlap, and are defined by the write pulse WENB as described above.

しかしながら、従来のように、RC遅延回路の出力をもとに生成される書き込みパルスの活性化期間によりSAの書き込み動作期間を規定することは、高周波動作が要求される半導体メモリ装置にとっては、いくつかのデメリットを負うこととなる。たとえば、パルス生成回路は、ある程度のリセット時間を必要とするが、このリセット時間が書き込み動作時のサイクル時間に含まれてしまうという点である。また、RC遅延回路による遅延は、トランジスタの能力で決まるSAの書き込み動作に比べて電源電圧依存性が小さい。   However, as in the prior art, the SA write operation period is defined by the activation period of the write pulse generated based on the output of the RC delay circuit. It will be a disadvantage. For example, the pulse generation circuit requires a certain amount of reset time, but this reset time is included in the cycle time during the write operation. The delay due to the RC delay circuit is less dependent on the power supply voltage than the SA write operation determined by the capability of the transistor.

前述の通り、動作周波数を緩和しても、SAの書き込み動作期間には変化が生じない。そのため、スクリーニング試験などに必要な低電圧時に十分なSAの書き込み動作期間を確保しようとすると、中電圧時には不必要に活性化期間の長い書き込みパルスが生成されることとなり、製品のスペック電圧とされることの多い、中電圧での高速動作を律速してしまう。また、RC遅延回路のプロセスばらつきを考慮する場合、SAの実際の能力に対し、さらに余裕を持たせた書き込み動作期間を規定する必要が生じ、高速動作をより律速する。   As described above, even if the operation frequency is relaxed, no change occurs in the SA write operation period. Therefore, if a sufficient SA write operation period is ensured at the time of a low voltage required for a screening test or the like, a write pulse having an unnecessarily long activation period is generated at a medium voltage, which is used as a product specification voltage. In many cases, high-speed operation at medium voltage is limited. Further, when considering the process variation of the RC delay circuit, it is necessary to define a write operation period with a further margin with respect to the actual capability of the SA, thereby limiting the high-speed operation.

なお、半導体記憶装置において、メモリセルデバイス特性を補償した書き込みパルスの生成を可能にした提案がすでになされている(たとえば、特許文献1参照)。
特開平07−153275号公報
It has already been proposed that a semiconductor memory device can generate a write pulse that compensates for memory cell device characteristics (see, for example, Patent Document 1).
JP 07-153275 A

本発明は、高速動作が律速されるのを防止できるとともに、書き込み動作時の動作マージンを容易に確保することが可能な半導体記憶装置を提供することを目的としている。   An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device that can prevent a high-speed operation from being rate-limited and can easily secure an operation margin during a write operation.

本願発明の一態様によれば、データを記憶するためのメモリセルと、前記メモリセルに前記データを書き込むためのセンスアンプと、内部クロックに同期して、一定期間活性化するパルスを生成するパルス生成回路と、前記パルス生成回路で生成された前記パルスを反転させ、前記パルスの非活性化期間を前記センスアンプの書き込み動作期間とする書き込み活性化信号を出力する出力回路とを具備したことを特徴とする半導体記憶装置が提供される。   According to one aspect of the present invention, a memory cell for storing data, a sense amplifier for writing the data to the memory cell, and a pulse for generating a pulse that is activated for a certain period in synchronization with an internal clock A generation circuit, and an output circuit that outputs a write activation signal that inverts the pulse generated by the pulse generation circuit and sets a deactivation period of the pulse as a write operation period of the sense amplifier. A featured semiconductor memory device is provided.

上記の構成により、高速動作が律速されるのを防止できるとともに、書き込み動作時の動作マージンを容易に確保することが可能な半導体記憶装置を提供できる。   With the above configuration, it is possible to provide a semiconductor memory device that can prevent a high-speed operation from being rate-limited and can easily secure an operation margin during a write operation.

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。ただし、図面は模式的なものであり、寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, it should be noted that the drawings are schematic and dimensional ratios and the like are different from actual ones. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

[第1の実施形態]
図1は、この発明の第1の実施形態にしたがった半導体メモリ装置(半導体記憶装置)の基本構成を示すものである。なお、ここでは、高周波動作が要求されるDRAMを例に説明する。
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a basic configuration of a semiconductor memory device (semiconductor memory device) according to a first embodiment of the present invention. Here, a DRAM that requires high-frequency operation will be described as an example.

図1に示すように、セルアレイ11には、ワード線WL<n>(n=…,i−1,i,i+1,…)の選択を行うロウデコーダ部12、および、セルアレイ11に対し、データの読み/書きを行うセンスアンプ(SA)部13が接続されている。SA部13は複数のSAからなり、これに隣接するCSL制御回路14によって、SAおよびSAに接続されたビット線対BLt/cの選択が行われる。   As shown in FIG. 1, the cell array 11 includes a row decoder unit 12 that selects a word line WL <n> (n =..., I−1, i, i + 1,. A sense amplifier (SA) unit 13 for reading / writing is connected. The SA unit 13 includes a plurality of SAs, and a CSL control circuit 14 adjacent to the SA unit 13 selects a bit line pair BLt / c connected to the SAs and SAs.

一方、外部クロックCLKはクロックバッファ15によって取り込まれ、そこでの内部クロックCLKINの生成に供される。また、外部から入力されるアドレスADDは、内部クロックCLKINに同期してアドレスバッファ16内に取り込まれる。アドレスADDのうち、ロウアドレスはロウデコーダ部12へ、カラムアドレス(信号CADD)はCSL制御回路14へ、それぞれ供給される。   On the other hand, the external clock CLK is taken in by the clock buffer 15 and used to generate the internal clock CLKIN. The address ADD input from the outside is taken into the address buffer 16 in synchronization with the internal clock CLKIN. Of the address ADD, the row address is supplied to the row decoder unit 12 and the column address (signal CADD) is supplied to the CSL control circuit 14.

また、外部から入力される読み出し/書き込みコマンドRD/WTは、内部クロックCLKINに同期してコマンドバッファ17内に取り込まれる。その読み出し/書き込みコマンドRD/WT(または、内部書き込みコマンド信号WC)は、内部クロックCLKINとともに、読み出し書き込み制御回路18、CSL制御回路14およびライトバッファ制御回路19などへ供給され、これらの回路を制御する。   A read / write command RD / WT inputted from the outside is taken into the command buffer 17 in synchronization with the internal clock CLKIN. The read / write command RD / WT (or internal write command signal WC) is supplied to the read / write control circuit 18, the CSL control circuit 14, the write buffer control circuit 19 and the like together with the internal clock CLKIN to control these circuits. To do.

これに対し、外部入力書き込みデータDIN上の書き込みデータは、I/O(入/出力)バッファ20へ供給された後、書き込みデータ線WDATAによってライトバッファ部21へと送られる。さらに、その書き込みデータは、相補データ線DQt/cを介してSA部13へ伝達される。   On the other hand, the write data on the external input write data DIN is supplied to the I / O (input / output) buffer 20 and then sent to the write buffer unit 21 through the write data line WDATA. Further, the write data is transmitted to the SA unit 13 through the complementary data line DQt / c.

図2は、図1に示した構成の半導体メモリ装置において、SAとメモリセルとの接続例を、1つのライトバッファに着目して示すものである。すなわち、セルアレイ11には、複数のワード線WL<n>と複数のビット線対BLt/cとが存在し、ワード線WL<n>とビット線対BLt/cのいずれか一方との交点(この例の場合、ワード線WL<i>とビット線BLtとの交点およびワード線WL<i+1>とビット線BLcとの交点)にメモリセルCLが配置されている。任意のワード線WL<n>により選択されたロウアドレス上のメモリセルCLのうち、カラムアドレスストローブ信号CSLにより選択されたSA13aに接続されたビット線対BLt/cに属するメモリセルCLに対して、SA13aによるデータの読み出し/書き込みが行われる。   FIG. 2 shows an example of connection between the SA and the memory cell in the semiconductor memory device having the configuration shown in FIG. 1, focusing on one write buffer. In other words, the cell array 11 includes a plurality of word lines WL <n> and a plurality of bit line pairs BLt / c, and an intersection of the word line WL <n> and one of the bit line pairs BLt / c ( In this example, memory cells CL are arranged at the intersections of the word lines WL <i> and the bit lines BLt and the intersections of the word lines WL <i + 1> and the bit lines BLc. Of the memory cells CL on the row address selected by the arbitrary word line WL <n>, the memory cells CL belonging to the bit line pair BLt / c connected to the SA 13a selected by the column address strobe signal CSL. The data is read / written by SA13a.

通常、メモリ内部には、記憶するデータのメモリ容量に応じて複数のセルアレイ11が存在する。   Usually, a plurality of cell arrays 11 exist in the memory according to the memory capacity of data to be stored.

SA部13を構成するSA13aは、それぞれ、ビット線対BLt/c上のデータを相補データ線DQt/c上へ読み出す、あるいは、相補データ線DQt/c上の書き込みデータをビット線対BLt/cに書き込む(書き込みデータに応じてビット線対BLt/cを駆動する)ものである。通常は、一対の相補データ線DQt/cごとにSA13aが接続され、カラムアドレスストローブ信号CSLにより選択されるSA13aに対応するCSLゲート対14aが導通されることによって、選択されたSA13aと相補データ線DQt/cとの間でデータの読み/書きが行われる。   Each SA 13a constituting the SA unit 13 reads data on the bit line pair BLt / c onto the complementary data line DQt / c, or writes write data on the complementary data line DQt / c to the bit line pair BLt / c. (The bit line pair BLt / c is driven according to the write data). Normally, the SA 13a is connected to each pair of complementary data lines DQt / c, and the CSL gate pair 14a corresponding to the SA 13a selected by the column address strobe signal CSL is turned on, whereby the selected SA 13a and the complementary data line are connected. Data is read / written from / to DQt / c.

CSL制御回路14は、たとえばコマンドバッファ17によって内部書き込みコマンド信号WCが活性化されると、CSLゲート対14aを制御するための、カラムアドレス信号CADDにより選択されるカラムアドレスストローブ信号CSLを活性化する。カラムアドレスストローブ信号CSLの活性化期間は、読み出し書き込み制御回路18から供給される書き込み活性化信号WENBがハイ(H)レベルの活性化期間となる。   For example, when the internal write command signal WC is activated by the command buffer 17, the CSL control circuit 14 activates the column address strobe signal CSL selected by the column address signal CADD for controlling the CSL gate pair 14 a. . The activation period of the column address strobe signal CSL is an activation period in which the write activation signal WENB supplied from the read / write control circuit 18 is at a high (H) level.

ライトバッファ制御回路19は、内部書き込みコマンド信号WCが活性化されると、ライトバッファ21aを制御するための、ライトバッファ活性化信号WBUFENBを活性化する。本実施形態の場合、ライトバッファ活性化信号WBUFENBの活性化期間は、書き込み活性化信号WENBがHレベルの活性化期間となる。   When the internal write command signal WC is activated, the write buffer control circuit 19 activates a write buffer activation signal WBUFENB for controlling the write buffer 21a. In the present embodiment, the activation period of the write buffer activation signal WBUFENB is an activation period in which the write activation signal WENB is at the H level.

ライトバッファ部21は複数のライトバッファ21aからなり、それぞれのライトバッファ21aは、ライトバッファ活性化信号WBUFENBに同期して、書き込みデータ線WDATA上の書き込みデータをラッチし、同時に、相補データ線DQt/cへ書き込みデータを出力する。また、ライトバッファ活性化信号WBUFENBが非活性になると、相補データ線DQt/cをイコライズする。   The write buffer unit 21 is composed of a plurality of write buffers 21a. Each write buffer 21a latches write data on the write data line WDATA in synchronization with the write buffer activation signal WBUFENB, and at the same time, complementary data lines DQt / Write data to c. Further, when the write buffer activation signal WBUFENB becomes inactive, the complementary data line DQt / c is equalized.

通常、メモリ内部には、必要なデータ転送速度に見合うビット数分のライトバッファ21aが存在する。   Normally, there are as many write buffers 21a in the memory as there are bits corresponding to the required data transfer rate.

書き込み活性化信号WENBは、読み出し書き込み制御回路18内のWENB生成回路18-1によって生成される。   The write activation signal WENB is generated by the WENB generation circuit 18-1 in the read / write control circuit 18.

図3は、上記したWENB生成回路18-1の構成例を示すものである。WENB生成回路18-1は読み出し書き込み制御回路18内に設けられ、内部クロックCLKINに同期した、書き込み活性化信号WENBを生成する。本実施形態の場合、WENB生成回路18-1は、抵抗素子Rと容量素子CとからなるRC遅延部(パルス生成回路)18aを有し、このRC遅延部18aにより規定される活性化期間(Hレベル)を持つパルスPULSEを生成する。生成されたパルスPULSEは、出力部に配置されたインバータ回路(出力回路)INVdにより反転されて書き込み活性化信号WENBとして出力される。すなわち、生成されたパルスPULSEの非活性化期間(Lレベル)が書き込み活性化信号WENBの活性化期間となる。   FIG. 3 shows a configuration example of the WENB generation circuit 18-1. The WENB generation circuit 18-1 is provided in the read / write control circuit 18, and generates a write activation signal WENB synchronized with the internal clock CLKIN. In the case of the present embodiment, the WENB generation circuit 18-1 has an RC delay unit (pulse generation circuit) 18a composed of a resistance element R and a capacitance element C, and an activation period defined by the RC delay unit 18a ( A pulse PULSE having an H level is generated. The generated pulse PULSE is inverted by an inverter circuit (output circuit) INVd arranged in the output unit and output as a write activation signal WENB. That is, the inactivation period (L level) of the generated pulse PULSE becomes the activation period of the write activation signal WENB.

なお、WENB生成回路18-1は、上記RC遅延部18aおよび上記インバータ回路INVdのほか、たとえば、PチャネルMetal Oxide Semiconductor(PMOS)トランジスタMP10、NチャネルMOS(NMOS)トランジスタMN10、インバータ回路INVa,INVb,INVc、および、NANDa回路とNANDb回路とからなるフリップフロップ部F/Fを有して構成されている。   In addition to the RC delay unit 18a and the inverter circuit INVd, the WENB generation circuit 18-1 includes, for example, a P-channel Metal Oxide Semiconductor (PMOS) transistor MP10, an N-channel MOS (NMOS) transistor MN10, and inverter circuits INVa and INVb. , INVc, and a flip-flop unit F / F composed of a NANDa circuit and a NANDb circuit.

図4は、図3に示したWENB生成回路18-1の動作を説明するために示すタイミングチャートである。まず、内部クロックCLKINが活性化してHレベルになると、インバータ回路INVbにより反転された反転クロックCLKINnのLレベルが、NANDa回路およびNANDb回路からなるフリップフロップ部F/Fに供給される。   FIG. 4 is a timing chart shown for explaining the operation of the WENB generation circuit 18-1 shown in FIG. First, when the internal clock CLKIN is activated and becomes H level, the L level of the inverted clock CLKINn inverted by the inverter circuit INVb is supplied to the flip-flop unit F / F including the NANDa circuit and the NANDb circuit.

リセット状態では、ノードRESETのレベルはHレベルである。そのため、この時に、ノードPULSEnのレベルがLレベルにラッチされ、これにより、ノード(パルス)PULSEが活性化されて、Hレベルとなる。その結果、出力ノード(書き込み活性化信号)WENBが非活性化して、Lレベルとなる。また、ノードPULSEnのレベルがLレベルになると、PMOSトランジスタMP10が導通し、抵抗素子Rおよび容量素子CからなるRC遅延部18aを介して、ノードRCdelayが充電される。   In the reset state, the level of the node RESET is H level. Therefore, at this time, the level of the node PULSEn is latched at the L level, whereby the node (pulse) PULSE is activated and becomes the H level. As a result, the output node (write activation signal) WENB is deactivated and becomes L level. When the level of the node PULSEn becomes L level, the PMOS transistor MP10 becomes conductive, and the node RCdelay is charged via the RC delay unit 18a composed of the resistance element R and the capacitance element C.

ノードRCdelayがあるレベルまで充電され、PMOSトランジスタMP20とNMOSトランジスタMN20とからなるインバータ回路INVcの回路しきい値を越えると、NMOSトランジスタMN20が導通し、ノードRESETのレベルがLレベルになる。これにより、ノードPULSEnのレベルがHレベルとなり、ノードPULSEが非活性化して、Lレベルとなる。その結果、出力ノードWENBが活性化して、Hレベルとなる。   When the node RCdelay is charged to a certain level and exceeds the circuit threshold value of the inverter circuit INVc composed of the PMOS transistor MP20 and the NMOS transistor MN20, the NMOS transistor MN20 becomes conductive and the level of the node RESET becomes L level. As a result, the level of the node PULSEn becomes H level, the node PULSE is deactivated, and becomes L level. As a result, output node WENB is activated and becomes H level.

ここまでが、パルスにおける活性化期間の生成にかかるプロセスである。つまり、抵抗素子Rおよび容量素子CによりノードPULSEが活性化されてから、ノードRCdelayが充電される速度は、抵抗素子Rの抵抗値および容量素子Cの容量に依存しており、これらの値によってノードPULSEの活性化時間が規定される。   This is the process for generating the activation period in the pulse. That is, the speed at which the node RCdelay is charged after the node PULSE is activated by the resistance element R and the capacitance element C depends on the resistance value of the resistance element R and the capacitance of the capacitance element C. The activation time of the node PULSE is defined.

その後、ノードPULSEnのHレベルを受けて、NMOSトランジスタMN10が導通し、ノードRCdelayが放電される。さらに、PMOSトランジスタMP20が導通して、ノードRESETのレベルがリセット状態のHレベルとなる。こうして、NANDa回路およびNANDb回路からなるフリップフロップ部F/Fは、次のサイクルにおいて、内部クロックCLKINが活性化した際にノードCLKINnのLレベルを受け付けることが可能な状態となる。   Thereafter, in response to the H level of the node PULSEn, the NMOS transistor MN10 becomes conductive and the node RCdelay is discharged. Further, the PMOS transistor MP20 becomes conductive, and the level of the node RESET becomes the H level in the reset state. Thus, the flip-flop unit F / F composed of the NANDa circuit and the NANDb circuit is in a state where it can accept the L level of the node CLKINn when the internal clock CLKIN is activated in the next cycle.

なお、ノードRESETのレベルがリセット状態になる前に、次のサイクルの内部クロックCLKINが活性化しても、パルスPULSEが活性化することはなく、よって、書き込み活性化信号WENBが活性化されることはない。すなわち、WENB生成回路18-1の動作サイクル時間は、ノードPULSEの活性化期間、および、それに続くリセット動作のための期間(リセット時間)の和で決まることになる。   Even if the internal clock CLKIN of the next cycle is activated before the level of the node RESET is reset, the pulse PULSE is not activated, and therefore the write activation signal WENB is activated. There is no. That is, the operation cycle time of the WENB generation circuit 18-1 is determined by the sum of the activation period of the node PULSE and the subsequent reset operation period (reset time).

図5は、図2に示した構成(メモリマクロ)における動作を説明するために示すタイミングチャートである。まず、内部書き込みコマンドWCが活性化状態になると、書き込み活性化信号WENBに同期して、ライトバッファ活性化信号WBUFENBが活性化される。これにより、ライトバッファ21aは、書き込みデータを相補データ線DQt/c上に書き込む。   FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation in the configuration (memory macro) shown in FIG. First, when the internal write command WC is activated, the write buffer activation signal WBUFENB is activated in synchronization with the write activation signal WENB. As a result, the write buffer 21a writes the write data onto the complementary data line DQt / c.

次いで、書き込み活性化信号WENBが非活性化し、これにより、ライトバッファ活性化信号WBUFENBが非活性化される。すると、ライトバッファ21aは、相補データ線DQt/cをイコライズする。   Next, the write activation signal WENB is deactivated, whereby the write buffer activation signal WBUFENB is deactivated. Then, the write buffer 21a equalizes the complementary data line DQt / c.

一方、CSL制御回路14は、上記書き込み活性化信号WENBに同期して、順次、カラムアドレス信号CADDによって選択されるカラムアドレスストローブ信号CSLを活性化する。これにより、カラムアドレスストローブ信号CSLによって選択されたSA13aにより、書き込みデータのビット線対BLt/cへの書き込みが行われる。   On the other hand, the CSL control circuit 14 sequentially activates the column address strobe signal CSL selected by the column address signal CADD in synchronization with the write activation signal WENB. Thus, the write data is written to the bit line pair BLt / c by the SA 13a selected by the column address strobe signal CSL.

この時、WENB生成回路18-1のリセット動作は書き込み動作期間中に行われるため、リセット時間がサイクル時間に影響を与えることはない。   At this time, the reset operation of the WENB generation circuit 18-1 is performed during the write operation period, so that the reset time does not affect the cycle time.

また、たとえば図6に示すように、動作周波数を緩和することによってSAの書き込み動作期間を長く取ることが可能となる。したがって、従来とは異なり、かなりの低電圧時においてもSAによるデータの書き込みが可能となる。   Further, for example, as shown in FIG. 6, the SA write operation period can be extended by relaxing the operation frequency. Therefore, unlike the conventional case, data can be written by SA even at a considerably low voltage.

また、パルス活性化期間には低電圧時の動作補償期間が含まれていないため、スペック電圧付近での高速動作が可能となる。   In addition, since the pulse activation period does not include the operation compensation period at the time of low voltage, high-speed operation near the specification voltage is possible.

加えて、WENB生成回路18-1中の、RC遅延部18aにより規定されるパルス活性化期間は従来に比べて格段に小さくなるため、RC遅延部18aのプロセスばらつきも相対的に小さくなり、動作周波数への影響が小さくなる。   In addition, since the pulse activation period defined by the RC delay unit 18a in the WENB generation circuit 18-1 is significantly smaller than the conventional one, the process variation of the RC delay unit 18a is also relatively small, and the operation The effect on frequency is reduced.

上記したように、あるパルスの活性化期間をRC遅延部で規定するパルス生成回路を備える半導体メモリ装置において、生成されるパルスの非活性期間をSAの書き込み動作期間とするようにしている。すなわち、RC遅延部で生成されたパルスを反転させることによって、その非活性化期間(Lレベル)がパルス活性化期間(Hレベル)となる、書き込み活性化信号WENBを生成するようにしている。これにより、サイクル時間を、パルスの活性化期間とリセット動作期間との和によって規定できるようになる。したがって、高速動作が律速されるのを防止できるとともに、書き込み動作時の動作マージンを確保することが容易に可能となるものである。   As described above, in a semiconductor memory device including a pulse generation circuit that defines an activation period of a certain pulse by an RC delay unit, an inactive period of a generated pulse is set as an SA write operation period. That is, by inverting the pulse generated by the RC delay unit, the write activation signal WENB whose inactivation period (L level) is the pulse activation period (H level) is generated. Thus, the cycle time can be defined by the sum of the pulse activation period and the reset operation period. Therefore, it is possible to prevent the high-speed operation from being limited, and to easily secure an operation margin during the write operation.

[第2の実施形態]
図7は、この発明の第2の実施形態にしたがった半導体メモリ装置(半導体記憶装置)の基本構成を示すものである。ここでは、複数のメモリサブマクロを有した大容量メモリ(DRAM)を構成した場合を例に説明する。なお、図1と同一部分には同一符号を付して、詳しい説明は割愛する。
[Second Embodiment]
FIG. 7 shows a basic configuration of a semiconductor memory device (semiconductor memory device) according to the second embodiment of the present invention. Here, a case where a large-capacity memory (DRAM) having a plurality of memory sub macros is configured will be described as an example. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to FIG. 1 and an identical part, and detailed description is omitted.

図7に示すように、この半導体メモリ装置には、複数のメモリサブマクロSMa,SMb,SMc,SMd,…が設けられている。メモリサブマクロSMa,SMb,SMc,SMd,…のそれぞれは、セルアレイ11、ロウデコーダ部12、センスアンプ(SA)部13、ライトバッファ部21、CSL制御回路14、ライトバッファ制御回路19、および、読み出し書き込み制御回路18を有して構成されている。なお、各サブマクロSMa,SMb,SMc,SMd,…においては、便宜上、読み出し書き込み制御回路18を構成する回路のうち、WENB生成回路18-1のみを記している。   As shown in FIG. 7, the semiconductor memory device is provided with a plurality of memory sub macros SMa, SMb, SMc, SMd,. Each of the memory sub macros SMa, SMb, SMc, SMd,... Includes a cell array 11, a row decoder unit 12, a sense amplifier (SA) unit 13, a write buffer unit 21, a CSL control circuit 14, a write buffer control circuit 19, and A read / write control circuit 18 is provided. In each of the sub macros SMa, SMb, SMc, SMd,..., Only the WENB generation circuit 18-1 among the circuits constituting the read / write control circuit 18 is shown for convenience.

メモリサブマクロSMa,SMb,SMc,SMd,…のそれぞれは、I/Oバッファ20につながるグローバル書き込みデータ線GWDATA<k>(k=0,1,2,3,…)に沿う方向に順に配設されている。すなわち、I/Oバッファ20および各サブマクロSMa,SMb,SMc,SMd,…のライトバッファ部21は、グローバル書き込みデータ線GWDATA<0>,<1>,…,<k−1>,<k>を介して相互に接続されている。   Each of the memory sub macros SMa, SMb, SMc, SMd,... Is sequentially arranged in a direction along the global write data line GWDATA <k> (k = 0, 1, 2, 3,...) Connected to the I / O buffer 20. It is installed. That is, the I / O buffer 20 and the write buffer unit 21 of each of the sub macros SMa, SMb, SMc, SMd,... Have global write data lines GWDATA <0>, <1>,. Are connected to each other.

一方、外部クロックCLKはクロックバッファ15によって取り込まれ、そこでの内部クロックCLKINの生成に供される。また、内部クロックCLKINは、グローバル書き込みデータ線GWDATA<k>に沿う方向の中央部付近において、バッファ31により再駆動された後、ツリー化されて制御クロックTCLKINとなり、各サブマクロSMa,SMb,SMc,SMd,…へ供給される。これは、外部クロックCLKに対して、サブマクロSMa,SMb,SMc,SMd,…間における各種の動作タイミングを同一にするためのものであり、大容量メモリでは内部クロックCLKINをツリー化することが多い。また、外部より入力される外部クロックCLKのHレベル期間は、メモリユーザによって小さくなる場合もあるため、内部クロックCLKINはRC遅延を小さくするように設計されている。   On the other hand, the external clock CLK is taken in by the clock buffer 15 and used to generate the internal clock CLKIN. Further, the internal clock CLKIN is re-driven by the buffer 31 in the vicinity of the central portion in the direction along the global write data line GWDATA <k>, and then treeed to become the control clock TCLKIN. Supplied to SMd,. This is for making the various operation timings among the sub-macros SMa, SMb, SMc, SMd,... With respect to the external clock CLK the same, and the internal clock CLKIN is often made into a tree in a large-capacity memory. . Further, since the H level period of the external clock CLK input from the outside may be reduced depending on the memory user, the internal clock CLKIN is designed to reduce the RC delay.

なお、その他の、たとえばアドレスバッファおよびコマンドバッファなどの記述については、それを省略している。   Other descriptions such as an address buffer and a command buffer are omitted.

また、本実施形態において、グローバル書き込みデータ線GWDATA<k>は多ビットであることからツリー化は不可能であり、その配線長は内部クロックCLKINの配線長に比べて増大する。また、十分な配線幅を確保することも難しい。そのため、内部クロックCLKINの配線とグローバル書き込みデータ線GWDATA<k>とのRC配線遅延の差は、たとえば図8に示すように増大する。この差は高電圧となっても軽減されないため、RC遅延部18aによる遅延によって補償されるべきものである。なぜなら、これをインバータ遅延によって補償しようとすると、低電圧時において、このインバータ遅延がサイクル時間を大幅に悪化させるためである。   In the present embodiment, since the global write data line GWDATA <k> is multi-bit, it is impossible to form a tree, and its wiring length increases compared to the wiring length of the internal clock CLKIN. It is also difficult to ensure a sufficient wiring width. Therefore, the difference in RC wiring delay between the internal clock CLKIN wiring and the global write data line GWDATA <k> increases as shown in FIG. 8, for example. Since this difference is not reduced even when the voltage becomes high, it should be compensated by the delay by the RC delay unit 18a. This is because, if an attempt is made to compensate this by an inverter delay, the inverter delay greatly deteriorates the cycle time at a low voltage.

すなわち、本実施形態の構成とした場合、たとえば図8に示すように、内部クロックCLKINの配線とグローバル書き込みデータ線GWDATA<k>とのRC配線遅延を補償する機能を、WENB生成回路18-1内のRC遅延部18aによりマージさせることによって、サイクル時間の短縮を図ることが可能である。   That is, in the configuration of the present embodiment, for example, as shown in FIG. 8, the function of compensating for the RC wiring delay between the wiring of the internal clock CLKIN and the global write data line GWDATA <k> has the function of the WENB generation circuit 18-1. The cycle time can be shortened by merging with the RC delay unit 18a.

このような複数のメモリサブマクロSMa,SMb,SMc,SMd,…を有した構成とした場合にも、前述した第1の実施形態の場合と同様に、各メモリサブマクロSMa,SMb,SMc,SMd,…において、制御クロックTCLKINに同期した、パルスの非活性期間をSAの書き込み動作期間とする書き込み活性化信号WENBを生成することにより、高速動作が律速されるのを防止できるとともに、書き込み動作時の動作マージンを確保することが容易に可能となるものである。   Even when such a configuration having a plurality of memory sub-macros SMa, SMb, SMc, SMd,... Is used, as in the case of the first embodiment described above, each memory sub-macro SMa, SMb, SMc,. In SMd,..., Generation of a write activation signal WENB synchronized with the control clock TCLKIN and having a pulse inactive period as the SA write operation period can prevent the high-speed operation from being rate-limited and the write operation. It is possible to easily secure an operation margin at the time.

なお、上記した実施形態においては、いずれも高周波動作が要求されるDRAMを例に説明したが、これに限らず、たとえばあるパルスの活性化期間をRC遅延部で規定するパルス生成回路を備える半導体メモリ装置であれば同様に適用できる。   In the above-described embodiments, description has been made by taking a DRAM requiring high-frequency operation as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, a semiconductor including a pulse generation circuit that defines an activation period of a certain pulse by an RC delay unit The same applies to any memory device.

また、単体の半導体メモリ装置に限らず、たとえば、半導体集積回路などに混載された半導体メモリ装置への適用も可能である。   Further, the present invention is not limited to a single semiconductor memory device, and can be applied to, for example, a semiconductor memory device embedded in a semiconductor integrated circuit or the like.

その他、本願発明は、上記(各)実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、上記(各)実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。たとえば、(各)実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題(の少なくとも1つ)が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果(の少なくとも1つ)が得られる場合には、その構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。   In addition, the present invention is not limited to the above (each) embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, the above (each) embodiment includes various stages of the invention, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if several constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the (each) embodiment, the problem (at least one) described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved. When the effect (at least one of the effects) described in the “Effect” column is obtained, a configuration from which the constituent requirements are deleted can be extracted as an invention.

この発明の第1の実施形態にしたがった、半導体メモリ装置の構成例を示すブロック図。1 is a block diagram showing a configuration example of a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention. 図1に示した半導体メモリ装置における、SAとメモリセルとの接続の一例(メモリマクロ)を示す構成図。FIG. 2 is a configuration diagram showing an example (memory macro) of connection between an SA and a memory cell in the semiconductor memory device shown in FIG. 1. 読み出し書き込み制御回路内に設けられた、WENB生成回路の構成例を示す回路図。The circuit diagram which shows the structural example of the WENB production | generation circuit provided in the read-write control circuit. 図3に示したWENB生成回路の動作を説明するために示すタイミングチャート。4 is a timing chart for explaining the operation of the WENB generation circuit shown in FIG. 図2に示したメモリマクロの動作を説明するために示すタイミングチャート。3 is a timing chart for explaining the operation of the memory macro shown in FIG. 2. 図1に示した構成の、半導体メモリ装置の制御特性を説明するために示す図。FIG. 3 is a view for explaining control characteristics of the semiconductor memory device having the configuration shown in FIG. 1. この発明の第2の実施形態にしたがった、半導体メモリ装置の構成例を示すブロック図。The block diagram which shows the structural example of the semiconductor memory device according to 2nd Embodiment of this invention. 図7に示した半導体メモリ装置の、基本的な動作について説明するために示すタイミングチャート。8 is a timing chart shown for explaining basic operations of the semiconductor memory device shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

11…セルアレイ、12…ロウデコーダ部、13…センスアンプ(SA)部、13a…SA、14…CSL制御回路、15…クロックバッファ、16…アドレスバッファ、17…コマンドバッファ、18…読み出し書き込み制御回路、18-1…WENB生成回路、18a…RC遅延部、19…ライトバッファ制御回路、20…I/Oバッファ、21…ライトバッファ部、21a…ライトバッファ、WL<n>…ワード線、BLt/c…ビット線対、INVd…インバータ回路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Cell array, 12 ... Row decoder part, 13 ... Sense amplifier (SA) part, 13a ... SA, 14 ... CSL control circuit, 15 ... Clock buffer, 16 ... Address buffer, 17 ... Command buffer, 18 ... Read-write control circuit 18-1 ... WENB generation circuit, 18a ... RC delay unit, 19 ... write buffer control circuit, 20 ... I / O buffer, 21 ... write buffer unit, 21a ... write buffer, WL <n> ... word line, BLt / c: Bit line pair, INVd: Inverter circuit.

Claims (5)

データを記憶するためのメモリセルと、
前記メモリセルに前記データを書き込むためのセンスアンプと、
内部クロックに同期して、一定期間活性化するパルスを生成するパルス生成回路と、
前記パルス生成回路で生成された前記パルスを反転させ、前記パルスの非活性化期間を前記センスアンプの書き込み動作期間とする書き込み活性化信号を出力する出力回路と
を具備したことを特徴とする半導体記憶装置。
A memory cell for storing data;
A sense amplifier for writing the data to the memory cell;
A pulse generation circuit that generates a pulse that is activated for a certain period in synchronization with an internal clock; and
An output circuit that outputs a write activation signal that inverts the pulse generated by the pulse generation circuit and sets a deactivation period of the pulse as a write operation period of the sense amplifier. Storage device.
前記パルス生成回路は、抵抗素子(R)と容量素子(C)とからなるRC遅延回路によって構成され、前記RC遅延回路により規定される活性化期間を持つパルスを生成するものであ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 pulse generation circuit includes an RC delay circuit including a resistance element (R) and a capacitance element (C), and generates a pulse having an activation period defined by the RC delay circuit. The semiconductor memory device according to claim 1. 前記センスアンプは前記メモリセルごとに設けられ、選択されたワード線に接続された前記メモリセルにつながるビット線を、データ線上の書き込みデータに応じて駆動することによって、前記メモリセルに対する前記データの書き込みを行うものであ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 sense amplifier is provided for each memory cell, and drives the bit line connected to the memory cell connected to the selected word line according to the write data on the data line, whereby the data for the memory cell is transferred. 2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein writing is performed. 所定個の前記メモリセルを有する複数のセルアレイをさらに備え、
前記複数のセルアレイをそれぞれ含む複数のメモリサブマクロを、入出力バッファにつながるグローバルデータ線に沿って配置してなる半導体記憶装置であって、
前記パルス生成回路が、前記内部クロックの配線および前記グローバルデータ線の配線遅延の差を補償する機能を有して構成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。
A plurality of cell arrays having a predetermined number of the memory cells;
A semiconductor memory device in which a plurality of memory sub-macros each including the plurality of cell arrays are arranged along a global data line connected to an input / output buffer,
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the pulse generation circuit has a function of compensating for a difference in wiring delay between the internal clock wiring and the global data line.
前記複数のメモリサブマクロは、それぞれ、ロウデコーダ、センスアンプ、ライトバッファ、CSL制御回路、ライトバッファ制御回路、および、読み出し書き込み制御回路を備え、
前記読み出し書き込み制御回路内に、前記パルス生成回路および前記出力回路が設けられていることを特徴とする請求項4に記載の半導体記憶装置。
Each of the plurality of memory sub macros includes a row decoder, a sense amplifier, a write buffer, a CSL control circuit, a write buffer control circuit, and a read / write control circuit,
5. The semiconductor memory device according to claim 4, wherein the pulse generation circuit and the output circuit are provided in the read / write control circuit.
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