JP2008299928A - Semiconductor storage device - Google Patents
Semiconductor storage device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008299928A JP2008299928A JP2007143145A JP2007143145A JP2008299928A JP 2008299928 A JP2008299928 A JP 2008299928A JP 2007143145 A JP2007143145 A JP 2007143145A JP 2007143145 A JP2007143145 A JP 2007143145A JP 2008299928 A JP2008299928 A JP 2008299928A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amplifier
- signal
- sub
- input
- address decoder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、半導体記憶装置に係り、特にサブアンプを備えたDRAM(ダイナミックランダムアクセスメモリ)に関する。 The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a DRAM (Dynamic Random Access Memory) having a subamplifier.
DRAMにおいては、センスアンプが接続されるビット線と、メインアンプに接続されるメイン入出力線との間に、複数のサブアンプを設けることで、高速なデータ読出動作を可能とすることができる(たとえば特許文献1または特許文献2)。 In a DRAM, a plurality of sub-amplifiers are provided between a bit line to which a sense amplifier is connected and a main input / output line connected to the main amplifier, thereby enabling high-speed data reading operation ( For example, Patent Document 1 or Patent Document 2).
上述したサブアンプには、書き込み動作時に、サブアンプを介さずにメイン入出力線側とビット線側とを直接接続するため、書き込み動作時にのみ導通状態となるトランスファーゲートが設けられているものがある(例えば特許文献1の図4、トランジスタM15、M16)。 Some of the sub-amplifiers described above are provided with a transfer gate that is in a conductive state only during a write operation because the main input / output line side and the bit line side are directly connected without a sub-amplifier during the write operation. For example, FIG. 4 of Patent Document 1 and transistors M15 and M16).
図7および図8に本発明の背景となるサブアンプの基本構成を示す。図7はメイン入出力線側とビット線側とを直接接続するためのトランスファーゲートをnチャネルMOS型(金属酸化物半導体型)で構成したもの、図8はCMOS型で構成したものである。 7 and 8 show the basic configuration of a subamplifier that is the background of the present invention. FIG. 7 shows an n-channel MOS type (metal oxide semiconductor type) transfer gate for directly connecting the main input / output line side and the bit line side, and FIG. 8 shows a CMOS type.
図7において、サブアンプ10Aは、5個のnチャネルMOSトランジスタ11〜15(以下、単にトランジスタと呼ぶ場合もある)と、2個の厚膜の(他のトランジスタよりもゲート酸化膜が厚い)nチャネルMOSトランジスタ41および42から構成されている。メインアンプ20は、一対のメイン入出力線MIOTおよびMIOB(互いに正または反転信号となる信号線)に接続されている。メイン入出力線MIOTには厚膜nチャネルMOSトランジスタ41のドレインが、メイン入出力線MIOBには同様に厚膜のnチャネルMOSトランジスタ42のドレインが接続されている。これらのトランジスタ41およびトランジスタ42が上述した書き込み時にメイン入出力線側とビット線側とを直接接続するためのトランスファーゲートを構成している。トランジスタ41およびトランジスタ42のゲートには、書き込み時にVPP(正電源VDDよりも高い電圧の正電源)レベルとなるライトフラグ信号WRTFLGが入力される。
In FIG. 7, the
サブアンプ10Aを構成するトランジスタ11のドレインはメイン入出力線MIOBに、ソースはトランジスタ14のドレインおよびトランジスタ13のドレイン(またはソース)に、ゲートはローカル入出力線LIOTに、それぞれ接続されている。トランジスタ12のドレインはメイン入出力線MIOTに、ソースはトランジスタ15のドレインおよびトランジスタ13のソース(またはドレイン)に、ゲートはローカル入出力線LIOBに、それぞれ接続されている。トランジスタ14および15はソースを負電源VSSに、ゲートをトランジスタ13のゲートとともにサブアンプイネーブル信号SBAENに、それぞれ接続されている。
The drain of the
ローカル入出力線LIOTおよびLIOBは互いに正および反転レベルとなる一対の信号線である。ローカル入出力線LIOTおよびLIOBの間には、LIOプリチャージ信号LIOPREに応じてローカル入出力線対LIOT/BをVDDレベルにプリチャージするプリチャージ回路30と、マット選択信号RBLEQTに応じてローカル入出力線対LIOT/Bを電源VPPを用いてイコライズするイコライズ回路40が接続されている。
The local input / output lines LIOT and LIOB are a pair of signal lines having positive and inverted levels. Between the local I / O lines LIOT and LIOB, a
また、ローカル入出力線LIOTおよびLIOBには、nチャネルMOSトランジスタ51および52のドレインが接続さている。このnチャネルMOSトランジスタ51および52のソースはセンスアンプ60の出力である一対のビット線BLTおよびBLBに接続されていて、ゲートはともにカラムアドレス選択線YSに接続されている。
The drains of n-
図7に示す構成では、メイン入出力線MIOとローカル入出力線LIOとの間に設けられたトランスファーゲート(トランジスタ41および42)を厚膜nチャネルMOSトランジスタで構成するとともに、VPP電圧レベルで制御するようにしている。そのため、充放電による消費電流が大きいという課題がある。例えば、リフレッシュREF電流(4Kref)がVDD電圧レベルで制御する場合に比べて約21mA増加する場合のあることがわかっている。
In the configuration shown in FIG. 7, the transfer gate (
一方、図8に示すサブアンプ10Bでは、図7の厚膜のトランジスタ41および42から構成されているトランスファーゲートが、薄膜トランジスタからなるnチャネルMOSトランジスタ43および45、pチャネルMOSトランジスタ44および46、ならびにインバータ回路47からなるCMOS型のトランスファーゲートに変更されている。この場合、ライトフラグ信号WRTFLGは書き込み時にVPPよりも低い電圧のVDD電源電圧レベルとなる。なお、図8において図7に示すものと同一の構成には同一の符号をつけている。
On the other hand, in the
図8のように、メイン入出力線MIOとローカル入出力線LIOとの間に設けられたトランスファーゲートを、薄膜トランジスタで構成されるCMOS型のトランスファーゲートとし、VDD電圧レベルで制御するようにすると、図7の構成に比べ素子数が多くなるため、面積が大きくなるという課題がある。トランスファーゲートがnチャネルMOSで構成される場合と比較すると、インバータ(トランジスタ2つ)とIO線(入出力線)一本につき一素子のトランジスタ(合計2個のトランジスタ)が増えてしまうことになる。なお、制御信号を他の領域から持ってこようとすると、トランスファーゲートの制御にNMOS・PMOS用の相補の信号が必要で配線が増えてしまうことになる。 As shown in FIG. 8, when the transfer gate provided between the main input / output line MIO and the local input / output line LIO is a CMOS type transfer gate composed of thin film transistors and controlled at the VDD voltage level, Since the number of elements is larger than that in the configuration of FIG. 7, there is a problem that the area is increased. Compared to the case where the transfer gate is composed of an n-channel MOS, the number of transistors (two transistors in total) is increased per inverter (two transistors) and one IO line (input / output line). . If an attempt is made to bring a control signal from another region, a complementary signal for NMOS / PMOS is required for controlling the transfer gate, resulting in an increase in wiring.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、メイン入出力線MIOとローカル入出力線LIOとの間に設けられたトランスファーゲート(TG)の消費電流を低減し、また素子数および面積を低減することができる半導体記憶装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and reduces the current consumption of the transfer gate (TG) provided between the main input / output line MIO and the local input / output line LIO. An object is to provide a semiconductor memory device capable of reducing the area.
上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、複数のメモリセルからなる複数のメモリマットを格子状に配置して構成されたメモリセルアレイにおいて、前記メモリマット間の間隙の交差部分に配置され、制御信号の指示に応じて動作し、センスアンプとメインアンプとを接続するローカル入出力線対間の電圧を増幅するものであって、書き込み時に前記センスアンプと前記メインアンプとを直接的に接続するトランスファーゲートを有するサブアンプと、前記サブアンプを配置していないメモリマット間の間隙の交差部分に配置され、カラムアドレスデコーダから配線された信号線とロウアドレスデコーダから配線された信号線とを入力として、サブアンプに供給する前記制御信号を生成する論理回路とを備え、前記トランスファーゲートが、前記ロウアドレスデコーダから供給されるものであって、カラムアドレスの選択信号と同電圧レベルであるオンオフ信号によってオンまたはオフされる薄膜nチャネルMOSトランジスタであることを特徴とする半導体記憶装置である。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is arranged at a crossing portion of a gap between the memory mats in a memory cell array configured by arranging a plurality of memory mats composed of a plurality of memory cells in a grid pattern. Is operated in response to an instruction of a control signal, and amplifies the voltage between a pair of local input / output lines connecting the sense amplifier and the main amplifier, and directly connects the sense amplifier and the main amplifier at the time of writing. A sub-amplifier having a transfer gate connected to the signal line, and a signal line routed from a column address decoder and a signal line routed from a row address decoder, arranged at a crossing portion of a gap between memory mats where the sub-amplifier is not disposed. A logic circuit for generating the control signal to be supplied to the sub-amplifier as an input; A thin film n-channel MOS transistor supplied from the row address decoder and turned on or off by an on / off signal having the same voltage level as a column address selection signal It is.
請求項2記載の発明は、前記ロウアドレスデコーダから供給されて前記メモリマットを選択するための信号であるマット選択信号のレベルに基づいて前記センスアンプの出力であるビット線をイコライズするイコライズ回路が前記ローカル入出力線対に対して接続されていて、前記論理回路が、前記マット選択信号を前記ロウアドレスデコーダから配線された信号線による入力として、前記サブアンプに供給する前記制御信号を生成するものであることを特徴とする半導体記憶装置である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an equalizing circuit for equalizing a bit line which is an output of the sense amplifier based on a level of a mat selection signal which is supplied from the row address decoder and is a signal for selecting the memory mat. Connected to the local input / output line pair, and the logic circuit generates the control signal to be supplied to the sub-amplifier as the mat selection signal as an input by a signal line wired from the row address decoder. This is a semiconductor memory device.
上記構成によれば、センスアンプとメインアンプとを接続するローカル入出力線対間の電圧を増幅するサブアンプに設けられたトランスファーゲートを薄膜nチャネルMOSにして、そのオンオフ制御を行う信号をカラムアドレス選択線と同電位のレベルにしたので、厚膜nチャネルMOSを用いる場合に比べて、充放電電流を低減することが可能となる。また、CMOS型のトランスファーゲートを用いる場合に比べ素子数を低減することができる。 According to the above configuration, the transfer gate provided in the sub-amplifier that amplifies the voltage between the local input / output line pair connecting the sense amplifier and the main amplifier is a thin film n-channel MOS, and the signal for on / off control is sent to the column address Since the potential is the same as that of the selection line, the charge / discharge current can be reduced as compared with the case where a thick film n-channel MOS is used. In addition, the number of elements can be reduced as compared with the case of using a CMOS type transfer gate.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1〜図4は、本発明の実施形態における基本構成図(図1および図3)とサブアンプ回路図(図2)及びサブアンプ制御回路図(図4)であり、図5は本実施形態における主要信号のタイミングチャート図、図6は書込み時のシミュレーション波形である。なお、各図において、同一の構成には同一の符号を用いている。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 4 are a basic configuration diagram (FIGS. 1 and 3), a sub-amplifier circuit diagram (FIG. 2), and a sub-amplifier control circuit diagram (FIG. 4) in the embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 6 is a timing chart of main signals, and FIG. 6 is a simulation waveform at the time of writing. In each figure, the same reference numerals are used for the same components.
図1は本実施形態のメモリセルアレイ1の構成を示す平面概念図である。メモリセルアレイ1は、それぞれが複数のメモリセルからなるメモリマット2、2、…を格子状に配置して構成されている。メモリセルアレイ1の周辺にはロウアドレスデコーダ(X-DEC)3、カラムアドレスデコーダ(Y-DEC)4およびメインアンプ回路5が設けられている。本実施の形態では、各メモリマット2間の縦横の間隙の交差部分(アレイ部クロスエリア領域)のうちサブアンプを配置する領域をクロスエリア領域SWC1(波線の円で囲まれた領域)とし、メモリセルアレイ1中央部のサブアンプを配置しない範囲6(二点鎖線で示す領域)における交差部分をクロスエリア領域(SWC2)としている。
FIG. 1 is a conceptual plan view showing the configuration of the memory cell array 1 of the present embodiment. The memory cell array 1 is configured by arranging
メモリセルアレイ1上では、ロウアドレスデコーダ(X-DEC)3から各クロスエリア領域SWC1に対して、ライトフラグ信号WRTFLGとメモリマット2を選択するための信号であるマット選択信号RBLEQTを供給する信号線が配線されている。カラムアドレスデコーダ(Y-DEC)4から各メモリマット2に対してカラムアドレス選択線YSが配線されている。クロスエリア領域SWC1には、メインアンプ回路5からメイン入出力線対MIO(MIOT/B)が配線されるとともに、複数のメモリマット2へのローカル入出力線対LIO(LIOT/B)が配線されている。
On the memory cell array 1, a signal line that supplies a write flag signal WRTFLG and a mat selection signal RBLEQT that is a signal for selecting the
図1に示す各クロスエリア領域SWC1には、図2に示すサブアンプ10およびその周辺回路からなる回路ブロックが配置されている。図2において図7に示すものと同一の構成には同一の符号を用いている。
In each cross area area SWC1 shown in FIG. 1, a circuit block including the
図2において、メインアンプ20を除き、少なくともサブアンプ10を含む複数の回路が、図1の各クロスエリア領域SWC1に配置される構成である。サブアンプ10は、7個のnチャネルMOSトランジスタ11〜15および401〜402から構成され、センスアンプ60とメインアンプ20との間を接続するローカル入出力線対LIOT/LIOB間の電圧を増幅する。メインアンプ20は、図1のメインアンプ回路5を構成する複数のアンプの1つであり、一対のメイン入出力線MIOTおよびMIOB(互いに正または反転信号となる信号線)に接続されている。メイン入出力線MIOTには薄膜のnチャネルMOSトランジスタ401のドレインが、メイン入出力線MIOBには同様のnチャネルMOSトランジスタ402のドレインが接続されている。これらのトランジスタ401およびトランジスタ402が書き込み時にメイン入出力線MIOT/Bとローカル入出力線LIOT/Bとを直接接続するためのトランスファーゲート、すなわち、書き込み時にセンスアンプ60とメインアンプ20とを直接的に接続するトランスファーゲートとなる。トランジスタ401およびトランジスタ402のゲートには、書き込み時にVDDレベルとなるライトフラグ信号WRTFLGが入力される。すなわち、ライトフラグ信号WRTFLGは、カラムアドレスデコーダ(Y-DEC)4から出力されるカラムアドレス選択信号YSと同電圧レベルとなる信号であり、薄膜nチャネルMOSトランジスタ401および402をオンまたはオフする制御信号となる。このライトフラグ信号WRTFLGは、図1のロウアドレスデコーダ(X-DEC)3から供給される。
In FIG. 2, except for the
サブアンプ10を構成するトランジスタ11のドレインはメイン入出力線MIOBに、ソースはトランジスタ14のドレインおよびトランジスタ13のドレイン(またはソース)に、ゲートはローカル入出力線LIOTに、それぞれ接続されている。トランジスタ12のドレインはメイン入出力線MIOTに、ソースはトランジスタ15のドレインおよびトランジスタ13のソース(またはドレイン)に、ゲートはローカル入出力線LIOBに、それぞれ接続されている。トランジスタ14および15はソースを負電源VSSに、ゲートをトランジスタ13のゲートとともにサブアンプイネーブル信号SBAENに、それぞれ接続されている。このサブアンプイネーブル信号SBAENは図1のクロスエリア領域SWC2に設けられた制御回路(図4を参照して後述する)から供給される信号であり、HighレベルがVDD電圧となる信号である。
The drain of the
ローカル入出力線LIOTおよびLIOBは互いに正および反転レベルとなる一対の信号線である。ローカル入出力線LIOTおよびLIOBの間には、LIOプリチャージ信号LIOPREに応じてローカル入出力線対LIOT/BをVDDレベルにプリチャージするプリチャージ回路30と、マット選択信号RBLEQTのレベルに基づいてローカル入出力線対LIOT/Bを電源VPPを用いてイコライズするイコライズ回路40が接続されている。
The local input / output lines LIOT and LIOB are a pair of signal lines having positive and inverted levels. Between the local I / O lines LIOT and LIOB, based on the level of the mat selection signal RBLEQT and the
LIOプリチャージ信号LIOPREは、図1のクロスエリア領域SWC2に設けられた制御回路から供給される信号であり、HighレベルがVDD電圧となる信号である。マット選択信号RBLEQTは、図1のロウアドレスデコーダ(X-DEC)3から供給される信号であり、HighレベルがVPP電圧となる信号である。 The LIO precharge signal LIOPRE is a signal supplied from the control circuit provided in the cross area region SWC2 in FIG. 1, and is a signal whose High level becomes the VDD voltage. The mat selection signal RBLEQT is a signal supplied from the row address decoder (X-DEC) 3 in FIG. 1, and is a signal whose High level becomes the VPP voltage.
また、ローカル入出力線LIOTおよびLIOBには、nチャネルMOSトランジスタ51および52のドレインが接続さている。このnチャネルMOSトランジスタ51および52のソースはセンスアンプ60の出力である一対のビット線BLTおよびBLBに接続されていて、ゲートはともにカラムアドレス選択線YSに接続されている。このカラムアドレス選択線YSは、図1のカラムアドレスデコーダ(Y-DEC)4から供給される信号であり、HighレベルがVDD電圧となる信号である。センスアンプ60には、図1のメモリマット2内に構成されている電荷蓄積用の静電容量と選択用MOSトランジスタからなるメモリセルが複数接続されている。
The drains of n-
また、本実施の形態では、図3に示すように、メモリセルアレイ1には、カラムアドレスデコーダ(Y-DEC)4から(またはメインアンプ回路5からカラムアドレスデコーダ(Y-DEC)4の領域を通って)、クロスエリア領域(SWC2)に対して、サブアンプイネーブル基準信号SBAEN0とLIOプリチャージ基準信号LIOPRE0を供給するための配線がなされている。サブアンプイネーブル基準信号SBAEN0とLIOプリチャージ基準信号LIOPRE0は、クロスエリア領域(SWC2)内に配置されたサブアンプ制御回路(図4)において、サブアンプイネーブル信号SBAENとLIOプリチャージ信号LIOPREを生成する際に基準となる信号である。また、メモリセルアレイ1上には、サブアンプイネーブル信号SBAENとLIOプリチャージ信号LIOPREを、クロスエリア領域(SWC2)からクロスエリア領域(SWC1)へ供給するための信号線が配線されている。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the memory cell array 1 includes areas from the column address decoder (Y-DEC) 4 (or from the
図4に、クロスエリア領域(SWC2)内に配置するサブアンプ制御回路の構成例を示す。図4に示すサブアンプ制御回路は、マット選択信号RBLEQT(HighレベルがVPP)を入力するインバータ71と、インバータ71の出力RBLEQBをともに一方の入力とする2個のアンド回路72および73とから構成されている。アンド回路72の他方の入力にはサブアンプイネーブル基準信号SBAEN0が入力され、アンド回路72の出力がアンプイネーブル信号SBAEN(HighレベルがVDD)としてクロスエリア領域(SWC1)へ供給される。アンド回路73の他方の入力にはLIOプリチャージ基準信号LIOPRE0が入力され、アンド回路73の出力がLIOプリチャージ信号LIOPRE(HighレベルがVDD)としてクロスエリア領域(SWC1)へ供給される。
FIG. 4 shows a configuration example of a sub-amplifier control circuit arranged in the cross area area (SWC2). The sub-amplifier control circuit shown in FIG. 4 includes an
図4に示すサブアンプ制御回路は、マット選択信号RBLEQTがLowレベルの場合に、サブアンプイネーブル基準信号SBAEN0とLIOプリチャージ基準信号LIOPRE0を、そのままサブアンプイネーブル信号SBAENとLIOプリチャージ信号LIOPREとして出力する。 The sub-amplifier control circuit shown in FIG. 4 outputs the sub-amplifier enable reference signal SBAEN0 and the LIO precharge reference signal LIOPRE0 as the sub-amplifier enable signal SBAEN and the LIO pre-charge signal LIOPRE when the mat selection signal RBLEQT is at the low level. .
本実施形態では、図1および図2に示すように、アレイ部クロスエリア領域(SWC1)のメイン入出力線MIO−ローカル入出力線LIO間のトランスファーゲート(トランジスタ401および402)に薄膜nチャネルMOSトランジスタを用いてサブアンプ回路を構成する。書込み時は、ライトフラグ信号WRTFLGがHighになり、メインアンプ20(メインアンプ回路5)からメイン入出力線MIOに出力されたデータが、トランスファーゲート(トランジスタ401および402)を介してローカル入出力線対LIOT/Bに転送される。読出し時は、ローカル入出力線対LIOT/Bの差電位がサブアンプ10によって増幅され、メイン入出力線対MIOT/Bに転送される。 In this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, a thin-film n-channel MOS is used as a transfer gate (transistors 401 and 402) between the main input / output line MIO and the local input / output line LIO in the array section cross area region (SWC1). A sub-amplifier circuit is formed using transistors. At the time of writing, the write flag signal WRTFLG becomes High, and the data output from the main amplifier 20 (main amplifier circuit 5) to the main input / output line MIO is transferred to the local input / output line via the transfer gate (transistors 401 and 402). Transferred to LIOT / B. At the time of reading, the difference potential between the local input / output line pair LIOT / B is amplified by the sub-amplifier 10 and transferred to the main input / output line pair MIOT / B.
なお、トランスファーゲート(トランジスタ401および402)及びサブアンプ10を制御する信号は、例えば図1に示すように、クロスエリア領域(SWC1)以外の他の領域で論理をとり、サブアンプ10のあるクロスエリア領域(SWC1)に直接入力する。例えば、トランスファーゲート(トランジスタ401および402)を制御するライトフラグ信号WRTFLGは、ロウデコーダXDEC3で生成されるROW(ロウ)のマット選択信号RBLEQと論理をとり、クロスエリア領域SWC1に入力する。 The signals for controlling the transfer gates (transistors 401 and 402) and the sub-amplifier 10 take logic in other areas other than the cross-area area (SWC1), for example, as shown in FIG. Enter directly in (SWC1). For example, the write flag signal WRTFLG for controlling the transfer gate (transistors 401 and 402) takes the logic of the ROW mat selection signal RBLEQ generated by the row decoder XDEC3 and inputs it to the cross area region SWC1.
一方、サブアンプイネーブル信号SBAENとLIOプリチャージ信号LIOPREは、図3に示すように、メモリセルアレイ1中央のサブアンプ10を配置しないクロスエリア領域(SWC2)で生成する。クロスエリア領域(SWC2)に設けた図4に示す論理回路で、ROWのマット選択信号RBLEQと論理をとり、その結果をクロスエリア領域SWC1に入力する。この構成によれば選択マット列のみ動作することになる。 On the other hand, the sub-amplifier enable signal SBAEN and the LIO precharge signal LIOPRE are generated in the cross area area (SWC2) where the sub-amplifier 10 in the center of the memory cell array 1 is not arranged as shown in FIG. The logic circuit shown in FIG. 4 provided in the cross area area (SWC2) takes a logic with the ROW mat selection signal RBLEQ and inputs the result to the cross area area SWC1. According to this configuration, only the selected mat row operates.
次に、図5のタイミングチャート及び図6の書込み時のシミュレーション波形を用いて、読み出し動作、書き込み動作について説明する。この図6において、上図は比較のための背景技術(厚膜NMOS型)による波形図であり、下図は本実施の形態(薄膜NMOS型)による波形図である。まず、アクティブコマンド(ACT)によってメモリマット2が活性化されると、図5のようにビット線イコライズ信号であるマット選択信号RBLEQT(実線、RBLEQBが波線)がLowレベルとなる。これによって選択マット列のローカル入出力線対LIOT/BがVDDレベルにプリチャージされる。
Next, the read operation and the write operation will be described using the timing chart of FIG. 5 and the simulation waveform at the time of write in FIG. In FIG. 6, the upper diagram is a waveform diagram according to the background art (thick film NMOS type) for comparison, and the lower diagram is a waveform diagram according to the present embodiment (thin film NMOS type). First, when the
その後、読出し動作時には、リードコマンドによってカラムアドレス選択線(列選択線)YSが選択され、選択されたメモリマット2のLIOプリチャージ信号LIOPREがHighレベルになり、プリチャージオフ状態となる。同時に、サブアンプイネーブル信号SBAENが活性化され、サブアンプ10をオンにする。これによって、ローカル入出力線対LIOT/Bの差電位が増幅されメイン入出力線対MIOT/Bに転送される。
Thereafter, during a read operation, the column address selection line (column selection line) YS is selected by the read command, and the LIO precharge signal LIOPRE of the selected
書込み動作時には、ライトコマンドによってライトフラグ信号WRTFLGが活性化され、選択されたメモリマット2のトランスファーゲート(トランジスタ401および402)がONする。これによってローカル入出力線対LIOT/Bとメイン入出力線対MIOT/Bが接続状態となり、トランスファーゲート(トランジスタ401および402)を介してメイン入出力線対MIOT/Bからローカル入出力線対LIOT/Bにデータが転送される。
During the write operation, the write flag signal WRTFLG is activated by the write command, and the transfer gate (transistors 401 and 402) of the selected
図6のようにHigh側のローカル入出力線LIO電位が1V程度にまで落ち込むが、それによるビット線BLの反転遅延は無く(40ps程度)、トランスファーゲート(TG)が厚膜のVPP制御時と同等である。これは、High側のLIO電位がVDDレベルのときとVDD−Vtレベル(しきい値電圧)のときとで、nチャネルMOSの構成上能力に差がないからである。カラムアドレス選択線(列選択線)YSがVDD振幅であり、High側のLIO電位がVDDレベルのときは、YSを介してVDD−Vtになるが、VDD−Vtのときはそのまま転送されるからである。 As shown in FIG. 6, the local I / O line LIO potential on the high side drops to about 1V, but there is no inversion delay of the bit line BL (about 40ps), and when the transfer gate (TG) is controlled by thick film VPP. It is equivalent. This is because there is no difference in the configuration of the n-channel MOS between the high-side LIO potential at the VDD level and the VDD-Vt level (threshold voltage). When the column address selection line (column selection line) YS has a VDD amplitude and the LIO potential on the high side is at the VDD level, it becomes VDD−Vt via YS, but when it is VDD−Vt, it is transferred as it is. It is.
また、図5に示すように、ライトまたはリード後は、プリチャージコマンド(PRE)によってビット線イコライズ信号であるマット選択信号RBLEQTがHighレベルとなる。これによって、選択マット列のローカル入出力線対LIOT/BがVBLレベル(VDDの1/2程度)にイコライズされる。 Further, as shown in FIG. 5, after writing or reading, the mat selection signal RBLEQT, which is a bit line equalization signal, is set to a high level by a precharge command (PRE). As a result, the local input / output line pair LIOT / B of the selected mat column is equalized to the VBL level (about 1/2 of VDD).
本実施の形態によれば次の効果が得られる。メイン入出力線MIO−ローカル入出力線LIO間のトランスファーゲート(TG)を薄膜nチャネルMOSにし、制御信号をVPPからカラムアドレス選択線YSと同電位のVDDにすることによって、充放電電流を低減することが可能となる。また、クロスエリア領域(SWC1)において、素子数を削減することによって、サブアンプのMOSトランジスタ及びLIOプリチャージのMOSトランジスタのサイズを増大できるため、特性向上を図ることが可能となる。 According to the present embodiment, the following effects can be obtained. Charge / discharge current is reduced by changing the transfer gate (TG) between the main I / O line MIO and the local I / O line LIO to a thin-film n-channel MOS and changing the control signal from VPP to VDD which has the same potential as the column address selection line YS. It becomes possible to do. Also, by reducing the number of elements in the cross area region (SWC1), the size of the sub-amplifier MOS transistor and the LIO pre-charge MOS transistor can be increased, so that the characteristics can be improved.
なお、本発明の実施の形態は上記のものに限られず、アンプを構成する回路のトランジスタの個数を増減したり、あるいは論理回路の構成要素の組み合わせを変更したりする変更を適宜行うことが可能である。 Note that the embodiment of the present invention is not limited to the above, and it is possible to appropriately change the number of transistors included in the circuit constituting the amplifier, or to change the combination of the components of the logic circuit. It is.
10 サブアンプ
11、12、13、14、15、401、402 nチャネルMOSトランジスタ
SWC1 クロスエリア領域(サブアンプを配置)
SWC2 クロスエリア領域(サブアンプ制御回路を配置)
10 Sub-amplifier
11, 12, 13, 14, 15, 401, 402 n-channel MOS transistor
SWC1 Cross area area (with sub-amplifiers)
SWC2 Cross area area (Sub amplifier control circuit is arranged)
Claims (2)
前記メモリマット間の間隙の交差部分に配置され、制御信号の指示に応じて動作し、センスアンプとメインアンプとを接続するローカル入出力線対間の電圧を増幅するものであって、書き込み時に前記センスアンプと前記メインアンプとを直接的に接続するトランスファーゲートを有するサブアンプと、
前記サブアンプを配置していないメモリマット間の間隙の交差部分に配置され、カラムアドレスデコーダから配線された信号線とロウアドレスデコーダから配線された信号線とを入力として、サブアンプに供給する前記制御信号を生成する論理回路と
を備え、
前記トランスファーゲートが、前記ロウアドレスデコーダから供給されるものであって、カラムアドレスの選択信号と同電圧レベルであるオンオフ信号によってオンまたはオフされる薄膜nチャネルMOSトランジスタである
ことを特徴とする半導体記憶装置。 In a memory cell array configured by arranging a plurality of memory mats composed of a plurality of memory cells in a grid pattern,
It is arranged at the intersection of the gaps between the memory mats, operates according to the instruction of the control signal, amplifies the voltage between the local input / output line pair connecting the sense amplifier and the main amplifier, and at the time of writing A sub-amplifier having a transfer gate that directly connects the sense amplifier and the main amplifier;
The control signal that is arranged at the intersection of the gaps between the memory mats where the sub-amplifier is not arranged, and that is supplied to the sub-amplifier with the signal line wired from the column address decoder and the signal line wired from the row address decoder as inputs And a logic circuit for generating
The transfer gate is a thin film n-channel MOS transistor which is supplied from the row address decoder and is turned on or off by an on / off signal having the same voltage level as a column address selection signal. Storage device.
前記論理回路が、前記マット選択信号を前記ロウアドレスデコーダから配線された信号線による入力として、前記サブアンプに供給する前記制御信号を生成するものである
ことを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。 An equalize circuit for equalizing a bit line which is an output of the sense amplifier based on a level of a mat selection signal which is supplied from the row address decoder and is a signal for selecting the memory mat is provided for the local input / output line pair. Connected,
2. The semiconductor memory according to claim 1, wherein the logic circuit generates the control signal to be supplied to the sub-amplifier using the mat selection signal as an input by a signal line wired from the row address decoder. apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007143145A JP2008299928A (en) | 2007-05-30 | 2007-05-30 | Semiconductor storage device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007143145A JP2008299928A (en) | 2007-05-30 | 2007-05-30 | Semiconductor storage device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008299928A true JP2008299928A (en) | 2008-12-11 |
Family
ID=40173314
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007143145A Pending JP2008299928A (en) | 2007-05-30 | 2007-05-30 | Semiconductor storage device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008299928A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10211344B2 (en) | 2009-10-16 | 2019-02-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Logic circuit and semiconductor device |
-
2007
- 2007-05-30 JP JP2007143145A patent/JP2008299928A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10211344B2 (en) | 2009-10-16 | 2019-02-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Logic circuit and semiconductor device |
US10490671B2 (en) | 2009-10-16 | 2019-11-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Logic circuit and semiconductor device |
US10593810B2 (en) | 2009-10-16 | 2020-03-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Logic circuit and semiconductor device |
US10770597B2 (en) | 2009-10-16 | 2020-09-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Logic circuit and semiconductor device |
US11302824B2 (en) | 2009-10-16 | 2022-04-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Logic circuit and semiconductor device |
US11742432B2 (en) | 2009-10-16 | 2023-08-29 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Logic circuit and semiconductor device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7345938B2 (en) | Semiconductor device | |
US10141047B2 (en) | Static random access memory | |
JP4994135B2 (en) | Sense amplification circuit and sense amplification method | |
JP4805698B2 (en) | Semiconductor memory device | |
KR20120121367A (en) | Differential sense amplifier without switch transistors | |
US6996020B2 (en) | Semiconductor memory device | |
KR20090099492A (en) | Semiconductor device having single-ended sensing amplifier | |
JPH1139875A (en) | Semiconductor storage device | |
US8279692B2 (en) | Semiconductor device having hierarchical data line structure and control method thereof | |
JP2011040111A (en) | Semiconductor device | |
US8213251B2 (en) | Semiconductor memory device and method for driving the same | |
KR20150087202A (en) | Semiconductor device | |
JP2008140529A (en) | Semiconductor memory device | |
JP2007109325A (en) | Semiconductor memory device | |
US20110069573A1 (en) | Semiconductor memory device | |
JP5306125B2 (en) | Semiconductor memory device | |
JP2010061760A (en) | Semiconductor storage device | |
KR100769492B1 (en) | Semiconductor integrated circuit | |
JP2004140344A (en) | Semiconductor integrated circuit | |
KR100990140B1 (en) | Semiconductor memory device | |
JP2008198243A (en) | Semiconductor memory device | |
JP2008299928A (en) | Semiconductor storage device | |
JP2005346749A (en) | Semiconductor integrated circuit | |
KR20030074142A (en) | Semiconductor device using high-speed sense amplifier | |
JPH11265577A (en) | Semiconductor memory |