JP2009110594A - Semiconductor memory device - Google Patents

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Masaaki Iijima
正章 飯島
Masahiro Numa
昌宏 沼
Takashi Ipposhi
隆志 一法師
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor memory device which has a simple structure and can provide a large operation margin and improved operational characteristics. <P>SOLUTION: A threshold voltage (Vth) of a transistor (N1) included in a latch portion in a memory cell is dynamically controlled to dynamically control operational characteristics of the transistor, thereby improving data write characteristics. A bias signal is applied to the body of the transistor (N1) so as to control the threshold voltage. A signal on a bit line (WBL) is used as the bias signal. A bias is applied to the body of the transistor (N1) in the memory cell based on a write data signal previously transferred through the bit line (WBL) during data write operation, thereby reducing the threshold value (Vth) of the transistor (N1). <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は半導体記憶装置に関し、特に、データを記憶するラッチ部と、読み出しポートと、書き込みポートとを含むセル構造を有する半導体記憶装置(例えば、7T−SRAM)に関する。   The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a semiconductor memory device (for example, 7T-SRAM) having a cell structure including a latch portion for storing data, a read port, and a write port.

近年の半導体製造プロセスの微細化にともない従来のSRAMを安定動作させることが困難となってきた。この問題の解決する1つの手法として、7つのトランジスタでSRAMのセルを構成する7T−SRAMメモリセルがある(例えば、非特許文献1、2参照)。   With the recent miniaturization of semiconductor manufacturing processes, it has become difficult to stably operate conventional SRAMs. As one method for solving this problem, there is a 7T-SRAM memory cell in which an SRAM cell is composed of seven transistors (see, for example, Non-Patent Documents 1 and 2).

7T−SRAMメモリセルは、データを記憶するラッチ部分に加えて、データ書き込み用のポートとデータ読み出し用のポートをそれぞれ設けた回路構成を有する。図13に従来の7T−SRAMメモリセルの構成を示す。同図に示すように、7T−SRAMメモリセルは、データを記憶するためラッチ部を構成するトランジスタN1、N2、P1、P2と、データ書き込み用のアクセストランジスタN3と、データ読み出し用のアクセストランジスタN4及びドライバトランジスタN5の合計7つのトランジスタで構成される。   The 7T-SRAM memory cell has a circuit configuration in which a data write port and a data read port are provided in addition to a latch portion for storing data. FIG. 13 shows a configuration of a conventional 7T-SRAM memory cell. As shown in the figure, the 7T-SRAM memory cell includes transistors N1, N2, P1, and P2, which constitute a latch unit for storing data, an access transistor N3 for writing data, and an access transistor N4 for reading data. The driver transistor N5 is composed of a total of seven transistors.

一般的なSRAMは、書き込み時はメモリセル内のデータを破壊する一方、読み出し時はデータを保持することが要求される。このように、書き込み時と読み出し時で、双方の要求が相反する。このため、一般的なSRAMは、データ読み出し時において、データが破壊されないように動作電圧が制限されるため、動作マージンを大きくとれなかった。   A general SRAM is required to retain data during reading while destroying data in a memory cell during writing. In this way, both requests conflict at the time of writing and at the time of reading. For this reason, in the general SRAM, the operation voltage is limited so that the data is not destroyed at the time of data reading, so that the operation margin cannot be increased.

これに対し、7T−SRAMメモリセルは、読み出し専用ポートを設けているため、読み出し用ビット線(RBL)から、データを保持するインバータ部10へ直接電流が流れ込まない。このため、7T−SRAMメモリセルは、読み出し動作に伴うデータの破壊を防止でき、一般的なSRAMよりは大きな動作マージンを確保できる。   On the other hand, since the 7T-SRAM memory cell is provided with a read-only port, no current flows directly from the read bit line (RBL) to the inverter unit 10 that holds data. For this reason, the 7T-SRAM memory cell can prevent data destruction associated with the read operation, and can secure a larger operation margin than a general SRAM.

"A Stable SRAM Cell Design Against Simultaneously R/W Destributed Access", Toshikazu Suzuki, et al., 2006 Symposium on VLSI Circuits Digest of Technical papers"A Stable SRAM Cell Design Against Simultaneously R / W Destributed Access", Toshikazu Suzuki, et al., 2006 Symposium on VLSI Circuits Digest of Technical papers "Improved Write Margin for 90nm SOI-7T-SRAM by Look-Ahead Dynamic Threshold Voltage Control", Masaaki Iijima, et al., IEEE International Midwest Symposium on Circuits and Systems (MWSCAS 2007) (August 5-8, 2007) 予稿集"Improved Write Margin for 90nm SOI-7T-SRAM by Look-Ahead Dynamic Threshold Voltage Control", Masaaki Iijima, et al., IEEE International Midwest Symposium on Circuits and Systems (MWSCAS 2007) (August 5-8, 2007)

従来の7T−SRAMメモリセルは,読み出し動作におけるデータ破壊を防止できる反面、インバータループに付加したトランジスタN3〜N5により書き込み特性が劣化する問題がある。すなわち、単一の書き込み用ビット線(WBL)のみを用いてデータを書き込むため、書き込みマージンや書き込み速度が大きく低下する。特に、アクセストランジスタN3のしきい値(Vth)による電圧降下の影響で、データ「1」の書き込みが困難となる。メモリセル内の接地電位の昇圧によってこの問題を軽減することは可能であるが、その場合、別途回路を設ける必要があり、回路面積の増大を招いたり、電源を複数設けた設計が必要となったりする。   The conventional 7T-SRAM memory cell can prevent data destruction in the read operation, but has a problem that the write characteristics are deteriorated by the transistors N3 to N5 added to the inverter loop. That is, since data is written using only a single write bit line (WBL), the write margin and write speed are greatly reduced. In particular, it becomes difficult to write data “1” due to the voltage drop due to the threshold value (Vth) of the access transistor N3. It is possible to alleviate this problem by boosting the ground potential in the memory cell. However, in that case, it is necessary to provide a separate circuit, which increases the circuit area and requires a design with multiple power supplies. Or

本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構成で大きな動作マージンを確保できかつ動作特性を向上した半導体記憶装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor memory device that can secure a large operation margin and has improved operation characteristics with a simple configuration.

本発明は、メモリセル内のトランジスタのしきい値電圧を動的に制御し、そのトランジスタの動作特性を動的に制御することで、データの書き込み特性を向上させたセル構造を提案する。ここで、しきい値電圧を制御するためトランジスタのボディにバイアス信号を印加する。このバイアス信号としてビット線の信号を使用する。事前にビット線により伝達される書き込みデータの信号に基づき、メモリセル内のトランジスタにボディバイアスを印加する。   The present invention proposes a cell structure in which the threshold voltage of a transistor in a memory cell is dynamically controlled and the operation characteristic of the transistor is dynamically controlled to improve the data writing characteristic. Here, a bias signal is applied to the body of the transistor in order to control the threshold voltage. A bit line signal is used as the bias signal. A body bias is applied to the transistors in the memory cell based on the write data signal transmitted in advance by the bit line.

本発明に係る半導体記憶装置は具体的には以下の構成を有する。
本発明に係る第1の半導体記憶装置は、データを記憶する複数のメモリセルと、データを書き込むメモリセルを選択する書き込み用ワード線と、データを読み出すメモリセルを選択する読み出し用ワード線と、書き込みデータを伝達する書き込み用ビット線と、読み出しデータの情報を伝達する読み出し用ビット線とを備える。
Specifically, the semiconductor memory device according to the present invention has the following configuration.
A first semiconductor memory device according to the present invention includes a plurality of memory cells for storing data, a write word line for selecting a memory cell for writing data, a read word line for selecting a memory cell for reading data, A write bit line for transmitting write data and a read bit line for transmitting read data information are provided.

メモリセルは、データを記憶するラッチ部と、書き込み用ビット線の信号をラッチ部に伝達する書き込み用アクセストランジスタと、ラッチ部に記憶されたデータを読み出すドライバトランジスタと、ドライバトランジスタで読み出されたデータの信号を読み出し用ビット線に伝達する読み出し用アクセストランジスタとを有する。ラッチ部は、直列に接続されたPチャネルトランジスタとNチャネルトランジスタからなる第1のインバータと、第1のインバータと相補的に動作し、直列に接続されたPチャネルトランジスタとNチャネルトランジスタからなる第2のインバータとを含む。   The memory cell is read by a latch unit that stores data, a write access transistor that transmits a signal of a write bit line to the latch unit, a driver transistor that reads data stored in the latch unit, and a driver transistor And a read access transistor for transmitting a data signal to the read bit line. The latch unit operates in a complementary manner to the first inverter composed of a P-channel transistor and an N-channel transistor connected in series, and the first inverter composed of a P-channel transistor and an N-channel transistor connected in series. 2 inverters.

第1及び第2のインバータの少なくとも一方において、書き込み用ビット線の信号電位に基づき、データ書き込み時においてPチャネルトランジスタとNチャネルトランジスタのいずれか一方のボディ電位を制御する。   At least one of the first and second inverters controls the body potential of either the P-channel transistor or the N-channel transistor during data writing based on the signal potential of the write bit line.

本発明に係る第2の半導体記憶装置は、データを記憶する複数のメモリセルと、データの読み出し又は書き込みを行うメモリセルを選択するためのワード線と、書き込みデータの情報をメモリセルに伝達するビット線とを含む。メモリセルは、直列に接続されたPチャネルトランジスタとNチャネルトランジスタからなり相補的に動作する2組のインバータを含む。2組のインバータの少なくとも一方において、PチャネルトランジスタとNチャネルトランジスタのいずれか一方のボディがビット線に接続される。   A second semiconductor memory device according to the present invention transmits a plurality of memory cells for storing data, a word line for selecting a memory cell from which data is read or written, and information on write data to the memory cell. Including bit lines. The memory cell includes two sets of inverters which are composed of P-channel transistors and N-channel transistors connected in series and operate complementarily. In at least one of the two sets of inverters, the body of one of the P-channel transistor and the N-channel transistor is connected to the bit line.

本発明によれば、データの書き込み時において、ビット線の信号を用いてラッチ部のトランジスタのボディに高い電圧を印加し、そのしきい値を動的に低下させる。その結果、瞬間的に、データの書き込み動作を行うトランジスタの動作特性を改善する。これにより、大きい動作マージンを有し、かつ高速なデータ書き込みを実現できる半導体記憶装置を提供できる。また、ビット線の信号を用いて、トランジスタのボディのバイアス制御を行うため、新たにボディバイアス制御用の信号や,複数の電源を設ける必要がなく、容易な構成で、前述の利点を有する半導体装置を実現できる。   According to the present invention, at the time of data writing, a high voltage is applied to the body of the transistor in the latch portion using the signal of the bit line, and the threshold value is dynamically reduced. As a result, the operation characteristics of the transistor that performs the data write operation are instantaneously improved. Thereby, a semiconductor memory device having a large operation margin and capable of realizing high-speed data writing can be provided. In addition, since the bias control of the body of the transistor is performed using the signal of the bit line, it is not necessary to newly provide a signal for body bias control or a plurality of power supplies, and the semiconductor having the above-described advantages with an easy configuration. A device can be realized.

以下、添付の図面を参照し、本発明に係る半導体記憶装置の実施形態を説明する。以下に説明する半導体記憶装置では、ビット線及び/またはワード線の信号を用いて、読み出し、及び書き込み時に動作するトランジスタの一部をボディバイアスし、そのトランジスタのしきい値電圧を低下させる。しきい値電圧の低下によりトランジスタの動作特性が改善され、よって、動作マージンを拡大でき、データの書き込み、読み出し速度を向上させることができる。   Hereinafter, embodiments of a semiconductor memory device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In a semiconductor memory device described below, a part of transistors operating at the time of reading and writing is body-biased using a signal of a bit line and / or a word line, and a threshold voltage of the transistor is lowered. The operating characteristics of the transistor are improved by the lowering of the threshold voltage, so that the operation margin can be expanded and the data writing / reading speed can be improved.

(実施の形態1)
1.構成
図1に、本発明の実施の形態1における半導体記憶装置のメモリセルの構成を示す。メモリセルは7つのトランジスタで構成される、いわゆる7T−SRAMメモリセル構造を有する。
(Embodiment 1)
1. Configuration Figure 1 shows the configuration of a memory cell of a semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention. The memory cell has a so-called 7T-SRAM memory cell structure composed of seven transistors.

半導体記憶装置は、データを記憶するラッチ部を構成する2つのインバータINV1、INV2と、データ書き込み用のアクセストランジスタN3と、データ読み出し用のアクセストランジスタN4とドライバトランジスタN5とで構成される。   The semiconductor memory device includes two inverters INV1 and INV2, which constitute a latch unit for storing data, an access transistor N3 for writing data, an access transistor N4 for reading data, and a driver transistor N5.

インバータINVR、INVLはそれぞれ、PチャンネルトランジスタP1、P2とNチャンネルトランジスタN1、N2の直列回路で構成される。インバータINVR、INVLにおいて、PチャンネルトランジスタP1、P2のゲートとNチャンネルトランジスタN1、N2のゲートが接続される。インバータINVLにおいてトランジスタP2とトランジスタN2の接続点が記憶ノードV1であり、インバータINVRにおいてトランジスタP1とトランジスタN1の接続点が記憶ノードV2である。記憶ノードV2は、インバータINVLにおけるトランジスタP2のゲートとトランジスタN2のゲートの接続点に接続される。同様に、記憶ノードV1は、インバータINVRにおけるトランジスタP1のゲートとトランジスタN1のゲートの接続点に接続される。このように構成されることで、インバータINVLとインバータINVRは相補的に動作する。   The inverters INVR and INVL are each configured by a series circuit of P-channel transistors P1 and P2 and N-channel transistors N1 and N2. In the inverters INVR and INVL, the gates of the P-channel transistors P1 and P2 and the gates of the N-channel transistors N1 and N2 are connected. In the inverter INVL, the connection point between the transistor P2 and the transistor N2 is the storage node V1, and in the inverter INVR, the connection point between the transistor P1 and the transistor N1 is the storage node V2. Storage node V2 is connected to a connection point between the gate of transistor P2 and the gate of transistor N2 in inverter INVL. Similarly, the storage node V1 is connected to a connection point between the gate of the transistor P1 and the gate of the transistor N1 in the inverter INVR. With this configuration, the inverter INVL and the inverter INVR operate complementarily.

書き込み用アクセストランジスタN3のドレインは書き込み用ビット線WBLに接続され、そのゲートは書き込み用ワード線WWLに接続される。   The drain of the write access transistor N3 is connected to the write bit line WBL, and its gate is connected to the write word line WWL.

読み出し用ドライバトランジスタN5のソースはグランドに接続され、そのドレインは読み出し用アクセストランジスタN4のソースに接続される。読み出し用アクセストランジスタN4のドレインは、読み出し用ビット線RBLに接続され、そのゲートは読み出し用ワード線RWLに接続される。   The source of the read driver transistor N5 is connected to the ground, and the drain thereof is connected to the source of the read access transistor N4. The drain of the read access transistor N4 is connected to the read bit line RBL, and the gate thereof is connected to the read word line RWL.

さらに、本実施形態では、書き込み用アクセストランジスタN3のボディが書き込み用ワード線WWLに接続される。また、読み出し用アクセストランジスタN4及びドライバトランジスタN5のボディが読み出し用ワード線RWLに接続される。このように、書き込み用ワード線WWL及び読み出し用ワード線RWLを用いてアクセストランジスタN3、N4及びドライバトランジスタN5をボディバイアスすることで、それらのトランジスタN3、N4、N5のボディ電位を制御して、しきい値電圧を変化させ、動作特性を向上させる。   Further, in the present embodiment, the body of the write access transistor N3 is connected to the write word line WWL. The bodies of the read access transistor N4 and the driver transistor N5 are connected to the read word line RWL. Thus, by body biasing the access transistors N3, N4 and the driver transistor N5 using the write word line WWL and the read word line RWL, the body potentials of these transistors N3, N4, N5 are controlled, The threshold voltage is changed to improve the operating characteristics.

2.動作
上記の7T−SRAMメモリセルに対するデータ書き込み動作について説明する。
データを書き込む場合、書き込み用ワード線WWLが活性状態(”High”)となり、書き込み用ビット線WBLがラッチ部(インバータINV1及びINV2)にアクセストランジスタN3によって接続される。このとき、書き込み用ビット線WBLの信号に従って記憶ノードV1、V2へデータが格納される。
2. The data write operation to the operation above 7T-SRAM memory cell will be described.
When writing data, the write word line WWL is activated ("High"), and the write bit line WBL is connected to the latch portion (inverters INV1 and INV2) by the access transistor N3. At this time, data is stored in the storage nodes V1 and V2 in accordance with the signal of the write bit line WBL.

一方,データを読み出す場合、読み出し用ビット線RBLを予め電源電圧まで上昇させて電源から切り離した後、読み出し用ワード線RWLを活性状態にする(すなわち、読み出し用ワード線RWLを”Low”から”High”へ変化させる)。このとき、読み出し用アクセストランジスタN4及びドライバトランジスタN5を介して、読み出し用ビット線RBLからメモリセル内へ流れ込む電流によってメモリセルに格納されているデータを判別する。ここで,ドライバトランジスタN5は記憶ノードV1に格納されたデータによって制御されるため,記憶ノードV1が”High”の状態である場合のみ、読み出し用ビット線RBLからの読み出し電流が検出される。   On the other hand, when reading data, the read bit line RBL is raised to the power supply voltage in advance and disconnected from the power supply, and then the read word line RWL is activated (that is, the read word line RWL is changed from “Low”). To “High”). At this time, the data stored in the memory cell is determined by the current flowing into the memory cell from the read bit line RBL via the read access transistor N4 and the driver transistor N5. Here, since the driver transistor N5 is controlled by the data stored in the storage node V1, the read current from the read bit line RBL is detected only when the storage node V1 is in the “High” state.

書き込み動作時に書き込み用ワード線WWLが活性状態(High)になると、アクセストランジスタN3のしきい値が低下する。このため,セル電流が増加しデータの書き込み特性が改善する。一方、読み出し動作時に読み出し用ワード線RWLが活性状態(High)になると、アクセストランジスタN4とドライバトランジスタN5のしきい値がともに低下し、読み出し用ビット線RBL)の電荷放電が高速となり、読み出し速度が向上する。   When the write word line WWL is activated (High) during the write operation, the threshold value of the access transistor N3 decreases. This increases the cell current and improves the data write characteristics. On the other hand, when the read word line RWL becomes active (High) during the read operation, the threshold values of the access transistor N4 and the driver transistor N5 are both lowered, and the charge discharge of the read bit line RBL) is accelerated, and the read speed is increased. Will improve.

なお、トランジスタN3〜N5のボディを電源に接続してボディ電位を”High”状態に固定すると、トランジスタN3〜N5のボディからソースへ常時電流が流れ、電力が消費されるという問題がある。このため、本実施形態では、トランジスタN3〜N5をワード線の信号を用いてボディバイアス制御し、書き込み又は読み出し動作時にのみ、ボディ電位を上昇させることで、電力消費の増大を抑制している。   Note that when the bodies of the transistors N3 to N5 are connected to the power supply and the body potential is fixed to the “High” state, there is a problem in that current always flows from the bodies of the transistors N3 to N5 to the source, and power is consumed. Therefore, in this embodiment, the transistors N3 to N5 are subjected to body bias control using a signal on the word line, and the body potential is increased only during the write or read operation, thereby suppressing an increase in power consumption.

3.レイアウト
図2に、図1に示す7T−SRAMメモリセルのレイアウトの一例を示す。図中、破線枠内の領域が単位セル領域である。実際には、単位セル領域が図中の上下左右方向に対称に展開されている。
3. Layout FIG. 2 shows an example of the layout of the 7T-SRAM memory cell shown in FIG. In the figure, the area within the broken line frame is the unit cell area. Actually, the unit cell regions are developed symmetrically in the vertical and horizontal directions in the figure.

図2を参照し、アクセストランジスタN3のボディのみに書き込み用ワード線WWLの電位を印加するために、完全分離部11aを設置し(完全分離部の詳細は後述)、アクセストランジスタN3とトランジスタN2間を電気的に分離している。トランジスタN2のボディは、グランド(GND)と共通コンタクト15aで接続することで、セル毎にグランド電位に固定する。また、アクセストランジスタN4及びドライバトランジスタN5のボディ電位を、読み出し用ワード線RWLの電位で制御するために、隣接するセルの読み出し用ワード線RWLと電気的に分離するための完全分離部11bを設置している。   Referring to FIG. 2, in order to apply the potential of write word line WWL only to the body of access transistor N3, complete isolation portion 11a is provided (details of the complete isolation portion will be described later), and between access transistor N3 and transistor N2 Are electrically separated. The body of the transistor N2 is fixed to the ground potential for each cell by being connected to the ground (GND) through the common contact 15a. Further, in order to control the body potentials of the access transistor N4 and the driver transistor N5 with the potential of the read word line RWL, a complete isolation portion 11b for electrically isolating from the read word line RWL of an adjacent cell is provided. is doing.

トランジスタP1とトランジスタP2は同じ部分分離部(部分分離部の詳細は後述)で接続されており、セルの繰り返し配置の中で、数セルから数10セル毎にまとめて、ボディ電位固定を行うことができる。なお、後述の図8では、トランジスタP1のボディ電位の固定のための構造として、活性層とボディを共通コンタクトを介して電源電圧Vccに接続している。この接続方法を用いて、各セル毎に、トランジスタP1とトランジスタP2のVccコンタクトを共通コンタクトとして、トランジスタP1、P2のボディ電位を電源電圧Vccに接続することも可能である。   The transistor P1 and the transistor P2 are connected by the same partial separation unit (details of the partial separation unit will be described later), and the body potential is fixed every several to several tens of cells in a repeated arrangement of cells. Can do. In FIG. 8 described later, as a structure for fixing the body potential of the transistor P1, the active layer and the body are connected to the power supply voltage Vcc through a common contact. Using this connection method, the body potentials of the transistors P1 and P2 can be connected to the power supply voltage Vcc by using the Vcc contacts of the transistors P1 and P2 as a common contact for each cell.

図2のY−Y’線に沿った断面構造を図3に、Z−Z’線に沿った断面構造を図4にそれぞれ示す。図3において、シリコン基板20上に埋込酸化膜22及び活性層が形成される。活性層には、トランジスタのゲートやソース等が形成され、また、電気的な分離を行うための分離酸化膜が形成される。同図中、領域Aに示すような、埋込酸化膜22まで達するよう分離酸化膜が形成された部分を完全分離部といい、領域Bで示すような、薄いSi層30を残して分離酸化膜が形成された部分を部分分離部という。   FIG. 3 shows a cross-sectional structure taken along line Y-Y ′ of FIG. 2, and FIG. 4 shows a cross-sectional structure taken along line Z-Z ′. In FIG. 3, a buried oxide film 22 and an active layer are formed on a silicon substrate 20. In the active layer, a gate and a source of a transistor are formed, and an isolation oxide film for electrical isolation is formed. In the figure, the portion where the isolation oxide film is formed so as to reach the buried oxide film 22 as shown in the region A is called a complete isolation portion, and the isolation oxidation is performed leaving the thin Si layer 30 as shown in the region B. The part where the film is formed is called a partial separation part.

図3では、例えば、トランジスタN2のボディ電位をグランド電位に制御するため、部分分離部32と活性層31に対するコンタクトを共通にした共通コンタクト15aでグランド配線(GND)17に接続した例を示している。また、図4では、アクセストランジスタN4のゲートと読み出し用ワード線RWL(13)との共通コンタクトとして部分分離部33にコンタクト15dを形成した例が示されている。図4において、薄いSi層34はトランジスタN4のボディと接続されており、コンタクト15dにより読み出し用ワード線RWLに接続される。よって、アクセストランジスタN4のボディが読み出し用ワード線RWLに接続される。   FIG. 3 shows an example in which, for example, the body potential of the transistor N2 is controlled to the ground potential, the common contact 15a having a common contact with the partial isolation portion 32 and the active layer 31 is connected to the ground wiring (GND) 17. Yes. 4 shows an example in which a contact 15d is formed in the partial isolation portion 33 as a common contact between the gate of the access transistor N4 and the read word line RWL (13). In FIG. 4, the thin Si layer 34 is connected to the body of the transistor N4, and is connected to the read word line RWL by a contact 15d. Therefore, the body of the access transistor N4 is connected to the read word line RWL.

以上のように、本実施形態では、アクセストランジスタN3、N4及びドライバトランジスタN5のボディをワード線WWLまたはRWLに接続する。これにより、書き込み時又は読み出し時に動作させるアクセストランジスタN3、N4及びドライバトランジスタN5のしきい値を低下させることで、それらのトランジスタの動作特性を改善し、動作マージンを改善している。   As described above, in this embodiment, the bodies of the access transistors N3 and N4 and the driver transistor N5 are connected to the word line WWL or RWL. Thereby, by lowering the threshold values of the access transistors N3 and N4 and the driver transistor N5 that are operated at the time of writing or reading, the operating characteristics of those transistors are improved and the operating margin is improved.

(実施の形態2)
本実施形態では、データ「1」の書き込み時の高速化を図る構成について説明する。本実施形態では、トランジスタN1のボディを書き込み用ビット線WBLを用いてバイアス制御する。
(Embodiment 2)
In the present embodiment, a configuration for speeding up the writing of data “1” will be described. In this embodiment, the bias of the body of the transistor N1 is controlled using the write bit line WBL.

図5に本実施形態における半導体記憶装置のメモリセルの構成を示す。本実施形態では、図1に示す構成に加えてさらに、インバータINVRにおけるトランジスタN1のボディに書き込み用ビット線WBLが接続されている。   FIG. 5 shows the configuration of the memory cell of the semiconductor memory device according to this embodiment. In the present embodiment, in addition to the configuration shown in FIG. 1, a write bit line WBL is connected to the body of the transistor N1 in the inverter INVR.

書き込み時の動作について説明する。なお、本実施形態では、データ「1」の書き込みの場合、書き込み用ビット線WBLの電位は”High”に制御され、データ「0」の書き込みの場合、書き込み用ビット線WBLの電位は”Low”に制御されるものとする(以下の実施形態において同じ)。   The operation at the time of writing will be described. In the present embodiment, when data “1” is written, the potential of the write bit line WBL is controlled to “High”, and when data “0” is written, the potential of the write bit line WBL is “Low”. "Is controlled in the same way in the following embodiments).

データ「1」の書き込みの場合、書き込み用ビット線WBLの電位は”High”に制御されるため、トランジスタN1のしきい値電圧が低下し、記憶ノードV2からの電荷放電が高速となる。このように、書き込むデータ信号の先見により書き込み動作が高速となる。データ「0」の書込み動作では、実施の形態1の場合と同等の特性になる。しかし、書込み動作については、通常データ「0」の書込みよりデータ「1」の書込みの方が動作マージンが厳しいので、上記の構成は高速動作の点で十分メリットがある。なお、データ「0」の書き込み動作を高速化したい場合は、書き込み用ビット線WBLを、トランジスタN1のボディではなく、トランジスタP1のボディへ接続すればよい。その際、トランジスタN1のボディはグランドに固定する。   In the case of writing data “1”, since the potential of the write bit line WBL is controlled to “High”, the threshold voltage of the transistor N1 is lowered, and the charge discharge from the storage node V2 is accelerated. In this way, the write operation becomes faster due to the look-ahead of the data signal to be written. The write operation of data “0” has the same characteristics as in the first embodiment. However, as for the write operation, the operation margin is more severe in writing data “1” than in writing normal data “0”, and thus the above configuration is sufficiently advantageous in terms of high-speed operation. Note that in order to increase the speed of the data “0” write operation, the write bit line WBL may be connected not to the body of the transistor N1 but to the body of the transistor P1. At that time, the body of the transistor N1 is fixed to the ground.

ここで、同一インバータ内においてNチャンネルトランジスタとPチャンネルトランジスタの双方のボディをともに書き込み用ビット線WBLに接続するのは以下の理由により好ましくない。例えば、書き込み用ビット線WBLが”High”の場合、トランジスタN1のボディを介して書き込み用ビット線WBLとソース間に電流が流れる。一方、書き込み用ビット線WBLが”Low”の場合、トランジスタP1のボディを介して書き込み用ビット線WBLと電源Vcc間に電流が流れる。すなわち、書き込み用ビット線WBLの電位状態に関わらず、トランジスタN1またはトランジスタP1に電流が流れ続け、電力を消費する。そこで、本実施形態では、トランジスタN1とトランジスタP1の双方のボディのうち、いずれか一方のみを書き込み用ビット線WBLに接続する。   Here, it is not preferable to connect both bodies of the N-channel transistor and the P-channel transistor to the write bit line WBL in the same inverter for the following reason. For example, when the write bit line WBL is “High”, a current flows between the write bit line WBL and the source via the body of the transistor N1. On the other hand, when the write bit line WBL is “Low”, a current flows between the write bit line WBL and the power supply Vcc through the body of the transistor P1. That is, regardless of the potential state of the write bit line WBL, current continues to flow through the transistor N1 or the transistor P1, and power is consumed. Therefore, in the present embodiment, only one of the bodies of both the transistor N1 and the transistor P1 is connected to the write bit line WBL.

また、半導体記憶装置のスタンバイ時においては、省電力の観点から以下の制御を行うことが好ましい。すなわち、トランジスタN1のボディに書き込み用ビット線WBLを接続した場合、スタンバイ時において、書き込み用ビット線WBLを”Low”に固定する。一方、トランジスタP1のボディに書き込み用ビット線WBLを接続した場合、スタンバイ時において、書き込み用ビット線WBLを”High”に固定する。このような制御を行うことで、スタンバイ時に、書き込み用ビット線WBLと、グランド又は電源との間に流れる電流を防止でき、スタンバイ時のトランジスタN1またはP1での電力消費を抑制できる。   Further, at the time of standby of the semiconductor memory device, it is preferable to perform the following control from the viewpoint of power saving. That is, when the write bit line WBL is connected to the body of the transistor N1, the write bit line WBL is fixed to “Low” during standby. On the other hand, when the write bit line WBL is connected to the body of the transistor P1, the write bit line WBL is fixed to “High” during standby. By performing such control, current flowing between the write bit line WBL and the ground or the power supply during standby can be prevented, and power consumption in the transistor N1 or P1 during standby can be suppressed.

図6に、図5に示すメモリセルのレイアウトを示す。トランジスタN1のボディ電位をボディコンタクトBN1を通じて制御する。なお、図6には示していないが、書き込み用ビット線WBLとボディコンタクトBN1の接続は、第1メタル配線の上層の配線(第2メタル、第3メタル、第4メタルなど)によって実現される。トランジスタP1、P2は、図2と同じレイアウトであり、図2と同様にボディ電位が固定される。   FIG. 6 shows a layout of the memory cell shown in FIG. The body potential of the transistor N1 is controlled through the body contact BN1. Although not shown in FIG. 6, the connection between the write bit line WBL and the body contact BN1 is realized by an upper layer wiring (second metal, third metal, fourth metal, etc.) of the first metal wiring. . The transistors P1 and P2 have the same layout as in FIG. 2, and the body potential is fixed as in FIG.

(実施の形態3)
本実施形態では、図5に示したボディバイアス制御に加えて、インバータINVLのトランジスタP2に対する、反転ビット線信号(WBLB)を用いたボディバイアス制御を追加している。反転ビット線信号WBLBとは、書き込み用ビット線WBLの信号を反転して生成したものである。
(Embodiment 3)
In the present embodiment, in addition to the body bias control shown in FIG. 5, body bias control using an inverted bit line signal (WBLB) is added to the transistor P2 of the inverter INVL. The inverted bit line signal WBLB is generated by inverting the signal of the write bit line WBL.

図7に本実施形態の構成を示す。図7の構成では、書き込み用ビット線WBLの信号を反転させるための反転素子7と、反転ビット線信号WBLBまたは書き込みビット線RBLを書き込み制御信号WEに基づき選択して出力するセレクタ5とを備える。   FIG. 7 shows the configuration of this embodiment. 7 includes an inverting element 7 for inverting the signal of the write bit line WBL, and a selector 5 that selects and outputs the inverted bit line signal WBLB or the write bit line RBL based on the write control signal WE. .

セレクタ5は、書き込み制御信号WEに基づき、書き込み動作時は反転ビット線信号WBLBを選択し、読み出し動作時は読み出し用ビット線RBLを選択して出力する。すなわち、セレクタ5は、書き込み制御信号WEに基づき、書き込み動作時は、反転ビット線信号WBLBをトランジスタP2に接続し、読み出し動作時は、読み出し用ビット線RBLをアクセストランジスタN4のドレインに接続する。   Based on the write control signal WE, the selector 5 selects the inverted bit line signal WBLB during the write operation and selects and outputs the read bit line RBL during the read operation. That is, based on the write control signal WE, the selector 5 connects the inverted bit line signal WBLB to the transistor P2 during the write operation, and connects the read bit line RBL to the drain of the access transistor N4 during the read operation.

すなわち、読み出し時(WE=”Low”)はセレクタ5により、通常通りメモリセルは読み出し用ビット線RBLに接続され、読み出し動作が実行される。一方、書き込み時(WE=”High”)は,メモリセルは反転ビット線信号WBLBに接続されるため、反転ビット線信号WBLBに応じたボディバイアスがインバータINVLへ印加される。   That is, at the time of reading (WE = “Low”), the memory cell is connected to the read bit line RBL as usual by the selector 5 and the read operation is executed. On the other hand, at the time of writing (WE = “High”), since the memory cell is connected to the inverted bit line signal WBLB, a body bias corresponding to the inverted bit line signal WBLB is applied to the inverter INVL.

データ「1」の書き込みの場合は、反転ビット線信号WBLBが”Low”であるため、トランジスタP2のしきい値電圧が下がり、記憶ノードV1が高速に充電される。データ「0」の書込み動作では、図1の実施の形態1と同等の動作特性になる。しかし、書込み動作については、通常、「0」の書き込みより「1」の書き込みの方が、動作マージンが厳しいので、セルの高速動作の点で大きなメリットがある。   In the case of writing data “1”, since the inverted bit line signal WBLB is “Low”, the threshold voltage of the transistor P2 is lowered and the storage node V1 is charged at high speed. In the write operation of data “0”, the operation characteristics are the same as those in the first embodiment shown in FIG. However, with respect to the write operation, writing “1” is usually more advantageous in terms of high-speed operation of the cell because writing “1” has a stricter operating margin.

このように、2つの相補なビット線信号(WBL、WBLB)を先見信号とするボディバイアスにより、書き込み特性がさらに改善される。なお、本実施形態において、スタンバイ時に、トランジスタN1とトランジスタP2のボディダイオードが順方向バイアスされることによるスタンバイ電力の増加を防止するため、スタンバイ時に、書き込みビット線WBLを”Low”に、読み出しビット線RBLを”High”に保持するのが好ましい。   As described above, the write characteristics are further improved by the body bias using the two complementary bit line signals (WBL, WBLB) as the look-ahead signal. In this embodiment, in order to prevent an increase in standby power due to forward biasing of the body diodes of the transistor N1 and the transistor P2 during standby, the write bit line WBL is set to “Low” and the read bit is set during standby. It is preferable to keep the line RBL "High".

図8に、本実施形態のメモリセルのレイアウトの一例を示す。トランジスタP1とP2のボディ部は、完全分離部によって電気的に分離される。トランジスタP1のボディ電位は、活性層との共通コンタクトにより電源電位Vccに固定される。また、トランジスタP2のボディ電位制御のためにボディコンタクトBP2が形成される。また、トランジスタN1のボディ電位は、ボディコンタクトBN1を介して制御され、トランジスタN2のボディ電位は、活性層との共通コンタクトによりグランド電位GNDに固定される。図8では示していないが、読み出し用ビット線RBLの信号は第1メタル配線の上層の配線によってボディコンタクトBP2に接続され、トランジスタP2のボディ電位が制御される。また、トランジスタN1のボディ電位も、第1メタル配線の上層の配線を介して読み出しビット線WBLの信号がボディコンタクトBN1へ与えられることによって制御される。   FIG. 8 shows an example of the layout of the memory cell of this embodiment. The body portions of the transistors P1 and P2 are electrically separated by the complete separation portion. The body potential of the transistor P1 is fixed to the power supply potential Vcc by a common contact with the active layer. A body contact BP2 is formed for controlling the body potential of the transistor P2. Further, the body potential of the transistor N1 is controlled via the body contact BN1, and the body potential of the transistor N2 is fixed to the ground potential GND by a common contact with the active layer. Although not shown in FIG. 8, the signal of the read bit line RBL is connected to the body contact BP2 by the upper layer wiring of the first metal wiring, and the body potential of the transistor P2 is controlled. Further, the body potential of the transistor N1 is also controlled by applying the signal of the read bit line WBL to the body contact BN1 through the upper layer wiring of the first metal wiring.

(実施の形態4)
実施の形態3では、書き込み用ビット線WBLの信号によりトランジスタN1のボディへのバイアス制御を行っていたが、本実施形態では、トランジスタP1のボディの電位を書き込み用ビット線WBLにより制御する。図9に、本実施形態のメモリセルの構成を示す。セレクタ5の出力がトランジスタP1のボディに接続され、トランジスタN1のボディはグランドに接続される。
(Embodiment 4)
In the third embodiment, bias control to the body of the transistor N1 is performed by a signal on the write bit line WBL. In this embodiment, the body potential of the transistor P1 is controlled by the write bit line WBL. FIG. 9 shows the configuration of the memory cell of this embodiment. The output of the selector 5 is connected to the body of the transistor P1, and the body of the transistor N1 is connected to the ground.

データ書き込み時、セレクタ5は反転ビット線信号WBLBを選択し、出力する。データ「1」の書き込みの場合、反転ビット線信号(WBLB)が”Low”であるため、トランジスタP2のしきい値電圧が低下し、記憶ノードV1が高速に充電される。一方、データ「0」の書込み動作では、書き込み用ビット線WBLの信号”Low”が、トランジスタP1のボディに印加され、トランジスタP1のしきい値が低下し、記憶ノードV2への”High”の書込みが高速に行われる。このように、データ「0」と「1」の双方の書込みにおいて高速化を実現することが可能となる。なお、本実施形態において、スタンバイ電力が増加しないように、スタンバイ時に2つのビット線WBL、RBL共に”High”に保持するのが好ましい。   At the time of data writing, the selector 5 selects and outputs the inverted bit line signal WBLB. In the case of writing data “1”, since the inverted bit line signal (WBLB) is “Low”, the threshold voltage of the transistor P2 is lowered and the storage node V1 is charged at high speed. On the other hand, in the write operation of the data “0”, the signal “Low” of the write bit line WBL is applied to the body of the transistor P1, the threshold value of the transistor P1 decreases, and “High” to the storage node V2 becomes “High”. Writing is performed at high speed. In this way, it is possible to realize high speed in writing both data “0” and “1”. In the present embodiment, it is preferable to hold both the bit lines WBL and RBL at “High” during standby so that the standby power does not increase.

図10に、本実施形態のメモリセルのレイアウトの一例を示す。トランジスタP1とP2のボディ電位は、それぞれ、ボディコンタクトBP1、BP2を介して制御される。このレイアウトでは、第1メタル配線により、読み出し用ビット線RBLとボディコンタクトBP2、書き込み用ビット線WBLとボディコンタクトBP1を接続することが可能である。また、本実施形態では、トランジスタN1のボディ電位を個別に制御する必要がないので、隣接するセルのトランジスタN1のボディ電位を共通の部分分離層で数セル分をまとめてグランドGNDに固定することができる。もしくは、トランジスタN2のボディ電位の固定のように、活性層との共通コンタクトを用いて、セル毎にトランジスタN1のボディ電位をグランドGNDに固定してもよい。   FIG. 10 shows an example of the layout of the memory cell of this embodiment. The body potentials of the transistors P1 and P2 are controlled via body contacts BP1 and BP2, respectively. In this layout, the read bit line RBL and the body contact BP2, and the write bit line WBL and the body contact BP1 can be connected by the first metal wiring. In this embodiment, since it is not necessary to individually control the body potential of the transistor N1, the body potentials of the transistors N1 of adjacent cells are collectively fixed to the ground GND by a common partial separation layer. Can do. Alternatively, the body potential of the transistor N1 may be fixed to the ground GND for each cell by using a common contact with the active layer as in the case of fixing the body potential of the transistor N2.

(実施の形態5)
実施の形態4では、各インバータINVR、INVLにおいてPチャネル側のトランジスタP1、P2をボディバイアス制御していた。これに対して、本実施形態では、各インバータINVR、INVLにおいてNチャネル側のトランジスタN1、N2をボディバイアス制御する。すなわち、トランジスタN1を書き込み用ビット線WBLでボディバイアスし、トランジスタN2を反転ビット線信号WBLBでボディバイアスする。
(Embodiment 5)
In the fourth embodiment, the body bias control is performed on the P-channel transistors P1 and P2 in the inverters INVR and INVL. On the other hand, in the present embodiment, the body bias control is performed on the N-channel transistors N1 and N2 in the inverters INVR and INVL. That is, the transistor N1 is body biased by the write bit line WBL, and the transistor N2 is body biased by the inverted bit line signal WBLB.

図11に本実施形態のメモリセルの構成を示す。図11に示すように、本実施形態では、書き込み用ビット線WBLがトランジスタN1のボディに接続され、セレクタ5の出力(反転ビット線信号WBLB)がトランジスタN2のボディへ接続される。   FIG. 11 shows the configuration of the memory cell of this embodiment. As shown in FIG. 11, in this embodiment, the write bit line WBL is connected to the body of the transistor N1, and the output of the selector 5 (inverted bit line signal WBLB) is connected to the body of the transistor N2.

データ書き込み時、セレクタ5は反転ビット線信号WBLBを選択し、出力する。データ「0」の書き込みの場合、反転ビット線信号WBLBが”High”であるため、トランジスタN2のしきい値電圧が低下し、記憶ノードV1が高速に放電される。一方、データ「1」の書込み動作では、書き込み用ビット線WBLの”High”の信号が、トランジスタN1のボディに印加され、これによりトランジスタN1のしきい値が低下し、記憶ノードV2の放電が加速される。このように、データ「0」と「1」の双方の書込みにおいて高速化を実現することが可能となる。なお、本実施形態においても、スタンバイ電力が増加しないように制御することが好ましい。例えば、スタンバイ時において、セレクタ5を、読み出し用ビット線RBLを選択するよう制御し、かつビット線WBL、RBLを共に”Low”に保持するようにしてもよい。   At the time of data writing, the selector 5 selects and outputs the inverted bit line signal WBLB. In the case of writing data “0”, since the inverted bit line signal WBLB is “High”, the threshold voltage of the transistor N2 is lowered and the storage node V1 is discharged at high speed. On the other hand, in the write operation of data “1”, the “High” signal of the write bit line WBL is applied to the body of the transistor N1, thereby lowering the threshold value of the transistor N1 and discharging the storage node V2. Accelerated. In this way, it is possible to realize high speed in writing both data “0” and “1”. Also in this embodiment, it is preferable to control so that the standby power does not increase. For example, during standby, the selector 5 may be controlled to select the read bit line RBL and both the bit lines WBL and RBL may be held at “Low”.

図12に、本実施形態のメモリセルのレイアウトの一例を示す。トランジスタN1とN2のボディ電位は、それぞれ、ボディコンタクトBN1、BN2を介して制御される。図12では示していないが、セレクタ5の出力信号は、第1メタル配線の上層の配線によってボディコンタクトBN2に接続され、トランジスタN2のボディ電位が制御される。また、トランジスタN1のボディ電位も、書き込み用ビット線WBLの信号が第1メタル配線の上層の配線を介してボディコンタクトBN1へ与えられることによって制御される。   FIG. 12 shows an example of the layout of the memory cell of this embodiment. The body potentials of the transistors N1 and N2 are controlled via body contacts BN1 and BN2, respectively. Although not shown in FIG. 12, the output signal of the selector 5 is connected to the body contact BN2 by the upper layer wiring of the first metal wiring, and the body potential of the transistor N2 is controlled. The body potential of the transistor N1 is also controlled by applying the signal of the write bit line WBL to the body contact BN1 via the upper layer wiring of the first metal wiring.

トランジスタP1とP2は、同じ部分分離層で接続されているので、セルの繰り返し配置の中で、数セルから数10セル毎にまとめて、ボディ電位固定を行うことができる。また、図8においてトランジスタP1のボディ電位固定のための構造として示した方法、すなわち、活性層とボディ部を共通コンタクトで電源電位Vccに接続する方法を用いて、各セル毎に、トランジスタP1、P2のVccコンタクトを共通コンタクトにして、トランジスタP1、P2のボディ電位を電源Vccに接続することも可能である。   Since the transistors P1 and P2 are connected by the same partial isolation layer, the body potential can be fixed for every several to several tens of cells in a repeated arrangement of cells. Further, by using the method shown in FIG. 8 as the structure for fixing the body potential of the transistor P1, that is, the method of connecting the active layer and the body portion to the power supply potential Vcc with a common contact, the transistor P1, It is also possible to connect the body potentials of the transistors P1 and P2 to the power source Vcc by using the Vcc contact of P2 as a common contact.

(まとめ)
以上のように、ワード線WWL、RWL、ビット線WBL、RBLの電気信号をメモリセル内のトランジスタのボディへ適宜与えることにより、トランジスタの動作特性を改善し、7T−SRAMメモリセルの動作マージンを拡大し、高速動作を実現できる。
(Summary)
As described above, the electric characteristics of the word lines WWL and RWL and the bit lines WBL and RBL are appropriately given to the body of the transistor in the memory cell, thereby improving the operating characteristics of the transistor and increasing the operating margin of the 7T-SRAM memory cell. Can be expanded to achieve high-speed operation.

なお、ボディバイアス制御を行うトランジスタの組み合わせは上記実施形態において示した例に限られない。アクセストランジスタN3、N4,ドライバトランジスタN5、及びインバータ内のトランジスタN1、N2、P1、P2の少なくとも1つのトランジスタについてワード線またはビット線を用いたボディバイアス制御を行えば、動作マージンの拡大、処理の高速化の効果を得ることはできる。また、上記の実施形態1ないし5のそれぞれに示した構成を適宜組み合わせてもよい。   Note that the combination of transistors for performing body bias control is not limited to the example shown in the above embodiment. If body bias control using a word line or a bit line is performed on at least one of the access transistors N3, N4, the driver transistor N5, and the transistors N1, N2, P1, and P2 in the inverter, the operation margin can be increased and the processing can be performed. The effect of speeding up can be obtained. Moreover, you may combine the structure shown to each of said Embodiment 1 thru | or 5 suitably.

なお、上記形態では、7T−SRAMメモリセルの構造に関して、ワード線及び/またはビット線に基づくボディバイアス制御の例を説明した。しかし、一般的なSRAMのメモリセルに対しても、上記実施形態に示したボディバイアス制御の思想を適用できることは言うまでもない。   In the above embodiment, the example of the body bias control based on the word line and / or the bit line has been described with respect to the structure of the 7T-SRAM memory cell. However, it goes without saying that the concept of body bias control described in the above embodiment can be applied to a general SRAM memory cell.

本発明の実施の形態1の7T−SRAMメモリセルの構成を示した図The figure which showed the structure of 7T-SRAM memory cell of Embodiment 1 of this invention 実施の形態1の7T−SRAMメモリセルのレイアウト図Layout diagram of 7T-SRAM memory cell of the first embodiment 実施の形態1の7T−SRAMメモリセルの断面構造を示す図(Y−Y’)The figure which shows the cross-section of the 7T-SRAM memory cell of Embodiment 1 (Y-Y ') 実施の形態1の7T−SRAMメモリセルの断面構造を示す図(Z−Z’)FIG. 3 is a diagram (Z-Z ′) showing a cross-sectional structure of the 7T-SRAM memory cell of the first embodiment 本発明の実施の形態2の7T−SRAMメモリセルの構成を示した図The figure which showed the structure of 7T-SRAM memory cell of Embodiment 2 of this invention 実施の形態2の7T−SRAMメモリセルのレイアウト図7T-SRAM memory cell layout diagram of the second embodiment 本発明の実施の形態3の7T−SRAMメモリセルの構成を示した図The figure which showed the structure of 7T-SRAM memory cell of Embodiment 3 of this invention 実施の形態3の7T−SRAMメモリセルのレイアウト図7T-SRAM memory cell layout diagram of the third embodiment 本発明の実施の形態4の7T−SRAMメモリセルの構成を示した図The figure which showed the structure of 7T-SRAM memory cell of Embodiment 4 of this invention 実施の形態4の7T−SRAMメモリセルのレイアウト図Layout diagram of 7T-SRAM memory cell of Embodiment 4 本発明の実施の形態5の7T−SRAMメモリセルの構成を示した図The figure which showed the structure of 7T-SRAM memory cell of Embodiment 5 of this invention. 実施の形態5の7T−SRAMメモリセルのレイアウト図Layout diagram of 7T-SRAM memory cell according to the fifth embodiment 従来の7T−SRAMメモリセルの構成を示した図The figure which showed the structure of the conventional 7T-SRAM memory cell.

符号の説明Explanation of symbols

11a〜11d 分離層
13 読み出し用ワード線
15a〜15d コンタクト
31 Si層
INV1、INV2 インバータ(データラッチ部)
N1〜N2、P1〜P2 トランジスタ
N3、N4 アクセストランジスタ
N5 ドライバトランジスタ
RBL 読み出し用ビット線
RWL 読み出し用ワード線
WBL 書き込み用ビット線
WWL 書き込み用ワード線
N1、N2 記憶ノード
11a to 11d Separation layer 13 Read word line 15a to 15d Contact 31 Si layer INV1, INV2 Inverter (data latch unit)
N1-N2, P1-P2 Transistors N3, N4 Access transistor N5 Driver transistor RBL Read bit line RWL Read word line WBL Write bit line WWL Write word line N1, N2 Storage node

Claims (14)

データを記憶する、複数のメモリセルと、
データを書き込むメモリセルを選択する書き込み用ワード線と、
データを読み出すメモリセルを選択する読み出し用ワード線と、
書き込みデータを伝達する書き込み用ビット線と、
読み出しデータの情報を伝達する読み出し用ビット線とを備え、
前記メモリセルは、
データを記憶するラッチ部と、
前記書き込み用ビット線の信号を前記ラッチ部に伝達する書き込み用アクセストランジスタと、
前記ラッチ部に記憶されたデータを読み出すドライバトランジスタと、
前記ドライバトランジスタで読み出されたデータの信号を前記読み出し用ビット線に伝達する読み出し用アクセストランジスタとを有し、
前記ラッチ部は、直列に接続されたPチャネルトランジスタとNチャネルトランジスタからなる第1のインバータと、前記第1のインバータと相補的に動作し、直列に接続されたPチャネルトランジスタとNチャネルトランジスタからなる第2のインバータとを含み、
前記第1及び第2のインバータの少なくとも一方において、前記書き込み用ビット線の信号電位に基づき、データ書き込み時においてPチャネルトランジスタとNチャネルトランジスタのいずれか一方のボディ電位を制御する
ことを特徴とする半導体記憶装置。
A plurality of memory cells for storing data; and
A write word line for selecting a memory cell to which data is written, and
A read word line for selecting a memory cell from which data is read; and
A write bit line for transmitting write data;
A read bit line for transmitting read data information,
The memory cell is
A latch unit for storing data;
A write access transistor for transmitting a signal of the write bit line to the latch unit;
A driver transistor for reading data stored in the latch unit;
A read access transistor that transmits a signal of data read by the driver transistor to the read bit line;
The latch unit operates in a complementary manner to the first inverter including a P-channel transistor and an N-channel transistor connected in series, and the P-channel transistor and the N-channel transistor connected in series. And a second inverter
At least one of the first and second inverters controls the body potential of one of a P-channel transistor and an N-channel transistor during data writing based on the signal potential of the write bit line. Semiconductor memory device.
前記書き込み用アクセストランジスタのボディが前記書き込み用ワード線に接続された、ことを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。   2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein a body of the write access transistor is connected to the write word line. 前記読み出し用アクセストランジスタ及び/又は前記ドライバトランジスタのボディが、前記読み出し用ビット線に接続された、ことを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。   2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein a body of the read access transistor and / or the driver transistor is connected to the read bit line. 前記第1及び第2のインバータの少なくとも一方において、前記Nチャネルトランジスタのボディが前記書き込み用ビット線に接続された、ことを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。   2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein a body of the N-channel transistor is connected to the write bit line in at least one of the first and second inverters. 前記第1及び第2のインバータの少なくとも一方において、前記Pチャネルトランジスタのボディが前記書き込み用ビット線に接続された、ことを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。   2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein a body of the P-channel transistor is connected to the write bit line in at least one of the first and second inverters. 前記第1及び第2のインバータの少なくとも一方において、前記Nチャネルトランジスタのボディが前記書き込み用ビット線の信号を反転させた信号に接続された、ことを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。   2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein a body of the N-channel transistor is connected to a signal obtained by inverting a signal of the write bit line in at least one of the first and second inverters. . 前記第1及び第2のインバータの少なくとも一方において、前記Pチャネルトランジスタのボディが前記書き込み用ビット線の信号を反転させた信号に接続された、ことを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。   2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the body of the P-channel transistor is connected to a signal obtained by inverting the signal of the write bit line in at least one of the first and second inverters. . 前記第1のインバータにおいて、Nチャネルトランジスタのボディが前記書き込み用ビット線に接続され、前記第2のインバータにおいて、Pチャネルトランジスタのボディが前記書き込み用ビット線の信号を反転させた信号に接続された、ことを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。   In the first inverter, the body of the N-channel transistor is connected to the write bit line, and in the second inverter, the body of the P-channel transistor is connected to a signal obtained by inverting the signal of the write bit line. The semiconductor memory device according to claim 1. 前記第1のインバータにおいて、Pチャネルトランジスタのボディが前記書き込み用ビット線に接続され、前記第2のインバータにおいて、Pチャネルトランジスタのボディが前記書き込み用ビット線の信号を反転させた信号に接続された、ことを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。   In the first inverter, the body of the P channel transistor is connected to the write bit line, and in the second inverter, the body of the P channel transistor is connected to a signal obtained by inverting the signal of the write bit line. The semiconductor memory device according to claim 1. 前記第1のインバータにおいて、Nチャネルトランジスタのボディが前記書き込み用ビット線に接続され、前記第2のインバータにおいて、Nチャネルトランジスタのボディが前記書き込み用ビット線の信号を反転させた信号に接続された、ことを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。   In the first inverter, the body of the N channel transistor is connected to the write bit line, and in the second inverter, the body of the N channel transistor is connected to a signal obtained by inverting the signal of the write bit line. The semiconductor memory device according to claim 1. 前記メモリセルはさらに、前記書き込み用ビット線の信号を反転させる反転手段と、書き込み制御信号に基づき、前記反転手段の出力と前記読み出し用ビット線の信号のいずれかを選択して出力するセレクタとを備えた、ことを特徴とする請求項6ないし10のいずれかに記載の半導体記憶装置。   The memory cell further includes inverting means for inverting the signal of the write bit line, and a selector for selecting and outputting either the output of the inverting means or the signal of the read bit line based on a write control signal. The semiconductor memory device according to claim 6, further comprising: スタンバイ時において、前記書き込み用ビット線の電位を”Low”に制御することを特徴とする請求項4、8または10記載の半導体記憶装置。   11. The semiconductor memory device according to claim 4, wherein the potential of the write bit line is controlled to be “Low” during standby. スタンバイ時において、前記書き込み用ビット線の電位を”High”に制御することを特徴とする請求項5または9記載の半導体記憶装置。   10. The semiconductor memory device according to claim 5, wherein the potential of the write bit line is controlled to be “High” during standby. データを記憶する、複数のメモリセルと、
データの読み出し又は書き込みを行うメモリセルを選択するためのワード線と、
書き込みデータの情報を前記メモリセルに伝達するビット線とを含み、
前記メモリセルは、直列に接続されたPチャネルトランジスタとNチャネルトランジスタからなり相補的に動作する2組のインバータを含み、
前記2組のインバータの少なくとも一方において、PチャネルトランジスタとNチャネルトランジスタのいずれか一方のボディが前記ビット線に接続された
ことを特徴とする半導体記憶装置。
A plurality of memory cells for storing data; and
A word line for selecting a memory cell from which data is read or written;
A bit line for transmitting information of write data to the memory cell,
The memory cell includes two sets of inverters which are composed of a P-channel transistor and an N-channel transistor connected in series and operate complementarily.
A semiconductor memory device, wherein in at least one of the two sets of inverters, the body of one of a P-channel transistor and an N-channel transistor is connected to the bit line.
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