JP2009151903A - 半導体記憶装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の半導体記憶装置は、メモリセルに対して行うリフレッシュとして、オートリフレッシュとセルフリフレッシュとのモードを有し、コマンドからリフレッシュモードを検出し、モードを示す種別データを出力し、リフレッシュ開始を示すリフレッシュ信号を出力するコマンドデコーダと、種別データが設定されるモードレジスタと、モードレジスタに設定された種別データで、リフレッシュ信号の遅延の有無を選択し、選択結果にてリフレッシュ信号を遅延させ、または遅延させずにリフレッシュ開始信号として出力する信号選択回路と、モードレジスタに設定された種別データを、リフレッシュ開始信号にて読み込み、種別データに対応するリフレッシュ処理を行う制御回路とを有する。
【選択図】 図1
Description
すなわち、図5に示すように、半導体記憶装置内のメモリ領域全てのメモリセルのリフレッシュを行うオートリフレッシュだけでなく、携帯情報端末に使用する際、より消費電力を低減するため、リフレッシュを行うメモリ領域、例えばリフレッシュ対象のバンクを設定することができるパーシャルセルフリフレッシュ(以下、セルフリフレッシュとする)機能を有する半導体記憶装置が実用化されている。
そのため、半導体記憶装置には、オートリフレッシュ及びパーシャルリフレッシュの2つのリフレッシュモードの機能が搭載されている。
しかしながら、上記モードレジスタ3は、種別データが書き込まれて設定される際、種別データが書き込まれてから、設定された種別データを出力するまでに遅延時間が存在している。
コマンドデコーダ2は、外部から入力されたリフレッシュコマンドからリフレッシュ種別データを検出すると、この種別をモードレジスタ3に設定するタイミングと、制御回路4に対してリフレッシュ信号MREFを出力するタイミングとを同期して行っている。
このため、リフレッシュモードをエントリした時点において、オートリフレッシュの種別モードが制御回路4に設定されることとなり、オートリフレッシュを行った後に、次にリフレッシュコマンドによりセルフリフレッシュのコマンドが再度エントリされるまで、オートリフレッシュのリフレッシュモードで動作する。
上述した構成により、制御回路4は、オートリフレッシュが行われているとき、リフレッシュモードをオートリフレッシュからセルフリフレッシュに変更するリフレッシュコマンドが入力された場合、半導体記憶装置全てのメモリセルに対するリフレッシュが終了していない場合、終了していないメモリセルに対するリフレッシュが終了するまで、リフレッシュモードをセルフリフレッシュのモードに変更できない構成となっている。
また、従来の半導体記憶装置においては、オートリフレッシュの最中に、セルフリフレッシュを行うリフレッシュコマンドが入力されたとしても、全てのメモリセルのリフレッシュが終了しないとセルフリフレッシュのモードに変化しないため、セルフリフレッシュのエントリ直後からリフレッシュ対象のメモリ領域を限定した電流削減効果が得られない問題がある。
この図において、図5に示す従来の装置と同一の部分には同一の符号を付し、説明されているものについてはその説明を省略する。本実施形態が図5の従来の装置と異なる点は、信号選択回路13が設けられている点である。
本実施形態の半導体記憶装置は、クロック生成回路1、コマンドデコーダ2、モードレジスタ3、制御回路4、ロウアドレスバッファ5、カラムアドレスバッファ6、ロウデコーダ7、センスアンプ8カラムデコーダ9、データ制御回路10、ラッチ11、入出力バッファ12及び信号選択回路13を有している。
コマンドデコーダ2は、外部から入力されるコマンド信号/CS、/RAS、/CAS及び/WE等により、読み出し、書き込み及びリフレッシュの種別を検出して、各回路に出力する。ここで、コマンドデコーダ2は、リフレッシュコマンドが入力されると、リフレッシュモードの種別を示す種別データをモードレジスタ3に書き込むとともに、リフレッシュのコマンドが入力された際、上記イネーブル信号PCLKCKEに同期して、リフレッシュ信号MREFを出力する。また、コマンドデコーダ2は、上記種別データとリフレッシュ信号MREFを同期させて出力する。
モードレジスタ3は、コマンドデコーダ2から出力される種別データをラッチして保持し、保持した種別データを制御回路4及び信号選択回路13へ出力する。
制御回路4は、信号選択回路13から入力されるリフレッシュ開始信号RREFにより、モードレジスタ3から出力される種別データを読み込み、この種別データに対応するリフレッシュモードにより、メモリセルアレイ(バンクB0、B1、B2及びB3)のリフレッシュを行う。
図示しないバンクアドレスデコーダにより、アドレス信号BA0、BA1により、バンクB0、B1、B2及びB3のいずれかのバンクが選択される。ここで、各バンクは、ロウアドレスにて選択される複数のワード線と、カラムアドレスにて選択される複数のビット線との交点にメモリセルが配置されている。
パーシャルセルフリフレッシュの場合、コマンドデコーダ2に対してリフレッシュするバンク(1つでも、複数でも保持する必要のあるバンク)を設定することができ、バンク全てではなく選択したバンクのみのリフレッシュを行い消費電力を低減することができる。
カラムアドレスバッファ6は、外部から入力されたカラムアドレスに対応してバンク内のビット線を選択する。また、カラムアドレスバッファ6は、リフレッシュサイクルの場合、内部のカウンタによりカラムアドレスをインクリメント(1ずつ加算)して、各メモリセルのリフレッシュ動作を行うメモリセルのビット線を選択する。
カラムデコーダ9は、バンククB0、B1、B2及びB3それぞれに設けられており、カラムアドレスバッファ6から入力されるカラムアドレスに対応したビット線を選択して活性化する。
センスアンプ9は、カラムアドレスにて選択され、メモリセルに蓄積されたデータが出力されたビット線と、基準電位のビット線との電圧差を増幅して、メモリセルに記憶されたデータを読み出す。また、センスアンプ9は、リフレッシュ動作の場合、選択されたメモリセルのデータを一旦読み出すことにより、再書き込みを行うことにより、各メモリセルのリフレッシュ動作を行う。
信号選択回路13は、リフレッシュ信号MREFを遅延させる遅延部200と、この遅延部200により遅延させたリフレッシュ信号MREF、または遅延部200を通過した(遅延した)リフレッシュ信号MREFを出力するか、あるいは遅延部200を通過させずに(遅延していない)リフレッシュ信号MREFを遅延を出力するかを、種別データModeAにより選択する選択部201とから構成されている。
すなわち、リフレッシュモードがセルフリフレッシュの場合、制御回路4に入力されるリフレッシュ開始信号を遅延させることになる。
選択部201は、インバータ112及び113、アンド回路119及び120、ノア回路121から構成されている。
ここで、例えば、モードレジスタ3から入力される種別データModeAが「H」レベルである場合、リフレッシュがセルフリフレッシュ(リフレッシュ信号MREFが遅延される)であり、種別データModeAが「L」レベルである場合、リフレッシュがオートリフレッシュ(リフレッシュ信号MREFが遅延されない)であるとする。
選択部201は、入力される種別データModeAが「H」レベルの場合、遅延したリフレッシュ信号MREFを選択してリフレッシュ開始信号RREFとして出力し、一方、種別データModeAが「L」レベルの場合、遅延しないリフレッシュ信号MREFを選択してリフレッシュ開始信号RREFとして出力する。
・オートリフレッシュがエントリされる場合
時刻t0において、コマンドデコーダ2は、オートリフレッシュを示すコマンドがクロックCKに同期して入力され、かつイネーブル信号PCLKCKEが入力されると、リフレッシュ信号MREFを出力するとともに、モードレジスタ3に対して、「L」レベルの種別データModeAを書き込む。
遅延回路200は、イネーブル信号PCLKCKEとともに、リフレッシュ信号MREFが入力され、イネーブル信号PCLKCKEのパルスを用いて遅延される。
そして、制御回路4は、上記リフレッシュ開始信号RREFが入力されることにより、モードレジスタ3に記憶されている「L」レベルの種別データModeAを読み込み、ロウアドレスバッファ5、カラムアドレスバッファ6及びセンスアンプ8を駆動して、オートリフレッシュの動作を開始する。
時刻t0において、コマンドデコーダ2は、セルフリフレッシュを示すコマンドがクロックCKに同期して入力され、かつイネーブル信号PCLKCKEが入力されると、リフレッシュ信号MREFを出力するとともに、モードレジスタ3に対して、「H」レベルの種別データModeAを書き込む。
遅延回路200は、イネーブル信号PCLKCKEとともに、リフレッシュ信号MREFが入力され、イネーブル信号PCLKCKEのパルスを用いて遅延される。
しかしながら、遅延回路200は、リフレッシュ信号MREFを遅延している状態のため、リフレッシュ開始信号RREFを出力していない。
時刻t2において、ノードNetAのレベルが遅延されてノードNetBに伝達され、すなわち、ディレイ回路118の遅延時間Δt2遅れて、ノードNetBのレベルが「L」レベルから「H」レベルに変化する。
時刻t3において、選択回路201は、自身の遅延時間Δt3遅れて、遅延回路200の出力、すなわちノードNetBの「L」レベルから「H」レベルへの変化をリフレッシュ開始信号RREFとして出力する。
すなわち、オートリフレッシュとセルフリフレッシュとのリフレッシュする際のアドレッシングの違いにより、エントリ時点において長期間リフレッシュされないビットの発生や、電流削減の処理が行われないことなどを防止することができる。
2…コマンドデコーダ
3…モードレジスタ
4…制御回路
5…ロウアドレスバッファアドレス
6…カラムアドレスバッファアドレス
7…ロウデコーダ
8…センスアンプ
9…カラムデコーダ
10…データ制御回路
11…ラッチ
12…入出力バッファ
13…信号選択回路
101,102,103,104,105,106…インバータ
107,108,109,110,111,112,113…インバータ
114,115,116…ナンド回路
117,118…ディレイ回路
119,120…アンド回路
121…ノア回路
B0,B1,B2,B3…バンク
Claims (3)
- メモリセルに対して行うリフレッシュとして、オートリフレッシュとパーシャルセルフリフレッシュとの2つのリフレッシュモードを有する半導体記憶装置であり、
入力されるコマンドから前記リフレッシュモードを検出し、該リフレッシュモードを示す種別データを出力するとともに、リフレッシュの開始を示すリフレッシュ信号を出力するコマンドデコーダと、
前記種別データが設定されるモードレジスタと、
該モードレジスタに設定された前記種別データにより、前記リフレッシュ信号の遅延の有無を選択し、該選択結果により前記リフレッシュ信号を遅延させ、または遅延させずにリフレッシュ開始信号として出力する信号選択回路と、
前記モードレジスタに設定された種別データを、前記リフレッシュ開始信号により読み込み、該種別データに対応するリフレッシュ処理を行う制御回路と
を有することを特徴とする半導体記憶装置。 - 前記信号選択回路が、前記種別データがオートリフレッシュを示す場合、リフレッシュ信号を遅延させずにリフレッシュ開始信号として出力し、前記種別データがパーシャルセルフリフレッシュを示す場合、前記リフレッシュ信号を遅延させてリフレッシュ信号として出力することを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。
- 前記信号選択回路が、前記種別データがパーシャルセルフリフレッシュを示す場合、前記リフレッシュ信号の出力終了後に、前記リフレッシュ信号が前記リフレッシュ開始信号として出力される遅延時間に設定されていることを特徴とする請求項2に記載の半導体記憶装置。
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