JP2011165311A - エッジ・ダミーメモリセル・ブロックを除去した半導体メモリ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】エッジ・ダミーメモリセル・ブロックを除去したオープン・ビットライン構造の半導体メモリ装置を提供する。
【解決手段】メモリセル配列を含むメモリセル・ブロックと、一つ以上の第1センスアンプを具備し、それぞれの第1センスアンプは、第1ビットライン、第1相補ビットライン及び第1サイズの第1トランジスタを有する第1増幅回路を具備するエッジ・センスアンプ・ブロックと、一つ以上の第2センスアンプを具備し、それぞれの第2センスアンプは、第2ビットライン、第2相補ビットライン、及び前記第1サイズと互いに異なる第2サイズの第2トランジスタを有する第2増幅回路を具備するセントラル・センスアンプ・ブロックと、エッジ・センスアンプ・ブロックと電気的に連結され、少なくとも1つのキャパシタを含むキャパシタ・ブロックと、を具備する。
【選択図】 図1
【解決手段】メモリセル配列を含むメモリセル・ブロックと、一つ以上の第1センスアンプを具備し、それぞれの第1センスアンプは、第1ビットライン、第1相補ビットライン及び第1サイズの第1トランジスタを有する第1増幅回路を具備するエッジ・センスアンプ・ブロックと、一つ以上の第2センスアンプを具備し、それぞれの第2センスアンプは、第2ビットライン、第2相補ビットライン、及び前記第1サイズと互いに異なる第2サイズの第2トランジスタを有する第2増幅回路を具備するセントラル・センスアンプ・ブロックと、エッジ・センスアンプ・ブロックと電気的に連結され、少なくとも1つのキャパシタを含むキャパシタ・ブロックと、を具備する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、半導体メモリ装置に係り、特にエッジ・ダミーメモリセル・ブロックを除去した半導体メモリ装置に関する。
一般的に、半導体メモリ装置は、メモリセルの構造によって、二つ以上のタイプに分類され、また、ビットライン・センスアンプ(BLSA)の構造によって、二つ以上のタイプに分類することができる。例えば、半導体装置は、メモリセルの構造によって、8F2や6F2などに分類が可能であり、また半導体装置は、ビットライン・センスアンプの構造によって、オープン(open)BLSAとフォールデッド(folded)BLSAとに分類することができる。
半導体装置の集積化を向上させるために、チップサイズを縮小させることが必要である。例えば、メモリセルの構造によれば、6F2タイプの集積度が、8F2に比べてさらに高く、BLSAの構造によれば、フォールデッドBLSAの集積度が、オープンBLSAに比べてさらに高い。しかし、6F2タイプのメモリセルの構造が採用される場合には、フォールデッドBLSAは適用されず、オープンBLSAだけが適用可能である。しかし、オープンBLSAが適用される場合、オープンBLSAの構造上、メモリ装置内にダミーセル・ブロックをさらに備えねばならないが、このようなダミーセル・ブロックは、半導体装置の集積度を低下させるという問題が生じる。
本発明の技術的課題は、ダミーセル・ブロックによる集積度低下の問題を改善できる半導体メモリ装置を提供することにある。
本発明の一実施形態によるオープン・ビットライン(open bit-line)・メモリ構造を有する半導体メモリ装置は、メモリセル配列を含むメモリセル・ブロック;一つ以上の第1センスアンプを具備し、それぞれの第1センスアンプは、第1ビットライン、第1相補ビットライン、及び第1サイズの第1トランジスタを有する第1増幅回路を具備するエッジ・センスアンプ・ブロック;一つ以上の第2センスアンプを具備し、それぞれの第2センスアンプは、第2ビットライン、第2相補ビットライン、及び前記第1サイズと互いに異なる第2サイズの第2トランジスタを有する第2増幅回路を具備するセントラル・センスアンプ・ブロック;前記エッジ・センスアンプ・ブロックと電気的に連結され、少なくとも1つのキャパシタを含むキャパシタ・ブロック;を具備することを特徴とする。
一方、本発明の他の実施形態によるオープン・ビットライン・メモリ構造を有する半導体メモリ装置は、エッジ・メモリセル・ブロックの第1メモリセル配列と連結される第1センスアンプを具備し、前記第1センスアンプは、第1電源信号と連結された第1均等化回路を含むエッジ・センスアンプ・ブロック;前記エッジ・メモリセル・ブロックの第2メモリセル配列と連結される第2センスアンプを具備し、前記第2センスアンプは、第2電源信号と連結された第2均等化回路を含むセントラル・センスアンプ・ブロック;前記第1電源信号及び第2電源信号を発し、前記第1電源信号と前記第2電源信号とをそれぞれ互いに異なる経路を介して、前記第1均等化回路及び前記第2均等化回路に提供する電源発生装置;を具備することを特徴とする。
一方、本発明のさらに他の実施形態による半導体メモリ装置は、アレイ・ブロックを具備し、前記アレイ・ブロックは、多数個のメモリセル・ブロック、多数個のセンスアンプ・ブロック及び一つ以上のキャパシタ・ブロックを含み、前記多数個のメモリセル・ブロックは、前記アレイ・ブロックのエッジに位置するエッジ・メモリセル・ブロックと、前記アレイ・ブロックの内部に位置する一つ以上のセントラル・メモリセル・ブロックと、を含み、前記多数個のセンスアンプ・ブロックは、前記キャパシタ・ブロックと前記エッジ・メモリセル・ブロックとの間に位置するエッジ・センスアンプ・ブロックと、前記エッジ・メモリセル・ブロックとセントラル・メモリ・ブロックとの間に位置するセントラル・センスアンプ・ブロックと、を含むことを特徴とする。
一方、本発明のさらに他の実施形態によるオープン・ビットライン・メモリ構造を有する半導体メモリ装置は、アレイ・ブロックのエッジに配され、第1ビットラインと第2ビットラインとの間に連結される第1センスアンプを含む第1センスアンプ・ブロック;前記アレイ・ブロックの内側に配され、第3ビットラインと第4ビットラインとの間に連結される第2センスアンプを含む第2センスアンプ・ブロック;前記第1ビットライン及び第2ビットラインのうち少なくとも1本のビットラインに連結されるキャパシタを含むキャパシタ・ブロック;前記第1センスアンプ・ブロックと前記第2センスアンプ・ブロックとの間に配され、前記第1ビットライン及び第2ビットラインのうち少なくとも1本のビットラインと、前記第3ビットライン及び第4ビットラインのうち少なくとも1本のビットラインとを電気的に連結させるバランス・スイッチ・ブロック;を具備することを特徴とする。
一方、本発明の実施形態による半導体メモリ装置を製造する方法は、キャパシタ・ブロック、エッジ・センスアンプ・ブロック、エッジ・メモリセル・ブロック、セントラル・センスアンプ・ブロック及びセントラル・メモリセル・ブロックを含む回路ブロックを提供する段階と、前記基板のエッジに、前記キャパシタ・ブロックを配する段階と、前記基板の内側に、前記セントラル・センスアンプ・ブロック及びセントラル・メモリセル・ブロックを配する段階と、前記エッジ・センスアンプ・ブロック及びエッジ・メモリセル・ブロックを、前記キャパシタ・ブロックと前記セントラル・センスアンプ・ブロックとの間に配する段階と、を含み、前記エッジ・センスアンプ・ブロックは、第1サイズを有する第1トランジスタを含む第1増幅回路を具備し、前記セントラル・センスアンプ・ブロックは、前記エッジ・センスアンプ・ブロックと実質的に同じレイアウト構造を有し、前記第1サイズと互いに異なる第2サイズを有する第2トランジスタを含む第2増幅回路を具備し、前記第2増幅回路内の前記第2トランジスタの位置は、前記第1増幅回路内の前記第1トランジスタの位置に対応することを特徴とする。
本発明、本発明の動作上の利点及び本発明の実施によって達成される目的を十分に理解するためには、本発明の望ましい実施形態を例示する添付図面及び図面に記載された内容を参照しなければならない。
以下、添付した図面を参照しつつ、本発明の望ましい実施形態について説明することによって、本発明について詳細に説明する。各図面に提示された同一参照符号は、同一部材を示す。
以下、添付した図面を参照しつつ、本発明の望ましい実施形態について説明することによって、本発明について詳細に説明する。各図面に提示された同一参照符号は、同一部材を示す。
図1は、本発明の実施形態による半導体メモリ装置のブロック図である。
図1を参照すれば、本発明の実施形態による半導体メモリ装置10は、複数個のメモリセル・ブロック110,120,130と、複数個のセンスアンプ・ブロック210,220,230とを具備する。複数個のメモリセル・ブロック110,120,130と複数個のセンスアンプ・ブロック210,220,230とは、互いに交互に配される。エッジに配されるセンスアンプ・ブロック(エッジ・センスアンプ・ブロック210,230)と、内部に配されるセンスアンプ・ブロック(セントラル・センスアンプ・ブロック220)とは、互いに異なる構造を有することができる。セントラル・センスアンプ・ブロック220は、エッジ以外の領域に配されると定義される。また、エッジ・センスアンプ・ブロック210,230に隣接してキャパシタ・ブロック310,320が配される。
図1を参照すれば、本発明の実施形態による半導体メモリ装置10は、複数個のメモリセル・ブロック110,120,130と、複数個のセンスアンプ・ブロック210,220,230とを具備する。複数個のメモリセル・ブロック110,120,130と複数個のセンスアンプ・ブロック210,220,230とは、互いに交互に配される。エッジに配されるセンスアンプ・ブロック(エッジ・センスアンプ・ブロック210,230)と、内部に配されるセンスアンプ・ブロック(セントラル・センスアンプ・ブロック220)とは、互いに異なる構造を有することができる。セントラル・センスアンプ・ブロック220は、エッジ以外の領域に配されると定義される。また、エッジ・センスアンプ・ブロック210,230に隣接してキャパシタ・ブロック310,320が配される。
図1には、半導体メモリ装置10に備わる1つのアレイ・ブロックだけ例示されているが、図1に図示されているように、1つのアレイ・ブロックは、複数個のメモリセル・ブロック110,120,130、複数個のセンスアンプ・ブロック210,220,230、及びキャパシタ・ブロック310,320を具備できる。図1には図示されていないが、半導体メモリ装置10は、多数個のアレイ・ブロックを具備できる。また、半導体メモリ装置10で、ダミーセル・ブロック(図示せず)が除去される場合、ビットラインBLと相補ビットラインBLBとの間に、キャパシタンスの不均衡が発生しうるが、キャパシタ・ブロック310,320は、かようなキャパシタンス不均衡を補償するために、半導体メモリ装置10内に配される。
図2は、図1の半導体メモリ装置の一具現例を示した回路図である。
図2を参照すれば、それぞれのセンスアンプ・ブロック210,220,230は、多数のセンスアンプ(SA)を含むことができ、それぞれのキャパシタ・ブロック310,320は、多数のキャパシタを含むことができる。キャパシタは、ビットラインBLと相補ビットラインBLBとの間のキャパシタンス不均衡を防止するために配され、バランスキャパシタ(balance capacitor)ということができる。また、それぞれのメモリセル・ブロック110,120,130は、多数のメモリセル配列を含む。
図2を参照すれば、それぞれのセンスアンプ・ブロック210,220,230は、多数のセンスアンプ(SA)を含むことができ、それぞれのキャパシタ・ブロック310,320は、多数のキャパシタを含むことができる。キャパシタは、ビットラインBLと相補ビットラインBLBとの間のキャパシタンス不均衡を防止するために配され、バランスキャパシタ(balance capacitor)ということができる。また、それぞれのメモリセル・ブロック110,120,130は、多数のメモリセル配列を含む。
多数のセンスアンプそれぞれは、キャパシタ及び/またはメモリセル配列に連結される。例えば、一部のセンスアンプは、両方向でメモリセル(memory cell)と連結されうる。または、一部のセンスアンプは、一方向でメモリセルと連結され、他の一方向でキャパシタと連結される。アレイ・ブロック内に多数個のセンスアンプ・ブロックが配され、センスアンプ・ブロックのうちエッジ・センスアンプ・ブロック(例えば、左側エッジ及び右側エッジにそれぞれ配される2つのセンスアンプ・ブロック、210,230に備わるセンスアンプは、キャパシタと連結される。
キャパシタ・ブロック310,320と連結されたセンスアンプ・ブロック210,230のセンスアンプは、キャパシタ・ブロック310,320と連結されていないセンスアンプ・ブロック220のセンスアンプと半導体配置設計(layout)上、サイズが異なりうる。例えば、キャパシタ・ブロック310,320と連結されたセンスアンプ・ブロック210,230に備わるセンスアンプのサイズが、キャパシタ・ブロック310,320と連結されていないセンスアンプ・ブロック220に備わるセンスアンプのサイズよりさらに大きくなる。図1及び図2では、いずれか1つのアレイ・ブロックで、キャパシタ・ブロック310,320と連結されていないセンスアンプ・ブロックが一つだけが図示されているが、実際、キャパシタ・ブロック310,320と連結されていない2つ以上のセンスアンプ・ブロックが、1つのアレイ・ブロックに備えてもよい。
図3A及び図3Bは、図2のキャパシタ・ブロックを具現する一例を示す半導体配置設計の平面図及び断面図である。図3A及び図3Bでは、説明の便宜上、図2に図示されたいずれか1つのキャパシタ・ブロックだけ図示されている。
図3Aを参照すれば、キャパシタ・ブロック310は、多数個のランディング・パッド(LP:landing pad)311を配し、その上に、多数のダミー(dummy)ストレージポリ(SP:storage poly-silicon)312a,312b及びストレージポリ(SP)313を配することによって具現されうる。また、ビットライン(BL0,BL1)314A,314bがダミーSP右側に位置しうる。例えば、キャパシタ・ブロック310に備わるキャパシタ315は、ダミーSP間に位置しうる。
図3Bを参照すれば、ダミーSP 312a,312b及びSP 313の下に、ランディング・パッド(LP)316a,316b,316cが位置する。ダミーSP 312a,312b間に位置したSP 313は、ランディング・パッド316b上に位置し、ベリード・コンタクト(BC:buried contact)317は、ランディング・パッド316bの下に位置する。ベリード・コンタクト(BC)317は、セルフアラインド・コンタクト(SAC:self aligned contact)318上に位置し、そのセルフアラインド・コンタクトの他方には、ダイレクト・コンタクト(DC:direct contact)319が、セルフアラインド・コンタクト318上に位置する。ビットライン(BL0)314Aは、ダイレクト・コンタクト(DC)319と連結されてダイレクト・コンタクト319上に位置する。本発明の一実施形態によれば、アレイ・ブロックのエッジに位置するダミーセルが除去され、ビットライン314Aと連結されたSP 313は、ダミーセルの構造によって形成されるキャパシタ容量を代替する均等(balance)の役割を行う。
図4A及び図4Bは、図1の半導体メモリ装置の一具現例をさらに詳細に示した回路及びレイアウトを示す図である。
図4Aを参照すれば、キャパシタ・ブロック310の脇に位置したエッジ・センスアンプ・ブロック(第1センスアンプ・ブロック)210は、多数のセンスアンプ210_1,210_mを具備する。いずれか1つのメモリセル・ブロック、例えば、第1メモリセル・ブロック(MB1)110は、多数のメモリセル配列110_1,110_1,…,110_n−1,110_nを具備する。セントラル・センスアンプ・ブロック(第2センスアンプ・ブロック)220は、多数のセンスアンプ220_1,…,220_mを具備する。第1センスアンプ・ブロック210それぞれのセンスアンプ、例えば、m番目のセンスアンプ(SAm)210_mは、ビットライン214aと、相補ビットライン214bとを含み、また、m番目のセンスアンプ210_mは、ビットライン214aと相補ビットライン214bとの間に連結されるPMOS増幅回路(PMOS SA)211a、カラム(column)選択回路212、NMOS増幅回路(NMOS SA)211b及び均等化(equalizing)回路213を具備する。
図4Aを参照すれば、キャパシタ・ブロック310の脇に位置したエッジ・センスアンプ・ブロック(第1センスアンプ・ブロック)210は、多数のセンスアンプ210_1,210_mを具備する。いずれか1つのメモリセル・ブロック、例えば、第1メモリセル・ブロック(MB1)110は、多数のメモリセル配列110_1,110_1,…,110_n−1,110_nを具備する。セントラル・センスアンプ・ブロック(第2センスアンプ・ブロック)220は、多数のセンスアンプ220_1,…,220_mを具備する。第1センスアンプ・ブロック210それぞれのセンスアンプ、例えば、m番目のセンスアンプ(SAm)210_mは、ビットライン214aと、相補ビットライン214bとを含み、また、m番目のセンスアンプ210_mは、ビットライン214aと相補ビットライン214bとの間に連結されるPMOS増幅回路(PMOS SA)211a、カラム(column)選択回路212、NMOS増幅回路(NMOS SA)211b及び均等化(equalizing)回路213を具備する。
一方、相補ビットライン214bは、均等化のためのキャパシタ310_mと連結される。ビットライン214aは、第1メモリセル・ブロック110のいずれか1つのメモリ配列、例えば、(n−1)番目のメモリ配列110_n−1と連結される。メモリ配列110_n−1は、多数のメモリセルを含む。一方、第2センスアンプ・ブロック220それぞれのセンスアンプ、例えば、m番目のセンスアンプ(SBm)220_mは、ビットライン224aと相補ビットライン224bとを含み、また、m番目のセンスアンプ220_mは、ビットライン224aと相補ビットライン224bとの間に連結されるPMOS増幅回路(PMOS SA)221a、カラム選択回路222、NMOS増幅回路(NMOS SA)221b及び均等化回路223を具備する。
一方、相補ビットライン224bは、第1メモリセル・ブロックのいずれか1つのメモリセル配列、例えば、n番目のメモリセル配列110_nと連結される。ビットライン224a、他のメモリセル・ブロック(例えば、第1メモリセル・ブロックの右側に位置するメモリセル・ブロック;図示せず)のメモリセル配列と連結される。第1センスアンプ・ブロック210と第2センスアンプ・ブロック220とは、第1メモリセル・ブロック110を基準に対称構造である。図4Aのように、ビットライン214aと相補ビットライン214bとが、センスアンプ・ブロック210_mのPMOS増幅回路及びNMOS増幅回路を基準に両方向に位置する場合、通常、オープン・ビットライン・センスアンプ・メモリ構造という。
ビットライン214aと相補ビットライン214bとの均等化時、並びにプリチャージ(pre-charge)時に、ビットライン214aと相補ビットライン214bとの電圧がVBL電圧(例えば、メモリセル配列電圧の1/2)になるのに必要な時間(tRP)は、キャパシタンスが不均衡である場合と均衡である場合とで差が発生しうる。例えば、エッジのダミーセル・ブロックが除去された場合(不均衡である場合)には、エッジのダミーセル・ブロックが存在する場合(均衡である場合)より、tRPがさらに遅延され、モリ動作の特性上の損失(loss)が発生しうる。エッジ・ダミーセル・ブロックの除去に係わる、ビットライン214aと相補ビットライン214bとの不均衡(imbalance)を防止するために、第1センスアンプ・ブロック210に備わるセンスアンプ210_mの相補ビットライン214bを、キャパシタブロック310のキャパシタ310_mと連結する。
一方、ほとんどの半導体工程では、工程上の偏差が生じる。すなわち、キャパシタを具現するにあたり、キャパシタのキャパシタンスが、ビットラインに形成されるキャパシタンスと均等ではない場合が発生しうる。均等ではない場合、均等な場合に比べて、プリチャージ時に、tRP特性の損失が発生しうる。これに対する改善として、第1センスアンプ・ブロック210に備わるセンスアンプ210_mに備わる多数のトランジスタのうち少なくとも1つのトランジスタのサイズを、第2センスアンプ・ブロック220に備わるセンスアンプ220_mのトランジスタ・サイズと異なるように具現できる。
図4Aには、その一例として、第1センスアンプ・ブロック210のセンスアンプ210_mに備わる均等化回路(equalizing circuit)213のトランジスタ・サイズを、第2センスアンプ・ブロック220に備わるセンスアンプ220_nの均等化回路(equalizing circuit)223のトランジスタ・サイズと異なるように具現した例が図示されている。望ましくは、第1センスアンプ・ブロック210の均等化回路213に備わるトランジスタのサイズを、第2センスアンプ・ブロック220の均等化回路223に備わるトランジスタのサイズよりさらに大きく具現できる。トランジスタ・サイズをさらに大きくすることにより、第1センスアンプ・ブロック210の均等化回路213の駆動能力を向上させる。または、第1センスアンプ・ブロック210の均等化回路213に備わるトランジスタのスレショルド電圧のレベルが、第2センスアンプ・ブロック220の均等化回路223に備わるトランジスタのスレショルド電圧のレベルより小さい値を有するようにする。
図4Bは、第1センスアンプ・ブロック210の均等化回路213に備わるトランジスタ(a)を具現する一例と、第2センスアンプ・ブロック220の均等化回路223に備わるトランジスタ(b)を具現するレイアウトの一例を示している。前述のように、均等化回路213のトランジスタ(a)のサイズが、均等化回路223のトランジスタ(b)のサイズより大きく具現でき、図4Bには、その一例として、均等化回路213のトランジスタ(a)が、均等化回路223のトランジスタ(b)の2倍のサイズを有する一例が図示されている。第1センスアンプ・ブロック210と、第2センスアンプ・ブロック220とに備わる各種トランジスタのサイズを異なるように具現する場合、図4Bに図示されたレイアウトと同一、または類似した方式を利用してサイズを設定できる。
図5A及び図5Bは、第1センスアンプ内の増幅回路と第2センスアンプ内の増幅回路とのトランジスタのサイズを異ならせた回路図、及びこれによる特性を示すグラフの一例である。図5Aでは、説明の便宜上、第1センスアンプ・ブロック210に備わる第mセンスアンプ210_m、及び第2センスアンプ・ブロック220に備わる第mセンスアンプ220_mのみ図示されている。
図5Aの回路図で、ビットライン214aと相補ビットライン214bは、チャージ・シェアリング(charge sharing)動作によって、その電圧レベルが互いに同一になる。しかし、ビットライン214aと相補ビットライン214bとのキャパシタンスに不均衡があり、所定のtRPによって、プリチャージがなされる場合、ビットライン214aと相補ビットライン214bとのチャージ・シェアリングによる電圧レベルと、VBLレベルとの偏差(deviation)は、均衡化された場合の偏差よりさらに大きくなる。この場合、次のアクティブ命令(active command)によるビットラインとセルノードとのチャージ・シェアリング時、ビットラインと相補ビットラインとの電圧差(del VBL)は、偏差が小さいか、あるいは発生しない均衡化された場合より小さくなる。すなわち、第1センスアンプ・ブロック210と第2センスアンプ・ブロック220のdel VBLとに差が発生しうる。第1センスアンプ・ブロック210のdel VBLが小さくなれば、第1センスアンプ・ブロック210のセンスアンプ210_mのPMOS増幅回路211aとNMOS増幅回路211bとの感知増幅能が低下しうる。
これを補償するために、第1センスアンプ・ブロック210に備わるセンスアンプ210_mのPMOS増幅回路211aと、NMOS増幅回路211bとのサイズを、第2センスアンプ・ブロック220に備わるセンスアンプ220_mのPMOS増幅回路221aと、NMOS増幅回路221bとのサイズより大きくする。例えば、第1センスアンプ・ブロック210のPMOS増幅回路211aに備わるトランジスタのサイズを、第2センスアンプ・ブロック220のPMOS増幅回路221aに備わるトランジスタのサイズより大きくする。また、第1センスアンプ・ブロック210のNMOS増幅回路211bに備わるトランジスタのサイズを、第2センスアンプ・ブロック220のNMOS増幅回路221bに備わるトランジスタのサイズより大きくする。
一方、PMOS増幅回路211a及びNMOS増幅回路211bそれぞれは、半導体工程時、トランジスタのスレショルド電圧Vthの差(variation)が発生しうる。このようなスレショルド電圧Vthの差は、増幅回路の感知能力の低下をもたらすことがある。すなわち、スレショルド電圧Vth差が減れば、感知増幅能は上昇する。従って、スレショルド電圧Vthの差を減らすための方法が必要である。例えば、感知増幅器のトランジスタ・サイズを拡大させる方法を介して、スレショルド電圧Vth偏差を減らすことによって、感知増幅能を増大させ、不均衡による偏差及びそれによるdel VBL損失(loss)による感知増幅能低下を補償できる。
図5Bの(a)は、増幅回路のサイズによって、不一致(M/M:miss match)減少、及びそれによるdel VBLゲインの変化を示すグラフである。感知増幅器内のトランジスタのゲート幅が、グラフ上の横軸上にRef、W2X、W3X、W4Xのように、基準サイズ対比で1倍、2倍、3倍、4倍と増加することによって、del VBLゲインが縦軸の0、16、23、27のように増加するところを示している。図5Bの(b)は、図5A上の第1センスアンプ・ブロック210のセンスアンプ210_mで、第1保存容量装置(balance capacitor)310_mと連結された相補ビットライン214bの総キャパシタ容量Cbalと、メモリセル・ブロック110のメモリセル配列110_n−1に連結されたビットライン214aの総キャパシタ容量Cblとの比率によって、del VBL損失を示すグラフである。図5Aのセンスアンプ210_mの増幅回路211a,211bのトランジスタのゲートサイズを2倍(W2X)とする場合のゲインが、16mVでるとき、アルファ(α)だけの、ビットライン214aと相補ビットライン214bとの不一致(miss match)に係わるdel VBLのマージン(margin)を確保することができることを示している。
図6は、センスアンプ・ブロック内のカラム選択回路のトランジスタのサイズを異ならせた詳細回路図の一例である。図6でも、説明の便宜上、第1センスアンプ・ブロック210に備わる第mセンスアンプ210_m、及び第2センスアンプ・ブロック220に備わる第mセンスアンプ220_mのみ図示されている。
第1センスアンプ・ブロック210のセンスアンプ210_mは、均等化回路213及びPMOS増幅回路211a,NMOS増幅回路211bだけではなく、カラム選択回路212をさらに含むことができる。第1センスアンプ・ブロック210に備わるセンスアンプ210_mの駆動能力を向上させるために、センスアンプ210_mに備わるカラム選択回路212内のトランジスタのサイズを、第2センスアンプ・ブロック220に備わるセンスアンプ220_mのカラム選択回路222内のトランジスタのサイズより拡大させることができる。これにより、第1センスアンプ・ブロック210の感知増幅能が向上する。
図7は、本発明の他の実施形態による半導体メモリ装置を示す回路図である。
もしビットライン214aと相補ビットライン214bとのキャパシタンスの不均衡があれば、不均衡が発生した第1センスアンプ・ブロック210を、所定回数にかけてアクセスする場合、プリチャージ電圧のレベルに影響を及ぼしうる。これにより、その後第2センスアンプ・ブロック220をアクセスするとき、第2センスアンプ・ブロック220に対して、tRP特性の損失が発生しうる。従って、これを防止するために、図7のように、第1センスアンプ・ブロック210に提供されるプリチャージ電圧(例えば、第1プリチャージ電圧VBL1)と、第2センスアンプ・ブロック220に提供されるプリチャージ電圧(例えば、第2プリチャージ電圧VBL2)とが互いに分離される。このために、前記第1プリチャージ電圧VBL1を発生させるプリチャージ電圧発生部(第1プリチャージ電圧発生部)410と、第2プリチャージ電圧VBL2を発生させるプリチャージ電圧発生部(第2プリチャージ電圧発生部)420とが半導体メモリ装置10内にそれぞれ備わるようにする。
もしビットライン214aと相補ビットライン214bとのキャパシタンスの不均衡があれば、不均衡が発生した第1センスアンプ・ブロック210を、所定回数にかけてアクセスする場合、プリチャージ電圧のレベルに影響を及ぼしうる。これにより、その後第2センスアンプ・ブロック220をアクセスするとき、第2センスアンプ・ブロック220に対して、tRP特性の損失が発生しうる。従って、これを防止するために、図7のように、第1センスアンプ・ブロック210に提供されるプリチャージ電圧(例えば、第1プリチャージ電圧VBL1)と、第2センスアンプ・ブロック220に提供されるプリチャージ電圧(例えば、第2プリチャージ電圧VBL2)とが互いに分離される。このために、前記第1プリチャージ電圧VBL1を発生させるプリチャージ電圧発生部(第1プリチャージ電圧発生部)410と、第2プリチャージ電圧VBL2を発生させるプリチャージ電圧発生部(第2プリチャージ電圧発生部)420とが半導体メモリ装置10内にそれぞれ備わるようにする。
半導体メモリ装置10内に備わる多数のアレイ・ブロックそれぞれは、各アレイ・ブロックごとに、2つの第1センスアンプ・ブロック210,230が存在する。これにより、2*(アレイ・ブロックの個数)に該当する第1プリチャージ電圧VBL1が発生する。もし同じプリチャージ電圧発生部で発生した第1プリチャージ電圧VBL1が、あらゆるアレイ・ブロックに共通に提供される場合、半導体メモリ装置10内に、1つの第1プリチャージ電圧発生部410のみ備わりうる。一方、少なくとも2つのアレイ・ブロックが、互いに異なる経路を介して、第1プリチャージ電圧VBL1を提供されたり、またはいずれか1つのアレイ・ブロックに備わる2つの第1センスアンプ・ブロック210,230が、互いに異なる経路を介して、第1プリチャージ電圧VBL1を提供される場合には、半導体メモリ装置10内に、多数個の第1プリチャージ電圧発生部410が備わりうる。
図7に図示されているように、第1プリチャージ電圧発生部410は、第1プリチャージ電圧VBL1を発生させ、これを半導体メモリ装置10内に備わるセンスアンプ・ブロックのうち、第1センスアンプ・ブロック210,230に提供する。また、第2プリチャージ電圧発生部420は、第2プリチャージ電圧VBL2を発生させ、これを半導体装置10内に備わるセンスアンプ・ブロックのうち、第2センスアンプ・ブロック220,240に提供する。図7に図示されたキャパシタ・ブロック(第1キャパシタ・ブロック)310,320は、アレイ・ブロック内のエッジに位置する第1センスアンプ・ブロック210,230にそれぞれ連結される。すなわち、第1センスアンプ・ブロック210,230と第2センスアンプ・ブロック220,240は、互いに異なる経路を介して、それぞれ第1プリチャージ電圧VBL1及び第2プリチャージ電圧VBL2を受信し、第1プリチャージ電圧VBL1と第2プリチャージ電圧VBL2とは、互いに異なる電圧レベルを有するか、あるいは互いに同じレベルを有することができる。
図8は、図7の半導体メモリ装置にスイッチ手段が備わる一例を示すブロック図である。
図8に図示されているように、第1プリチャージ電圧発生部410と、第2プリチャージ電圧発生部420とを電気的に連結するためのスイッチ手段430が、半導体メモリ装置10にさらに備わりうる。例えば、第1プリチャージ電圧発生部410で発生する第1プリチャージ電圧VBL1の伝達経路と、第2プリチャージ電圧発生部420で発生する第2プリチャージ電圧VBL2の伝達経路とは、スイッチ手段430によって電気的に連結されうる。スイッチ手段430は、所定のスイッチ制御信号によって、オン/オフが制御され、スイッチ制御信号は、プリチャージ命令(precharge CMD)に同期された信号でありうる。
図8に図示されているように、第1プリチャージ電圧発生部410と、第2プリチャージ電圧発生部420とを電気的に連結するためのスイッチ手段430が、半導体メモリ装置10にさらに備わりうる。例えば、第1プリチャージ電圧発生部410で発生する第1プリチャージ電圧VBL1の伝達経路と、第2プリチャージ電圧発生部420で発生する第2プリチャージ電圧VBL2の伝達経路とは、スイッチ手段430によって電気的に連結されうる。スイッチ手段430は、所定のスイッチ制御信号によって、オン/オフが制御され、スイッチ制御信号は、プリチャージ命令(precharge CMD)に同期された信号でありうる。
これにより、プリチャージ命令に応答して、所定の時間の間、スイッチ手段430をオフにしたり、プリチャージ区間に該当する時間の間、スイッチ手段430をオフにできる。これは、プリチャージ遂行時、第1プリチャージ電圧VBL1と第2プリチャージ電圧VBL2とが互いに影響を及ぼすことを防止し、プリチャージ動作が終了した後には、スイッチ手段430をオンにすることによって、第1プリチャージ電圧VBL1と第2プリチャージ電圧VBL2とを互いに連結させ、第1プリチャージ電圧発生部410をディセーブルさせることによって、不要な電流の消費を防止する。
図9A及び図9Bは、図8の第1プリチャージ電圧発生器及び第2プリチャージ電圧発生器の一例を示す回路図である。図9A及び図9Bに図示されているように、第1プリチャージ電圧発生部410及び第2プリチャージ電圧発生部420は、それぞれレファレンス部、比較部及びドライバ部を具備できる。図9Aでは、第1プリチャージ電圧発生部410がレファレンス部411、比較部412及びドライバ部413を具備する一例が図示されており、また図9Bでは、第2プリチャージ電圧発生部420がレファレンス部421、比較部422及びドライバ部423を具備する一例が図示されている。また、第1プリチャージ電圧発生部410のイネーブルを制御するための一つ以上のスイッチ415,416が、第1プリチャージ電圧発生部410にさらに備わりうる。また、第2プリチャージ電圧発生部420のイネーブルを制御するための一つ以上のスイッチ425が第2プリチャージ電圧発生部420にさらに備わりうる。
第1プリチャージ電圧発生部410の比較部412の応答時間(response time)を向上させようとする場合、第1プリチャージ電圧発生部410のサイズを、第2プリチャージ電圧発生部420のサイズより大きくできる。例えば、第1プリチャージ電圧発生部410に備わる比較器412のサイズを、第2プリチャージ電圧発生部420に備わる比較器422のサイズより大きくする。または、第1プリチャージ電圧発生部410に備わる比較器412のタイプを、第2プリチャージ電圧発生部420に備わる比較器422のタイプと互いに異なるようにすることができる。図9A及び図9Bでは、比較器412,422がいずれも差動ソース増幅器(differential source amplifier)形態に具現されたところを例示している。比較器のタイプとして、ラッチ状の比較器(図示せず)は、差動ソース増幅器タイプに比べて、応答時間を短縮させることができ、これにより、第1プリチャージ電圧発生部410に備わる比較器412をラッチ状の比較器で具現できる。
一方、第1プリチャージ電圧発生部410の駆動能力を向上させるために、前述のように、一つ以上のスイッチ415,416が、第1プリチャージ電圧発生部410にさらに備わりうる。例えば、電源電圧によってスイッチングされるスイッチ416以外に、他のスイッチ415が、第1プリチャージ電圧発生部410にさらに備わりうる。スイッチ415は、第1センスアンプ・ブロック210,230が活性化されるときにオンになるようにし、第1センスアンプ・ブロック210,230が非活性化のときは、電流消費を防止するために、オフになることが望ましい。このために、スイッチ415は、プリチャージ情報(pre-charge info)またはブロック情報(block info)に応答して、スイッチングされる。すなわち、プリチャージ情報によって、所定のプリチャージ区間の間、スイッチ415がオンになるようにし、またはブロック情報によって、第1センスアンプ・ブロック210,230がプリチャージされる場合にオンになる。
図9Cは、図8の半導体メモリ装置10で、第1プリチャージ電圧発生部の他の具現例を示す図である。図9A及び図9Bに図示されているように、第1プリチャージ電圧発生部410は、ドライバ部413を具備でき、またドライバ部413は、図9Cに示さているように、第1センスアンプ・ブロック210,230それぞれに対応して分離・配置されうる。または、ドライバ部413は、第1センスアンプ・ブロック210,230それぞれに備わるセンスアンプそれぞれに対応して分離・配置されうる。図9Cでは、ドライバ部413がセンスアンプそれぞれに対応して分離・配置される例が図示されている。
一方、前述のように、第1プリチャージ電圧発生部410は、第1センスアンプ・ブロック210,230それぞれに対応して分離・配置されうる。この場合、図9Aに図示された比較器412及びドライバ部413が、第1センスアンプ・ブロック210,230それぞれに対応して分離・配置されうる。または、比較器412が、第1センスアンプ・ブロック210,230それぞれに対応して分離・配置され、ドライバ部413は、センスアンプそれぞれに対応して分離・配置されうる。また、図9A及び図9Bに図示されたレファレンス部411,421は、同じレファレンス部であって、第1プリチャージ電圧発生部410及び第2プリチャージ電圧発生部420によって共有されうる。図示されていないが、前記のように、第1プリチャージ電圧発生部410に備わるレファレンス部411、比較部412及びドライバ部413は、半導体メモリ装置10内で多様な形態に配置が可能である。
図10Aは、均等化回路に連結される第2キャパシタ・ブロックを具備する半導体メモリ装置の一具現例を示す回路図である。
アレイ・ブロックのエッジに位置する第1センスアンプ・ブロック210に、第1プリチャージ電圧VBL1が提供され、アレイ・ブロックの内側に位置する第2センスアンプ・ブロック220に、第2プリチャージ電圧VBL2が提供される場合、第1プリチャージ電圧VBL1に電気的に連結されるキャパシタンス成分は、第2プリチャージ電圧VBL2に比べて相対的に小さい。例えば、図10Aには、1つだけの第2センスアンプ・ブロック220だけ図示されているが、実際、アレイ・ブロック内には、多数個の第2センスアンプ・ブロック(図示せず)が備わり、第2プリチャージ電圧VBL2は、多数個の第2センスアンプ・ブロックに提供される。これにより、第1プリチャージ電圧VBL1及び第2プリチャージ電圧VBL2をそれぞれ受信する第1均等化回路213と第2均等化回路223との間にキャパシタンス不均衡が生じ、これに対する補償が必要である。
アレイ・ブロックのエッジに位置する第1センスアンプ・ブロック210に、第1プリチャージ電圧VBL1が提供され、アレイ・ブロックの内側に位置する第2センスアンプ・ブロック220に、第2プリチャージ電圧VBL2が提供される場合、第1プリチャージ電圧VBL1に電気的に連結されるキャパシタンス成分は、第2プリチャージ電圧VBL2に比べて相対的に小さい。例えば、図10Aには、1つだけの第2センスアンプ・ブロック220だけ図示されているが、実際、アレイ・ブロック内には、多数個の第2センスアンプ・ブロック(図示せず)が備わり、第2プリチャージ電圧VBL2は、多数個の第2センスアンプ・ブロックに提供される。これにより、第1プリチャージ電圧VBL1及び第2プリチャージ電圧VBL2をそれぞれ受信する第1均等化回路213と第2均等化回路223との間にキャパシタンス不均衡が生じ、これに対する補償が必要である。
この補償のための一具現例として、第1センスアンプ・ブロック210に連結される第2キャパシタ・ブロック330が半導体メモリ装置10にさらに備わりうる。第2キャパシタ・ブロック330は、一つ以上のキャパシタ330_1,…,330_mを含み、キャパシタ330_1,…,330_mは、第1センスアンプ・ブロック210に備わる第1センスアンプ310_1,…,310_mと同じ個数が備わり、それぞれのキャパシタ(例えば、第m保存容量装置330_m)は。それぞれの第1センスアンプ(例えば、第mセンスアンプ310_m)の均等化回路213に連結されうる。
図10Bは、図10Aの第2キャパシタ・ブロックによる効果を示すグラフである。
横軸は、del VBLの損失を示し、縦軸は、第2キャパシタと連結された相補ビットラインの総キャパシタ容量Cbalと、第2キャパシタと連結されていないビットラインの総キャパシタ容量Cblとの比率を示す。本グラフで、第2キャパシタを使用したとき、V字形の角度が緩慢になることにより、相補ビットラインの総キャパシタ容量Cbalとビットラインの総キャパシタ容量Cblとが不均衡になる場合のプリチャージ時に発生するdel VBLの損失を低減させることができる。
横軸は、del VBLの損失を示し、縦軸は、第2キャパシタと連結された相補ビットラインの総キャパシタ容量Cbalと、第2キャパシタと連結されていないビットラインの総キャパシタ容量Cblとの比率を示す。本グラフで、第2キャパシタを使用したとき、V字形の角度が緩慢になることにより、相補ビットラインの総キャパシタ容量Cbalとビットラインの総キャパシタ容量Cblとが不均衡になる場合のプリチャージ時に発生するdel VBLの損失を低減させることができる。
図11Aは、第2キャパシタ・ブロックを具現するための半導体配置設計の一例を示す図である。
図11AのC地点側からD地点側に、第1プリチャージ電圧VBL1を伝達するライン327と第2キャパシタ330_aとが位置する。第2キャパシタ330_aは、多数のSP321A,321b,321cを含む。また、多数の第1キャパシタと多数の第2キャパシタとがC−D方向の垂直方向に互いに交互に配されうる。例えば、a−1番目の第2キャパシタ330_a−1と、a番目の第2キャパシタ330_aとの間に、a番目の第1キャパシタ310_aが配されうる。またa番目の第1キャパシタ310_aと、a+1番目の第1キャパシタ310_a+1との間に、a番目の第2キャパシタ330_aが配されうる。すなわち、第1キャパシタ310_a,310_a+1,…の間に、第2キャパシタ330_a−1,330_a、…を交互に配することによって、半導体配置設計上、第2キャパシタ330_a−1,330_a、…を配しても、面積拡大が発生しないようにできる。
図11Bは、図11Aの第2キャパシタ・ブロックを具現するレイアウトの断面図である。
第1プリチャージ電圧VBL1を伝達するライン327下に、ダイレクト・コンタクト(DC)324が位置し、ダイレクト・コンタクト324の下に、セルフアラインド・コンタクト(SAC)325が位置する。セルフアラインド・コンタクト(SAC)325上に、ベリード・コンタクト(BC)324が位置し、ベリード・コンタクト324上に、ランディング・パッド(LD)323が配される。また、ランディング・パッド323上に、多数のストレージポリ(SP)321a,321b,321cが配される。多数のSP 321a,321b,321cによって、第2キャパシタ330_aが具現される。
第1プリチャージ電圧VBL1を伝達するライン327下に、ダイレクト・コンタクト(DC)324が位置し、ダイレクト・コンタクト324の下に、セルフアラインド・コンタクト(SAC)325が位置する。セルフアラインド・コンタクト(SAC)325上に、ベリード・コンタクト(BC)324が位置し、ベリード・コンタクト324上に、ランディング・パッド(LD)323が配される。また、ランディング・パッド323上に、多数のストレージポリ(SP)321a,321b,321cが配される。多数のSP 321a,321b,321cによって、第2キャパシタ330_aが具現される。
図12は、第1プリチャージ電圧発生部及び第2プリチャージ電圧発生部、並びに第2キャパシタ・ブロックを含む半導体メモリ装置を示す回路図である。
図12に図示されているように、半導体メモリ装置10は、アレイ・ブロックのエッジに位置する第1メモリセル・ブロック110,130と、アレイ・ブロックの内側に位置する第2メモリセル・ブロック120_1,120_2とを具備し、またアレイ・ブロックのエッジに位置する第1センスアンプ・ブロック210,230と、アレイ・ブロックの内側に位置する第2センスアンプ・ブロック220_1,220_2とを具備する。
図12に図示されているように、半導体メモリ装置10は、アレイ・ブロックのエッジに位置する第1メモリセル・ブロック110,130と、アレイ・ブロックの内側に位置する第2メモリセル・ブロック120_1,120_2とを具備し、またアレイ・ブロックのエッジに位置する第1センスアンプ・ブロック210,230と、アレイ・ブロックの内側に位置する第2センスアンプ・ブロック220_1,220_2とを具備する。
また、第1センスアンプ・ブロック210,230それぞれには、ビットラインと相補ビットラインとのキャパシタンス均衡のために、第1キャパシタ・ブロック310,320がそれぞれ連結され、また、第1センスアンプ・ブロック210,230に備わる均等化回路(図示せず)と、第2センスアンプ・ブロック220_1,220_2に備わる均等化回路(図示せず)とのキャパシタンス均衡のために、第2キャパシタ・ブロック330,340が、第1センスアンプ・ブロック210,230それぞれに連結されうる。
一方、第1センスアンプ・ブロック210,230に、第1プリチャージ電圧VBL1を提供するための第1プリチャージ電圧発生部410と、第2センスアンプ・ブロック220_1,220_2に、第2プリチャージ電圧VBL2を提供するための第2プリチャージ電圧発生部420と、第1プリチャージ電圧VBL1と第2プリチャージ電圧VBL2とを電気的に連結するためのスイッチ部430とが、半導体メモリ装置10内にさらに備わりうる。
第2キャパシタ・ブロック330,340に備わるデカップリング・キャパシタ(D−cap:decoupling capacitor)ということができる多数のキャパシタは、第1センスアンプ・ブロック210,230に備わるセンスアンプにそれぞれ連結される。具体的には、第2キャパシタ・ブロック330,340の多数のキャパシタは、第1センスアンプ・ブロック210,230に備わる均等化回路(図示せず)に連結される。また、第1プリチャージ電圧発生部410で発生する第1プリチャージ電圧VBL1は、第1センスアンプ・ブロック210,230及び第2キャパシタ・ブロック330,340に提供される。
スイッチ部430は、プリチャージ・コマンド情報(Pre-charge CMD info)に応答してスイッチングが制御され、例えば、プリチャージ・コマンドに同期して所定時間ターンオフされ、プリチャージ動作が終了した後、ターンオンされる。これにより、第2キャパシタ・ブロック330,340は、プリチャージ・コマンド情報(Pre-charge CMD info)に応答して第1プリチャージ電圧発生部410と連結され、プリチャージ動作後、スイッチ部430がターンオンされることによって、第2プリチャージ電圧発生部420に連結される。
図13は、本発明の他の実施形態による半導体メモリ装置のブロック図である。図13に図示されているように、本発明の他の実施形態による半導体メモリ装置20は、多数のアレイ・ブロックを具備する。また、それぞれのアレイ・ブロックは、一つ以上のメモリセル・ブロック及び一つ以上のセンスアンプ・ブロックを具備する。メモリセル・ブロックは、多数個のメモリセルを具備し、また、センスアンプ・ブロックは、多数個のセンスアンプを具備できる。アレイ・ブロック内でエッジに配されるメモリセル・ブロックを第1メモリセル・ブロック(エッジ・メモリセル・ブロック)といい、また、内側に配されるメモリセル・ブロックを第2メモリセル・ブロック(セントラル・メモリセル・ブロック)という。また、アレイ・ブロック内でエッジに配されるセンスアンプ・ブロックを第1センスアンプ・ブロック(エッジ・センスアンプ・ブロック)といい、また、内側に配されるセンスアンプ・ブロックを第2センスアンプ・ブロック(セントラル・センスアンプ・ブロック)という。
また、半導体メモリ装置20は、オープンBLSA構造を有し、これにより、アレイ・ブロック内に備わるセンスアンプ・ブロックのうち、エッジに配される第1センスアンプ・ブロックの一方側のダミーセル(dummy cell)は除去される。ダミーセルが除去される場合、ビットラインBLと相補ビットラインBLBとの間に、キャパシタンスの不均衡が発生しうるが、かようなキャパシタンス不均衡を補償するために、半導体メモリ装置20内にキャパシタ・ブロックが配される。
例えば、第1センスアンプ・ブロックに備わる第1センスアンプは、ビットラインと相補ビットラインとの間に連結され、ビットラインは、第1メモリセル・ブロックのメモリセルに連結され、相補ビットラインは、キャパシタ・ブロック内のキャパシタに連結されうる。このとき、相補ビットラインに連結されるキャパシタのキャパシタンス値は、メモリセルに起因してビットラインに印加されるキャパシタンスの量と同じであることが望ましい。しかし、半導体工程上、このキャパシタのキャパシタンス値を、ビットラインに印加されるキャパシタンスの量と正確に一致させることは容易ではない。これにより、ビットラインと相補ビットラインとの間に、キャパシタンス不均衡が発生すれば、プリチャージ動作の性能低下を引き起こすことがある。
本実施形態によれば、かようなプリチャージ動作の性能低下を改善するために、バランス・スイッチ・ブロックがアレイ・ブロック内に備わる。バランス・スイッチ・ブロックは、第1ビットライン及び第1相補ビットラインのうちいずれか一本と、第2ビットライン及び第2相補ビットラインのうちいずれか一本とを電気的に連結させる。望ましくは、ビットラインに対するプリチャージ動作の開始後の一定時間後に、第1ビットライン及び第1相補ビットラインのうちいずれか一本と、第2ビットライン及び第2相補ビットラインのうちいずれか一本とを電気的に連結させる。第1ビットライン及び第1相補ビットラインがエッジに位置する第1センスアンプに連結される場合、プリチャージ動作時、第1ビットライン及び第1相補ビットラインは、キャパシタンス不均衡によって、正確にプリチャージ電圧に達しないことがある。
一方、第2ビットライン及び第2相補ビットラインが内側に位置する第2センスアンプに連結される場合、プリチャージ動作時、第2ビットライン及び第2相補ビットラインは、プリチャージ電圧と同一であるか、あるいはほぼ類似するように達しうる。バランス・スイッチ・ブロックを具備することによって、第2ビットライン及び第2相補ビットラインの電圧レベルが、第1ビットライン及び第1相補ビットラインの電圧に影響を与えることによって、第1ビットライン及び第1相補ビットラインの電圧が、プリチャージ電圧に近接するようにする。
一方、図13に図示されているように、アレイ・ブロック内には、両側エッジに位置する2つの第1センスアンプ・ブロックが備わりうる。また、メモリアレイ内には、両側エッジに位置する2つの第1メモリセル・ブロックが備わりうる。この場合、バランス・スイッチ・ブロックは、2つの第1センスアンプ・ブロックそれぞれに対応して配されうる。
図13に図示された半導体メモリ装置20のさらに具体的な構成について、図14を参照しつつ説明すれば、次の通りである。図14は、図13の半導体メモリ装置20に備わる1つのアレイ・ブロックを示すブロック図である。
図14に図示されているように、半導体メモリ装置20のアレイ・ブロックのエッジには、第1センスアンプ・ブロック600が配され、第1センスアンプ・ブロック600は、一つ以上の第1センスアンプ(図示せず)を具備する。いずれか1つの第1センスアンプは、ビットラインBL2と相補ビットラインBLB2との電圧差をセンシングし、他の第1センスアンプは、ビットラインBL4と相補ビットラインBLB4との電圧差をセンシングする。前記ビットラインBL2,BL4は、第1メモリセル・ブロック500に備わるメモリセルに連結され、相補ビットラインBLB2,BLB4は、キャパシタ・ブロック800に備わるキャパシタに連結される。
また、アレイ・ブロックの内側には、第2センスアンプ・ブロック700が配され、第2センスアンプ・ブロック700は、一つ以上の第2センスアンプ(図示せず)を具備する。第2センスアンプは、所定のビットラインと相補ビットラインとの間に連結されうる。例えば、第2センスアンプに連結されるビットラインBL1は、第1メモリセル・ブロック500に備わるメモリセルに連結され、相補ビットラインBLB1は、アレイ・ブロック内側に位置する第2メモリセル・ブロック(図示せず)に備わるメモリセルに連結されうる。
第1メモリセル・ブロック500に備わるメモリセルに起因してビットラインBL2に印加されるキャパシタンス値は、キャパシタ・ブロック800に備わるキャパシタのキャパシタンス値と同一でなければならないが、半導体工程上で発生しうる誤差によって、ビットラインBL2に印加されるキャパシタンス値と、相補ビットラインBLB2に印加されるキャパシタンス値とに差が発生しうる。一方、ビットラインBL1と相補ビットラインBLB1は、それぞれ同じ工程によって形成される第1メモリセル・ブロックのセルと、第2メモリセル・ブロックのセルとにそれぞれ連結されるので、ビットラインBL1と相補ビットラインBLB1とに印加されるキャパシタンス値は、互いに同一であるか、あるいは類似している。
バランス・スイッチ・ブロック900は、多数のバランス・スイッチ(図示せず)を具備できる。それぞれのバランス・スイッチは、第1センスアンプに連結されるビットライン及び相補ビットラインのうちいずれか一本と、第2センスアンプに連結されるビットライン及び相補ビットラインのうちいずれか一本とを、互いに電気的に連結させる。例えば、バランス・スイッチは、所定の制御信号(例えば、バランス制御信号)に応答してターンオンされることによって、第1センスアンプに連結される第2ビットラインBL2を、第2センスアンプに連結される第1ビットラインBL1と電気的に連結させる。
半導体メモリ装置20のプリチャージ動作時、アレイ・ブロック内のビットラインは、同時にプリチャージ電圧でプリチャージされる。第1センスアンプに連結される第2ビットラインBL2及び第2相補ビットラインBLB2それぞれに印加されるキャパシタンス値に誤差が生じうるので、かようなキャパシタンス不均衡は、プレチャージ・タイムに影響を与え、またプリチャージ動作による第1センスアンプに連結されるビットラインと相補ビットラインとの電圧レベルと、プリチャージ電圧との間に誤差が生じることになる。これにより、プリチャージ動作が行われて一定時間後には、第2ビットラインBL2と第2相補ビットラインBLB2との電圧レベルと、プリチャージ電圧との誤差は、相対的に大きく、一方、第1ビットラインBL1と第1相補ビットラインBLB1との電圧レベルと、プリチャージ電圧との誤差は相対的に小さい。
一定時間後に、バランス・スイッチ・ブロック900のスイッチをターンオンさせることによって、第2ビットラインBL2と第1ビットラインBL1とが電気的に連結され、第1ビットラインBL1に印加された電圧が、第2ビットラインBL2の電圧レベルに影響を与える。これにより、第2ビットラインBL2の電圧レベルが、プリチャージ電圧に近接し、第2ビットラインBL2に電気的に連結される第2相補ビットラインBLB2の電圧レベルもまた、プリチャージ電圧に近接される。
図15は、図14の半導体メモリ装置を具現する一例を示す回路図である。図14及び図15を参照しつつ、本発明の一実施形態による半導体メモリ装置20の動作について説明すれば、次の通りである。
第1メモリセル・ブロック500は、多数のメモリセル510,520,…を具備し、この多数のメモリセル510,520,…に対するデータ書き込み/読み取り動作のために、多数個の第1センスアンプ610,620,…が、第1センスアンプ・ブロック600に備わる。第1センスアンプ610,620,…それぞれは、ビットラインと相補ビットラインとの電圧差をセンシングする増幅回路611,621,…と、ビットラインと相補ビットラインとをプリチャージさせるためのプリチャージ回路612,622,…とを含むことができる。
第1メモリセル・ブロック500は、多数のメモリセル510,520,…を具備し、この多数のメモリセル510,520,…に対するデータ書き込み/読み取り動作のために、多数個の第1センスアンプ610,620,…が、第1センスアンプ・ブロック600に備わる。第1センスアンプ610,620,…それぞれは、ビットラインと相補ビットラインとの電圧差をセンシングする増幅回路611,621,…と、ビットラインと相補ビットラインとをプリチャージさせるためのプリチャージ回路612,622,…とを含むことができる。
図15に図示されているように、いずれか1つのセンスアンプ610は、第2ビットラインBL2と第2相補ビットラインBLB2との間に連結され、増幅回路611とプリチャージ回路612とを含む。プリチャージ回路612は、一つ以上のトランジスタを具備し、プリチャージ制御信号PEQIJB1に応答して、プリチャージ電圧VBLを、第2ビットラインBL2と第2相補ビットラインBLB2とに提供し、これにより、第2ビットラインBL2と第2相補ビットラインBLB2とを、プリチャージ電圧VBLでプリチャージさせる。
また、多数個の第1センスアンプ610,620,…それぞれは、キャパシタ・ブロック800に備わる多数個のキャパシタ810,820,…にそれぞれ連結される。具体的には、それぞれの第1センスアンプに連結されるビットラインと相補ビットラインとのうちいずれか1本のビットラインがキャパシタ・ブロック800のキャパシタに連結される。例えば、第1センスアンプ610に連結される第2相補ビットラインBLB2の一端には、キャパシタ810が連結される。第1センスアンプ610は、第2ビットラインBL2と第2相補ビットラインBLB2との電圧差をセンシングし、メモリセル510に保存されたデータを読み取る。
一方、前述のように、バランス・スイッチ・ブロック900は、多数個のバランス・スイッチ910,920,…を具備し、多数個のバランス・スイッチ910,920,…それぞれは、多数個の第1センスアンプ610,620,…それぞれに対応して配される。例えば、いずれか1つのバランス・スイッチ910が第1センスアンプ610に対応して配される。多数個のバランス・スイッチ910,920,…それぞれは、MOSトランジスタとして具現され、また、バランス制御信号PEQIJB2に応答してスイッチングされる。例えば、バランス・スイッチ910は、バランス制御信号PEQIJB2に応答してスイッチングされ、第1ビットラインBL1と第2ビットラインBL2とを電気的に連結させる。
すなわち、第1センスアンプ610は、第2ビットラインBL2と第2相補ビットラインBLB2との電圧差をセンシングし、第1センスアンプ610に隣接する第2センスアンプ(図示せず)は、第1ビットラインBL1と第1相補ビットラインBLB1との電圧差をセンシングし、バランス・スイッチ910は、第1センスアンプ610に連結されるいずれか1本のビットラインと、第2センスアンプ(図示せず)に連結されるいずれか1本のビットラインとを連結させる。これにより、ビットラインに対するプリチャージ動作時、第1ビットラインBL1及び第1相補ビットラインBLB1に印加された電圧によって、第2ビットラインBL2及び第2相補ビットラインBLB2のビットラインの電圧が変動される。
アレイ・ブロック内のビットラインは、プリチャージ制御信号PEQIJB1に応答してプリチャージされる。これにより、プリチャージ動作による第1センスアンプ610,620,…に連結されるビットラインの電圧レベルを、プリチャージ電圧VBLに近づけるために、バランス・スイッチ・ブロック900を制御するためのバランス制御信号PEQIJB2は、プリチャージ制御信号PEQIJB1に同期することが望ましい。例えば、プリチャージ動作が行われた後で一定時間が経過すれば、第1センスアンプ610,620,…に連結されるビットラインの電圧レベルと、プリチャージ電圧VBLとに誤差が存在する一方、第2センスアンプ(図示せず)に連結されるビットラインの電圧レベルとプリチャージ電圧VBLとは、同一であるか、あるいは相対的に小さい誤差だけ生じる。
前記の通り、一定時間が経過した後、第2センスアンプ(図示せず)に連結されるビットラインの電圧レベルが安定化された後、第1センスアンプ610,620,…それぞれに連結されるビットラインと、第2センスアンプ(図示せず)それぞれに連結されるビットラインとを互いに連結させる。このために、バランス・スイッチ510を制御するためのバランス制御信号PEQIJB2は、プリチャージ制御信号PEQIJB1に比べて、一定時間遅延された位相を有することが望ましい。
一方、前記の図14及び図15では、バランス・スイッチ・ブロック900が第1センスアンプ・ブロック600と互いに区分される構成であると説明されている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、第1センスアンプ・ブロック600が、バランス・スイッチを具備しても差し支えない。すなわち、アレイ・ブロックのエッジに位置する第1センスアンプ・ブロック600に備わる第1センスアンプ610は、増幅回路611及びプリチャージ部612以外に、バランス・スイッチ910を具備できる。第1センスアンプ610に備わるバランス・スイッチ910は、第1センスアンプ610に隣接した第2センスアンプ(図示せず)に連結されるいずれか1本のビットラインに電気的に連結されうる。
図16A、図16B及び図16Cは、バランス・スイッチ・ブロック900の具体的な具現例を示す回路図である。図16Aに図示されているように、第1センスアンプ・ブロックは、多数個の第1センスアンプ610,620,630、…を具備し、第2センスアンプ・ブロックは、多数個の第2センスアンプ710,720,730,…を具備する。また、第1センスアンプ610,620,630、…及び第2センスアンプ710,720,730,…それぞれに対応して、多数個のバランス・スイッチ910,920,930,…が、バランス・スイッチ・ブロック900内に備わる。
第1センスアンプ610は、第2ビットラインBL2と第2相補ビットラインBLB2との間に連結され、他の第1センスアンプ620は、第4ビットラインBL4と第4相補ビットラインBLB4との間に連結され、さらに他の第1センスアンプ620は、第6ビットラインBL6と第6相補ビットラインBLB6との間に連結される。また、第2センスアンプ710は、第1ビットラインBL1と第1相補ビットラインBLB1との間に連結され、他の第2センスアンプ720は、第3ビットラインBL3と第3相補ビットラインBLB3との間に連結され、さらに他の第2センスアンプ720は、第5ビットラインBL5と第5相補ビットラインBLB5との間に連結される。
第1センスアンプ610,620,630、…に連結されるビットライン対BL2−BLB2,BL4−BLB4,BL6−BLB6のプリチャージ後の一定時間後の電圧レベルは、プリチャージ電圧VBLと誤差が生じうる。バランス制御信号PEQIJB2が活性化されれば、第1ビットラインBL1と第2ビットラインBL2とが電気的に連結される。また、第3ビットラインBL3と第4ビットラインBL4とが電気的に連結され、第5ビットラインBL5と第6ビットラインBL6とが電気的に連結される。
第1ビットラインBL1、第3ビットラインBL3及び第5ビットラインBL5の電圧レベルは、第1センスアンプ610,620,630、…に連結されるビットライン対BL2−BLB2,BL4−BLB4,BL6−BLB6に影響を与え、これにより、ビットライン対BL2−BLB2,BL4−BLB4,BL6−BLB6の電圧レベルは、プリチャージ電圧VBLのレベルに近接する。これにより、エッジに位置する第1センスアンプ・ブロック600に連結されるビットラインのプリチャージ動作の時間を短縮でき、また、プリチャージ動作によるビットラインの電圧レベルを、プリチャージ電圧VBLに近接されることにより、メモリ動作性能を向上させることができる。
図16Bは、アレイ・ブロックの両側に第1センスアンプ・ブロックが配される場合を示している。アレイ・ブロック内には、左側のエッジに位置する第1センスアンプ610Aと、右側のエッジに位置する第1センスアンプ610Bとが備わりうる。図示されているように、一方側の第1センスアンプ610Aは、第2ビットラインBL2と第2相補ビットラインBLB2との間に連結され、他方側の第1センスアンプ610Bは、第nビットラインBLnと第n相補ビットラインBLBnとの間に連結される。第2ビットラインBL2は、メモリセル(MC)に連結され、第2相補ビットラインBLB2は、キャパシタ810Aに連結される。また、第nビットラインBLnは、メモリセルMCに連結され、第n相補ビットラインBLBnは、キャパシタ810Bに連結される。
エッジに位置する第1センスアンプ610A,610Bに連結されるビットラインのプリチャージ動作性能向上のために、バランス・スイッチのまた、アレイ・ブロックの両側のエッジに位置する第1センスアンプ610A,610Bに対応して配されうる。例えば、一方側の第1センスアンプ610Aに対応して、バランス・スイッチ910Aが配され、また、他方側の第1センスアンプ610Bに対応して、バランス・スイッチ910Bが配されうる。バランス・スイッチ910A,910Bは、バランス制御信号PEQIJB2によって共通に制御されうる。バランス・スイッチ910Aがターンオンされる場合、第1ビットラインBL1及び第1相補ビットラインBLB1の電圧レベルが、第2ビットラインBL2及び第2相補ビットラインBLB2の電圧レベルに影響を与え、また、バランス・スイッチ910Bがターンオンされる場合、第n−1ビットラインBL(n−1)及び第n−1相補ビットラインBLB(n−1)の電圧レベルが、第nビットラインBLn及び第n相補ビットラインBLBnの電圧レベルに影響を与える。
図16Cは、バランス・スイッチとビットラインとに係わる各種連結例を示す回路図である。図16Cの(a)に図示されているように、エッジに位置する第1センスアンプ610に連結される第2ビットラインBL2と、第2相補ビットラインBLB2とのうちいずれか1本のビットラインは、これに隣接した他のビットライン対(例えば、第1ビットライン対BL1,BLB1)とのうちいずれか一本に連結されうる。また、連結のために、2つ以上のバランス・スイッチ911,912が配され、バランス・スイッチ911,912は、ビットライン間に並列するように連結されうる。また、例えば、図16Cには、第2ビットラインBL2と第1ビットラインBL1との間に、2つのバランス・スイッチ911,912が配されるところが例示されているが、スイッチの個数は、それ以上でもよい。
一方、図16Cの(b)に図示されているように、第2相補ビットラインBLB2が、第1ビットライン対BL1,BLB1のうちいずれか一本に連結されてもよい。例えば、図16Cの(b)には、第2相補ビットラインBLB2が第1ビットラインBL1に連結される例が図示されている。図16Cの(b)には、一つだけのバランス・スイッチ910が図示されているが、(a)に図示されているように、2つ以上のスイッチが配されてもよい。また、バランス・スイッチ910は、第2相補ビットラインBLB2と第1相補ビットラインBLB1との間に連結されてもよい。また、具体的には図示されていないが、図16Cの(a)と(b)とに図示された実施形態を結合してバランス・スイッチを配してもよい。例えば、第1ビットラインBL1と第2ビットラインBL2との間にバランス・スイッチを配すると同時に、第1相補ビットラインBLB1と第2相補ビットラインBLB2との間にバランス・スイッチをさらに配することができる。
図17A及び図17Bは、制御信号の波形及びビットラインの電圧レベルを示す波形図である。図17A及び図17Bに図示されているように、アレイ・ブロック内のビットラインをプリチャージさせるためのプリチャージ制御信号PEQIJB1と、バランス・スイッチをターンオンさせるためのバランス制御信号PEQIJB2は、一定の位相差を有することができる。第2センスアンプに連結されるビットラインが、安定してプリチャージ電圧レベルに達した後、バランス制御信号PEQIJB2が活性化されることが望ましいので、プリチャージ制御信号PEQIJB1が活性化された後の一定時間後に、バランス制御信号PEQIJB2が活性化されうる。プリチャージ動作区間は、一般的に、数十ns時間に該当し、図17Aでは、プリチャージ制御信号PEQIJB1が活性化された後の1.3ns後に、バランス制御信号PEQIJB2が活性化される例が図示されている。
図17Bは、第1センスアンプに連結される第2ビットラインBL2及び第2相補ビットラインBLB2の電圧レベル変化を示している。バランス・スイッチが備わっていない場合、プリチャージ動作後の一定時間後には、第2ビットラインBL2及び第2相補ビットラインBLB2の電圧レベルと、プリチャージ電圧VBLとの間に誤差が生じることになり、これにより、プリチャージ動作にかかる時間が延長してしまう。一方、バランス・スイッチが備わる場合、バランス制御信号PEQIJB2が活性化されることによって、第1ビットラインBL1及び第1相補ビットラインBLB1の電圧が、第2ビットラインBL2及び第2相補ビットラインBLB2に影響を与えることになり、さらに短時間に、第2ビットラインBL2及び第2相補ビットラインBLB2の電圧レベルがプリチャージ電圧VBLに近接する。
以上、図面と明細書とで最適の実施形態が開示された。ここで特定の用語が使われたが、それらは、単に本発明について説明するための目的で使われたものであり、意味限定や特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するために使われたものではない。従って、本技術分野の当業者であるならば、それらから多様な変形及び均等な他実施形態が可能であるという点を理解することが可能であろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決まるものである。
10 半導体メモリ装置
110,120,130 メモリセル・ブロック
210,220,230 センスアンプ・ブロック
310,320 キャパシタ・ブロック
110,120,130 メモリセル・ブロック
210,220,230 センスアンプ・ブロック
310,320 キャパシタ・ブロック
Claims (32)
- オープン・ビットライン・メモリ構造を有する半導体メモリ装置において、
メモリセル配列を含むメモリセル・ブロックと、
一つ以上の第1センスアンプを具備し、それぞれの第1センスアンプは、第1ビットライン、第1相補ビットライン及び第1サイズの第1トランジスタを有する第1増幅回路を具備するエッジ・センスアンプ・ブロックと、
一つ以上の第2センスアンプを具備し、それぞれの第2センスアンプは、第2ビットライン、第2相補ビットライン、及び前記第1サイズと互いに異なる第2サイズの第2トランジスタを有する第2増幅回路を具備するセントラル・センスアンプ・ブロックと、
前記エッジ・センスアンプ・ブロックと電気的に連結され、少なくとも1つのキャパシタを含むキャパシタ・ブロックと、を具備することを特徴とする半導体メモリ装置。 - 前記第1増幅回路及び第2増幅回路それぞれは、MOS感知増幅器、均等化回路及びカラム選択回路を具備することを特徴とする請求項1に記載の半導体メモリ装置。
- 前記第1トランジスタは、前記第1増幅回路のMOS感知増幅器に含まれ、前記第2トランジスタは、前記第2増幅回路のMOS感知増幅器に含まれ、前記第1サイズは、前記第2サイズより大きいことを特徴とする請求項2に記載の半導体メモリ装置。
- 前記第1トランジスタは、前記第1増幅回路の均等化回路に含まれ、前記第2トランジスタは、前記第2増幅回路の均等化回路に含まれ、前記第1サイズは、前記第2サイズより大きいことを特徴とする請求項2に記載の半導体メモリ装置。
- 前記第1トランジスタは、前記第1増幅回路のカラム選択回路に含まれ、前記第2トランジスタは、前記第2増幅回路のカラム選択回路に含まれ、前記第1サイズは、前記第2サイズより大きいことを特徴とする請求項2に記載の半導体メモリ装置。
- 前記第1ビットラインは、前記エッジ・センスアンプ・ブロックに隣接する第1メモリセル・ブロック内のメモリセル配列に連結され、前記第1相補ビットラインは、前記キャパシタ・ブロックに備わる第1キャパシタに連結され、
前記第2ビットラインは、前記第1メモリセル・ブロック内の第2メモリ配列に連結され、前記第2相補ビットラインは、前記セントラル・センスアンプ・ブロックに隣接する第2メモリセル・ブロックに備わる第3メモリ配列に連結されることを特徴とする請求項1に記載の半導体メモリ装置。 - オープン・ビットライン・メモリ構造を有する半導体メモリ装置において、
エッジ・メモリセル・ブロックの第1メモリセル配列と連結される第1センスアンプを具備し、前記第1センスアンプは、第1電源信号と連結された第1均等化回路を含むエッジ・センスアンプ・ブロックと、
前記エッジ・メモリセル・ブロックの第2メモリセル配列と連結される第2センスアンプを具備し、前記第2センスアンプは、第2電源信号と連結された第2均等化回路を含むセントラル・センスアンプ・ブロックと、
前記第1電源信号及び第2電源信号を発し、前記第1電源信号と前記第2電源信号とをそれぞれ互いに異なる経路を介して、前記第1均等化回路及び前記第2均等化回路に提供する電源発生装置と、を具備することを特徴とする半導体メモリ装置。 - 前記エッジ・センスアンプ・ブロックと電気的に連結され、第1キャパシタを含む第1キャパシタ・ブロックをさらに具備し、
前記第1センスアンプは、前記第1メモリセル配列と連結される第1ビットライン、及び前記第1キャパシタと連結される第1相補ビットラインを含むことを特徴とする請求項7に記載の半導体メモリ装置。 - 前記第1均等化回路に連結される第2キャパシタを含む第2キャパシタ・ブロックをさらに具備することを特徴とする請求項8に記載の半導体メモリ装置。
- 前記第2キャパシタは、半導体配置設計上、前記第1キャパシタが配されるレベルの下位置のレベルに配されることを特徴とする請求項9に記載の半導体メモリ装置。
- 前記第2キャパシタは、前記第1電源信号と連結されることを特徴とする請求項9に記載の半導体メモリ装置。
- 前記電源発生装置は、前記第1電源信号を駆動するためのドライバ部を含み、
前記ドライバ部は、前記第1センスアンプに対応して配されることを特徴とする請求項11に記載の半導体メモリ装置。 - 前記電源発生装置は、前記第1電源信号を発生させるための第1電源発生装置と、前記第2電源信号を発生させるための第2電源発生装置と、を具備することを特徴とする請求項7に記載の半導体メモリ装置。
- 前記第1電源発生装置と前記第2電源発生装置との間に連結されるスイッチ部をさらに具備することを特徴とする請求項13に記載の半導体メモリ装置。
- 前記スイッチ部は、プリチャージ命令に応答して制御されることを特徴とする請求項14に記載の半導体メモリ装置。
- 前記第1電源発生装置及び第2電源発生装置それぞれは、レファレンス部、比較器及びドライバ部を具備することを特徴とする請求項13に記載の半導体メモリ装置。
- 前記第1電源発生装置は、プリチャージ命令によって動作するスイッチング部さらに具備することを特徴とする請求項16に記載の半導体メモリ装置。
- アレイ・ブロックを具備する半導体メモリ装置において、
前記アレイ・ブロックは、多数個のメモリセル・ブロック、多数個のセンスアンプ・ブロック及び一つ以上のキャパシタ・ブロックを含み、
前記多数個のメモリセル・ブロックは、前記アレイ・ブロックのエッジに位置するエッジ・メモリセル・ブロックと、前記アレイ・ブロックの内部に位置する一つ以上のセントラル・メモリセル・ブロックと、を含み、
前記多数個のセンスアンプ・ブロックは、前記キャパシタ・ブロックと前記エッジ・メモリセル・ブロックとの間に位置するエッジ・センスアンプ・ブロックと、前記エッジ・メモリセル・ブロックとセントラル・メモリセル・ブロックとの間に位置するセントラル・センスアンプ・ブロックと、を含むことを特徴とする半導体メモリ装置。 - 前記セントラル・メモリセル・ブロックと第2キャパシタ・ブロックとの間に位置する他のエッジ・センスアンプ・ブロックをさらに具備することを特徴とする請求項18に記載の半導体メモリ装置。
- 前記エッジ・センスアンプ・ブロックは、第1センスアンプを具備し、前記第1キャパシタ・ブロックは、第1キャパシタを具備し、
前記第1センスアンプは、前記エッジ・メモリセル・ブロックに備わる第1メモリセル配列に連結される第1ビットラインと、前記第1キャパシタに連結される第1相補ビットラインと、を具備することを特徴とする請求項18に記載の半導体メモリ装置。 - 前記セントラル・センスアンプ・ブロックは、第2センスアンプを具備し、
前記第1センスアンプは、第1サイズを有する第1トランジスタを含む第1増幅回路をさらに具備し、前記第2センスアンプは、前記第1サイズと互いに異なる第2サイズを有する第2トランジスタを含む第2増幅回路を具備することを特徴とする請求項20に記載の半導体メモリ装置。 - 前記セントラル・センスアンプ・ブロックは、第2センスアンプを具備し、
前記第1センスアンプは、第1サイズを有する第1トランジスタを含む第1均等化回路をさらに具備し、前記第2センスアンプは、前記第1サイズと互いに異なる第2サイズを有する第2トランジスタを含む第2均等化回路を具備することを特徴とする請求項20に記載の半導体メモリ装置。 - 前記セントラル・センスアンプ・ブロックは、第2センスアンプを具備し、
前記第1センスアンプは、第1サイズを有する第1トランジスタを含む第1カラム選択回路をさらに具備し、前記第2センスアンプは、前記第1サイズと互いに異なる第2サイズを有する第2トランジスタを含む第2カラム選択回路を具備することを特徴とする請求項20に記載の半導体メモリ装置。 - 第1均等化電圧を発生させ、第1電圧経路を介して、前記第1均等化電圧を前記エッジ・センスアンプ・ブロックに提供する第1電圧発生部と、
第2均等化電圧を発生させ、第1電圧経路と独立した第2電圧経路を介して、前記第2均等化電圧を前記セントラル・センスアンプ・ブロックに提供する第2電圧発生部と、をさらに具備することを特徴とする請求項20に記載の半導体メモリ装置。 - 前記第1電圧経路と前記第2電圧経路との間に連結されるスイッチ部をさらに具備し、
前記スイッチ部は、前記半導体メモリ装置に提供されるプリチャージ命令に同期し、一定時間オンになることを特徴とする請求項24に記載の半導体メモリ装置。 - 前記第1センスアンプは、第1サイズを有する第1トランジスタを含む第1均等化回路をさらに具備し、
前記第1均等化回路に連結され、前記第1均等化回路に印加されるキャパシタンス成分の量を調節するためのキャパシタ・ブロックをさらに具備することを特徴とする請求項24に記載の半導体メモリ装置。 - オープン・ビットライン・メモリ構造を有する半導体メモリ装置において、
アレイ・ブロックのエッジに配され、第1ビットラインと第2ビットラインとの間に連結される第1センスアンプを含む第1センスアンプ・ブロックと、
前記アレイ・ブロックの内側に配され、第3ビットラインと第4ビットラインとの間に連結される第2センスアンプを含む第2センスアンプ・ブロックと、
前記第1ビットライン及び第2ビットラインのうち少なくとも1本のビットラインに連結されるキャパシタを含むキャパシタ・ブロックと、
前記第1センスアンプ・ブロックと前記第2センスアンプ・ブロックとの間に配され、前記第1ビットライン及び第2ビットラインのうち少なくとも1本のビットラインと、前記第3ビットライン及び第4ビットラインのうち少なくとも1本のビットラインとを電気的に連結させるバランス・スイッチ・ブロックと、を具備することを特徴とする半導体メモリ装置。 - 前記バランス・スイッチ・ブロックは、
第1制御信号に応答し、前記第2ビットラインと前記第3ビットラインとを電気的に連結させるバランス・スイッチを具備することを特徴とする請求項27に記載の半導体メモリ装置。 - 前記第1センスアンプは、
前記第1ビットラインと第2ビットラインとの間に連結される増幅回路と、
前記第1ビットラインと第2ビットラインとの間に連結され、第2制御信号に応答して前記第1ビットライン及び第2ビットラインをプリチャージさせるプリチャージ部と、をさらに具備することを特徴とする請求項28に記載の半導体メモリ装置。 - 前記第1制御信号は、前記第2制御信号に比べて一定時間遅延された位相を有することを特徴とする請求項29に記載の半導体メモリ装置。
- 前記バランス・スイッチ・ブロックは、MOSトランジスタによって具現される一つ以上のバランス・スイッチを具備することを特徴とする請求項27に記載の半導体メモリ装置。
- 基板上に半導体メモリ装置を製造する方法において、
キャパシタ・ブロック、エッジ・センスアンプ・ブロック、エッジ・メモリセル・ブロック、セントラル・センスアンプ・ブロック及びセントラル・メモリセル・ブロックを含む回路ブロックを提供する段階と、
前記基板のエッジに、前記キャパシタ・ブロックを配する段階と、
前記基板の内側に、前記セントラル・センスアンプ・ブロック及びセントラル・メモリセル・ブロックを配する段階と、
前記エッジ・センスアンプ・ブロック及びエッジ・メモリセル・ブロックを、前記キャパシタ・ブロックと前記セントラル・センスアンプ・ブロックとの間に配する段階と、を含み、
前記エッジ・センスアンプ・ブロックは、第1サイズを有する第1トランジスタを含む第1増幅回路を具備し、
前記セントラル・センスアンプ・ブロックは、前記エッジ・センスアンプ・ブロックと実質的に同じレイアウト構造を有し、前記第1サイズと互いに異なる第2サイズを有する第2トランジスタを含む第2増幅回路を具備し、
前記第2増幅回路内の前記第2トランジスタの位置は、前記第1増幅回路内の前記第1トランジスタの位置に対応することを特徴とする半導体メモリ装置の製造方法。
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