JP2021136042A - 半導体記憶装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】面積を小さくし選択電圧による非選択ワード線等の電圧変動を抑制できるメモリを提供する。【解決手段】メモリはm本(mは2以上の整数)ずつの複数のグループに分けられた複数の第1信号線と複数の第2信号線とを備える。セルアレイは複数の第1信号線と複数の第2信号線との交点に対応して設けられた複数のメモリセルを有する。m+2本以上のグローバル信号線は複数の第1信号線のいずれかに選択電圧を印加する。複数の第1トランジスタは複数の第1信号線のそれぞれに対応して1つずつ設けられ、複数の第1信号線とグローバル信号線との間に接続されている。複数の第1選択信号線は複数のグループのそれぞれに対応して設けられ、該対応するグループに含まれる第1トランジスタのゲート電極に共通に接続されている。互いに隣接する任意の2つのグループのそれぞれの両端に位置する第1信号線は互いに異なるグローバル信号線に接続されている。【選択図】図3
Description
本発明実施形態は、半導体記憶装置に関する。
近年、半導体記憶装置の大容量化に伴い、ビット線またはワード線の本数が多くなる傾向にある。また、ビット線またはワード線の本数が多くなると、ビット線またはワード線を選択するデコーダの配置面積も、それに伴って大きくなる傾向にある。そのため、デコーダにおいて、ビット線やワード線を選択するマルチプレクサの配置面積を小さくすることが望まれている。
マルチプレクサの配置面積を小さくするために、例えば、マルチプレクサに含まれるトランジスタの一部を省略することが考えられる。しかし、単純にマルチプレクサからトランジスタを省略すると、例えば、ビット線やワード線に電圧を印加する際の制御性・自由度が低下する。その結果、選択ビット線または選択ワード線以外の非選択ビット線や非選択ワード線の電圧を、適切に制御できなくなるおそれがある。
面積を小さくしつつ、選択ビット線、選択ワード線、非選択ビット線および非選択ワード線に適切な電圧を印加することができる半導体記憶装置を提供する。
本実施形態による半導体記憶装置は、m本(mは2以上の整数)ずつの複数のグループに分けられた複数の第1信号線と、複数の第2信号線とを備える。メモリセルアレイは、複数の第1信号線と複数の第2信号線との交点に対応して設けられた複数のメモリセルを有する。m+2本以上のグローバル信号線は、複数の第1信号線のいずれかに選択電圧を印加する。複数の第1トランジスタは、複数の第1信号線のそれぞれに対応して1つずつ設けられ、複数の第1信号線とグローバル信号線との間に接続されている。複数の第1選択信号線は、複数のグループのそれぞれに対応して設けられ、該対応するグループに含まれる第1トランジスタのゲート電極に共通に接続されている。互いに隣接する任意の2つのグループのそれぞれの両端に位置する第1信号線は、互いに異なるグローバル信号線に接続されている。
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。図面は模式的または概念的なものであり、各部分の比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。明細書と図面において、既出の図面に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態による半導体記憶装置の構成例を示すブロック図である。半導体記憶装置1は、例えば、DRAM等の揮発性メモリ、NAND型EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read-Only-Memory)、ReRAM、MRAM、PCM等の不揮発性メモリでよい。また、半導体記憶装置1は、例えば、1つのメモリチップでもよく、複数のメモリチップを含むDIMM(Dual Inline Memory Module)のようなモジュールであってもよい。
図1は、第1実施形態による半導体記憶装置の構成例を示すブロック図である。半導体記憶装置1は、例えば、DRAM等の揮発性メモリ、NAND型EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read-Only-Memory)、ReRAM、MRAM、PCM等の不揮発性メモリでよい。また、半導体記憶装置1は、例えば、1つのメモリチップでもよく、複数のメモリチップを含むDIMM(Dual Inline Memory Module)のようなモジュールであってもよい。
図1に示す半導体記憶装置1は、例えば、1つのメモリチップとして構成されている。半導体記憶装置1は、以下、メモリチップ1という。メモリチップ1は、メモリセルアレイMCAと、カラムデコーダCDと、ロウデコーダRDと、センスアンプSAと、リード・ライト・バッファRWBと、周辺回路PCとを備えている。
メモリセルアレイMCAは、例えばマトリクス状に二次元配置された複数のメモリセルMCを備えている。メモリセルMCは、例えば、PCMである。メモリセルMCは、例えば、ビット線BLとワード線WLとの交点に対応して配置されている。即ち、メモリセルアレイMCAは、所謂、クロスポイント型メモリセルアレイである。半導体基板の上方から見たときに、ビット線BLは、ワード線WLと略直交する。複数のビット線BLは、メモリセルアレイMCAのそれぞれメモリセルMCの一端に接続される。複数のワード線WLは、メモリセルアレイMCAのそれぞれメモリセルMCの他の一端と接続されるか、ゲート電極として機能する場合もある。メモリセルアレイMCAは、1チップ内において複数のバンクBNKに分割されており、各バンクBNKごとにセンスアンプSA、データラッチDL、アドレスラッチAL等が設けられている。
センスアンプSAは、例えば、カラムデコーダCDおよびビット線BLを介してメモリセルMCに接続されており、ビット線BLを介して書込み電圧(例えば、VDD、VSS)や読出電圧をメモリセルMCに印加する。センスアンプSAは、メモリセルMCに書込み電圧を印加することによってデータをメモリセルMCに書き込み、あるいは、メモリセルMCに読出し電圧を印加することによってメモリセルMCからデータを読み出す。
リード・ライト・バッファRWBは、センスアンプSAで検出されたデータやアドレスをページごとに一時的に保持し、あるいは、メモリセルアレイMCAに書き込むデータやアドレスをページごとに一時的に保持する。
ロウデコーダRDおよびカラムデコーダCDは、バンクアドレスやページアドレスに基づいてメモリセルアレイMCAにアクセスし、選択されたワード線WLや選択されたビット線BLに書込み電圧や読出し電圧を印加する。ロウデコーダRDは、複数のワード線WLの中から選択された選択ワード線に書込み電圧または読出し電圧を印加する。カラムデコーダCDは、複数のビット線BLの中から選択された選択ビット線をセンスアンプSAに接続する。センスアンプSAは、選択ビット線に書込み電圧または読出し電圧を印加する。これにより、メモリチップ1は、メモリセルMC内の所望のメモリセルMCへデータを書き込み、あるいは、所望のメモリセルMCからデータを読み出すことができる。
周辺回路PCは、図示しないが、例えば、電圧ジェネレータ、リード・ライト・エンジン、アドレスコントローラ、コマンドコントローラ、入出力回路等を備えている。
電圧ジェネレータは、データ読出し動作およびデータ書込み動作に必要なワード線WLの電圧やビット線BLの電圧を生成する。
リード・ライト・エンジンは、コマンドおよびアドレスに従って、データをバンクBNK内の所望のメモリセルMCに書き込むようにカラムデコーダCDおよびロウデコーダRDを制御し、あるいは、バンクBNK内の所望のメモリセルMCからデータを読み出す。リード・ライト・エンジンは、読み出しデータを入出力回路のDQバッファへ転送する。
アドレスコントローラは、ロウアドレスおよびカラムアドレス等を受け取り、これらのアドレスをデコードする。コマンドコントローラは、データ読出し動作、データ書込み動作等の各種動作を示すコマンドを受け取り、それらのコマンドをリード・ライト・エンジンへ転送する。
入出力回路(IO)は、コマンドおよびアドレスをCA端子CAから取り込み、コマンドをコマンドコントローラへ転送し、アドレスをアドレスコントローラへ転送する。コマンドは、書込み動作を指示する書込みコマンドであったり、読出し動作を指示する読出しコマンドでよい。アドレスは、メモリセルアレイMCAのいずれかのバンクBNKを示すバンクアドレス、および、バンクBNK内の読出しまたは書込み対象のページやメモリセルMCを示すアドレスでよい。複数のバンクBNKが1つのバンクグループを構成する場合には、アドレスは、バンクグループのアドレスであってもよい。
また、入出力回路は、書込みデータをDQ端子から取り込み、書込みデータをリード・ライト・バッファRWBへ転送する。あるいは、入出力回路は、データラッチDLに保持された読出しデータを受け取り、その読出しデータをDQ端子から出力する。
メモリチップ1の外部には、複数のメモリチップ1全体を制御するメモリコントローラ(図示せず)が設けられていてもよい。
図2は、ロウデコーダRD、ワード線ドライバWLDRVおよびワード線WLの構成例を示すブロック図である。ロウデコーダRDは、マルチプレクサMUXを備えている。ワード線ドライバWLDRVは、上記電圧ジェネレータの一部として構成されている。
マルチプレクサMUXは、ワード線WLとワード線ドライバWLDRVとの間に設けられている。マルチプレクサMUXは、選択電圧VWLおよび非選択電圧VWLUを受けて、ワード線WLのそれぞれにそれらのいずれかを印加可能に構成されている。マルチプレクサMUXの内部構成については、後述する。
ワード線ドライバWLDRVは、選択電圧VWLとして、例えば、書込み電圧(例えば、VDD、VSS)や読出電圧を選択されたメモリセルMCに印加する。
非選択電圧生成部VWLUGENは、選択されていない非選択のメモリセルMCに印加する非選択電圧VWLUを生成する。非選択電圧生成部VWLUGENは、周辺回路PC内に組み込んでもよく、あるいは、メモリチップ1の外部に設けられていてもよい。非選択電圧VWLUは、例えば、接地電圧でよい。選択電圧VWLは、電源電圧から生成された所定の電圧でよい。
図3は、第1実施形態によるロウデコーダRD内のマルチプレクサMUXの構成例を示す回路図である。以下、マルチプレクサMUXは、第1信号線としてワード線WLを選択的に駆動するロウデコーダRD内に設けられる。この場合、第2信号線はビット線BLとなる。しかし、マルチプレクサMUXは、ビット線BLを選択的に駆動するカラムデコーダCD内に設けられてもよい。この場合、第2信号線がワード線WLとなる。また、マルチプレクサMUXは、カラムデコーダCDおよびロウデコーダRDの両方に設けられてもよい。
ワード線WLは、m本(mは2以上の整数)ずつの複数のグループに分割されている。例えば、本実施形態では、16本のワード線WLが、4本ずつ、4つのグループGP0〜GP3に分割されている。即ち、本実施形態では、m=4である。尚、複数のワード線WLの分割は、ワード線WLへの電圧印加を行うオペレーションについての概念的な分割を意味する。また、ワード線WLの総数、グループ数、各グループに含まれるワード線WLの数は、特に限定しない。
グローバル信号線としてのグローバルワード線GWLA0、GWLB0、GBL1、GBL2、GWLA3、GWLB3が、ワード線WL全体(全グループGP0〜GP3)に対して共通に設けられている。グローバルワード線GWLA0、GWLB0、GBL1、GBL2、GWLA3、GWLB3は、1つのグループ内に含まれるワード線WLの数に2を足した数(即ち、m+2本)だけ設けられている。例えば、本実施形態では、4本のワード線WLが各グループGP0〜GP3のそれぞれに含まれており、6本のグローバルワード線GWLA0、GWLB0、GBL1、GBL2、GWLA3、GWLB3がグループGP0〜GP3に対して共通に設けられている。
グローバルワード線GWLA0、GWLB0は、隣接する2つのグループの一端に位置するワード線にそれぞれ対応している。例えば、グローバルワード線GWLA0は、グループGP0の一端のワード線WL0に対応しており、トランジスタを介してワード線WL0に接続されている。グローバルワード線GWLB0は、グループGP0に隣接するグループGP1の一端のワード線WL4に対応しており、トランジスタを介してワード線WL4に接続されている。同様に、グローバルワード線GWLA0は、グループGP2の一端のワード線WL8に対応しており、トランジスタを介してワード線WL8に接続されている。グローバルワード線GWLB0は、グループGP2に隣接するグループGP3の一端のワード線WL12に対応しており、トランジスタを介してワード線WL12に接続されている。
グローバルワード線GWLA3、GWLB3は、隣接する2つのグループの他端に位置するワード線にそれぞれ対応している。例えば、グローバルワード線GWLA3は、グループGP0の他端のワード線WL3に対応しており、トランジスタを介してワード線WL3に接続されている。グローバルワード線GWLB3は、グループGP0に隣接するグループGP1の他端のワード線WL7に対応しており、トランジスタを介してワード線WL7に接続されている。同様に、グローバルワード線GWLA3は、グループGP2の他端のワード線WL11に対応しており、トランジスタを介してワード線WL11に接続されている。グローバルワード線GWLB3は、グループGP2に隣接するグループGP3の他端のワード線WL15に対応しており、トランジスタを介してワード線WL15に接続されている。
グループGP1の両端のワード線WL4、WL7は、それに隣接するグループGP0、GP2の両端のワード線WL0、WL3およびワード線WL8、WL11とはグローバルワード線を共有しておらず、それぞれ異なるグローバルワード線GWLA0、GWLB0、GWLA3、GWLB3に接続されている。同様に、グループGP2の両端のワード線WL8、WL11は、それに隣接するグループGP1、GP3の両端のワード線WL4、WL7およびワード線WL12、WL15とはグローバルワード線を共有しておらず、それぞれ異なるグローバルワード線GWLA0、GWLB0、GWLA3、GWLB3に接続されている。尚、グループ数は4以上でもよいため、グループGP0、GP3についても同様に構成され得る。
このように、グローバルワード線GWLA0、GWLB0、GWLA3、GWLB3は、各グループの端部に位置するワード線に対して2本ずつ設けられている。尚且つ、グローバルワード線GWLA0、GWLB0、GWLA3、GWLB3は、隣接する2つのグループ内において同一ワード線には接続されず、互いに異なるワード線に接続される。一方、グローバルワード線GWLA0、GWLB0、GWLA3、GWLB3は、隣接する2つのグループには共有されていないが、1つ置きに配置された複数のグループで共有されている。例えば、グローバルワード線GWLA0、GWLA3は、1つ置きに配置された2つのグループGP0、GP2で共有されている。グローバルワード線GWLB0、GWLB3は、1つ置きに配置された2つのグループGP1、GP3で共有されている。これにより、グローバルワード線は、隣接する2つのグループの端部のワード線に対しては2本ずつに分割されているが、グローバルワード線の本数を極力少なくすることができる。
さらに、各グループの両端以外の中間のワード線は、隣接する任意の2つのグループにおいてグローバルワード線を共有している。また、同一グループ内では、ワード線は、それぞれ異なるグローバルワード線GWL1、GWL2に接続されている。例えば、グループGP0〜GP3の中間のワード線WL1、WL2、WL5、WL6、WL9、WL10、WL13、WL14は、グローバルワード線GWL1、GWL2を共有している。また、グループGP0のワード線WL1、WL2は、グローバルワード線GWL1、GWL2にそれぞれ接続されており、グループGP1のワード線WL5、WL6は、グローバルワード線GWL1、GWL2にそれぞれ接続されている。グループGP2,GP3に付いても同様である。これにより、グローバルワード線の本数を極力少なくすることができる。グローバルワード線の本数を少なくすることによって、ロウデコーダRDのレイアウト面積を小さくすることができる。
各グループGP0〜GP3は、互いに異なるグローバルワード線GWLA0、GWLB0、GBL1、GBL2、GWLA3、GWLB3に接続されたワード線WLのグループである。尚且つ、4本のグローバルワード線GWLA0、GWLB0、GWLA3、GWLB3は、各グループGP0〜GP3の両端部の2本のワード線(WL0、WL3、WL4、WL7、WL8、WL11、WL12、WL15)に対応して設けられている。よって、グローバルワード線GWLA0、GWLB0、GBL1、GBL2、GWLA3、GWLB3の数(j)は、各グループに含まれるワード線WLの数(m)に2を足した数(m+2)である。尚、ロウデコーダRDの面積は大きくなるが、グローバルワード線の数は、m+2より多くてもよい。即ち、式1が成立する。
j≧m+2 (式1)
j≧m+2 (式1)
各グループGP0〜GP3内の4本のワード線WL0〜WL3、WL4〜WL7、WL8〜WL11、WL12〜WL15は、グローバルワード線GWLA0、GWLB0、GBL1、GBL2、GWLA3、GWLB3のいずれかに、トランジスタTr0〜Tr3、Tr4〜Tr7、Tr8〜Tr11、Tr12〜Tr15を介して接続されている。グループGP0のワード線WL0〜WL3は、それぞれトランジスタTr0〜Tr3を介してグローバルワード線GWLA0、GWL1、GWL2、GWLA3に接続されている。グループGP1のワード線WL4〜WL7は、それぞれトランジスタTr4〜Tr7を介してグローバルワード線GWLB0、GWL1、GWL2、GWLB3に接続されている。グループGP2のワード線WL8〜WL11は、それぞれトランジスタTr8〜Tr11を介してグローバルワード線GWLA0、GWL1、GWL2、GWLA3に接続されている。グループGP3のワード線WL12〜WL15は、それぞれトランジスタTr12〜Tr15を介してグローバルワード線GWLB0、GWL1、GWL2、GWLB3に接続されている。
グローバルワード線GWLA0、GWLB0、GWL1、GWL2、GWLA3、GWLB3は、そのうち1本が選択電圧VWLを伝達し、その他の5本が非選択電圧VWLUに維持されるか、電気的に浮遊状態となっている。非選択電圧VWLUは、選択ワード線に隣接した非選択ワード線(隣接ワード線)に接続されたグローバルワード線に印加される。選択ワード線に隣接していない非選択ワード線に接続されたグローバルワード線は、電気的に浮遊状態でもよい。
トランジスタTr0〜Tr15は、ワード線WL0〜WL15のそれぞれに対応して1つずつ設けられており、ワード線WL0〜WL15とグローバルワード線GWLA0、GWLB0、GWL1、GWL2、GWLA3、GWLB3との間に接続されている。トランジスタTr0〜Tr15は、例えば、p型MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)で構成される。しかし、トランジスタTr0〜Tr15は、n型MOSFETで構成されてもよい。また、接続を切り替えることができるスイッチ機能を有していれば、トランジスタに限らない。
選択信号線SEL0〜SEL3は、グループGP0〜GP3のそれぞれに対応して設けられており、対応するグループGP0〜GP3に含まれるトランジスタTr0〜Tr3、Tr4〜Tr7、Tr8〜Tr11、Tr12〜Tr15のゲート電極にそれぞれ共通に接続されている。例えば、選択信号線SEL0は、グループGP0のトランジスタTr0〜Tr3のゲート電極に共通に接続されている。選択信号線SEL1は、グループGP1のトランジスタTr4〜Tr7のゲート電極に共通に接続されている。選択信号線SEL2は、グループGP2のトランジスタTr8〜Tr11のゲート電極に共通に接続されている。選択信号線SEL3は、グループGP3のトランジスタTr12〜Tr15のゲート電極に共通に接続されている。これにより、トランジスタTr0〜Tr15は、グループGP0〜GP3ごとに駆動される。選択信号線SEL0〜SEL3の電圧は、周辺回路PCによって立ち上げ、あるいは、立ち下げられる。
例えば、トランジスタTr0〜Tr15がp型MOSFETであるとする。この場合、選択信号線SEL0〜SEL3はロウアクティブとなる。従って、グループGP0が選択されると、周辺回路PCは、選択信号線SEL0を立ち下げ、グループGP0に対応するトランジスタTr0〜Tr3をオン状態にする。これにより、トランジスタTr0〜Tr3は、グループGP0に含まれるワード線WL0〜WL3をそれぞれグローバルワード線GWLA0、GWL1、GWL2、GWLA3に電気的に接続する。即ち、選択グループがGP0の場合、トランジスタTr0〜Tr3は、選択グループGP0に含まれる4本のワード線WL0〜WL3と4本のグローバルワード線GWLA0、GWL1、GWL2、GWLA3とをそれぞれ電気的に接続する。同様に、グループGP1が選択されると、周辺回路PCは、選択信号線SEL1を立ち下げ、グループGP1に対応するトランジスタTr4〜Tr7をオン状態にする。これにより、トランジスタTr4〜Tr7は、グループGP1に含まれるワード線WL4〜WL7をそれぞれグローバルワード線GWLB0、GWL1、GWL2、GWLB3に接続する。即ち、選択グループがGP1の場合、トランジスタTr4〜Tr7は、選択グループGP1に含まれる4本のワード線WL4〜WL7と4本のグローバルワード線GWLB0、GWL1、GWL2、GWLB3とをそれぞれ電気的に接続する。同様に、グループGP2が選択されると、周辺回路PCは、選択信号線SEL2を立ち下げ、グループGP2に対応するトランジスタTr8〜Tr11をオン状態にする。これにより、トランジスタTr8〜Tr11は、グループGP2に含まれるワード線WL8〜WL11をそれぞれグローバルワード線GWLA0、GWL1、GWL2、GWLA3に接続する。グループGP3が選択されると、周辺回路PCは、選択信号線SEL3を立ち下げ、グループGP3に対応するトランジスタTr12〜Tr15をオン状態にする。これにより、グループGP3に含まれるワード線WL12〜WL15がそれぞれグローバルワード線GWLB0、GWL1、GWL2、GWLB3に接続される。
上述の通り、グローバルワード線GWLA0、GWLB0、GBL1、GBL2、GWLA3、GWLB3のうち1本が選択電圧VWLであり、その他5本のグローバルワード線は非選択電圧VWLUに維持されるか、電気的に浮遊状態となっている。選択グループに含まれる4本のワード線のうち1本のワード線のみに選択電圧VWLが印加され、その他の3本のワード線には非選択電圧VWLUが印加されるか、電気的に浮遊状態となっている。非選択電圧VWLUは、選択ワード線に隣接した非選択ワード線(隣接ワード線)およびそれに接続されたグローバルワード線に印加される。選択ワード線に隣接していない非選択ワード線およびそれに接続されたグローバルワード線は、電気的に浮遊状態でもよい。
本実施形態によれば、ロウデコーダRDは、選択ワード線の両側にある非選択ワード線を非選択電圧VWLUに固定する。これにより、選択ワード線の選択電圧VWLが非選択ワード線に与える影響を小さくし、非選択ワード線に接続されたメモリセルへのディスターブを抑制する。
例えば、各グループの中間部のワード線を選択する場合、選択ワード線の両側の非選択ワード線は、同一グループ内にある。従って、選択グループのみの選択信号線を立ち下げ、その他の非選択グループの選択信号線は、ハイレベルのままでよい。この場合、グローバルワード線の電圧制御によって、選択ワード線の両側の非選択ワード線は、非選択電圧VWLUに固定され得る。例えば、グループGP1のワード線WL5を選択した場合、選択信号線SEL1をロウレベルに立ち下げ、他の選択信号線SEL0、SEL2、SEL3はハイレベルのままにする。そして、グローバルワード線GWL1を選択電圧VWLに設定し、グローバルワード線GWLB0、GWL2を非選択電圧VWLUに設定する。他のグローバルワード線GWLA0、GWLA3、GWLB3は、非選択電圧VWLUまたは浮遊状態となっている。これにより、選択ワード線WL5の両側に隣接する非選択ワード線WL4、WL6は、非選択電圧VWLUに固定される。よって、選択ワード線WL5の選択電圧VWLによって、隣接する非選択ワード線WL4、WL6のメモリセルはディスターブを受け難い。その他の非選択ワード線は、選択ワード線WL5から離間しているので、非選択電圧VWLUまたは浮遊状態のいずれでもよい。他の中間部のワード線WL1、WL2、WL6、WL9、WL10、WL13、WL14が選択された場合についても同様である。つまり、選択ワード線WL5がグループGP1の中間に位置する場合、選択グループGP1に含まれるトランジスタTr4〜Tr7は、ワード線WL4〜WL7とグローバルワード線をそれぞれ電気的に接続する。一方、選択グループGP1以外の非選択グループGP0、GP2、GP3のワード線はグローバルワード線に接続されず、浮遊状態のままとなっている。
一方、選択ワード線が選択グループの端部にある場合、選択ワード線の片側に隣接する非選択ワード線は、選択グループに隣接する他のグループに属する。従って、選択ワード線に隣接する非選択グループの選択信号線も立ち下げる必要がある。つまり、選択グループのワード線だけでなく、選択ワード線に隣接する非選択グループ(隣接グループ)のトランジスタも、その隣接グループに含まれるワード線とグローバルワード線とを電気的に接続する。
例えば、図4は、グループGP1の端部ワード線WL7を選択する場合の様子を示す図である。グループGP1が選択グループである場合、選択信号線SEL1がロウレベルに立ち下がる。また、ワード線WL7は、選択グループGP1の端部にあるワード線である。従って、選択ワード線WL7に隣接する非選択グループGP2の選択信号線SEL2も立ち下げる。これにより、グループGP1、GP2のワード線WL4〜WL11がグローバルワード線GWLA0、GWLB0、GBL1、GBL2、GWLA3、GWLB3のいずれかに接続される。
このとき、選択ワード線WL7に接続されるグローバルワード線GWLB3には選択電圧VWLが印加されている。選択ワード線WL7に隣接する非選択ワード線WL6、WL8に接続されるグローバルワード線GWL2、GWLA0には、非選択電圧VWLUが印加されている。その他のグローバルワード線GWLB0、GWL1、GWLA3は、非選択電圧VWLUまたは浮遊状態のいずれでもよい。
これにより、選択ワード線WL7には選択電圧VWLが印加され、選択ワード線WL7の両側に隣接する非選択ワード線WL6、WL8には非選択電圧VWLUが印加される。選択グループGP1およびGP2のその他のワード線WL4、WL5、WL9〜WL11は、非選択電圧VWLUまたは浮遊状態になっている。さらに、選択信号線SEL0、SEL3は、ハイレベルのままである。従って、非選択グループGP0、GP3のワード線は、グローバルワード線から電気的に切断されており、電気的に浮遊状態となっている。即ち、選択ワード線WL7、その両側に隣接する非選択ワード線WL6、WL8以外の非選択ワード線は、電気的に浮遊状態となっている。
このように、選択ワード線WL7に隣接する2つの非選択ワード線WL6、WL8は、非選択電圧VWLUに固定される。これにより、選択ワード線WL7と非選択ワード線WL6、WL8との容量結合が抑制され、選択ワード線WL7の選択電圧VWLは、それに隣接する非選択ワード線WL6、WL8にあまり影響しない。その結果、非選択ワード線WL6、WL8に接続されたメモリセルに対するディスターブが抑制される。その他の非選択ワード線WL0〜WL5、WL9〜WL15は、選択ワード線WL7には直接隣接していないため、非選択電圧VWLUに固定されていても、浮遊状態であってもよい。
ここで、各グループGP0〜GP3の一端にあるワード線WL0、WL4、WL8、WL12に対応するグローバルワード線は、GWLA0およびGWLB0の2本に分割されている。また、各グループGP0〜GP3の他端にあるワード線WL3、WL7、WL11、WL15に対応するグローバルワード線も、GWLA3およびGWLB3の2本に分割されている。
図示しないが、もし、各グループGP0〜GP3の端部にあるワード線WL3、WL7、WL11、WL15に対応するグローバルワード線が1本(GWL3とする)である場合、ワード線WL3、WL7、WL11、WL15は、1本の共通のグローバルワード線GWL3に接続されることになる。この場合、グループGP1の端部のワード線WL7が選択されると、グローバルワード線GWL3は、選択ワード線WL7だけでなく、非選択グループGP2のワード線WL11にも接続される。従って、選択ワード線WL7に隣接する非選択グループGP2のワード線WL8〜WL11をグローバルワード線に接続すると、グローバルワード線GWL3の選択電圧VWLが選択ワード線WL7だけでなく、非選択ワード線WL11にも印加されてしまう。この場合、非選択ワード線WL11に接続されたメモリセルがディスターブを受けてしまう。
このような現象は、グループの一端のワード線WL4が選択された場合も同様に生じる。もし、各グループGP0〜GP3の端部にあるワード線WL0、WL4、WL8、WL12に対応するグローバルワード線が1本(GWL0とする)である場合、ワード線WL0、WL4、WL8、WL12は、1本の共通のグローバルワード線GWL0に接続されることになる。この場合、グループGP1の端部のワード線WL4が選択された場合に、グローバルワード線GWL0は、選択ワード線WL4だけでなく、非選択グループGP0のワード線WL0にも接続される。従って、選択ワード線WL4に隣接する非選択グループGP0のワード線WL0〜WL3をグローバルワード線に接続すると、グローバルワード線GWL0の選択電圧VWLが選択ワード線WL4だけでなく、非選択ワード線WL0にも印加されてしまう。この場合、非選択ワード線WL0に接続されたメモリセルがディスターブを受けてしまう。
これに対し、本実施形態による半導体記憶装置では、各グループGP0〜GP3の一端にあるワード線WL0、WL4、WL8、WL12に対応するグローバルワード線は、GWLA0およびGWLB0の2本に分割されている。さらに、各グループGP0〜GP3の他端にあるワード線WL3、WL7、WL11、WL15に対応するグローバルワード線も、GWLA3およびGWLB3の2本に分割されている。そして、互いに隣接する任意の2つのグループにおける端部のワード線は、互いに異なるグローバルワード線(GWLA0、GWLB0、GWLA3、GWLB3)に接続される。従って、選択グループに隣接する非選択グループのワード線をグローバルワード線に接続しても、選択電圧VWLが選択ワード線以外の非選択ワード線に印加されることはない。例えば、図3において、選択ワード線WL7に隣接する2つの非選択ワード線WL6、WL8を非選択電圧VWLUに固定するために、隣接する非選択グループGP2のワード線WL8〜WL11をグローバルワード線に接続する。この場合、選択ワード線WL7および非選択ワード線WL11は、互いに異なるグローバルワード線GWLB3、GWLA3にそれぞれ接続される。従って、選択電圧VWLは選択ワード線WL7にのみ印加され、非選択ワード線WL11には印加されない。よって、選択ワード線WL7に隣接する非選択ワード線WL6、WL8を非選択電圧VWLUに固定しつつ、非選択ワード線WL11に接続されたメモリセルのディスターブを抑制することができる。
選択ワード線がWL4の場合も同様である。選択ワード線WL4に隣接する2つの非選択ワード線WL3、WL5を非選択電圧VWLUに固定するために、隣接する非選択グループGP0のワード線WL0〜WL3をグローバルワード線に接続する。この場合、選択ワード線WL4および非選択ワード線WL0は、互いに異なるグローバルワード線GWLB0、GWLA0にそれぞれ接続される。従って、選択電圧VWLは選択ワード線WL4にのみ印加され、非選択ワード線WL0には印加されない。よって、選択ワード線WL4に隣接する非選択ワード線WL3、WL5を非選択電圧VWLUに固定しつつ、非選択ワード線WL0に接続されたメモリセルのディスターブを抑制することができる。
本実施形態によれば、簡単化の為に、ワード線(ビット線)の総数が16本で、それが4つのグループに分かれている例を示した。この場合、各グループは、4本のワード線で構成されている。しかし、より多数のワード線が1グループとして構成されることが可能である。例えば、1024本のワード線が32グループに分割されている場合、各グループ内のワード線の数mは、32本である。この場合、グローバルワード線は、少なくとも34本設ければよい。従って、本実施形態による半導体記憶装置のレイアウト面積は、ワード線(ビット線)の総数が増えたとしても、さほど増大せず、半導体記憶装置のチップサイズに与える影響は小さい。違う言い方をすれば、本実施形態による半導体記憶装置においては、ワード線(ビット線)の総数が増えた場合のチップサイズに与える影響を、相対的に小さく抑制することが可能になる。従って、本実施形態による半導体記憶装置は、面積の増体を抑制しつつ、選択電圧による非選択ワード線へのディスターブ(電圧変動)を抑制することができる。
尚、各グループGP0〜GP3の一端または他端にある端部ワード線に対応するグローバルワード線は、それぞれ2本に分割されている。しかし、端部ワード線に対応するグローバルワード線は、隣接するグループにおいて共有されない限り、3本以上に分割されていても構わない。
上記構成および機能は、ロウデコーダRDだけでなく、カラムデコーダCDにも適用可能である。カラムデコーダCDに適用する場合、“ワード線”に代えて、“ビット線”と換言すればよい。
(変形例)
図5は、第1実施形態の変形例によるロウデコーダRD内のマルチプレクサMUXの構成例を示す回路図である。本変形例では、グループGP1、GP3のワード線とグローバルワード線との接続関係が第1実施形態のそれと異なる。グループGP0では、ワード線WL0〜WL3は、それぞれ昇順(GWLA0、GWL1、GWL2、GWLA3の順)にグローバルワード線に接続されている。グループGP2でも同様に昇順にグローバルワード線に接続されている。一方、グループGP1では、ワード線WL4〜WL7は、それぞれ降順(GWLB3、GWL2、GWL1、GWLB0の順)にグローバルワード線に接続されている。
図5は、第1実施形態の変形例によるロウデコーダRD内のマルチプレクサMUXの構成例を示す回路図である。本変形例では、グループGP1、GP3のワード線とグローバルワード線との接続関係が第1実施形態のそれと異なる。グループGP0では、ワード線WL0〜WL3は、それぞれ昇順(GWLA0、GWL1、GWL2、GWLA3の順)にグローバルワード線に接続されている。グループGP2でも同様に昇順にグローバルワード線に接続されている。一方、グループGP1では、ワード線WL4〜WL7は、それぞれ降順(GWLB3、GWL2、GWL1、GWLB0の順)にグローバルワード線に接続されている。
各グループGP0〜GP3の一端または他端にある端部ワード線に対応するグローバルワード線は、それぞれ2本に分割されている点は、第1実施形態と同様である。このような構成であっても、第1実施形態と同様に動作することができる。
例えば、グループGP1のワード線WL7を選択する場合、グループGP1、GP2がグローバルワード線に接続される。そして、選択ワード線WL7に接続されるグローバルワード線GWLB0を選択電圧VWLに設定する。選択ワード線WL7に隣接する非選択ワード線WL6、WL8に接続されるグローバルワード線GWL1、GWLA0は、非選択電圧VWLUに設定される。その他のグローバルワード線は、非選択電圧VWLUまたは浮遊状態のいずれでもよい。これにより、選択ワード線WL7に選択電圧VWLを印加しつつ、それに隣接する非選択ワード線WL6、WL8は非選択電圧VWLUに固定される。よって、非選択ワード線WL6、WL8に接続されたメモリセルは、選択ワード線WL7からのディスターブ(電圧変動)を受け難くなる。また、その他の非選択ワード線は、選択ワード線WL7から離間しているので、電気的に浮遊状態であるものの、選択ワード線WL7からのディスターブ(電圧変動)を受け難い。
本変形例のその他の構成および動作は、第1実施形態の構成および動作から容易に理解できる。従って、本変形例は、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
(第2実施形態)
図6は、第2実施形態によるロウデコーダRD内のマルチプレクサMUXの構成例を示す回路図である。第2実施形態によるロウデコーダRDは、選択ワード線の両側に隣接する2本ずつの非選択ワード線(計4本の非選択ワード線)を非選択電圧VWLUに固定する。その他の非選択ワード線は、非選択電圧VWLUまたは浮遊状態のいずれでもよい。
図6は、第2実施形態によるロウデコーダRD内のマルチプレクサMUXの構成例を示す回路図である。第2実施形態によるロウデコーダRDは、選択ワード線の両側に隣接する2本ずつの非選択ワード線(計4本の非選択ワード線)を非選択電圧VWLUに固定する。その他の非選択ワード線は、非選択電圧VWLUまたは浮遊状態のいずれでもよい。
第2実施形態では、16本のワード線WLが、8本ずつ、2つのグループGP0、GP1に分割されている。即ち、第2実施形態では、m=8である。
グローバル信号線としてのグローバルワード線GWLA0、GWLB0、GWLA1、GWLB1、GBL2〜GBL5、GWLA6、GWLB6、GWLA7、GWLB7が、ワード線WL全体(全グループGP0、GP1)に対して共通に設けられている。グローバルワード線GWLA0、GWLB0、GWLA1、GWLB1、GBL2〜GBL5、GWLA6、GWLB6、GWLA7、GWLB7は、1つのグループ内に含まれるワード線WLの数に4を足した数(即ち、m+4本)だけ設けられている。例えば、本実施形態では、8本のワード線WLが各グループGP0、GP1のそれぞれに含まれており、12本のグローバルワード線GWLA0、GWLB0、GWLA1、GWLB1、GBL2〜GBL5、GWLA6、GWLB6、GWLA7、GWLB7がグループGP0、GP1に対して共通に設けられている。
グローバルワード線GWLA0、GWLB0は、隣接する2つのグループの一端に位置するワード線にそれぞれ対応している。例えば、グローバルワード線GWLA0は、グループGP0の一端のワード線WL0に対応しており、トランジスタTr0を介してワード線WL0に接続されている。グローバルワード線GWLB0は、グループGP0に隣接するグループGP1の一端のワード線WL8に対応しており、トランジスタTr8を介してワード線WL8に接続されている。
グローバルワード線GWLA1、GWLB1は、隣接する2つのグループの一端から2番目に位置するワード線にそれぞれ対応している。例えば、グローバルワード線GWLA1は、グループGP0の一端から2番目のワード線WL1に対応しており、トランジスタTr1を介してワード線WL1に接続されている。グローバルワード線GWLB1は、グループGP0に隣接するグループGP1の一端から2番目のワード線WL9に対応しており、トランジスタTr9を介してワード線WL9に接続されている。
グローバルワード線GWLA7、GWLB7は、隣接する2つのグループの他端に位置するワード線にそれぞれ対応している。例えば、グローバルワード線GWLA7は、グループGP0の他端のワード線WL7に対応しており、トランジスタTr7を介してワード線WL7に接続されている。グローバルワード線GWLB7は、グループGP0に隣接するグループGP1の他端のワード線WL15に対応しており、トランジスタTr15を介してワード線WL15に接続されている。
グローバルワード線GWLA6、GWLB6は、隣接する2つのグループの他端から2番目に位置するワード線にそれぞれ対応している。例えば、グローバルワード線GWLA6は、グループGP0の他端から2番目のワード線WL6に対応しており、トランジスタTr6を介してワード線WL6に接続されている。グローバルワード線GWLB6は、グループGP0に隣接するグループGP1の他端から2番目のワード線WL14に対応しており、トランジスタTr14を介してワード線WL14に接続されている。
グループGP0の両側2本ずつのワード線WL0、WL1、WL6、WL7は、それぞれ異なるグローバルワード線に接続され、かつ、それに隣接するグループGP1の両側2本ずつのワード線WL8、WL9、WL14、WL15ともグローバルワード線を共有していない。
このように、グローバルワード線GWLA0、GWLB0、GWLA1、GWLB1、GWLA6、GWLB6、GWLA7、GWLB7は、各グループの両側2本ずつのワード線に対して設けられている。尚且つ、グローバルワード線GWLA0、GWLB0、GWLA1、GWLB1、GWLA6、GWLB6、GWLA7、GWLB7は、隣接する2つのグループ内において同一ワード線には接続されず、互いに異なるワード線に接続される。グローバルワード線GWLA0、GWLB0、GWLA1、GWLB1、GWLA6、GWLB6、GWLA7、GWLB7は、隣接する2つのグループには共有されていないが、1つ置きに配置された複数のグループで共有されていてもよい。これにより、グローバルワード線は、隣接する2つのグループの両側2本ずつのワード線に対して分割されているが、グローバルワード線の本数を極力少なくすることができる。
さらに、各グループの両端以外の中間のワード線WL2〜WL5、WL10〜WL13は、隣接する任意の2つのグループにおいてグローバルワード線GWL2〜GWL5を共有している。また、同一グループ内では、ワード線は、それぞれ異なるグローバルワード線GWL2〜GWL5に接続されている。例えば、グループGP0の中間のワード線WL2〜WL5は、それぞれグローバルワード線GWL2〜GWL5に接続され、グループGP1の中間ワード線WL10〜WL13は、それぞれグローバルワード線GWL2〜GWL5に接続されている。グループGP0、GP1のワード線WL2、WL10は、グローバルワード線GWL2に共通に接続され、ワード線WL3、WL11は、グローバルワード線GWL3に共通に接続され、ワード線WL4、WL12は、グローバルワード線GWL4に共通に接続され、ワード線WL5、WL13は、グローバルワード線GWL5に共通に接続されている。
各グループGP0、GP1は、互いに異なるグローバルワード線GWLA0、GWLB0、GWLA1、GWLB1、GWL2〜GWL5、GWLA6、GWLB6、GWLA7、GWLB7に接続されたワード線WLのグループである。尚且つ、8本のグローバルワード線GWLA0、GWLB0、GWLA1、GWLB1、GWLA6、GWLB6、GWLA7、GWLB7は、各グループGP0、GP1の両側2本ずつのワード線(WL0、WL1、WL6、WL7、WL8、WL9、WL14、WL15)に対応して設けられている。よって、グローバルワード線の数(j)は、各グループに含まれるワード線WLの数(後述の式1のm)に4を足した数(m+4)かそれ以上である。即ち、式2が成立する。
j≧m+4 (式2)
j≧m+4 (式2)
各グループGP0、GP1内のワード線WL0〜WL7、WL8〜WL15は、グローバルワード線GWLA0、GWLB0、GWLA1、GWLB1、GWL2〜GWL5、GWLA6、GWLB6、GWLA7、GWLB7のいずれかに、トランジスタTr0〜Tr15を介して接続されている。トランジスタTr0〜Tr15は、ワード線WL0〜WL15のそれぞれに対応して1つずつ設けられており、ワード線WL0〜WL15とグローバルワード線GWLA0、GWLB0、GWLA1、GWLB1、GWL2〜GWL5、GWLA6、GWLB6、GWLA7、GWLB7との間に接続されている。トランジスタTr0〜Tr15の構成は、第1実施形態のそれと同様でよい。
グローバルワード線GWLA0、GWLB0、GWLA1、GWLB1、GWL2〜GWL5、GWLA6、GWLB6、GWLA7、GWLB7は、そのうち1本が選択電圧VWLを伝達し、その他のグローバルワード線は非選択電圧VWLUに維持されるか、電気的に浮遊状態となっている。第2実施形態では、非選択電圧VWLUは、選択ワード線の両側に隣接した2本ずつの非選択ワード線(隣接ワード線)に接続されたグローバルワード線に印加される。選択ワード線からさらに離間する非選択ワード線に接続されたグローバルワード線は、電気的に浮遊状態でよい。
選択信号線SEL0、SEL1は、グループGP0、GP1のそれぞれに対応して設けられており、対応するグループGP0、GP1に含まれるトランジスタTr0〜Tr7、Tr8〜Tr15のゲート電極にそれぞれ共通に接続されている。これにより、トランジスタTr0〜Tr15は、グループGP0、GP1ごとに駆動される。選択信号線SEL0、SEL1の電圧は、周辺回路PCによって立ち上げ、あるいは、立ち下げられる。尚、選択信号線SEL0、SEL1は、ロウアクティブである。
第2実施形態によれば、ロウデコーダRDは、選択ワード線の両側2本ずつの非選択ワード線を非選択電圧VWLUに固定する。これにより、選択ワード線の選択電圧VWLが非選択ワード線に与える影響を小さくし、非選択ワード線に接続されたメモリセルへのディスターブを抑制する。
例えば、各グループの両側2本ずつを除く中間部のワード線を選択する場合、選択ワード線の両側2本ずつの非選択ワード線は、同一グループ内に存在する。従って、選択グループのみの選択信号線を立ち下げ、その他の非選択グループの選択信号線は、ハイレベルのままでよい。この場合、グローバルワード線の電圧制御によって、選択ワード線の両側の非選択ワード線は、非選択電圧VWLUに固定され得る。例えば、グループGP0のワード線WL3を選択した場合、選択信号線SEL0をロウレベルに立ち下げ、他の選択信号線SEL1はハイレベルのままにする。そして、グローバルワード線GWL3を選択電圧VWLに設定し、グローバルワード線GWLA1、GWL2、GWL4、GWL5を非選択電圧VWLUに設定する。他のグローバルワード線は、非選択電圧VWLUまたは浮遊状態となっている。これにより、選択ワード線WL3の両側に隣接する非選択ワード線WL1、WL2、WL4、WL5は、非選択電圧VWLUに固定される。よって、選択ワード線WL3の選択電圧VWLによって、その両側に隣接する2本ずつの非選択ワード線WL1、WL2、WL4、WL5のメモリセルはディスターブを受け難い。その他の非選択ワード線は、選択ワード線WL3から離間しているので、非選択電圧VWLUまたは浮遊状態のいずれでもよい。他の中間部のワード線WL2、WL4、WL5、WL10〜WL13が選択された場合についても同様である。
一方、選択ワード線が選択グループの両側2本に含まれる場合、選択ワード線の片側に隣接する2本の非選択ワード線の少なくとも1本は、選択グループに隣接する他のグループに属する。従って、選択ワード線に隣接する非選択グループの選択信号線も立ち下げる必要がある。つまり、選択グループのワード線だけでなく、それに隣接する非選択グループのワード線もグローバルワード線に接続される。
例えば、図7は、グループGP0の端から2番目のワード線WL6を選択する場合の様子を示す図である。グループGP0が選択グループである場合、選択信号線SEL0がロウレベルに立ち下がる。また、ワード線WL6は、選択グループGP0の端から2番目にあるワード線である。従って、選択ワード線WL6に隣接する非選択グループGP1の選択信号線SEL1も立ち下げる。これにより、グループGP0、GP1のワード線WL0〜WL15がグローバルワード線GWLA0、GWLB0、GWLA1、GWLB1、GWL2〜GWL5、GWLA6、GWLB6、GWLA7、GWLB7のいずれかに接続される。
このとき、選択ワード線WL6に接続されるグローバルワード線GWLA6には選択電圧VWLが印加されている。選択ワード線WL6の両側に隣接する2本ずつの非選択ワード線WL4、WL5、WL7、WL8に接続されるグローバルワード線GWLB0、GWL4、GWL5、GWLA7には、非選択電圧VWLUが印加されている。その他のグローバルワード線は、非選択電圧VWLUまたは浮遊状態のいずれでもよい。
これにより、選択ワード線WL6には選択電圧VWLが印加され、選択ワード線WL6の両側に隣接する2本ずつの非選択ワード線WL4、WL5、WL7、WL8には非選択電圧VWLUが印加される。その他のワード線WL0〜WL3、WL9〜WL15は、非選択電圧VWLUまたは浮遊状態になっている。図示しないが、他の非選択グループの選択信号線はハイレベルのままである。従って、グループGP0、GP1以外の非選択ワード線は、グローバルワード線から電気的に切断されており、電気的に浮遊状態となっている。即ち、選択ワード線WL6、その両側のそれぞれに隣接する2本ずつの非選択ワード線WL4、WL5、WL7、WL8以外の非選択ワード線は、電気的に浮遊状態となっている。
このように、選択ワード線WL6の両側に隣接する2本ずつの非選択ワード線WL4、WL5、WL7、WL8は、非選択電圧VWLUに固定される。これにより、選択ワード線WL6と非選択ワード線WL4、WL5、WL7、WL8との容量結合が抑制され、選択ワード線WL6の選択電圧VWLは、それに隣接する非選択ワード線WL4、WL5、WL7、WL8にあまり影響しない。その結果、非選択ワード線WL4、WL5、WL7、WL8に接続されたメモリセルに対するディスターブが抑制される。その他の非選択ワード線WL0〜WL3、WL9〜WL15は、選択ワード線WL6から離間しているため、非選択電圧VWLUに固定されていても、浮遊状態であってもよい。
ここで、各グループGP0、GP1の一端のワード線WL0、WL8に対応するグローバルワード線は、GWLA0およびGWLB0の2本に分割されている。各グループGP0、GP1の一端から2番目のワード線WL1、WL9に対応するグローバルワード線は、GWLA1およびGWLB1の2本に分割されている。また、各グループGP0、GP1の他端のワード線WL7、WL15に対応するグローバルワード線も、GWLA7およびGWLB7の2本に分割されている。各グループGP0、GP1の他端から2番目のワード線WL6、WL14に対応するグローバルワード線も、GWLA6およびGWLB6の2本に分割されている。
これにより、隣接する2つのグループGP0、GP1の両側の2本ずつのワード線は、互いに異なるグローバルワード線(GWLA0、GWLB0、GWLA1、GWLB1、GWLA6、GWLB6、GWLA7、GWLB7)に接続される。従って、選択グループに隣接する非選択グループのワード線をグローバルワード線に接続しても、選択電圧VWLが選択ワード線以外の非選択ワード線に印加されることはない。例えば、図7において、選択ワード線WL6の両側に隣接する2本ずつの非選択ワード線WL4、WL5、WL7、WL8を非選択電圧VWLUに固定するために、隣接する非選択グループGP1のワード線WL8〜WL15をグローバルワード線に接続する。この場合、選択ワード線WL6は、グループGP1内の非選択ワード線WL8〜WL15とは異なるグローバルワード線に接続される。従って、選択電圧VWLは選択ワード線WL6にのみ印加され、グループGP1内の非選択ワード線WL8〜WL15には印加されない。よって、グループGP1内のメモリセルはディスターブを受けない。
隣接する2つのグループGP0、GP1の両側の2本ずつのワード線のうち任意のワード線が選択された場合も同様である。
第2実施形態のその他の構成および動作は、第1実施形態と同様でよい。これにより、第2実施形態は、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、第2実施形態によれば、各グループは、8本のワード線で構成されている。しかし、各グループをより多数のワード線を含むように構成することも可能である。例えば、1024本のワード線が32グループに分割されている場合、各グループ内のワード線の本数は32本である。この場合、グローバルワード線は、少なくとも36本設ければよい。従って、本実施形態による半導体記憶装置のレイアウト面積は、さほど増大せず、半導体記憶装置のチップサイズに与える影響は小さい。
(変形例)
図8は、第2実施形態の変形例によるロウデコーダRD内のマルチプレクサMUXの構成例を示す回路図である。本変形例では、グループGP1のワード線とグローバルワード線との接続関係が第2実施形態のそれと異なる。グループGP0では、ワード線WL0〜WL7は、それぞれ昇順(GWLA0、GWLA1、GWL2〜GWL5、GWLA6、GWLA7の順)にグローバルワード線に接続されている。一方、グループGP1では、ワード線WL8〜WL15は、それぞれ降順(GWLB7、GWLB6、GWL5、GWL4、GWL3、GWL2、GWLB1,GWLB0の順)にグローバルワード線に接続されている。
図8は、第2実施形態の変形例によるロウデコーダRD内のマルチプレクサMUXの構成例を示す回路図である。本変形例では、グループGP1のワード線とグローバルワード線との接続関係が第2実施形態のそれと異なる。グループGP0では、ワード線WL0〜WL7は、それぞれ昇順(GWLA0、GWLA1、GWL2〜GWL5、GWLA6、GWLA7の順)にグローバルワード線に接続されている。一方、グループGP1では、ワード線WL8〜WL15は、それぞれ降順(GWLB7、GWLB6、GWL5、GWL4、GWL3、GWL2、GWLB1,GWLB0の順)にグローバルワード線に接続されている。
各グループGP0、GP1の一端または他端の2本ずつワード線に対応するグローバルワード線は、それぞれ4本(計8本)に分割されている点は、第2実施形態と同様である。このような構成であっても、第2実施形態と同様に動作することができる。
例えば、グループGP0のワード線WL6を選択する場合、グループGP0、GP1がグローバルワード線に接続される。そして、選択ワード線WL6に接続されるグローバルワード線GWLA6を選択電圧VWLに設定する。選択ワード線WL6の両側に隣接する2本ずつの非選択ワード線WL4、WL5、WL7、WL8に接続されるグローバルワード線GWL4、GWL5、GWLA7、GWLB7は、非選択電圧VWLUに設定される。その他のグローバルワード線は、非選択電圧VWLUまたは浮遊状態のいずれでもよい。これにより、選択ワード線WL6に選択電圧VWLを印加しつつ、その両側に隣接する2本ずつの非選択ワード線WL4、WL5、WL7、WL8は非選択電圧VWLUに固定される。よって、非選択ワード線WL4、WL5、WL7、WL8に接続されたメモリセルは、選択ワード線WL6からのディスターブを受け難くなる。また、その他の非選択ワード線は、選択ワード線WL6から離間しているので、電気的に浮遊状態であるものの、選択ワード線WL6からのディスターブ(電圧変動)を受け難い。
本変形例のその他の構成および動作は、第2実施形態の構成および動作から容易に理解できる。従って、本変形例は、第2実施形態と同様の効果を得ることができる。
以上の実施形態は、以下のようなクロスポイント型メモリに適用可能である。
図9は、メモリセルアレイMCAに含まれるメモリセルMCと、ビット線BLと、ワード線WLを模式的に示す斜視図である。
図9に示されるように、例えば、複数のビット線BLが間隔を空けて同じ方向に延伸しており、その上方で、複数のワード線WLが間隔を空けて、ビット線BLが延伸する方向と直交する方向に、延伸している。そして、複数のメモリセルMCが、複数のビット線BLと複数のワード線WLとの交点に、それぞれ配置される。これにより、複数のメモリセルMCが平面視でマトリクス上に配置された、クロスポイント型メモリセルアレイMCAが構成される。
ビット線BLおよびワード線WLが各1層であり、それらの間に一層のメモリセルMCが配置される例を示したが、これに限られない。メモリセルMCが配置される層をさらに増やし、対応してビット線BL及び/又はワード線WLの層をさらに増やしてもよい。例えば、図9における複数のワード線WLの上に、間隔を空けて、ワード線WLが延伸する方向と直交する方向に延伸する、複数のビット線BLをさらに設け、複数のワード線WLと上方の複数のビット線BLとの交点に、複数のメモリセルMCをさらに配置してもよい。この場合、メモリセルMCは2層となり、配線層(ビット線BLの層およびワード線WLの層)は3層となる。また、ビット線BLとワード線WLを互いに入れ替えても構わない。
図10は、メモリセルアレイMCAの回路構成を模式的に示す図である。各メモリセルMCは、対応する1つのワード線WLと、対応する1つのビット線BLとの間に接続される。メモリセルMCは、例えば抵抗変化素子VRとスイッチ素子SEを含む。尚、メモリセルMCは、抵抗変化型素子に限定されない。
抵抗変化素子VRは、低抵抗状態と高抵抗状態とになることができる。抵抗変化素子VRは、低抵抗状態と高抵抗状態との抵抗状態の違いを利用して、1ビットのデータを保持する。
スイッチ素子SEは、例えば、印加される電圧がしきい値未満である場合に高抵抗状態(オフ状態)となり、印加される電圧がしきい値以上である場合に導通状態(オン状態)となる。これにより、スイッチ素子SEは、整流機能を持つ整流素子として機能する。スイッチ素子SEは、双方向の整流素子であってもよい。
図11は、メモリセルアレイMCA、ビット線BLおよびワード線WLの接続関係を模式的に示す図である。メモリセルアレイMCAには、例えば、16本のビット線BLと16本のワード線が接続される。ビット線BLとワード線WLは、それぞれ、4本ずつ、4個のグループGPに分けられる。なお、ビット線BLとワード線WLの総数がそれぞれ16本である例を示したが、これに限られない。また、各グループGPに含まれるビット線BLとワード線WLの数が4本である例を示したが、これに限られない。例えば、ビット線BLとワード線WLの総数は、例えば1024本であってもよい。この場合、ビット線BLとワード線WLが、それぞれ32本ずつ、32個のグループGPに分けられる構成であってもよい。さらに、1つの半導体記憶装置に、複数のメモリセルアレイMCAが与えられてもよい。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
1 メモリチップ、MCA メモリセルアレイ、CD カラムデコーダ、RD ロウデコーダ、SA センスアンプ、MUX マルチプレクサ、WLDRV ワード線ドライバ、WL ワード線、GWLA0等 グローバルワード線、GP0〜GP3 グループ、Tr0〜Tr15 トランジスタ、SEL0〜SEL3 選択信号線
Claims (10)
- m本(mは2以上の整数)ずつの複数のグループに分けられた複数の第1信号線と、
複数の第2信号線と、
前記複数の第1信号線と前記複数の第2信号線との交点に対応して設けられた複数のメモリセルを有するメモリセルアレイと、
前記複数の第1信号線のいずれかに選択電圧を印加するm+2本以上のグローバル信号線と、
前記複数の第1信号線のそれぞれに対応して1つずつ設けられ、前記複数の第1信号線と前記グローバル信号線との間に接続された複数の第1トランジスタと、
前記複数のグループのそれぞれに対応して設けられ、該対応するグループに含まれる前記第1トランジスタのゲート電極に共通に接続された複数の第1選択信号線とを備え、
互いに隣接する任意の2つの前記グループのそれぞれの両端に位置する前記第1信号線は、互いに異なる前記グローバル信号線に接続されている、半導体記憶装置。 - 前記複数のグループにおいて、それぞれの一端または他端にある前記第1信号線に対応する前記グローバル信号線は、2本以上に分割されている、請求項1に記載の半導体記憶装置。
- 前記複数の第1トランジスタは、前記複数のグループから選択された選択グループに含まれる前記第1信号線と前記グローバル信号線とをそれぞれ電気的に接続し、
前記複数の第1信号線から選択される第1信号線が前記選択グループの端部に位置する場合、前記複数のトランジスタは、選択された前記第1信号線に隣接する隣接グループに含まれる前記第1信号線と前記グローバル信号線もそれぞれ電気的に接続する、請求項1または請求項2に記載の半導体記憶装置。 - 前記複数の第1トランジスタは、前記複数のグループから選択された選択グループに含まれる前記第1信号線と前記グローバル信号線とをそれぞれ電気的に接続し、
前記複数の第1信号線から選択される第1信号線が前記選択グループの中間に位置する場合、前記複数のトランジスタは、前記選択グループに含まれる前記第1信号線と前記グローバル信号線をそれぞれ電気的に接続し、該選択グループ以外の非選択グループの前記第1信号線は前記グローバル信号線に接続しない、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の半導体記憶装置。 - 前記グローバル信号線は、選択された前記第1信号線に前記選択電圧を印加し、
前記グローバル信号線は、選択された前記第1信号線の両側に隣接する前記第1信号線に非選択電圧を印加する、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の半導体記憶装置。 - 前記グローバル信号線は、選択された前記第1信号線およびその両側に隣接する前記第1信号線以外の前記第1信号線を電気的に浮遊状態にする、請求項5に記載の半導体記憶装置。
- 前記グローバル信号線は、選択された前記第1信号線に前記選択電圧を印加し、
前記グローバル信号線は、選択された前記第1信号線の両側のそれぞれに隣接する2本ずつの前記第1信号線に非選択電圧を印加する、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の半導体記憶装置。 - 前記グローバル信号線は、選択された前記第1信号線およびその両側のそれぞれに隣接する2本ずつの前記第1信号線以外の前記第1信号線を電気的に浮遊状態にする、請求項7に記載の半導体記憶装置。
- 1つ置きに配置された前記複数のグループの前記第1信号線は、前記グローバル信号線を共有している、請求項1に記載の半導体記憶装置。
- 互いに隣接する任意の2つの前記グループのそれぞれの両端に位置する前記第1信号線以外の中間の第1信号線は、前記グローバル信号線を共有している、請求項1に記載の半導体記憶装置。
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