JP2618938B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents
半導体記憶装置Info
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- JP2618938B2 JP2618938B2 JP62296824A JP29682487A JP2618938B2 JP 2618938 B2 JP2618938 B2 JP 2618938B2 JP 62296824 A JP62296824 A JP 62296824A JP 29682487 A JP29682487 A JP 29682487A JP 2618938 B2 JP2618938 B2 JP 2618938B2
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- sense amplifier
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- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
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- G11C11/34—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
- G11C11/40—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
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- G11C11/401—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
- G11C11/4063—Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing
- G11C11/407—Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
- G11C11/409—Read-write [R-W] circuits
- G11C11/4097—Bit-line organisation, e.g. bit-line layout, folded bit lines
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Dram (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、半導体記憶装置に係り、例えば分割ビット
線方式のダイナミックRAM(dRAM)に関する。
線方式のダイナミックRAM(dRAM)に関する。
(従来の技術) 近年、半導体記憶装置の高集積化は目覚ましく、特に
dRAMでは高集積化のためにアレイ・レイアウトが設計上
重要になっている。64kビットdRAMから1MビットdRAMま
では、横幅300milのパッケージに収められてきており、
4MビットdRAMでも同じパッケージにしたいというユーザ
ー側の要請がある。この要請を満たすためには、チップ
・サイズの制約があるから、アレイ・レイアウトを工夫
し、チップ面積に占めるメモリセルの割合い(セル占有
率)を高めなくてはならない。即ち、1本のワード線に
接続されるメモリセルの個数を増やして、ロウ・デコー
ダ、カラム・デコーダおよびセンスアンプの個数を減ら
し、これらの占める面積を極力抑制するのである。しか
し、1本の配線に多数のメモリセルを接続することは、
二つの点で問題がある。一つは、配線抵抗の増大であ
り、もう一つは配線容量の増大である。いずれも、dRAM
の性能、特に高速性を損う大きい原因となる。またビッ
ト線に多数のメモリセルを接続することは、センス・マ
ージンに大きい影響を与える。ビット線が長くなってそ
の容量CBが増大し、メモリセルの容量CSとの比CB/CSが
増大してしまうからである。
dRAMでは高集積化のためにアレイ・レイアウトが設計上
重要になっている。64kビットdRAMから1MビットdRAMま
では、横幅300milのパッケージに収められてきており、
4MビットdRAMでも同じパッケージにしたいというユーザ
ー側の要請がある。この要請を満たすためには、チップ
・サイズの制約があるから、アレイ・レイアウトを工夫
し、チップ面積に占めるメモリセルの割合い(セル占有
率)を高めなくてはならない。即ち、1本のワード線に
接続されるメモリセルの個数を増やして、ロウ・デコー
ダ、カラム・デコーダおよびセンスアンプの個数を減ら
し、これらの占める面積を極力抑制するのである。しか
し、1本の配線に多数のメモリセルを接続することは、
二つの点で問題がある。一つは、配線抵抗の増大であ
り、もう一つは配線容量の増大である。いずれも、dRAM
の性能、特に高速性を損う大きい原因となる。またビッ
ト線に多数のメモリセルを接続することは、センス・マ
ージンに大きい影響を与える。ビット線が長くなってそ
の容量CBが増大し、メモリセルの容量CSとの比CB/CSが
増大してしまうからである。
この様な問題を解決するために開発されたのが、分割
ビット線方式である。分割ビット線に関する論文発表は
ここ2〜3年非常に多い。従来提案されている分割ビッ
ト方式は、主ビット線対に複数の分割ビット線対を接続
し、メモリセルの最初のセンス動作は分割ビット線対内
で行ない、分割ビット線センスアンプである程度データ
を増幅した後、この選択された分割ビット線対を主ビッ
ト線対に接続し、主ビット線センスアンプで更にセンス
を行なう、というものである。分割ビット線の容量をC
DBとすればこれは主ビット線の容量CBより小さく、従っ
てメモリセル容量CSとの比CDB/CSが小さくなるため、セ
ンス・マージンが大きく改善される。
ビット線方式である。分割ビット線に関する論文発表は
ここ2〜3年非常に多い。従来提案されている分割ビッ
ト方式は、主ビット線対に複数の分割ビット線対を接続
し、メモリセルの最初のセンス動作は分割ビット線対内
で行ない、分割ビット線センスアンプである程度データ
を増幅した後、この選択された分割ビット線対を主ビッ
ト線対に接続し、主ビット線センスアンプで更にセンス
を行なう、というものである。分割ビット線の容量をC
DBとすればこれは主ビット線の容量CBより小さく、従っ
てメモリセル容量CSとの比CDB/CSが小さくなるため、セ
ンス・マージンが大きく改善される。
しかしながらこの従来の分割ビット線方式には、大き
い問題がある。一つは、分割ビット線に対して数倍の容
量をもつ主ビット線をメモリセルの再書込み(リスト
ア)毎に充放電しているため、消費電力が大きいことで
ある。またメモリセルの読出し時や再書込み時には、主
ビット線対が完全に電源電位(VDD)と接地電位(VSS)
に充放電されるまで、主ビット線が主ビット線センスア
ンプおよび分割ビット線に接続されたままの状態になっ
ている。このため、分割ビット線に接続されるメモリセ
ルの再書込み動作や主ビット線センスアンプによるセン
ス動作が大きい負荷容量のために遅れる。
い問題がある。一つは、分割ビット線に対して数倍の容
量をもつ主ビット線をメモリセルの再書込み(リスト
ア)毎に充放電しているため、消費電力が大きいことで
ある。またメモリセルの読出し時や再書込み時には、主
ビット線対が完全に電源電位(VDD)と接地電位(VSS)
に充放電されるまで、主ビット線が主ビット線センスア
ンプおよび分割ビット線に接続されたままの状態になっ
ている。このため、分割ビット線に接続されるメモリセ
ルの再書込み動作や主ビット線センスアンプによるセン
ス動作が大きい負荷容量のために遅れる。
以上の問題を例えば、16MビットdRAMを分割ビット線
方式を用いて設計した場合を例にとってより具体的に説
明する。1本の主ビット線に対して、256個のメモリセ
ルを接続した8本の分割ビット線を接続した場合、主ビ
ット線の容量は3〜4pF、分割ビット線の容量は0.6〜1p
Fとなる。一回のリフレッシュ時の主ビット線および分
割ビット線の充放電電流は、dRAMのサイクル時間を200n
secと仮定して次のようになる。但しVDD=5[V]と
し、プリチャージ電位を(1/2)VDDとする。主ビット線
対は2048組あり、主ビット線の充電電位は(1/2)VDDで
あるから、主ビット線の消費電流は、 3(pF)×2.5(V)×2048/200(ns) =76.8(mA) となり、分割ビット線の消費電流は、 0.6(pF)×2.5(V)×2048/200(ns) =15.36(mA) となる。つまり主ビット線の消費電流は分割ビット線の
それの5倍もある。
方式を用いて設計した場合を例にとってより具体的に説
明する。1本の主ビット線に対して、256個のメモリセ
ルを接続した8本の分割ビット線を接続した場合、主ビ
ット線の容量は3〜4pF、分割ビット線の容量は0.6〜1p
Fとなる。一回のリフレッシュ時の主ビット線および分
割ビット線の充放電電流は、dRAMのサイクル時間を200n
secと仮定して次のようになる。但しVDD=5[V]と
し、プリチャージ電位を(1/2)VDDとする。主ビット線
対は2048組あり、主ビット線の充電電位は(1/2)VDDで
あるから、主ビット線の消費電流は、 3(pF)×2.5(V)×2048/200(ns) =76.8(mA) となり、分割ビット線の消費電流は、 0.6(pF)×2.5(V)×2048/200(ns) =15.36(mA) となる。つまり主ビット線の消費電流は分割ビット線の
それの5倍もある。
(発明が解決しようとする問題点) 以上のように従来の分割ビット線方式の半導体記憶装
置では、読出し時および再書込み時に主ビット線を電源
電位および接地電位まで充放電するため、消費電流が大
きい、また主ビット線が分割ビット線および主ビット線
センスアンプに接続された状態に保たれるために容量負
荷が大きく、高速動作が損われる、といった問題があっ
た。
置では、読出し時および再書込み時に主ビット線を電源
電位および接地電位まで充放電するため、消費電流が大
きい、また主ビット線が分割ビット線および主ビット線
センスアンプに接続された状態に保たれるために容量負
荷が大きく、高速動作が損われる、といった問題があっ
た。
本発明はこの様な問題を解決した分割ビット線方式の
半導体記憶装置を提供することを目的とする。
半導体記憶装置を提供することを目的とする。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明にかかる半導体記憶装置は、分割ビット線方式
を採用し、主ビット線と主ビット線センスアンプの間に
は主ビット線トランスファゲートを設け、メモリセルの
読出し時および再書込み時に主ビット線が電源電位VDD
または接地電位VSSまでフルスイングすることがないよ
うに、主ビット線と分割ビット線間の選択ゲートおよび
主ビット線トランスファゲートを制御するようにしたこ
とを特徴とする。本発明において読出し時および再書込
み時の主ビット線の電位変化は、主ビット線センスアン
プおよび分割ビット線センスアンプがそれぞれセンス可
能な範囲でできるだけ小さいことが好ましく、例えばそ
の電位変化ΔVBを、 100mV≦|ΔVB|≦500mV とする。
を採用し、主ビット線と主ビット線センスアンプの間に
は主ビット線トランスファゲートを設け、メモリセルの
読出し時および再書込み時に主ビット線が電源電位VDD
または接地電位VSSまでフルスイングすることがないよ
うに、主ビット線と分割ビット線間の選択ゲートおよび
主ビット線トランスファゲートを制御するようにしたこ
とを特徴とする。本発明において読出し時および再書込
み時の主ビット線の電位変化は、主ビット線センスアン
プおよび分割ビット線センスアンプがそれぞれセンス可
能な範囲でできるだけ小さいことが好ましく、例えばそ
の電位変化ΔVBを、 100mV≦|ΔVB|≦500mV とする。
(作用) 本発明によれば、メモリセルの読出し時および再書込
み時の主ビット線の振幅を小さくすることにより、主ビ
ット線の充放電による消費電流を小さくすることができ
る。例えば主ビット線の振幅を(1/2)VDDから(1/10)
VDDにすると、主ビット線の充放電電流は約1/5に抑えら
れる。また読出し時および再書込み時に、選択ゲートお
よび主ビット線トランスファゲートの制御によって、主
ビット線が分割ビット線および主ビット線センスアンプ
から切離されるため、主ビット線センスアンプの動作時
および分割ビット線センスアンプの動作時の負荷容量が
小さいものとなる。この結果、分割ビット線センスアン
プのセンス動作および主ビット線センスアンプのセンス
動作が高速化され、メモリセルの再書込みおよび入出力
線へのデータ読出しが高速化される。以上の結果、高速
かつ低消費電力の分割ビット線方式の半導体記憶装置が
実現できる。
み時の主ビット線の振幅を小さくすることにより、主ビ
ット線の充放電による消費電流を小さくすることができ
る。例えば主ビット線の振幅を(1/2)VDDから(1/10)
VDDにすると、主ビット線の充放電電流は約1/5に抑えら
れる。また読出し時および再書込み時に、選択ゲートお
よび主ビット線トランスファゲートの制御によって、主
ビット線が分割ビット線および主ビット線センスアンプ
から切離されるため、主ビット線センスアンプの動作時
および分割ビット線センスアンプの動作時の負荷容量が
小さいものとなる。この結果、分割ビット線センスアン
プのセンス動作および主ビット線センスアンプのセンス
動作が高速化され、メモリセルの再書込みおよび入出力
線へのデータ読出しが高速化される。以上の結果、高速
かつ低消費電力の分割ビット線方式の半導体記憶装置が
実現できる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図は一実施例のdRAMのコア回路部の構成を示す。
図のコア回路部およびその周辺回路が一枚の半導体基板
上に集積形成される。BLi,▲▼(i=1,2,…,m)
は主ビット線対である。各主ビット線対BLi,▲▼
には、それぞれ主ビット線トランスファゲートTMi1,TMi
2を介して主ビット線センスアンプBSiが接続されてい
る。各主ビット線対BLi,▲▼にはまた、それぞれ
複数対の分割ビット線対DBLij,▲▼(i=1,
2,…,m、j=1,2,…,n)が分割ビット線選択ゲートTij
1,Tij2を介して接続されている。各分割ビット線対DBLi
j,▲▼にはそれぞれ複数個ずつのメモリセル
Mij1,Mij2,…と一個の分割ビット線センスアンプDBSij
が設けられている。各分割ビット線対にはそれぞれダミ
ーセルが一個ずつ設けられるが、これは図では省略して
ある。主ビット線BLi,▲▼と交差してメモリ
セルを選択駆動するワード線WL11,WL12,…が配設されて
いる。主ビット線対BLi,▲▼はカラム選択線CSLi
により制御されるカラム選択ゲートTCi1,TCi2を介して
データ入出力線I/O,▲▼に接続されている。DSj
は分割ビット線選択ゲートTij1,Tij2の制御信号であ
り、Fjは分割ビット線センスアンプDBSijの活性化信
号、ASは主ビット線センスアンプBSiの活性化信号であ
り、TGは主ビット線トランスファゲートTMil,Ti2の制御
信号である。
図のコア回路部およびその周辺回路が一枚の半導体基板
上に集積形成される。BLi,▲▼(i=1,2,…,m)
は主ビット線対である。各主ビット線対BLi,▲▼
には、それぞれ主ビット線トランスファゲートTMi1,TMi
2を介して主ビット線センスアンプBSiが接続されてい
る。各主ビット線対BLi,▲▼にはまた、それぞれ
複数対の分割ビット線対DBLij,▲▼(i=1,
2,…,m、j=1,2,…,n)が分割ビット線選択ゲートTij
1,Tij2を介して接続されている。各分割ビット線対DBLi
j,▲▼にはそれぞれ複数個ずつのメモリセル
Mij1,Mij2,…と一個の分割ビット線センスアンプDBSij
が設けられている。各分割ビット線対にはそれぞれダミ
ーセルが一個ずつ設けられるが、これは図では省略して
ある。主ビット線BLi,▲▼と交差してメモリ
セルを選択駆動するワード線WL11,WL12,…が配設されて
いる。主ビット線対BLi,▲▼はカラム選択線CSLi
により制御されるカラム選択ゲートTCi1,TCi2を介して
データ入出力線I/O,▲▼に接続されている。DSj
は分割ビット線選択ゲートTij1,Tij2の制御信号であ
り、Fjは分割ビット線センスアンプDBSijの活性化信
号、ASは主ビット線センスアンプBSiの活性化信号であ
り、TGは主ビット線トランスファゲートTMil,Ti2の制御
信号である。
第2図は、このように構成されたdRAMの読出し動作時
の主要ノードの信号波形である。この実施例では主ビッ
ト線および分割ビット線のプリチャージ電位を(1/2)V
DDとする。ロウ・アドレス・ストローブ(▲▼)
が論理“1"から“0"になり、アクティブ期間に入ると、
ロウ・アドレス・バッファが動作し外部ロウ・アドレス
がチップ内部に取込まれてワード線が選択される。い
ま、ロウ・アドレスがj1であるとすると、ワード線WLj1
がVSSから昇圧電位(3/2)VDDに立ち上がる。その後分
割ビット線センスアンプ活性化信号Fjが入力され、分割
ビット線センスアンプDBSijが活性化されて、(1/2)V
DDにプリチャージされていた分割ビット線対DBLij,▲
▼はそれぞれの情報に応じてVDDまたはVSSに決
着する。
の主要ノードの信号波形である。この実施例では主ビッ
ト線および分割ビット線のプリチャージ電位を(1/2)V
DDとする。ロウ・アドレス・ストローブ(▲▼)
が論理“1"から“0"になり、アクティブ期間に入ると、
ロウ・アドレス・バッファが動作し外部ロウ・アドレス
がチップ内部に取込まれてワード線が選択される。い
ま、ロウ・アドレスがj1であるとすると、ワード線WLj1
がVSSから昇圧電位(3/2)VDDに立ち上がる。その後分
割ビット線センスアンプ活性化信号Fjが入力され、分割
ビット線センスアンプDBSijが活性化されて、(1/2)V
DDにプリチャージされていた分割ビット線対DBLij,▲
▼はそれぞれの情報に応じてVDDまたはVSSに決
着する。
次に分割ビット線選択信号DSjが入力され、選択ゲー
トTij1,Tij2がオン状態になると、分割ビット線対DBLi
j,▲▼のデータは主ビット線対BLi,▲
▼に転送される。このとき同時に、主ビット線トランス
ファゲート制御信号TGおよび主ビット線センスアンプの
活性化信号Fjが入り、主ビット線BLi,▲▼に伝達
されたデータは主ビット線センスアンプBSiで増幅され
る。(1/2)VDDにプリチャージされていた主ビット線対
BLi,▲▼がそれぞれのデータに応じて(1/2)VDD
+α、(1/2)VDD−αに増幅された後、分割ビット線選
択信号DSjおよび主ビット線トランスファ信号TGがVDDか
らVSSに下がり、選択ゲートTij1,Tij2およびトランスフ
ァゲートTMi1,TMi2がオフとなる。ここで主ビット線BL
i,▲▼の電位変化αは、(1/10)VDD程度であれ
ば、主ビット線センスアンプBSiによりセンス可能であ
り、この様な小さい電位変化の状態でビット線BLi,▲
▼を主ビット線センスアンプBSiから切離すことに
より、センス動作が高速化される。この主ビット線BLi,
▲▼の電位変化の絶対値即ち、α=|ΔVB|は好
ましくは、 100mV≦|ΔVB|≦500mV とする。これによって選択されたワード線WLj1につなが
るメモリセルMij1の再書込み、および主ビット線センス
アンプBSiによるデータのラッチが速やかに行われる。
また主ビット線BLi,▲▼をVDD,VSSまで充放電し
ないため、消費電流が少なくなる。
トTij1,Tij2がオン状態になると、分割ビット線対DBLi
j,▲▼のデータは主ビット線対BLi,▲
▼に転送される。このとき同時に、主ビット線トランス
ファゲート制御信号TGおよび主ビット線センスアンプの
活性化信号Fjが入り、主ビット線BLi,▲▼に伝達
されたデータは主ビット線センスアンプBSiで増幅され
る。(1/2)VDDにプリチャージされていた主ビット線対
BLi,▲▼がそれぞれのデータに応じて(1/2)VDD
+α、(1/2)VDD−αに増幅された後、分割ビット線選
択信号DSjおよび主ビット線トランスファ信号TGがVDDか
らVSSに下がり、選択ゲートTij1,Tij2およびトランスフ
ァゲートTMi1,TMi2がオフとなる。ここで主ビット線BL
i,▲▼の電位変化αは、(1/10)VDD程度であれ
ば、主ビット線センスアンプBSiによりセンス可能であ
り、この様な小さい電位変化の状態でビット線BLi,▲
▼を主ビット線センスアンプBSiから切離すことに
より、センス動作が高速化される。この主ビット線BLi,
▲▼の電位変化の絶対値即ち、α=|ΔVB|は好
ましくは、 100mV≦|ΔVB|≦500mV とする。これによって選択されたワード線WLj1につなが
るメモリセルMij1の再書込み、および主ビット線センス
アンプBSiによるデータのラッチが速やかに行われる。
また主ビット線BLi,▲▼をVDD,VSSまで充放電し
ないため、消費電流が少なくなる。
分割ビット線DBLij,▲▼および主ビット線
センスアンプBSiから主ビット線BLi,▲▼が切離
されると、図示しないプリチャージ回路により主ビット
線BLi,▲▼のプリチャージが始まり、主ビット線
BLi,▲▼は再び(1/2)VDDに戻る。以上までがリ
フレッシュ動作である。
センスアンプBSiから主ビット線BLi,▲▼が切離
されると、図示しないプリチャージ回路により主ビット
線BLi,▲▼のプリチャージが始まり、主ビット線
BLi,▲▼は再び(1/2)VDDに戻る。以上までがリ
フレッシュ動作である。
次にカラム・アドレス・ストローブ(▲▼)が
論理“1"から“0"になると、カラム・アドレス・バッフ
ァが動作し、外部カラム・アドレスがチップ内に取込ま
れる。いま、カラム・アドレスがiであるとすると、i
番目のカラム選択線CSLiが選択さる。カラム選択線CSLi
がVSSからVDDに立上がると、カラム選択ゲートTCi1,TCi
2がオンし、主ビット線センスアンプBSiにラッチされて
いたデータが入出力線I/O,▲▼に伝達され、デー
タアウト・バッファDoutから読出しデータが出力され
る。
論理“1"から“0"になると、カラム・アドレス・バッフ
ァが動作し、外部カラム・アドレスがチップ内に取込ま
れる。いま、カラム・アドレスがiであるとすると、i
番目のカラム選択線CSLiが選択さる。カラム選択線CSLi
がVSSからVDDに立上がると、カラム選択ゲートTCi1,TCi
2がオンし、主ビット線センスアンプBSiにラッチされて
いたデータが入出力線I/O,▲▼に伝達され、デー
タアウト・バッファDoutから読出しデータが出力され
る。
最後に、▲▼および▲▼が理論“0"から
“1"に戻ると、選択ワード線WLj1、選択カラム選択線CS
Liがリセットされ、分割ビット線対DBij,▲
▼、主ビット線センスアンプBSiおよび入出力線I/O,▲
▼がプリチャージされ、読出しサイクルが終了す
る。
“1"に戻ると、選択ワード線WLj1、選択カラム選択線CS
Liがリセットされ、分割ビット線対DBij,▲
▼、主ビット線センスアンプBSiおよび入出力線I/O,▲
▼がプリチャージされ、読出しサイクルが終了す
る。
以上のようにこの実施例によれば、分割ビット線方式
を利用したdRAMでの読出しサイクルにおいて、主ビット
線をフルスイングさせず、微小電位変化に止どめるよう
に制御することにより、主ビット線の充放電電流が低減
される。上述の主ビット線の電位変化αを選ぶことによ
り、従来のシステムに比べて消費電力を1/5程度にする
ことが可能である。また主ビット線センスアンプおよび
分割ビット線センスアンプによるセンス動作時には、主
ビット線が他から切離されるため、センス動作が高速化
され、メモリセルの再書込みや読出し時間が従来の1/2
程度に短縮可能になる。
を利用したdRAMでの読出しサイクルにおいて、主ビット
線をフルスイングさせず、微小電位変化に止どめるよう
に制御することにより、主ビット線の充放電電流が低減
される。上述の主ビット線の電位変化αを選ぶことによ
り、従来のシステムに比べて消費電力を1/5程度にする
ことが可能である。また主ビット線センスアンプおよび
分割ビット線センスアンプによるセンス動作時には、主
ビット線が他から切離されるため、センス動作が高速化
され、メモリセルの再書込みや読出し時間が従来の1/2
程度に短縮可能になる。
本発明は上記実施例に限られない。例えば実施例で
は、▲▼アクティブ期間中にビット線プリチャー
ジを行なうようにしたが、第3図に示すように▲
▼が“0"のアクティブ期間中、主ビット線BLi,▲
▼が読出しデータを保持し、▲▼が“1"になって
からプリチャージを行なうシステムにも本発明を適用し
て有用である。
は、▲▼アクティブ期間中にビット線プリチャー
ジを行なうようにしたが、第3図に示すように▲
▼が“0"のアクティブ期間中、主ビット線BLi,▲
▼が読出しデータを保持し、▲▼が“1"になって
からプリチャージを行なうシステムにも本発明を適用し
て有用である。
その他本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形して実施することができる。
形して実施することができる。
[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、メモリセルの読出
し時および再書込み時の主ビット線の電位変化を極力抑
制して、高速化と消費電力の低減を図った、分割ビット
線方式の半導体記憶装置を実現することができる。
し時および再書込み時の主ビット線の電位変化を極力抑
制して、高速化と消費電力の低減を図った、分割ビット
線方式の半導体記憶装置を実現することができる。
第1図は本発明の一実施例のdRAMのコア回路部の構成を
示す図、第2図はそのdRAMの読出しサイクルの動作波形
を示す図、第3図は他の実施例のdRAMの動作波形を示す
図である。 M111,M112,M121,M122,……メモリセル、BLi,▲▼
……主ビット線対、DBLij,▲▼……分割ビッ
ト線対、WL11,WL12,…,WLn1……ワード線、BSi……主ビ
ット線センスアンプ、DBSij……分割ビット線センスア
ンプ、Tij1,Tij2……分割ビット線選択ゲート、TMi1,TM
i2……主ビット線トランスファーゲート、TCi1,TCi2…
…カラム選択ゲート、I/O,▲▼……データ入出力
線。
示す図、第2図はそのdRAMの読出しサイクルの動作波形
を示す図、第3図は他の実施例のdRAMの動作波形を示す
図である。 M111,M112,M121,M122,……メモリセル、BLi,▲▼
……主ビット線対、DBLij,▲▼……分割ビッ
ト線対、WL11,WL12,…,WLn1……ワード線、BSi……主ビ
ット線センスアンプ、DBSij……分割ビット線センスア
ンプ、Tij1,Tij2……分割ビット線選択ゲート、TMi1,TM
i2……主ビット線トランスファーゲート、TCi1,TCi2…
…カラム選択ゲート、I/O,▲▼……データ入出力
線。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−10495(JP,A) 特開 昭63−259894(JP,A) 特開 昭61−142592(JP,A)
Claims (4)
- 【請求項1】半導体基板上に書換え可能なメモリセルが
マトリクス状に集積形成され、それぞれに複数のメモリ
セルが接続された複数対の分割ビット線がそれぞれ分割
ビット線選択ゲートを介して主ビット線対に接続され、
各分割ビット線対には分割ビット線センスアンプが、各
主ビット線対には主ビット線センスアンプがそれぞれ設
けられ、メモリセルを選択駆動するワード線が主ビット
線対と交差して配設された半導体記憶装置において、前
記主ビット線センスアンプは主ビット線トランスファゲ
ートを介して前記主ビット線対に接続され、メモリセル
のデータ読出し時および再書込み時に、前記主ビット線
センスアンプをセンス出力が電源電位(VDD)から接地
電位(VSS)までの間で変化するように制御し、かつ前
記主ビット線の電位が電源電位(VDD)または接地電位
(VSS)まで変化しないように前記主ビット線トランス
ファゲートおよび分割ビット線選択ゲートを制御するよ
うにしたことを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項2】メモリセルの読出し時および再書込み時の
主ビット線対の電位変化の絶対値|ΔVB|は、 100mV≦|ΔVB|≦500mV の範囲に抑えられる特許請求の範囲第1項記載の半導体
記憶装置。 - 【請求項3】分割ビット線センスアンプおよび主ビット
線センスアンプの動作時、主ビット線対は分割ビット線
選択ゲートおよび主ビット線トランスファゲートをオフ
とすることにより、他から切離される特許請求の範囲第
1項記載の半導体記憶装置。 - 【請求項4】主ビット線対のプリチャージ電位は、(1/
2)(VDD−VSS)である特許請求の範囲第1項記載の半
導体記憶装置。
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