JP2720104B2 - 半導体集積回路装置のメモリセル回路 - Google Patents
半導体集積回路装置のメモリセル回路Info
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Description
リセル回路に関するものである。
このメモリセル回路は、3ポートRAMを構成する際に使
用されるものであり、第4図に示すように、Pチャネル
MOSトランジスタ1a,1b,1eとNチャネルMOSトランジスタ
2a,2b,2e,2f,2g,2hとから構成されている。
ンジスタ2aは、そのゲート及びドレインを共通に接続
し、PチャネルMOSトランジスタ1aのソースにはVDD電位
を与え、NチャネルMOSトランジスタ2aのソースにはGND
電位を与えることによって第1のインバータ回路を構成
している。また同様に、PチャネルMOSトランジスタ1b
及びNチャネルMOSトランジスタ2bは、第2図のインバ
ータ回路を構成している。両インバータ回路の入力端子
は各ゲートの共通接続部であり、その出力端子は各ドレ
インの共通接続部となっている。また、これらの両イン
バータ回路は、互いに出力端子が他方の入力端子に接続
されており、データ保持ループを構成している。例え
ば、第1のインバータ回路の出力が「L」レベル(トラ
ンジスタ2aがオン状態)であれば、第2のインバータ回
路の入力は「L」レベルとなって、その出力は「H」レ
ベル(トランジスタ1bがオン状態)となる。この結果、
第1のインバータ回路の入力は「H」レベルになり、そ
の出力「L」レベルとなる。このようにして、データを
保持することが可能である。
ャネルMOSトランジスタ2eは、第3のインバータ回路を
構成している。第3のインバータ回路の入力端子は上述
のデータ保持ループに接続されており、その出力端子は
Nチャネルトランジスタ2f,2gの各ドレインに接続され
ている。トランジスタ2f,2gの各ソースはビット線BLA,B
LBに夫々接続し、その各ゲートはワード線WLA,WLBに夫
々接続している。上述のデータ保持ループに保持されて
いるデータはこの第3のインバータ回路とトランジスタ
2f,2gを通じてビット線BLA,BLBに読み出される。この
際、トランジスタ2f,2gのゲートにはワード線WLA,WLBを
介して独立のワード線信号が与えられ、2ポート独立の
読み出しが可能である。トランジスタ2hのゲートはは上
述のデータ保持ループに接続し、そのソースはビット線
BLCに接続し、そのゲートは読出し用とは独立のワード
線WLCに接続している。ビット線BLC,トランジスタ2hを
通じてデータ保持ループにデータを書込むことができ、
独立な1ポートの書込みが可能である。
は、2ポート読出し,1ポート書込みが可能な3ポートメ
モリセルを構成している。
PチャネルMOSトランジスタに置換えても同様なメモリ
セル回路を構成できる。第5図はこのような従来のメモ
リセル回路の一例を示しており、NチャネルMOSトラン
ジスタ2fをPチャネルMOSトランジスタ1fに置換えたメ
モリセル回路を示している。なお、他の構成及び動作は
第4図の回路と同様であるので、これらの説明は省略す
る。
構成する構成例について説明する。
平面図であり、図中9は半導体チップを示す。半導体チ
ップ9の周縁部には多数の入出力パッドが配設されてお
り、その中央部には複数のベーシックセル段11が設けら
れている。第7図は第6図の1個のベーシックセル段11
の拡大平面図であり、ここではベーシックセル段の一例
としてゲート分離形式のものを示している。第7図にお
いて、3a,3bはそれぞれPチャネルMOSトランジスタ,Nチ
ャネルMOSトランジスタのゲートであり、また4a,4bはP
型拡散領域,N型拡散領域であって、それぞれPチャネル
MOSトランジスタのソースまたはドレイン、NチャネルM
OSトランジスタのソースまたはドレインに相当する。第
8図は第7図に示すベーシックセル段11の等価回路図で
あり、PチャネルMOSトランジスタ1,1,…及びNチャネ
ルMOSトランジスタ2,2,…は、それぞれ直列接続されて
いる。ゲート分離方式のベーシックセル段11では、分離
したい位置のトランジスタをオフ状態にすることによっ
て直列接続されたトランジスタ列を分断し、この分断さ
れた複数のトランジスタを用いて所望の回路を構成して
いる。
成する場合、分離のために使用される未使用トランジス
タが多く、メモリセル回路を構成するために必要な面積
が大きいという問題点がある。
上で構成した場合のレイアウト図である。図中□で示す
5は、トランジスタのゲート3a,3b,拡散領域4a,4bと第
1層配線6とを接続するために用いられるコンタクトホ
ールであり、図中○で示す7は、第1層配線6と第2層
配線(図示せず)とを接続するために用いられるスルー
ホールである。なお、第9図では接続を見やすくするた
めに第2層配線は図示していない。
ンジスタのゲート(Nチャネル分離ゲート)は4個存在
する。但し、このメモリセルを横方向に複数個並べる場
合は、一端のNチャネル分離ゲートは共有できるので、
1個のメモリセル当たりのNチャネル分離ゲートは3個
で良い。従って、この場合、メモリセルはトランジスタ
・ペア(Pチャネル/Nチャネル)9個分の面積を必要と
する。
トアレイ上で構成した場合のレイアウト図である。第9
図と比較して判るように、メモリセルが占める面積を小
さくすることができる。このメモリセルを横方向に複数
個並べる場合は、1個のメモリセル当たりのNチャネル
分離ゲートは2個で良く、メモリセルが必要とする面積
はトランジスタ・ペア(Pチャネル/Nチャネル)7個分
となる。
必要とする面積が大きいという問題点がある。
ートアレイ上で3ポートRAMを効率良く構成できるメモ
リセル回路を提供することを目的とする。
は、2個のインバータ回路からなるデータ保持ループ
と、このデータ保持ループの両端に接続される2個の読
出しポート用の一導電型のトランジスタと、このデータ
保持ループの両端に接続される書込みポート用の2個の
他導電型のトランジスタとを備えたことを特徴とする。
ては、この2個の一導電型のトランジスタを2つの読出
しポートとして用い、この2個の他導電型のトランジス
タを書込みポートとして用いる。そうすると、少数のト
ランジスタにて3ポートRAM用メモリセル回路を構成で
き、ゲートアレイ上でメモリセル回路を構成する場合
に、メモリセルが占める面積は小さい。
的に説明する。
路図であり、このメモリセル回路は、PチャネルMOSト
ランジスタ1a,1b,1c,1dとNチャネルMOSトランジスタ2
a,2b,2c,2dとから構成されている。PチャネルMOSトラ
ンジスタ1aとNチャネルMOSトランジスタ2aとにて、従
来例と同様に第1のインバータ回路を構成している。ま
た同様に、PチャネルMOSトランジスタ1bとNチャネルM
OSトランジスタ2bとにて第2のインバータ回路を構成し
ている。そして、これらの第1のインバータ回路及び第
2のインバータ回路は、従来例と同様にデータ保持ルー
プを構成している。
トランジスタ1cのドレインはこのデータ保持ループに接
続し、そのソースはビット線BLBに接続し、そのゲート
はワード線▲▼に接続している。第2の一導電型
のトランジスタであるPチャネルMOSトランジスタ1dの
ドレインはこのデータ保持ループに接続し、そのソース
はビット線▲▼に接続し、そのゲートはワード線
▲▼に接続している。また、第1の他導電型のト
ランジスタであるNチャネルMOSトランジスタ2cのドレ
インはこのデータ保持ループに接続し、そのソースはビ
ット線BLCに接続し、そのゲートはワード線WLCに接続し
ている。第2の他導電型のトランジスタであるNチャネ
ルMOSトランジスタ2dのドレインはこのデータ保持ルー
プに接続し、そのソースはビット線▲▼に接続
し、そのゲートはワード線WLCに接続している。ビット
線BLC及びビット線▲▼には互いに反転した信号
が与えられる。
持されているデータは、トランジスタ1c,1dを通じてビ
ット線BLB,▲▼に読出される。この際、トランジ
スタ1c,1dのゲートにはワード線▲▼,▲
▼を介して、夫々独立のワード線信号が加えられるの
で、2ポート独立の読出しが可能である。一方、ビット
線BLC及び▲▼,トランジスタ2c及び2dを介し
て、データ保持ループにデータを書き込むことができ
る。ビット線BLC及び▲▼には互いに反転データ
を与え、データ保持ループの両端から書込みを行うこと
によって書込みを確実なものにしている。しかも、トラ
ンジスタ2c,2dのゲートには読出し用とは独立のワード
線信号がワード線WLCを介して加えられるので、独立な
1ポートの書込みが可能である。
ート読出し,1ポート書込みが可能な3ポートメモリセル
を構成している。
アレイ上に構成したレイアウト図である。各ビット線▲
▼,BLB,▲▼に接続されるコンタクトホー
ル5を隣合うメモリセルにて共用している。第2図から
判るように、このレイアウトによれば分離ゲートをなく
すことができ、1個のメモリセル当たりに必要な面積は
4トランジスタ・ペア(Pチャネル/Nチャネル)4個分
である。
ア,7トランジスタ・ペアの回路面積であった従来例に比
べて、小さな面積にてメモリセルを構成できる。第3図
は第2図のレイアウトに第2層配線を加えたものであ
り、図中8は第2層配線を示している。第2層配線8か
ら各ワード線▲▼,▲▼,WLCにワード線信
号が供給される。
型のトランジスタとして、夫々PチャネルMOSトランジ
スタ,NチャネルMOSトランジスタとしたが、この導電型
を逆にしても良いことは勿論である。
ゲートが不要なので、ゲートアレイ上で小面積のメモリ
セルを構成できる。また、本発明によりメモリセル回路
は、ゲートアレイに限らず、一般のRAMにも適用可能で
あり、一般のRAMの場合にも本発明のメモリセル回路に
よれば、分離領域(分離ゲート)が不要であり、小面積
であるメモリセルを構成できるという効果がある。
第2図,第3図は第1図に示すメモリセル回路のゲート
アレイ上でのレイアウト図、第4図,第5図は従来のメ
モリセルの回路図、第6図はゲートアレイを備えた半導
体集積回路装置の平面図、第7図は第6図のベーシック
セル段を示す拡大平面図、第8図は第7図におけるベー
シックセル段の等価回路図、第9図,第10図は夫々第4
図,第5図に示すメモリセル回路のゲートアレイ上での
レイアウト図である。 1a,1b,1c,1d…PチャネルMOSトランジスタ 2a,2b,2c,2d…NチャネルMOSトランジスタ なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項1】互いに出力端子を他方の入力端子に接続し
てデータ保持ループを構成する第1,第2のインバータ回
路と、該第1,第2のインバータ回路の一方の入出力接点
にその各ドレインが接続される第1の一導電型のトラン
ジスタ及び第1の他導電型のトランジスタと、前記第1,
第2のインバータ回路の他方の入出力接点にその各ドレ
インが接続される第2の一導電型のトランジスタ及び第
2の他導電型のトランジスタとを備え、 前記第1の一導電型のトランジスタのゲートには第1の
ワード線信号を加え、前記第2の一導電型のトランジス
タのゲートには第2のワード線信号を加え、前記第1及
び第2の他導電型のトランジスタの各ゲートには第3の
ワード線信号を加えるべくなしてあることを特徴とする
半導体集積回路装置のメモリセル回路。
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
JP2234685A JP2720104B2 (ja) | 1990-09-04 | 1990-09-04 | 半導体集積回路装置のメモリセル回路 |
DE19914129250 DE4129250A1 (de) | 1990-09-04 | 1991-09-03 | Integrierte halbleiterschaltkreiseinrichtung zum bilden eines speicherzellenschaltkreises fuer einen multiport-ram mit geringerer belegter flaeche auf einem halbleitersubstrat |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2234685A JP2720104B2 (ja) | 1990-09-04 | 1990-09-04 | 半導体集積回路装置のメモリセル回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2234685A Expired - Fee Related JP2720104B2 (ja) | 1990-09-04 | 1990-09-04 | 半導体集積回路装置のメモリセル回路 |
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Families Citing this family (2)
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---|---|---|---|---|
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JPH10335613A (ja) * | 1997-05-27 | 1998-12-18 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体集積回路装置 |
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---|---|---|---|---|
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-
1990
- 1990-09-04 JP JP2234685A patent/JP2720104B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1991
- 1991-09-03 DE DE19914129250 patent/DE4129250A1/de active Granted
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---|---|
DE4129250C2 (ja) | 1993-09-23 |
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DE4129250A1 (de) | 1992-03-05 |
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