JP2725570B2 - 半導体メモリ装置 - Google Patents

半導体メモリ装置

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JP2725570B2
JP2725570B2 JP5274140A JP27414093A JP2725570B2 JP 2725570 B2 JP2725570 B2 JP 2725570B2 JP 5274140 A JP5274140 A JP 5274140A JP 27414093 A JP27414093 A JP 27414093A JP 2725570 B2 JP2725570 B2 JP 2725570B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体メモリ装置に関
し、特に、分割デコード方式によるワード線駆動回路を
具備する半導体メモリ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体メモリ装置は微細加工技術の進歩
に伴って集積度が向上されている。特にメモリセルの構
造が簡単なダイナミックランダムアクセスメモリ(以下
DRAMと称する。)は高集積化が著しく、現在16M
ビットのDRAMが量産化されており、64Mビットの
DRAMもサンプル出荷が開始されようとしている。
【0003】64MビットDRAMでは、ワード線駆動
を高速化するためのワード線を複数に分割し、分割され
たワード線のそれぞれに電流供給用のワード線駆動回路
を設けた分割デコード方式の半導体メモリ装置も提案さ
れている。
【0004】図3は、分割デコード方式による半導体メ
モリ装置の要部構成を示す回路図であり、図4は図3中
のWD1aに代表されるワード線駆動回路の回路図であ
る。
【0005】メモリセルアレイは上位ロウアドレスで選
択される複数のブロックに分割され、さらに各ブロック
は、ワード線方向に複数のサブブロックSB1a〜SB
1c,SB2a〜SB2c,SB3a〜SB3cに分割
される。
【0006】すべてのサブブロックSB1a〜SB1
c,SB2a〜SB2c,SB3a〜SB3cの両端に
は、ワード線駆動回路WD1a〜WD1d,WD2a〜
WD2d,WD3a〜WD3d,WD4a〜WD4dが
配置され、それぞれのワード線は交互にそれらワード線
駆動回路WD1a〜WD1d,WD2a〜WD2d,W
D3a〜WD3d,WD4a〜WD4dに接続されてい
る。また、それぞれのサブブロックSB1a〜SB1
c,SB2a〜SB2c,SB3a〜SB3cにはビッ
ト線のデータを増幅するためのセンスアンプSA1a〜
SA1c,SA2a〜SA2c,SA3a〜SA3c,
SA4a〜SA4cが配置され、ぞれぞれのセンスアン
プSA1a〜SA1c,SA2a〜SA2c,SA3a
〜SA3c,SA4a〜SA4cは上位ロウアドレス信
号S1,S2により決定され、ブロックセレクト信号発
生回路BSG1により出力されるブロックセレクト信号
BLS1〜BLS4により選択的に活性化される。
【0007】ワード線WL0a,WL1aがビット線B
L00,BL10と交差する点にそれぞれメモリセルM
C0,MC1が配置されている。
【0008】ワード線駆動回路WD1a〜WD1dを選
択するために、行デコーダRD1から相補信号XSW,
XSWBがワード線駆動回路WD1a〜WD1dに出力
されている。また、ワード線駆動電流供給回路RAGか
ら供給されるワード線駆動電流供給信号RA01,RA
11がワード線駆動回路WD1a〜WD4d上をワード
線WL0a,WL1aに対して垂直に走り、ワード線駆
動電流供給信号RA00がワード線駆動回路WD1a,
WD2a,WD3a,WD4a,WD1c,WD2c,
WD3c,WD4cに、ワード線駆動電流供給信号RA
11がワード線駆動回路WD1b,WD2b,WD3
b,WD4b,WD1d,WD2d,WD3d,WD4
dにそれぞれ交互入力されている。ワード線駆動回路W
D2a〜WD2d,WD3a〜WD3d,WD4a〜W
D4dに対応して行デコーダRD2,RD3,RD4が
設けられている。
【0009】なお、本図面においては、図面の簡略化の
ために行デコーダの出力信号、ワード線、ビット線、メ
モリセル等は、そのほとんどを省略しているが、各ブロ
ックにおいて同様の構成である。
【0010】ワード線駆動回路WD1a〜WD1d,W
D2a〜WD2d,WD3a〜WD3d,WD4a〜W
D4dは図4に示すようにセルフブート型の駆動回路で
構成されている。
【0011】例えばロウアドレスにより相補信号XSW
とワード線駆動電流供給信号RA01が選択されたとす
ると、相補信号XSWBによってN型トランジスタQ3
がオフ状態となって、節点1が接地電位から、電源電圧
からN型トランジスタQ2のしきい値電圧を引いた電位
まで上がった後、ワード線駆動電流供給信号RA01の
電位が上昇すると、トランジスタのセルフブートにより
ワード線駆動電流供給信号RA01の電位よりも高い電
位まで節点1の電位が上昇し、ワード線WL0aがワー
ド線駆動電流供給信号RA01と同じ電位まで上昇す
る。このとき、ワード線駆動回路WD1aだけでなくワ
ード線駆動回路WD1cでも同様にしてワード線WL0
b,WL0cの電位が上昇しMC0に代表されるワード
線上のメモリセルが選択される。選択されたメモリセル
のデータはBL00に代表されるビット線上に出力さ
れ、ブロックセレクト信号BLS1によりセンスアンプ
SA1a〜SA1cが活性化され、データを増幅する。
【0012】上述したような回路構成にすれば、ワード
線1本あたりの配線距離が短くなり、ワード線の立ち上
がりを高速化することができる。
【0013】しかしながらこの回路構成では、次のよう
な問題があった。
【0014】一般に、ワード線立ち上げ時間は、ワード
線の配線抵抗、負荷容量とワード線駆動電流供給回路の
配線抵抗、負荷容量に依存する。すなわち、それぞれの
配線抵抗、負荷容量が増大すれば、ワード線立ち上げ時
間は遅くなる。また、ワード線駆動時の消費電流はワー
ド線、ワード線駆動電流供給信号の負荷容量の和に比例
して大きくなる。しかし、ワード線の配線抵抗、負荷容
量はワード線を形成する材質、ワード線1本あたりに接
続されるメモリセルの数等により決定され、一度に活性
化される本数もリフレッシュサイクルの制約等により決
定されるのでワード線自体の配線抵抗、負荷容量を削減
することは困難である。一方、ワード線駆動電流供給信
号の方は、その負荷容量は、配線容量とワード線駆動電
流供給信号が入力されるワード線駆動回路の拡散層接合
容量の和になる。配線容量は配線の幅、厚み、長さに依
存するが、幅、厚みは小さくすると抵抗値が上がるの
で、あまり小さくはできない。また、配線長はチップの
レイアウト上の制約があるので、短くできない。従っ
て、ワード線駆動電流供給信号の負荷容量を減らすため
にはワード線駆動回路の拡散層容量を減らす、すなわち
ワード線駆動電流供給信号1本あたりに接続されるワー
ド線駆動回路の数を減らせばよい。
【0015】しかしながら、上述した従来の分割デコー
ド方式によるワード線駆動方式においては、上位ロウア
ドレスで選択されるブロックの、それぞれに配置された
ワード線駆動回路列のそれぞれに入力されるワード線駆
動電流供給信号は各ブロック間で共通であるため、記憶
容量の増大に伴いブロック数が増えた場合、あるいは各
ブロック毎のワード線本数が増えた場合、ワード線駆動
電流供給信号の負荷容量も増大するため、ワード線駆動
時の速度低下、消費電流の増大を招くおそれがあった。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の分割デ
コード方式によるワード線駆動回路を具備する半導体メ
モリ装置においては、半導体メモリ装置の記憶容量が大
きくなると、ワード線駆動時の負荷容量が大きいため、
ワード線立ち上がり時間は遅く、ワード線駆動時の消費
電流も大きいという問題がある。
【0017】本発明の目的は、記憶容量が大きくなって
もワード線立ち上げが高速で、消費電流の少ない半導体
メモリ装置を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体メモリ装
置は、行および列状に配置された複数のメモリセルから
なるメモリセルアレイであって、上位ロウアドレスで選
択される複数のブロックに分割され、さらにワード線方
向に複数のサブブロックに分割されたメモリセルアレイ
と、前記複数のメモリセルアレイの1行を選択する複数
のワード線と、前記メモリセルアレイの1列が接続され
る複数のビット線と、各サブロックに対応して設けら
れ、ビット線のデータを増幅するためのセンスアンプ
と、全てのサブロックそれぞれに設けられたワード線駆
動回路と、各ブロックのワード線駆動回路を選択する行
デコーダと、前記複数のブロックのいずれかを選択する
上位ロウアドレスの全て、あるいは一部が入力されて、
選択的に活性化され、前記ワード線駆動回路にワード線
駆動用電流を供給する複数のワード線駆動電流供給回路
とを有し、同じ列方向のワード線駆動回路には少なくと
も2本の信号線によってワード線駆動電流が供給され、
前記ワード線駆動電流供給回路にロウアドレスの1ビッ
トが選択信号として入力され、該1ビットが1のときに
活性化されるワード線駆動電流供給信号に接続されるブ
ロックと、該1ビットが0のときに活性化されるワード
線駆動電流供給信号に接続されるブロックが交互に配置
されている。
【0019】
【作用】同じ列方向のワード線駆動回路には少なくとも
2本の信号線によってワード線駆動電流が供給されるの
で、ワード線駆動電流供給信号1本あたりのワード線駆
動回路の数が減る。すなわち、ワード線駆動電流供給回
路の負荷容量が減るので、ワード線立ち上がり速度が高
速化され、ワード線駆動時の消費電流も削減できる。
【0020】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0021】図1は本発明の第1実施例の要部構成を示
す回路図である。
【0022】本実施例においては、上位ロウアドレス2
ビットで選択されるサブブロックSB1a〜SB1c,
SB2a〜SB2c,SB3a〜SB3c,SB4a〜
SB4cに対して、それぞれ異なるワード線駆動電流供
給回路RAG1〜RAG4が設けられており、ワード線
駆動電流供給回路RAG1〜RAG4にはセンスアンプ
SA1a〜SA1c,SA2a〜SA2c,SA3a〜
SA3c,SA4a〜SA4cに入力されるブロックセ
レクト信号と同じBLS1〜BLS4が入力される。す
なわち、サブブロックSB1a〜SB1cにはワード線
駆動電流供給回路RAG1、サブブロックSB2a〜S
B2cにはワード線駆動電流供給回路RAG2、サブブ
ロックSB3a〜SB3cにはワード線駆動電流供給回
路RAG3、サブブロックSB4a〜SB4cにはワー
ド線駆動電流供給回路RAG4がそれぞれ対応し、活性
化されるブロックに応じて、ワード線駆動電流供給回路
RAG1〜RAG4のいずれかが選択され活性化され
る。
【0023】ワード線駆動電流供給回路RAG1はワー
ド線駆動回路WD1a,WD1cに対してワード線駆動
電流供給信号RA01を、ワード線駆動回路WD1b,
WD1dに対してワード線駆動電流供給信号RA11を
供給する。ワード線駆動電流供給回路RAG2はワード
線駆動回路WD2a,WD2cに対してワード線駆動電
流供給信号RA02を、ワード線駆動回路WD2b,W
D2dに対してワード線駆動電流供給信号RA12を供
給する。ワード線駆動電流供給回路RAG3はワード線
駆動回路WD3a,WD3cに対してワード線駆動電流
供給信号RA03を、ワード線駆動回路WD3b,WD
3dに対してワード線駆動電流供給信号RA13を供給
する。ワード線駆動電流供給回路RAG4はワード線駆
動回路WD4a,WD4cに対してワード線駆動電流供
給信号RA04を供給し、ワード線駆動回路WD4b,
WD4dに対してワード線駆動電流供給信号RA14を
供給する。
【0024】本実施例によれば、従来例に比べてワード
線駆動電流供給信号に接続されるワード線駆動回路の数
が1/4であり、その結果ワード線駆動電流供給信号の
負荷容量が低減され、ワード線立ちあげ時間の短縮、ワ
ード線立ちあげ時の消費電流の削減が図れる。例えば、
ワード線立ちあげ時の負荷容量の30%をワード線駆動
電流供給回路の負荷容量で占めているとすると、本実施
例によればその3/4が削減されるので、全体の負荷容
量のおよそ23%が削減できる。消費電流は充放電され
る負荷容量に比例するので、ワード線立ち上げ時の消費
電流はそのまま23%削減できる。また、ワード線立ち
上げ時間についても、全体の時定数が23%小さくなる
ので、配線レイアウト等による負荷の分散され方にもよ
るが、ほぼ同程度高速化される。
【0025】本実施例においては、上位ロウアドレスに
て選択されるブロックの数を図面の簡略化のため4つと
しているが、5つ以上のブロックがある場合でも当然な
がら本発明は有効である。また、本実施例においては、
ブロック選択の上位ロウアドレスのビットサイズとワー
ド線駆動電流供給回路に入力されるロウアドレスのビッ
トサイズが同じであるものとしているが、両者は必ずし
も一致する必要はなく、ワード線立ち上げ時間の高速化
と、ワード線駆動電流供給回路の個数が増えることによ
るチップ面積の増大とのトレードオフにより、適宜決定
すれば良い。
【0026】図2は、ブロック選択(センスアンプの活
性化)の上位ロウアドレスのビットサイズとワード線駆
動電流供給回路に入力される上位ロウアドレスのビット
サイズを異なるようにした本発明の第2実施例の要部構
成を示す回路図である。
【0027】本実施例は、ワード線駆動回路WD1a,
WD2a,WD1c,WD2cにワード線駆動電流供給
信号RA01を、ワード線駆動回路WD1b,WD2
b,WD1d,WD2dにワード線駆動電流供給信号R
A11を供給するワード線駆動電流供給回路RAG11
と、ワード線駆動回路WD3a,WD4a,WD3c,
WD4cに対してワード線駆動電流供給信号RA02
を、ワード線駆動回路WD3b,WD4b,WD3d,
WD4dに対してワード線駆動電流供給信号RA12を
供給するワード線駆動電流供給回路RAG12を備えて
いる。
【0028】本実施例においては、ワード線駆動電流供
給回路の個数は第1の実施例の半分であり、ワード線駆
動電流供給回路に入力され、ワード線駆動電流供給回路
の選択を行うブロックセレクト信号発生回路BSG2の
出力BLS12,BLS22は上位ロウアドレス信号S
1のみによって発生される。
【0029】このような構成にすれば、ワード線駆動電
流供給回路の占める面積と、ワード線駆動電流供給信号
の占める面積を小さくすることができるので、チップ面
積の増加を抑えたい場合には、有効な手段である。
【0030】また、ワード線駆動電流供給信号と各ブロ
ック毎のワード線駆動回路列との接続は次のようにすれ
ば効果的である。すなわち、n個のブロックがあって上
述したようにワード線駆動電流供給回路にロウアドレス
の1ビットが選択信号として入力される場合を考える
と、例えば入力された、1ビットのアドレスが0の時活
性化されるワード線駆動電流供給信号に接続されるブロ
ックは1,3,5,・・・,n−1、アドレスが1のと
きに活性化されるワード線駆動電流供給信号に接続され
るブロックは2,4,6,・・・,nとなるようにす
る。すなわちアドレスが0の時に活性化されるブロック
とアドレスが1の時に活性化されるブロックを交互に配
置すればよい。この場合、各ワード線駆動電流供給信号
の負荷容量はその配線長に対してほぼ均等に分割、配置
されるので、ワード線立ち上がり時間はどのワード線駆
動電流供給信号を選択してもほぼ等しくなり、設計時に
おける、ワード線立ち上がり後のセンスアンプ活性化の
タイミングの設定等が容易である。
【0031】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。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、同じ列方
向のワード線駆動回路には少なくとも2本の信号線によ
ってワード線駆動電流を供給することにより、ワード線
駆動電流供給信号に接続されるワード線駆動回路の数が
減り、その結果、ワード線駆動電流供給信号の負荷容量
が減るので、半導体メモリ装置の記憶容量が大きくなる
につれワード線立ち上げ時の負荷容量が大きくなって
も、ワード線立ち上げ速度を高速化することができ、消
費電流の削減もはかれる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の要部構成を示す回路図で
ある。
【図2】本発明の第2実施例の要部構成を示す回路図で
ある。
【図3】従来例の要部構成を示す回路図である。
【図4】図3中のWD1aに代表されるワード線駆動回
路の回路図である。
【符号の説明】
SB1a〜SB1c,SB2a〜SB2c,SB3a〜
SB3c,SB4a〜SB4c サブブロック BSG1,BSG2 ブロックセレクト信号発生回路 BLS1〜BLS4,BKS12,BLS22 ブロ
ックセレクト信号 RD1,RD2,RD3,RD4 行デコーダ RAG1,RAG2,RAG3,RAG4,RAG1
1,RAG12 ワード線駆動電流供給回路 WD1a〜WD1d,WD2a〜WD2d,WD3a〜
WD3d,WD4a〜WD4d ワード線駆動回路 SA1a〜SA1c,SA2a〜SA2c,SA3a〜
SA3c,SA4a〜SA4c センスアンプ XSW,XSWB ワード線選択信号 BL00,BL10 ビット線 RA01,RA02,RA03,RA04,RA11,
RA12,RA13,RA14 ワード線駆動電流供
給信号 MC0,MC1 メモリセル WL0a〜WL3c,WL1a〜WL1c ワード線 Q1,Q2,Q3 N型トランジスタ S1,S2 上位ロウアドレス信号

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 行および列状に配置された複数のメモリ
    セルからなるメモリセルアレイであって、上位ロウアド
    レスで選択される複数のブロックに分割され、さらにワ
    ード線方向に複数のサブブロックに分割されたメモリセ
    ルアレイと、 前記複数のメモリセルアレイの1行を選択する複数のワ
    ード線と、 前記メモリセルアレイの1列が接続される複数のビット
    線と、 各サブロックに対応して設けられ、ビット線のデータを
    増幅するためのセンスアンプと、 全てのサブロックそれぞれに設けられたワード線駆動回
    路と、 各ブロックのワード線駆動回路を選択する行デコーダ
    と、 前記複数のブロックのいずれかを選択する上位ロウアド
    レスの全て、あるいは一部が入力されて、選択的に活性
    化され、前記ワード線駆動回路にワード線駆動用電流を
    供給する複数のワード線駆動電流供給回路とを有し、 同じ列方向のワード線駆動回路には少なくとも2本の信
    号線によってワード線駆動電流が供給され 前記ワード線駆動電流供給回路にロウアドレスの1ビッ
    トが選択信号として入力され、該1ビットが1のときに
    活性化されるワード線駆動電流供給信号に接続されるブ
    ロックと、該1ビットが0のときに活性化されるワード
    線駆動電流供給信号に接続されるブロックが交互に配置
    されている半導体メモリ装置。
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