JP3004112B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JP3004112B2 JP3340804A JP34080491A JP3004112B2 JP 3004112 B2 JP3004112 B2 JP 3004112B2 JP 3340804 A JP3340804 A JP 3340804A JP 34080491 A JP34080491 A JP 34080491A JP 3004112 B2 JP3004112 B2 JP 3004112B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体記憶装置の改
良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、図4に示すように、ビット線
1,ワード線2,メモリセル3,センスアンプ4,ロー・デ
コーダ5及びカラム・デコーダ6等から構成された半導
体記憶装置がある。この半導体記憶装置は、ロー・デコ
ーダ5によって指定アドレスのワード線2を選択し、そ
のワード線2に接続されたトランジスタをオンにする。
一方、カラム・デコーダ6によって指定アドレスのビッ
ト線を選択し、上記オンになったトランジスタを介して
上記指定アドレスに在るメモリセル3のキャパシタに対
してデータを読み/書きするようになっている。
【0003】上記センスアンプ4およびセンスアンプ・
ドライバ7の具体的回路を図5および図6に示す。図5
は差動型センスアンプの回路を示す。この差動センスア
ンプにおけるデータ読み出し時には、相補対を成すビッ
ト線1,1をビット線イコライザ8によってイコライズ
した後に、相補対を成すワード線2,2を立上げること
によって、選択メモリセル3,3のトランジスタをオン
にしてキャパシタに書き込まれているデータをビット線
1,1に読み出す。
【0004】次に、上記センスアンプ・ドライバ7のセ
ンスアンプ・ドライバ・イネーブル回路9からのイネーブ
ル信号によってセンスアンプ4およびリストア10をイ
ネーブルすることによって、ビット線1,1間の電位差
をセンスする。こうして、ビット線1,1間の電位差を
センスした後、カラム・デコーダ6からの信号によって
トランジスタ11,11をオンにし、データ線12,12
にデータを読み出すのである。
【0005】また、データ書き込み時には、外部から上
記データ線12,12にデータを入力し、カラム・デコー
ダ6からの信号によってトランジスタ11,11をオン
にして指定されたアドレスに係る相補対を成すビット線
1,1とデータ線12,12とを接続してデータをビット
線1,1に送出する。そして、上記ロー・デコーダ5,5
(図5には現れていない)によって指定されたアドレスの
相補対を成すワード線2,2を選択することによって、
指定アドレスに在るメモリセル3,3のトランジスタを
オンにして、ビット線1,1に送出された上記データを
キャパシタに書き込むのである。
【0006】図6は、カット・トランジスタを有する差
動型センスアンプの回路を示す。この差動型センスアン
プにおけるデータ読み出し時において相補対を成すビッ
ト線1,1間の電位差をセンスする際には、ラッチ・コン
トロール回路13からの信号によってカット・トランジ
スタ14,14をオフにして、センスアンプ4およびリ
ストア10側のビット線1,1とメモリセル3,3とを切
り離すようにしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】近年、半導体記憶装置
の記憶容量拡大化の要望に伴ってメモリセル数が多くな
ってきている。それに連れて、1個のセンスアンプ・ド
ライバがドライブするセンスアンプ数が増大してきてい
る。
【0008】図7は、上述のように1個のセンスアンプ
・ドライバが多数のセンスアンプをドライブする半導体
記憶装置のセンスアンプ配置例である。図7において
は、各メモリセルの詳細な記載を省略してメモリブロッ
クとして表している。図7において、センスアンプとリ
ストアから成るセンスリストア22はセンスリストア2
1よりもリストア・ドライバ23あるいはセンスアンプ・
ドライバ24から離れている。したがって、メモリブロ
ック25におけるセンスリストア22に係るアドレスに
対するセンスマージンが減少すると共に、アクセス時間
が遅くなるという問題が発生する。このことは、高速ア
クセス、低電圧動作を実施する際には特に大きな問題と
なるのである。尚、26はデータ線、27はカラム・デ
コーダ、28はビット線、29はビット線イコライザで
ある。
【0009】また、上述の問題を減少するために、上記
メモリブロック25を分割して1つのセンスアンプ・ド
ライバがドライブするセンスアンプ数を減少したとして
も、依然として、センスアンプ・ドライバ24に近いセ
ンスリストアとセンスアンプ・ドライバ24から遠いセ
ンスリストアとが存在し、上記問題の根本的な解決とは
ならないのである。
【0010】そこで、この発明の目的は、センスアンプ
・ドライバから離れているアドレスのセンスマージン減
少およびアクセス遅延を防止できる半導体記憶装置を提
供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に係る発明の半導体記憶装置は、ビット
線,ワード線,上記ビット線およびワード線に接続された
メモリセル,上記ビット線の信号をセンスするセンスア
ンプ,複数の上記センスアンプを駆動するセンスアンプ・
ドライバ,指定アドレスの上記ワード線を選択するロー・
デコーダ,指定アドレスの上記ビット線を選択するカラ
ム・デコーダを有して、上記ロー・デコーダおよびカラム
・デコーダで選択された上記ワード線およびビット線に
よって指定されたアドレスに在る上記メモリセルに対し
てデータを読み書きする半導体記憶装置において、上記
メモリセルの容量を、当該メモリセルに接続されたビッ
ト線に係るセンスアンプとこのセンスアンプを駆動する
センスアンプ・ドライバとの間の距離が遠いほど増加す
るように設定したことを特徴としている。
【0012】また、請求項2に係る発明は、請求項1に
かかる発明の半導体記憶装置において、上記センスアン
プ・ドライバは、このセンスアンプ・ドライバが駆動する
上記複数のセンスアンプの夫々と直列に接続されている
ことを特徴としている。
【0013】
【作用】請求項1に係る発明においては、ビット線およ
びワード線に接続されたメモリセルの容量は、このメモ
リセルに接続されたビット線に係るセンスアンプとこの
センスアンプを駆動するセンスアンプ・ドライバとの間
の距離の遠さに応じて増加するように設定されている。
したがって、ロー・デコーダで選択されたワード線およ
びカラムデコーダで選択されたビット線によって指定さ
れたアドレスに在るメモリセルから読み出されたデータ
信号が上記ビット線に係るセンスアンプによってセンス
される際におけるセンスマージンが、総てのセンスアン
プについて大略等しく設定されることになる。また、各
メモリセルは大略同じアクセス時間でアクセスされるこ
とになるのである。
【0014】また、請求項2に係る発明においては、同
一センスアンプ・ドライバによって駆動される複数のセ
ンスアンプ夫々のセンスマージンが大略等しく設定され
る。
【0015】
【実施例】以下、この発明を図示の実施例により詳細に
説明する。図1は本実施例における半導体記憶装置のセ
ンスアンプ周辺回路を示す。図1において、31はセン
スアンプ・ドライバ、32,33,…,34,…,35,36
はセンスアンプ、37はビット線、38はビット線イコ
ライザ、39はカラム・デコーダ、40はデータ線であ
る。また、41はワード線、42a,42b,43a,43b,
…,44a,44b,…,45a,45b,46a,46bはメモリ
セル、47はロー・デコーダである。
【0016】図1から分かるように、本実施例における
半導体記憶装置の基本的な構成および配置は、図4に示
す従来例の場合と同じであり、その動作も同じであるか
ら詳細な説明は省略する。
【0017】本実施例における特徴は、次の点にある。
すなわち、上記センスアンプ・ドライバ31から離れ
て、センスマージンが減少しているセンスアンプ(例え
ば、センスアンプ36)の相補対を成すビット線37,3
7に接続されたメモリセル(例えば、メモリセル46a,
46b)の容量を大きくするのである。その際における容
量の増大は、2次元的増大(面積増大)あるいは3次元的
増大(立体キャパシタ)に増大させる。
【0018】本実施例における各メモリセル42a,42
b,43a,43b,…,44a,44b,…,45a,45b,46a,
46bの容量増大は、次のようなルールに従って増大さ
せるのである。今、各センスアンプ32,33,…,34,
…,35,36のセンスアンプ・ドライバ31からの距離
を センスアンプ32<センスアンプ33<…<センスアンプ34< …<センスアンプ35<センスアンプ36 とし、各メモリセル42a,42b,43a,43b,…,44
a,44b,…,45a,45b,46a,46bの容量を、 順に、C1a,C1b,C2a,C2b,…,Cia,Cib,…, C(I-1)a,C(I-1)b,CIa,CIb とする。
【0019】その場合における各メモリセルの容量
1a,C1b,C2a,C2b,…,Cia,Cib,…,C(I-1)a,C
(I-1)b,CIa,CIbの大小関係を、 C1a≦C2a≦…≦Cia≦…≦C(I-1)a≦CIa1b≦C2b≦…≦Cib≦…≦C(I-1)b≦CIb とするのである。すなわち、夫々のセンスアンプの相補
対を成すビット線37,37の夫々に接続された各メモ
リセルの容量を、そのセンスアンプとセンスアンプ・ド
ライバ31との間の距離の遠さに応じた大きさに設定す
るのである。
【0020】図2及び図3は、実際のメモリブロックの
配置に応じた上記実施例の適応例を示す。図2はメモリ
ブロックを分割せずに1つに構成した場合の実施例であ
る。センスアンプ・ドライバは1つであり、この1つの
センスアンプ・ドライバ51に直列に接続されたセンス
アンプ群52に属する個々のセンスアンプのビット線に
接続された各メモリセル(図示せず)の容量を、センスア
ンプ・ドライバ51から近い順にC1,…,Ci,…,CIとす
ると、各容量の大小関係を C1≦…≦Ci≦…≦CI とするのである。
【0021】図3はメモリブロックを4分割して構成し
た場合の実施例である。メモリブロック59に係るビッ
ト線に接続されたセンスアンプ群55とメモリブロック
60に係るビット線に接続されたセンスアンプ群56と
は、1つのセンスアンプ・ドライバ53に直列に接続さ
れている。同様に、メモリブロック61に係るビット線
に接続されたセンスアンプ群57とメモリブロック62
に係るビット線に接続されたセンスアンプ群58とは、
1つのセンスアンプ・ドライバ54に直列に接続されて
いる。
【0022】この場合には、上記センスアンプ・ドライ
バ53に直列に接続されたセンスアンプ群に属する個々
のセンスアンプに係る各メモリセルの容量を、センスア
ンプ・ドライバ53から近い順にC1,…,Ci,…,CIとす
ると、各容量の大小関係を C1≦…≦Ci≦…≦CI とする。同様に、上記センスアンプ・ドライバ54に直
列に接続されたセンスアンプ群に属する個々のセンスア
ンプに係る各メモリセルの容量を、センスアンプ・ドラ
イバ54から近い順にC1',…,Ci',…,CI'とすると、
各容量の大小関係を C1'≦…≦Ci'≦…≦CI' とするのである。
【0023】このように、各センスアンプ・ドライバに
接続されたセンスアンプ群に属する個々のセンスアンプ
に係る各メモリセルの容量を、当該センスアンプとセン
スアンプ・ドライバとの間の距離の遠さに応じた大きさ
に設定することによって、メモリブロックにおける各ア
ドレスに対するセンスマージンを大略同じにすると共
に、各アドレスに対するアクセス時間を大略同じにする
のである。したがって、大容量の半導体記憶装置におけ
るアクセス動作の能力低下を防止できる。上記実施例で
はメモリブロックを4分割しているが、8分割や16分
割等の他の分割でも差し支えない。
【0024】
【発明の効果】以上より明らかなように、請求項1に係
る発明の半導体記憶装置は、ビット線およびワード線に
接続されたメモリセルの容量を、そのメモリセルに接続
されたビット線の信号をセンスするセンスアンプとこの
センスアンプを駆動するセンスアンプ・ドライバとの間
の距離が遠いほど増加するようにしたので、センスアン
プ・ドライバから離れているアドレスに対するセンスマ
ージン減少およびアクセス遅延を防止できる。したがっ
て、この発明によれば、アクセス動作の能力を低下させ
ることなく半導体記憶装置の記憶容量拡大化を図ること
ができる。
【0025】また、請求項2に係る発明の半導体記憶装
置は、センスアンプ・ドライバとこのセンスアンプ・ドラ
イバが駆動する複数のセンスアンプの夫々とを直列に接
続しているので、同一のセンスアンプ・ドライバによっ
て駆動される複数のセンスアンプ夫々のセンスマージン
を大略等しく設定できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の半導体記憶装置におけるセンスアン
プ周辺回路の一例を示す図である。
【図2】この発明に係るメモリブロックを分割しない半
導体記憶装置の一実施例を示す図である。
【図3】この発明に係るメモリブロックを分割した半導
体記憶装置の一実施例を示す図である。
【図4】従来の半導体記憶装置におけるセンスアンプ周
辺回路を示す図である。
【図5】差動型センスアンプの回路図である。
【図6】カット・トランジスタを有する差動型センスア
ンプの回路図である。
【図7】1個のセンスアンプ・ドライバが多数のセンス
アンプをドライブする半導体記憶装置のセンスアンプ周
辺回路図である。
【符号の説明】
31,51,53,54…センスアンプ・ドライバ、 32〜36…センスアンプ、 37…ビット
線、 39…カラム・デコーダ、 40…データ
線、 41…ワード線、 42〜46…メ
モリセル、 47…ロー・デコーダ、 52,55〜5
8…センスアンプ群、 59〜62…メモリブロック。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ビット線,ワード線,上記ビット線および
    ワード線に接続されたメモリセル,上記ビット線の信号
    をセンスするセンスアンプ,複数の上記センスアンプを
    駆動するセンスアンプ・ドライバ,指定アドレスの上記ワ
    ード線を選択するロー・デコーダ,指定アドレスの上記ビ
    ット線を選択するカラム・デコーダを有して、上記ロー・
    デコーダおよびカラム・デコーダで選択された上記ワー
    ド線およびビット線によって指定されたアドレスに在る
    上記メモリセルに対してデータを読み書きする半導体記
    憶装置において、 上記メモリセルの容量を、当該メモリセルに接続された
    ビット線に係るセンスアンプとこのセンスアンプを駆動
    するセンスアンプ・ドライバとの間の距離が遠いほど増
    加するように設定したことを特徴とする半導体記憶装
    置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の半導体記憶装置におい
    て、 上記センスアンプ・ドライバは、このセンスアンプ・ドラ
    イバが駆動する上記複数のセンスアンプの夫々と直列
    接続されていることを特徴とする半導体記憶装置。
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