JP3042203B2 - スタティック型記憶回路 - Google Patents
スタティック型記憶回路Info
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- JP3042203B2 JP3042203B2 JP4246527A JP24652792A JP3042203B2 JP 3042203 B2 JP3042203 B2 JP 3042203B2 JP 4246527 A JP4246527 A JP 4246527A JP 24652792 A JP24652792 A JP 24652792A JP 3042203 B2 JP3042203 B2 JP 3042203B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スタティック型記憶回
路装置のメモリセルおよび周辺回路への電源電圧の供給
に利用する。本発明はソフトエラー耐性を向上させるこ
とができるスタティック型記憶回路に関する。
路装置のメモリセルおよび周辺回路への電源電圧の供給
に利用する。本発明はソフトエラー耐性を向上させるこ
とができるスタティック型記憶回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のスタティック型記憶回路装置のメ
モリセルと周辺回路部の電源電圧は同電圧になるように
構成されていた。図5は従来のスタティック型記憶回路
の構成を示すブロック図、図6は図5に示すメモリセル
アレイ部を構成するメモリセルと一部の周辺回路を具体
的に示す図である。このようにメモリセルの負荷素子
(本例では高抵抗素子)に接続する電源電圧と周辺回路
の電源電圧とは同電圧であり、また、ディジット線12
やワード線11のレベルを動作時に電源電圧より高くな
るような回路構成となっているが、メモリセルの負荷素
子に接続される電源電圧は周辺回路の電源電圧とやはり
同電圧であり、微細化によりスタティック型記憶回路の
電源電圧は低下しているものの、ソフトエラーの対策と
してはメモリセル構造を変えることだけが行われてい
た。
モリセルと周辺回路部の電源電圧は同電圧になるように
構成されていた。図5は従来のスタティック型記憶回路
の構成を示すブロック図、図6は図5に示すメモリセル
アレイ部を構成するメモリセルと一部の周辺回路を具体
的に示す図である。このようにメモリセルの負荷素子
(本例では高抵抗素子)に接続する電源電圧と周辺回路
の電源電圧とは同電圧であり、また、ディジット線12
やワード線11のレベルを動作時に電源電圧より高くな
るような回路構成となっているが、メモリセルの負荷素
子に接続される電源電圧は周辺回路の電源電圧とやはり
同電圧であり、微細化によりスタティック型記憶回路の
電源電圧は低下しているものの、ソフトエラーの対策と
してはメモリセル構造を変えることだけが行われてい
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のスタ
ティック型記憶回路では、メモリセルと周辺回路部の電
源電圧は同電圧であったが、デバイスの微細化に伴いホ
ットキャリア効果やMOSFET(MOS電界効果トラ
ンジスタ)のゲート絶縁膜の経時絶縁破壊(以下TDD
B:Time Dependent Dielectric Breakdown と略記す
る)の問題が高電圧下では顕著になってきている。この
ため微細デバイスでは、電源電圧を従来より下げて使わ
ざるを得ず、その対応としてはシステム全体の電圧を下
げるか、あるいはデバイス内部で電圧を下げる方法がと
られているが、いずれもデバイスに印加される電圧は、
低下させていることに変わりはない。
ティック型記憶回路では、メモリセルと周辺回路部の電
源電圧は同電圧であったが、デバイスの微細化に伴いホ
ットキャリア効果やMOSFET(MOS電界効果トラ
ンジスタ)のゲート絶縁膜の経時絶縁破壊(以下TDD
B:Time Dependent Dielectric Breakdown と略記す
る)の問題が高電圧下では顕著になってきている。この
ため微細デバイスでは、電源電圧を従来より下げて使わ
ざるを得ず、その対応としてはシステム全体の電圧を下
げるか、あるいはデバイス内部で電圧を下げる方法がと
られているが、いずれもデバイスに印加される電圧は、
低下させていることに変わりはない。
【0004】一方、このような電源電圧の低下に伴いソ
フトエラー耐量(以下SER:SoftError Rate と略記
する)が悪くなり、また、メモリセルの動作マージン
(スタティックノイズマージン)が少なくなる問題が生
じ、特にSERの問題は重要である。
フトエラー耐量(以下SER:SoftError Rate と略記
する)が悪くなり、また、メモリセルの動作マージン
(スタティックノイズマージン)が少なくなる問題が生
じ、特にSERの問題は重要である。
【0005】本発明はこのような問題を解決するもの
で、ソフトエラー耐性を向上させることができる装置を
提供することを目的とする。
で、ソフトエラー耐性を向上させることができる装置を
提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、一対の駆動ト
ランジスタと、この駆動トランジスタの各ゲートにワー
ド線およびディジット線間の状態を伝える2個の伝達ト
ランジスタと、前記駆動トランジスタの各出力電極に接
続された一対の負荷素子とを1個のメモリセルとしてメ
モリセルアレイ部が構成されたスタティック型記憶回路
において、前記メモリセルのデータ保持時には前記ワー
ド線およびディジット線を制御する回路には第一電源電
圧を供給し、前記負荷素子(Q L )には第一電源電圧よ
り高い第二電源電圧を供給し、前記メモリセルへのデー
タライト時および前記メモリセルからのデータリード時
には前記ワード線およびディジット線を制御する回路お
よび前記負荷素子(Q L )には第一電源電圧を供給する
ことを特徴とする。
ランジスタと、この駆動トランジスタの各ゲートにワー
ド線およびディジット線間の状態を伝える2個の伝達ト
ランジスタと、前記駆動トランジスタの各出力電極に接
続された一対の負荷素子とを1個のメモリセルとしてメ
モリセルアレイ部が構成されたスタティック型記憶回路
において、前記メモリセルのデータ保持時には前記ワー
ド線およびディジット線を制御する回路には第一電源電
圧を供給し、前記負荷素子(Q L )には第一電源電圧よ
り高い第二電源電圧を供給し、前記メモリセルへのデー
タライト時および前記メモリセルからのデータリード時
には前記ワード線およびディジット線を制御する回路お
よび前記負荷素子(Q L )には第一電源電圧を供給する
ことを特徴とする。
【0007】なお、外部制御信号により、前記データ保
持時には第二電源電圧を、前記データライト時およびデ
ータリード時には第一電源電圧をそれぞれ選択して前記
負荷素子(Q L )に供給する電源電圧切換手段を備える
ことが望ましく、また外部制御信号により、前記データ
保持時のみ第一電源電圧を昇圧し、第二電源電圧として
前記電源電圧切換手段に与える内部昇圧手段を備えるこ
とが望ましい。
持時には第二電源電圧を、前記データライト時およびデ
ータリード時には第一電源電圧をそれぞれ選択して前記
負荷素子(Q L )に供給する電源電圧切換手段を備える
ことが望ましく、また外部制御信号により、前記データ
保持時のみ第一電源電圧を昇圧し、第二電源電圧として
前記電源電圧切換手段に与える内部昇圧手段を備えるこ
とが望ましい。
【0008】
【作用】データ保持時に、一対の駆動トランジスタ、こ
の駆動トランジスタの各ゲートにワード線およびディジ
ット線間の状態を伝える2個の伝達トランジスタ、およ
び駆動トランジスタの各出力電極に接続された一対の負
荷素子を1個のメモリセルとするメモリアレイの前記負
荷素子に供給する電源電圧絶対値がワード線およびディ
ジット線を制御する回路に供給する電源電圧絶対値より
も大きい値になるように設定する。
の駆動トランジスタの各ゲートにワード線およびディジ
ット線間の状態を伝える2個の伝達トランジスタ、およ
び駆動トランジスタの各出力電極に接続された一対の負
荷素子を1個のメモリセルとするメモリアレイの前記負
荷素子に供給する電源電圧絶対値がワード線およびディ
ジット線を制御する回路に供給する電源電圧絶対値より
も大きい値になるように設定する。
【0009】これにより、ソフトエラー耐圧をよくし、
メモリセルの動作マージン(スタティックノイズマージ
ン)の減少を抑えることができる。
メモリセルの動作マージン(スタティックノイズマージ
ン)の減少を抑えることができる。
【0010】
【実施例】次に、本発明実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
【0011】(第一実施例)図1は本発明第一実施例に
係わる全体構成を示すブロック図、図2は本発明第一実
施例におけるメモリセルアレイ部の構成を示すブロック
図である。
係わる全体構成を示すブロック図、図2は本発明第一実
施例におけるメモリセルアレイ部の構成を示すブロック
図である。
【0012】本発明第一実施例におけるスタティック型
記憶回路は、メモリセルアレイ部1、ロウデコーダおよ
びアドレスバッファ2、センス/スイッチおよびCol
umnデコーダ3、アドレスバッファ4、インプット/
アウトプットデコーダ制御部5、回路制御部6、および
内部昇圧回路7により全体が構成される。
記憶回路は、メモリセルアレイ部1、ロウデコーダおよ
びアドレスバッファ2、センス/スイッチおよびCol
umnデコーダ3、アドレスバッファ4、インプット/
アウトプットデコーダ制御部5、回路制御部6、および
内部昇圧回路7により全体が構成される。
【0013】また、一対の駆動トランジスタQD と、こ
の駆動トランジスタの各ゲートにワード線11およびデ
ィジット線12間の状態を伝える2個の伝達トランジス
タQT と、駆動トランジスタQD の各出力電極に接続さ
れた一対の負荷素子QL とを1個のメモリセル10とし
てメモリセルアレイ部1が構成され、負荷素子QL に供
給する電源電圧絶対値が少なくともデータ保持時にはワ
ード線11およびディジット線12を制御する回路に供
給する電源電圧絶対値より大きい値に設定される。駆動
トランジスタQD のゲート絶縁膜はメモリセル10以外
のトランジスタ素子のゲート絶縁膜より厚く構成され
る。
の駆動トランジスタの各ゲートにワード線11およびデ
ィジット線12間の状態を伝える2個の伝達トランジス
タQT と、駆動トランジスタQD の各出力電極に接続さ
れた一対の負荷素子QL とを1個のメモリセル10とし
てメモリセルアレイ部1が構成され、負荷素子QL に供
給する電源電圧絶対値が少なくともデータ保持時にはワ
ード線11およびディジット線12を制御する回路に供
給する電源電圧絶対値より大きい値に設定される。駆動
トランジスタQD のゲート絶縁膜はメモリセル10以外
のトランジスタ素子のゲート絶縁膜より厚く構成され
る。
【0014】本第一実施例では、周辺回路電源電圧は
3.3V、メモリセル部回路の電源電圧は3.8Vであ
る。まず、ホットキャリア効果に関しては、メモリセル
駆動トランジスタQD にはその動作軌跡をみた場合にほ
とんどストレスが加わらないので、3.3Vの電源電圧
で最適化したデバイスを用いたとしても問題にはならな
い。一方、伝達トランジスタQT は、メモリセルノード
がL側の場合にワード線11をHighにしてON状態
でストレスが加わるため通常ディジット線12の電圧で
ストレスが決まる。それ故に本発明による影響は伝達ト
ランジスタQT にとってほとんどない。このように、メ
モリセル10の電源電圧を少し上昇させた場合でもホッ
トキャリア効果の問題はない。
3.3V、メモリセル部回路の電源電圧は3.8Vであ
る。まず、ホットキャリア効果に関しては、メモリセル
駆動トランジスタQD にはその動作軌跡をみた場合にほ
とんどストレスが加わらないので、3.3Vの電源電圧
で最適化したデバイスを用いたとしても問題にはならな
い。一方、伝達トランジスタQT は、メモリセルノード
がL側の場合にワード線11をHighにしてON状態
でストレスが加わるため通常ディジット線12の電圧で
ストレスが決まる。それ故に本発明による影響は伝達ト
ランジスタQT にとってほとんどない。このように、メ
モリセル10の電源電圧を少し上昇させた場合でもホッ
トキャリア効果の問題はない。
【0015】また、TDDBの問題も、3.6〜4.0
Vで持つようなゲート酸化膜厚にすることによって問題
とはならない。本実施例では、ゲート酸化膜厚を120
Åで構成し、駆動トランジスタQD のゲート長は0.5
μm、伝達トランジスタQTのゲート長は0.7μmを
用いている。負荷素子QL は高抵抗多結晶シリコン素子
で構成されている。メモリセル10の電源電圧は、周辺
回路部電源とは別に内部昇圧回路7で昇圧している。
Vで持つようなゲート酸化膜厚にすることによって問題
とはならない。本実施例では、ゲート酸化膜厚を120
Åで構成し、駆動トランジスタQD のゲート長は0.5
μm、伝達トランジスタQTのゲート長は0.7μmを
用いている。負荷素子QL は高抵抗多結晶シリコン素子
で構成されている。メモリセル10の電源電圧は、周辺
回路部電源とは別に内部昇圧回路7で昇圧している。
【0016】なお、本実施例では、負荷素子QL として
高抵抗多結晶シリコンを用いたが、多結晶シリコン薄膜
トランジスタやバルクMOS FETを用いても同様で
ある。
高抵抗多結晶シリコンを用いたが、多結晶シリコン薄膜
トランジスタやバルクMOS FETを用いても同様で
ある。
【0017】(第二実施例)図3は本発明第二実施例の
全体構成を示すブロック図である。その構成は図1に示
す第一実施例とほぼ同様であるのでその要部のみを示
す。
全体構成を示すブロック図である。その構成は図1に示
す第一実施例とほぼ同様であるのでその要部のみを示
す。
【0018】本発明第二実施例は、スタティックRAM
がデータ保持(スタンバイ時)にのみメモリセル10の
電源電圧が高くなるように構成したものである。すなわ
ち、〔外1〕信号を利用して論理を取り、データ保持時
に内部昇圧回路7を動作させて、メモリセル10の電源
電圧を周辺回路電源電圧より高くなるように設定したも
のである。第一実施例にくらべてホットキャリアの問題
はより少なくなる。
がデータ保持(スタンバイ時)にのみメモリセル10の
電源電圧が高くなるように構成したものである。すなわ
ち、〔外1〕信号を利用して論理を取り、データ保持時
に内部昇圧回路7を動作させて、メモリセル10の電源
電圧を周辺回路電源電圧より高くなるように設定したも
のである。第一実施例にくらべてホットキャリアの問題
はより少なくなる。
【0019】
【外1】 一般に、スタティックRAMは、特定のメモリセルにつ
いて考えればその使用状態は、データ保持の方が、リー
ド/ライト時よりはるかに長いため、ソフトエラーはデ
ータ保持時の方で起こっている確率が高い、なお、ライ
ト直後のセルノードレベルが低い時のSERは悪い。
いて考えればその使用状態は、データ保持の方が、リー
ド/ライト時よりはるかに長いため、ソフトエラーはデ
ータ保持時の方で起こっている確率が高い、なお、ライ
ト直後のセルノードレベルが低い時のSERは悪い。
【0020】しかしながら、それは、加速時の場合であ
って、通常は、ライト時にあるセルと非選択にあるセル
の数とα粒子がランダムに放出されることを考えれば、
データ保持時(非選択セルと考えてもよい)の方がソフ
トエラーが起こり易い。このことによって、本第二実施
例はより効率的に構成されている。
って、通常は、ライト時にあるセルと非選択にあるセル
の数とα粒子がランダムに放出されることを考えれば、
データ保持時(非選択セルと考えてもよい)の方がソフ
トエラーが起こり易い。このことによって、本第二実施
例はより効率的に構成されている。
【0021】第一および第二実施例では、いずれも昇圧
回路を用いてメモリセルの電源を構成したが、逆に内部
降圧回路を用いて周辺回路電源電圧を構成してもよく、
その他電源電圧の構成は種々考えられる。
回路を用いてメモリセルの電源を構成したが、逆に内部
降圧回路を用いて周辺回路電源電圧を構成してもよく、
その他電源電圧の構成は種々考えられる。
【0022】このように本発明では、メモリセル電源電
圧を上昇させることができるのでソフトエラー耐圧(S
ER)をよくすることができる。図3は 241Am 線源か
らα粒子を照射したときのFailビット数とVcc電
圧の関係を示したもので、わずか0.4Vの差あるがF
ailビット数が約1/2になっていることが判る。一
方、メモリセル10の電源電圧か0.4V高くなったこ
とによるホットキャリア効果やゲート絶縁膜の経時絶縁
破壊(TDDB)への影響はない。
圧を上昇させることができるのでソフトエラー耐圧(S
ER)をよくすることができる。図3は 241Am 線源か
らα粒子を照射したときのFailビット数とVcc電
圧の関係を示したもので、わずか0.4Vの差あるがF
ailビット数が約1/2になっていることが判る。一
方、メモリセル10の電源電圧か0.4V高くなったこ
とによるホットキャリア効果やゲート絶縁膜の経時絶縁
破壊(TDDB)への影響はない。
【0023】本発明は、回路特性やプロセス面で決まる
スタティックRAMのトランジスタ条件に対しそのディ
メンジョンを適当に選ぶことにより、メモリセルの電源
電圧を周辺回路部に比べて少し高く設定することが容易
であり、メモリセル負荷素子の種類は限定されずその汎
用性は広い。負荷素子としては、PMOSトランジス
タ、PMOS薄膜トランジスタなどを用いることができ
る。
スタティックRAMのトランジスタ条件に対しそのディ
メンジョンを適当に選ぶことにより、メモリセルの電源
電圧を周辺回路部に比べて少し高く設定することが容易
であり、メモリセル負荷素子の種類は限定されずその汎
用性は広い。負荷素子としては、PMOSトランジス
タ、PMOS薄膜トランジスタなどを用いることができ
る。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、メ
モリセルへの電源電圧を周辺回路部に比べて少し高く設
定することができるために、ソフトエラー耐圧をよくす
ることができ、メモリセルの動作マージン(スタティッ
クノイズマージン)が少なくなることを抑えることがで
きる効果がある。
モリセルへの電源電圧を周辺回路部に比べて少し高く設
定することができるために、ソフトエラー耐圧をよくす
ることができ、メモリセルの動作マージン(スタティッ
クノイズマージン)が少なくなることを抑えることがで
きる効果がある。
【図1】本発明第一実施例に係わる全体構成を示すブロ
ック図。
ック図。
【図2】本発明第一実施例におけるメモリセルアレイ部
の構成を示すブロック図。
の構成を示すブロック図。
【図3】本発明第二実施例の全体構成を示すブロック
図。
図。
【図4】本発明実施例におけるメモリセル電源電圧に対
するFailビット数を示す図。
するFailビット数を示す図。
【図5】従来例に係わる全体構成を示すブロック図。
【図6】従来例におけるメモリセルアレイ部の構成を示
すブロック図。
すブロック図。
1 メモリセルアレイ部 2 ロウデコーダおよびアドレスバッファ 3 センス/スイッチおよびColumnデコーダ 4 アドレスバッファ 5 インプット/アウトプットデコーダ制御部 6 回路制御部 7 内部昇圧回路 10 メモリセル 11 ワード線 12 ディジット線 QL 負荷素子 QD 駆動トランジスタ QT 伝達トランジスタ
Claims (3)
- 【請求項1】 一対の駆動トランジスタ(QD )と、 この駆動トランジスタの各ゲートにワード線およびディ
ジット線間の状態を伝える2個の伝達トランジスタ(Q
T )と、 前記駆動トランジスタの各出力電極に接続された一対の
負荷素子(QL )とを1個のメモリセルとしてメモリセ
ルアレイ部が構成されたスタティック型記憶回路におい
て、 前記メモリセルのデータ保持時には前記ワード線および
ディジット線を制御する回路には第一電源電圧を供給
し、前記負荷素子(QL )には第一電源電圧を昇圧した
第二電源電圧を供給し、 前記メモリセルへのデータライト時および前記メモリセ
ルからのデータリード時には前記ワード線およびディジ
ット線を制御する回路および前記負荷素子(QL )には
第一電源電圧を供給することを特徴とするスタテッィク
型記憶回路。 - 【請求項2】 外部制御信号により、前記データ保持時
には第二電源電圧を、前記データライト時およびデータ
リード時には第一電源電圧をそれぞれ選択して前記負荷
素子(Q L )に供給する電源電圧切換手段を備えた請求
項1記載のスタティック型記憶回路。 - 【請求項3】 外部制御信号により、前記データ保持時
のみ第一電源電圧を昇圧し、第二電源電圧として前記電
源電圧切換手段に与える内部昇圧手段を備えた請求項2
記載のスタティック型記憶回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4246527A JP3042203B2 (ja) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | スタティック型記憶回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4246527A JP3042203B2 (ja) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | スタティック型記憶回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06103783A JPH06103783A (ja) | 1994-04-15 |
JP3042203B2 true JP3042203B2 (ja) | 2000-05-15 |
Family
ID=17149735
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4246527A Expired - Fee Related JP3042203B2 (ja) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | スタティック型記憶回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3042203B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4198201B2 (ja) | 1995-06-02 | 2008-12-17 | 株式会社ルネサステクノロジ | 半導体装置 |
JP2009026461A (ja) * | 1995-06-02 | 2009-02-05 | Renesas Technology Corp | 半導体装置 |
JP2009192745A (ja) * | 2008-02-13 | 2009-08-27 | Seiko Epson Corp | 電気光学装置、電気光学装置の駆動方法および電子機器 |
-
1992
- 1992-09-16 JP JP4246527A patent/JP3042203B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06103783A (ja) | 1994-04-15 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |