JP3077651B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents
半導体記憶装置Info
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Description
関し、特に、内部に複数のバンクを有する半導体記憶装
置に関する。
装置について説明する。図9は、従来の半導体記憶装置
の回路配置図であり、上部にAバンク、下部にBバンク
と、メモリセルが複数のバンクに区分配置され、これら
のバンク間に、各バンクのメモリセルに対して読み出し
再書き込み動作を行うためにセンスアンプのソース節点
をドライブする回路(以下、SAPN回路)が配置され
ている。図7はこの半導体記憶装置の回路接続図、図8
は図7の回路の動作タイミングチャートである。
ルエリア(1)、下部にBバンクのメモリセルエリア
(15)が配置され、Aバンクのメモリセルエリアに
は、メモリセル(2)と、メモリセルとビット線1
(5)とを接続するセルトランジスタ(3)があり、セ
ルトランジスタ(3)のゲートにはワード線(4)が接
続されている。ビット線1、2(5、6)は、ビット線
間の電位差を増幅するセンスアンプ(7)に接続され、
センスアンプのPchソース電位およびNchソース電位
は、メモリセルエリア(1)の下側に配置されたSAP
出力Pchトランジスタ(11)およびSAN出力Nchト
ランジスタ(12)から、SAP配線(9)およびSA
N配線(8)を経由してそれぞれ供給される。SAP出
力PchトランジスタおよびSAN出力Nchトランジスタ
のゲートはSE信号(14)により制御される。下部の
Bバンクにも同様な構成の素子群がある。
Pchトランジスタ(11)とBバンク用のSAP出力ト
ランジスタ(25)のソース節点が同一のVDD配線
(41)に接続され、Aバンク用のSAN出力トランジ
スタ(12)とBバンク用のSAN出力トランジスタ
(26)のソース節点が同一のGND配線(42)に接
続されている。
は、あるバンクのセンスアンプが活性状態にあるとき
に、他のバンクがセンス動作を行うというタイミングが
存在する。また、あるバンクのワード線が非活性状態に
あるときに、他のバンクがセンス動作を行うというタイ
ミングが存在する。ただし、複数のバンクが同時にセン
スアンプを活性状態にすることは、通常の動作モードで
は禁止されている。
つつ回路動作を説明する。なお、時点を示すt8-1等に
おけるtの次の数字は図番、ハイフンの次の数字は当該
時点の出現順序を示す。時点t8-1で、Aバンクのワー
ド線(4)が活性状態になる。メモリセルに貯えられて
いる電位がHの場合、ワード線が活性状態になること
で、ビット線1(5)の電位が上昇し、ビット線1、2
(5、6)間には微少電位差が発生する。時点t8-2
で、SE信号(14)がHになり、SAP配線およびS
AN配線上の信号が活性状態になると、センスアンプ
(7)が動作を開始する。センス動作によりビット線
1、2間の電位差が増幅され、メモリセル(2)にはビ
ット線1(5)の電位が伝達され、再書き込みが行われ
る。これで、メモリセルのデータ読み出し動作および再
書き込み動作が完了するが、センスアンプが活性状態に
なるときには、多数のビット線に電荷を供給するため
に、VDD配線(41)およびGND配線(42)には
大きなノイズが発生する。
ンプは非活性状態であった。時点t8-3でBバンクのワ
ード線が活性状態になる。Aバンクと同様に、時点t8-
4でBバンク用のSE信号が活性状態になり、センス動
作が開始される。このセンス動作でVDD配線(41)
およびGND配線(42)にはセンスノイズが発生す
る。このセンスノイズは、AバンクとBバンクでSAP
およびSAN出力トランジスタのソースを共用している
ため、Aバンク側のSAP配線(9)、SAN配線
(8)にも伝達され、ビット線1(5)の電位が低下
し、メモリセル(2)の電位も低下する。このとき、時
点t8-5でAバンクのワード線(4)がLになると、メ
モリセル(2)は他バンクのセンスノイズにより電荷量
が低下した状態のままビット線1(5)から切り離され
てしまい、以後の読み出し動作で誤読み出し等の不具合
を生じるおそれがある。
すように、SAP配線およびSAN配線が接続される各
バンク用のSAP出力PchトランジスタおよびSAN出
力Nchトランジスタに電流を供給するVDD配線(4
5、47)およびGND配線(46、48)を、バンク
ごとに設けている。図6のタイミングチャートに示すよ
うに、図8と同様なタイミングで動作した場合でも、時
点t6-4でBバンク用のVDD配線(47)、GND配
線(48)にはセンスノイズが発生するが、Aバンク用
のVDD配線(45)およびGND配線(46)は影響
を受けないため、メモリセル(2)に貯えられている電
荷は影響を受けることなく、時点t6-5でAバンク用の
ワード線が非活性状態になる。
アンプが活性状態になるときは、SAPN回路のVDD
配線およびGND配線に大きなノイズが発生する。この
ノイズを抑制するため、およびセンススピード向上のた
め、SAPN回路用のVDD配線およびGND配線に
は、通常、非常に太い配線が使用される。また前述の通
り従来は、他バンクからのセンスノイズの影響を排除す
るため、VDD配線およびGND配線をバンクごとに設
けており、これらがチップサイズの増大を招く原因にな
っている。
イズの影響を排除又は軽減しつつ、チップサイズの増大
を抑えることである。
手段のいずれかにより解決することができる。 (第1の手段)複数のバンクの各バンクごとに、センス
アンプを駆動するメインSAPN回路と、駆動後のセン
スアンプの電位を保持するサブSAPN回路とを設け、
各バンクのメインSAPN回路を、VDD配線およびG
ND配線からなる主電源配線に共通に接続し、各バンク
のサブSAPN回路を、主電源配線よりは小容量の、各
バンクごとに設けたVDD配線およびGND配線に各別
に接続する。各バンクのセンスアンプにおけるセンス動
作終了後は、サブSAPN回路のみを活性状態にしてセ
ンスアンプの電位を保持する。
とに、センスアンプを駆動するメインSAPN回路と、
メインSAPN回路よりは高抵抗で小サイズのトランジ
スタで構成した、駆動後のセンスアンプの電位を保持す
るサブSAPN回路とを設け、各バンクのメインSAP
N回路およびサブSAPN回路を、共通のVDD配線お
よび共通のGND配線に接続する。各バンクのセンスア
ンプにおけるセンス動作終了後は、サブSAPN回路の
みを活性状態にしてセンスアンプの電位を保持する。
メインとサブの2系統を設け、複数のバンクでメインS
APN回路がVDD配線、GND配線からなる主電源配
線を共用し、センス動終了後は、バンクごとに設けた小
容量(小配線幅)のVDD配線、GND配線からなる補
助電源配線のみをサブSAPN回路に接続する。補助電
源配線により他バンクからのセンスノイズの影響を排除
できると共に、配線幅が大きいことが要求される主電源
配線を複数バンクが共用するため、チップサイズを小さ
くすることができる。
PN回路を低抵抗でサイズの大きいトランジスタで構成
し、サブSAPN回路を高抵抗でサイズの小さいトラン
ジスタで構成し、補助電源配線を用いない。センス時に
は、メインSAPN回路を活性状態にして使用し、セン
ス動作終了後は、サブSAPN回路のみを活性状態にし
て使用する。これにより、完全ではないにしても、他バ
ンクからのセンスノイズの影響を軽減することができ、
しかもメイン、サブ両方のSAPN回路が1組のVDD
配線およびGND配線を共用するので、チップサイズを
小さくする上では第1の手段よりも有利である。
る。 (第1の実施形態)上記第1又は第2の手段において、
センスアンプ駆動時にメインSAPN回路とサブSAP
N回路とを共に活性状態にし、センス動作終了後は、メ
インSAPN回路を非活性状態にし、活性状態のサブS
APN回路によりセンスアンプの電位を保持する。
段において、センスアンプ駆動時にメインSAPN回路
のみを活性状態にし、センス動作終了後は、メインSA
PN回路を非活性状態にし、サブSAPN回路を活性状
態にすることによりセンスアンプの電位を保持する。
APN回路を活性状態にしてセンスアンプの電位を保持
させる前の状態として、サブSAPN回路をセンスアン
プ駆動時から活性状態にしておくのか、それとも、サブ
SAPN回路が必要になった時点で初めて活性状態にす
るのかの違いである。
て、各バンクごとに設けるVDD配線およびGND配線
の配線幅を、主電源配線の配線幅の半分以下にする。チ
ップサイズを小さくするために、各バンクごとに設ける
VDD配線およびGND配線の配線幅を極力小さくする
のである。
明の好適な実施例について説明する。なお、図5、図7
を参照して説明した従来の半導体記憶装置と同じ構成要
素には、同一の参照符号を用いる。
施例の半導体記憶装置の回路図、図2はそのタイミング
チャートである。図1において、参照符号29はAバン
クのサブSAPN回路トランジスタ30のソース節点、
32は同トランジスタ31のソース節、33はAバンク
のサブSAPN回路用SE信号、34はBバンクのサブ
SAPN回路トランジスタ35のソース節点、37は同
トランジスタ36のソース節点、38はBバンクのサブ
SAPN回路用SE信号、39はAバンクの補助電源配
線としてのVDD配線、40は同GND配線、43はB
バンクの補助電源配線としてのVDD配線、44は同G
ND配線、41は各バンク共通の主電源配線としてのV
DD配線、42は同GND配線である。他の参照符号1
〜28は図5、図7と同一である。
1、12、25、26により構成されるA、B両バンク
のメインSAPN回路に加えて、トランジスタ30、3
1、35、36により構成されるサブSAPN回路を各
バンクに設け、これらのサブSAPN回路にそれぞれ接
続される補助電源配線として、VDD配線40、43お
よびGND配線40、44を設けた点が、上述の従来例
と異なる。
施例の動作を説明する。時点t2-1でAバンクのワード
線4が活性状態になる。時点t2-2でAバンクの主SE
信号がHになり、メインSAPN回路トランジスタ1
1、12が活性状態になり、センス動作を開始する。同
時に、補助SE信号33がHになることによりサブSA
PN回路トランジスタ30、31も活性状態になる。
みが終了した時点t2-3で主SE信号はLになり、メイ
ンSAPN回路トランジスタ11、12は非活性状態に
なる。しかし、サブSAPN回路トランジスタ30、3
1は活性状態を維持し、SAP配線9、SAN配線8の
電位を保持する。この状態になれば、時点t2-4でBバ
ンクのワード線18が活性状態になり、時点t2-5でB
バンクでのセンス動作が開始されて主電源配線41、4
2にノイズが発生しても、Aバンクのメモリセル2はノ
イズの影響を受けない。
30、31、35、36は活性状態を維持するのに大き
な電流を必要としないので、補助電源配線39、40、
43、44の配線幅を極めて細くすることができ、従来
例でバンクごとのセンス動作用電源配線45〜48を設
ける場合と比較して、チップサイズを1〜2%小さくす
ることができる。
て、本発明の第2の実施例について説明する。図3は、
本発明の第2の実施例の半導体記憶装置の回路図、図4
はそのタイミングチャートである。
源配線39、40、43、44を設けない。ただし、サ
ブSAPN回路トランジスタ30、31、35、36と
して高抵抗でサイズが小さいトランジスタを用い、第1
実施例で述べた主電源配線41、42から電流を供給す
る。
施例の動作を説明する。時点t4-1でAバンクのワード
線4が活性状態になる。時点t4-2でAバンクの主SE
信号がHになり、メインSAPN回路トランジスタ1
1、12が活性状態になり、センス動作を開始する。同
時に、補助SE信号33がHになることによりサブSA
PN回路トランジスタ30、31も活性状態になる。
みが終了した時点t4-3で主SE信号がLになり、メイ
ンSAPN回路トランジスタ11、12は非活性状態に
なるが、サブSAPN回路トランジスタ30、31は活
性状態を維持し、SAP配線9、SAN配線8の電位を
保持する。この状態になれば、時点t4-4でBバンクの
ワード線18が活性状態になり、時点t4-5でBバンク
でのセンス動作が開始されて主電源配線41、42にノ
イズが発生するが、サブSAPN回路トランジスタ3
0、31は高抵抗であるため、Bバンクで発生したセン
スノイズのAバンクのメモリセル2への伝達を減少させ
る。
ノイズを完全に解消することはできないが、バンクごと
の補助電源配線を必要としないので、チップサイズに関
しては第1実施例よりも有利である。
づいて説明したが、本発明の半導体記憶装置は、上記実
施形態例の構成にのみ限定されるものではなく、上記実
施形態例の構成から種々の修正及び変更を施したもの
も、本発明の範囲に含まれる。
バンクごとに設けた小配線幅の補助電源配線のみをサブ
SAPN回路に接続するので、他バンクからのセンスノ
イズの影響を排除できると共に、配線幅が大きいことが
要求される主電源配線を複数バンクが共用するため、チ
ップサイズを小さくすることができる。
ことをしない代わりに、サブSAPN回路を高抵抗のト
ランジスタで構成する場合には、他バンクで発生したセ
ンスノイズをほぼ解消することができると共に、チップ
サイズに関してさらに有利な結果を得ることができる。
である。
である。
る。
トである。
配置図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 内部に複数のバンク(Aバンク、Bバン
ク)を有する半導体記憶装置において、各バンクごと
に、センスアンプを駆動するメインSAPN回路と、セ
ンスアンプ駆動後の電位を保持するサブSAPN回路と
を設け、各バンクのメインSAPN回路を、前記バンク
の間に配置した主電源配線(主VDD配線及びGND配
線)に共通に接続し、各バンクのサブSAPN回路を、
前記主電源配線よりは小容量の、各バンクごとに設けた
補助電源配線(Aバンク補助VDD配線及びGND配
線、Bバンク補助VDD配線及びGND配線)に各別に
接続し、各バンクのセンスアンプにおけるセンス動作終
了後は、サブSAPN回路のみを活性状態にしてセンス
アンプの電位を保持することを特徴とする半導体記憶装
置。 - 【請求項2】 センスアンプ駆動時にメインSAPN回
路とサブSAPN回路とを共に活性状態にし、センス動
作終了後は、メインSAPN回路のみを非活性状態に
し、活性状態のサブSAPN回路によりセンスアンプの
電位を保持することを特徴とする請求項1記載の半導体
記憶装置。 - 【請求項3】 センスアンプ駆動時にメインSAPN回
路のみを活性状態にし、センス動作終了後は、メインS
APN回路を非活性状態にし、サブSAPN回路を活性
状態にすることによりセンスアンプの電位を保持するこ
とを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。 - 【請求項4】 前記補助電源配線の配線幅は、前記主電
源配線の配線幅の半分以下であることを特徴とする請求
項1記載の半導体記憶装置。 - 【請求項5】 内部に複数のバンク(Aバンク、Bバン
ク)を有する半導体記憶装置において、各バンクごと
に、センスアンプを駆動するメインSAPN回路と、メ
インSAPN回路よりは高抵抗で小サイズのトランジス
タで構成した、センスアンプ駆動後の電位を保持するサ
ブSAPN回路とを設け、各バンクのメインSAPN回
路及びサブSAPN回路を、前記バンクの間に配置され
た主電源配線(主VDD配線及びGND配線)に共通に
接続し、各バンクのセンスアンプ駆動時に前記メインS
APN回路のみを活性状態にし、センス動作終了後は、
メインSAPN回路を非活性状態にし、前記サブSAP
N回路を活性状態にすることによりセンスアンプの電位
を保持することを特徴とする半導体記憶装置。
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