JP3089731B2 - 半導体メモリ装置 - Google Patents

半導体メモリ装置

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JP3089731B2
JP3089731B2 JP03242222A JP24222291A JP3089731B2 JP 3089731 B2 JP3089731 B2 JP 3089731B2 JP 03242222 A JP03242222 A JP 03242222A JP 24222291 A JP24222291 A JP 24222291A JP 3089731 B2 JP3089731 B2 JP 3089731B2
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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、特に複数のビット線対とそれらのビット線対の各各
の電位差を増幅する複数のセンスアンプとを有する半導
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、アレイ状に設けら
れた複数のメモリセルとそれらメモリセルにそれぞれ接
続した複数のビット線および複数のワード線とからなる
メモリセルアレイを有する。このメモリセルアレイを構
成する複数のビット線の各各は相補的関係にある電圧の
印加を受ける1対のビット線、つまりビット線対から成
っており、それらビット線対の各々に対して1のセンス
アンプが設けられている。読出し・書込み動作時または
リフレッシュ動作時において、これらセンスアンプはセ
ンスアンプ活性化信号に応じて活性化され、上記ビット
線対を構成する2本のビット線間の電位差を増幅する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような半
導体メモリ装置の高集積化が進むにつれ、上記ビット線
の間隔が非常に狭くなってきており、その結果それらビ
ット線間の寄生容量が増加し、それに伴なう問題が生じ
ている。即ち、メモリセルを構成するトランジスタまた
は容量素子の特性のばらつきによりビット線対の電位差
が所定値よりも小さい場合、そのビット線対に接続され
ているセンスアンプの出力は他のセンスアンプの出力よ
りも立上りが遅れる(センスアンプ出力はビット線対の
間の電位差が大きいほど立上りが早い)。一方、その、
ビット線対に相隣るビット線対に印加される電位差が所
定以上であれば、後者のビット線対に接続されているセ
ンスアンプは立上りの遅れはない。しかし、両ビット線
対間の寄生容量により、センスアンプ活性化信号に応答
した両ビット線対の出力電圧の間にクロストークが生
じ、読出しエラーを生ずる。
【0004】したがって、本発明の目的は、ビット線対
間の上記クロストークの低減を可能とする半導体メモリ
装置を提供することにある。
【0005】
【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、アレイ状に設けられた複数のメモリセルとそれら
メモリセルにそれぞれ接続した複数のビット線対および
複数のワード線とを含むメモリセルアレイと、前記ビッ
ト線対の各々に1つづつ設けられ活性化信号に応じてビ
ット線対間の電位差を増幅するセンスアンプと、前記ビ
ット線対を制御信号に応じてそれぞれ少なくとも二つの
グループに分割するトランスファーゲートとを有し、互
いに相隣る2つのビット線対に接続されるセンスアンプ
はトランスファーゲートに関して線対称の位置に配置さ
れることを特徴とする。
【0006】望ましくは前記半導体メモリ装置は、定電
位を供給する電源線と、プリチャージ信号に応じて前記
ビット線対と電源線との接続を制御する接続手段とを併
せ備える。
【0007】
【実施例】本発明の実施例を示す図1を参照すると、こ
の実施例におけるメモリセルアレイは各々が1つのNチ
ャネルトランジスタと1つの容量素子とから成り行・列
両方向にアレイ状に配置された複数のメモリセルMCで
構成される(いわゆる1トランジスタ−1キャパシタ型
セルMCをアレイ状に配置して形成されている)。ビッ
ト線は2本を1対として(例えばBL1a/BL1b、
BL2a/BL2b…)センスアンプSA(例えばSA
1、SA2、…)にそれぞれ接続されている。相隣るビ
ット線対に接続されるセンスアンプが互いに隣接して配
置されないように、これらセンスアンプはメモリセルア
レイのワード線に平行な一辺に沿った領域(図1の領域
B1)とそれと線対称の位置にある一辺(図1の領域B
2)に沿った領域とにそれぞれ配置される。具体的に説
明すると、ビット線対BL1a/BL1b、とこれに隣
接しないビット線対BL3a/BL3b、…およびBL
ma/BLmbにそれぞれ接続されるセンスアンプSA
1、SA3、…、およびSAmが図面上側の領域B1に
配置され、ビット線対BL2a/BL2b、とBL4a
/BL4b、…にそれぞれ接続されるセンスアンプSA
2、SA4、…が図面に向って下側の領域B2に配置さ
れる。
【0008】センスアンプSA1乃至SAmはセンスア
ンプ活性化信号φSにより活性化され、ビット線対(例
えばBL1a/BL1b)の電位差を増幅する。
【0009】一方、ビット線(BL1a/BL1b、B
L2a/BL2b、…、およびBLma/BLmbの各
各)の中央は、ゲートに制御信号φCの供給を受けてO
N/OFF制御されるトランスファーゲートトランジス
タQ1a/Q1b、Q2a/Q2b、…、およびQma
/Qmbのソース・ドレインにそれぞれ接続されてい
る。これらトランスファーゲートトランジスタQ1a/
Q1b、乃至Qma/Qmbにより、メモリセルアレイ
は領域A1とA2とに二分される。
【0010】この実施例におけるワード線はこの領域A
1に設けられるワード線W1−1、W1−2…、および
W1−nと、領域A2に設けられるワード線W2−1、
W2−2…、およびW2−nとから成る(本実施例の場
合は、領域A1と領域A2にそれぞれ設けられるワード
線の数は互いに等しくしてある)。
【0011】更に、ビット線対BL1a/BL1b、B
L2a/BL2b、…、およびBLma/BLmbと固
定電位VHに保たれている電源線VHLとの間にプリチ
ャージトランジスタQP1a/QP1b、QP2a/Q
P2b、…およびQPma/QPmbがそれぞれ設けら
れ、それらトランジスタのON/OFFはプリチャージ
信号φPにより制御されている。
【0012】次に、図2を併せ参照すると、まず、プリ
チャージ信号φPがハイレベルからロウレベルに変化す
ることにより、プリチャージトランジスタQP1a/Q
P1b、QP2a/QP2b、…およびQPma/QP
mbがすべてオフ状態となるため、全てのビット線は電
源線VHLと電気的に切り離される。
【0013】次に、入力アドレスに応じて行デコーダ
(図示せず)が1本のワード線を選択し(ここではワー
ド線W1−1が選択された場合を例にとって説明す
る)、その電位をハイレベルにする。選択されたワード
線W1−1に接続されているメモリセルMCに格納され
たデータがビット線の各各の電位に代表される(図2の
時刻t21参照)。例えばビット線BL1aを例にとっ
て説明すると、このビット線BL1aとワード線W1−
1とに接続されているメモリセルにロウレベルのデータ
が格納されている場合、ビット線BL1aの電位はVH
よりも若干低くなり、逆に同じメモリセルにハイレベル
のデータが格納されている場合は、ビット線BL1aの
電位はVHより若干高くなる(図2はロウレベルのデー
タが格納された場合を示している)。
【0014】次に、制御信号φCがハイレベルからロウ
レベルになると、トランスファーゲートトランジスタQ
1a/Q1b、Q2a/Q2b、…およびQma/Qm
bがすべてオフになるので、すべてのビット線は領域A
1の部分と、領域A2の部分とに電気的に切離される。
すなわち、この状態ではビット線対BL1a/BL1
b、BL2a/BL2b、…、およびBLma/BLm
bはセンスアンプSA1乃至SAmにそれぞれ電気的に
接続された部分と、これらセンスアンプから電気的に切
離された部分とに分けられる。互いに相隣るビット線対
に接続されたセンスアンプは上述のとおりメモリセルア
レイの線対称の一辺に沿った領域すなわち図1の領域B
1とB2に配置されるので、1つのセンスアンプと電気
的接続状態にあるビット線対部分に相隣るビット線対部
分はそのセンスアンプ対応のビット線対に相隣るビット
線対に接続されたセンスアンプから電気的に切り離され
た状態にある。例えば上記制御信号φCのハイレベルか
らロウレベルへの変化に伴い、センスアンプSA2は領
域A2中のビット線対BL2a/BL2bの部分と接続
状態になる一方、それらビット線部分と相隣る同領域A
2中のビット線対BL1a、BL1bおよびBL3a、
BL3bの部分は、センスアンプSA1およびSA3か
らトランスファーゲートトランジスタQ1a/Q1bお
よびQ3a/Q3bによりそれぞれ電気的に切り離され
ている。
【0015】次に、センスアンプ活性化信号φSがハイ
レベルになると(図2の時刻t22)、すべてのセンス
アンプSA1、SA2、SA3…、およびSAmが活性
化され、ビット線対BL1a/BL1b、BL2a/B
L2b、…、およびBLma/BLmbの電位差をそれ
ぞれ増幅する。その時点ではこれらビット線対はトラン
スファーゲートトランジスタQ1a/Q1b、Q2a/
Q2b、…およびQma/Qmbにより二分されている
ので、各ビット線対のうちセンスアンプに直接接続され
た半分の部分からの出力電圧だけがセンスアンプにより
増幅される。その際、1つのセンスアンプと電気的接続
状態にあるビット線対部分に相隣るビット線対部分はそ
のセンスアンプから電気的に切り離された状態にあるの
で、センスアンプ活性化信号φSのハイレベルへの変化
の直後において、その1つのセンスアンプが上記相隣る
ビット線対からのクロストークの悪影響を受けることは
ない。
【0016】例えば、領域A2の中にあるビット線対B
L2a/BL2bの部分の電位差はセンスアンプSA2
によりその電位差が増幅されるが、同じ領域A2の中で
そのビット線対に相隣るビット線対BL1a/BL1b
およびBL3a/BL3bの部分は増幅されないのでク
ロストークの影響は避けられる(図2のBL1(A
2)、BL2(A1))。
【0017】センスアンプSA2によりビット線対BL
2a/BL2bの電位差が十分に増幅された後、制御信
号φCがハイレベルになると(図2の時刻t23)、上
記トランスファーゲートトランジスタQ1a/Q1b乃
至Qma/Qmbがすべてがオン状態となるので、上記
領域A1およびA2に二分されていたビット線BL1a
/BL1b、BL2a/BL2b、…、およびBLma
/BLmbは電気的に再び接続され、すべてのビット線
対の電位差が増幅される。
【0018】トランスファーゲートトランジスタQ1a
/Q1b乃至Qma/Qmbにより接続される残り半分
のビット線の電位は、この時点まで増幅されていないの
で(例えば、図2のBL1(A2)、BL2(A1)
等)、トランスファーゲートトランジスタQ1a/Q1
b乃至Qma/Qmbがオン状態となった直後、ビット
線対BL1a/BL1b、BL2a/BL2b、…、お
よびBLma/BLmbの各各の電位はVccから1/
4Vcc低下するかまたは、GNDから1/4Vcc高
くなるが、センスアンプSA1乃至SAmによりすぐに
VccとGNDレベルに戻る。その後、メモリセルMC
にはセンスアンプSA1乃至SAmにより増幅された新
しいレベルのデータが格納される。
【0019】次に、選択されていたワード線(上述のと
おりW1−1)の電位がロウレベルになると、各ビット
線とメモリセルMCとの接続が切り離され、次にセンス
アンプ活性化信号φSがロウレベルとなることによりす
べてのセンスアンプが不活性状態となり、更にプリチャ
ージ信号φPがハイレベルとなることにより、プリチャ
ージトランジスタQP1a/QP1b乃至QPma/Q
Pmbがオンとなり、すべてのビット線が電源配線VH
Lと電気的に接続され、その電位が固定電位のVHとな
る。
【0020】次に、図3を参照すると、本発明の第2の
実施例は、上述の第1の実施例における制御信号φCを
φC1およびφC2に、プリチャージ信号φPをφP1
およびφP2に、センスアンプ活性化信号φSをφS1
およびφS2にそれぞれ置換した以外は第1の実施例と
同じである。制御信号φC1は領域B1に配置されたセ
ンスアンプSA1、SA3、…およびSAmに接続され
たビット線対のトランスファーゲートトランジスタQ1
a/Q1b、Q3a/Q3b、…のゲート電極に供給さ
れる。一方、制御信号φC2は領域B2に配置されたセ
ンスアンプSA2、SA4、…に接続されたビット線対
のトランスファーゲートトランジスタQ2a/Q2b、
Q4a/Q4bのゲートに供給される。同様に、センス
アンプ活性化信号φS1は領域B1のセンスアンプSA
1、SA3、…およびSAmに供給され、φS2は領域
B2のセンスアンプSA2、SA4、…の活性化を制御
する。更にプリチャージ信号φP1は、領域B1のセン
スアンプSA1、SA3、…およびSAmにそれぞれ接
続されたプリチャージトランジスタQP2a/QP2
b、QP4a/QP4b…に供給され、φP2は領域B
1の配置されたセンスアンプSA2、SA4、…に接続
されたプリチャージトランジスタQP1a/QP1b、
QP3a/QP3b…に供給される。上記三組の信号φ
C1/φC2、φP1/φP2、およびφS1/φS2
の供給を受けるように上記第1の実施例に上述のとおり
の変形を加えた以外は第2の実施例は第1の実施例と同
一であるので、これ以上の詳細な説明は省略する。
【0021】次に、図4を参照し、領域A1にあるワー
ド線W1−1が選択された場合を例にとって説明する。
【0022】まず、ワード線W1−1が選択されるのに
伴い行デコーダの情報に基づいて発生する制御信号φC
1がロウレベルとなり領域B1のセンスアンプSA1、
SA3、…およびSAmにそれぞれ接続されたビット線
対BL1a/BL1b、BL2a/BL2b、…、およ
びBLma/BLmbのトランスファーゲートトランジ
スタQ1a/Q1b、Q3a/Q3b、…がオフ状態と
なる。一方、プリチャージ信号φP1がロウレベルとな
るので、領域B2のセンスアンプSA2、SA4、…に
それぞれ接続されたビット線対BL2a/BL2b、B
L4a/BL4b、…は電源線VHLから電気的に切り
離される。なお、この状態では、プリチャージ信号φP
2はハイレベルに維持される。
【0023】この状態で、ビット線対BL1a/BL1
b、BL3a/BL3b、…はそれら線対のうちの領域
A1にある部分だけがトランスファーゲートトランジス
タQ1a/Q1b、Q3a/Q3b、…によりセンスア
ンプSA1、SA3、…およびSAmとそれぞれ接続さ
れており、電源線VHLからは切り離されている。
【0024】次に、行デコーダ(図示せず)によりワー
ド線W1−1が選択されその電位がハイレベルとなる
(図4の時刻t41)。選択されたワード線W1−1に
接続されているメモリセルMCの格納データはビット線
対の各各の電位差に反映されるが、本実施例では、ビッ
ト線対BL1a/BL1b、BL2a/BL2b、…、
およびBLma/BLmbのうち領域A1にある部分だ
けがトランスファーゲートトランジスタによりセンスア
ンプSA1、SA3、…およびSAmに接続されビット
線の長さが実質的に半分になるので、各ビット線対の電
位差は従来技術による場合の2倍となり各ビット線の充
放電量は半分となる。一方、上記ビット線対のうち領域
A2にある部分は電源線VHLと接続されているので電
位VHに維持されている(図4のBL1(A1)および
BL1(A2))。
【0025】領域B2のセンスアンプSA2、SA4、
…に接続されたビット線対BL2a/BL2b、BL4
a/BL4b、…の電位差は第1の実施例の場合と同様
に、メモリセルに格納されたデータを反映する(図4の
BL2(A1)およびBL2(A2))。
【0026】次に、制御信号φC2がハイレベルからロ
ウレベルに変化すると、ビット線対BL2a/BL2
b、BL4a/BL4b、…のトランスファーゲートト
ランジスタQ2a/Q2b、Q4a/Q4b、…がオフ
状態となる。この状態において、すべてのビット線は領
域A1の部分と領域A2の部分とに切離され、ビット線
対BL1a/BL1b、BL2a/BL2b、…、およ
びBLma/BLmbのうち領域A2にある部分の電位
がVHである以外は、第1の実施例とほぼ同じ状態とな
る。このようにして、センスアンプに接続されているビ
ット線対部分に相隣るビット線対部分を、そのセンスア
ンプ対応のビット線対と相隣るビット線対に接続された
センスアンプと切り離された状態にすることができる。
【0027】次に、センスアンプ活性化信号φS1およ
びφS2がハイレベルになると(図4の時刻t42)、
すべてのセンスアンプが活性化され、それらセンスアン
プにそれぞれ接続されているビット線対の半分の部分か
らの電位差を増幅する。トランスファーゲートトランジ
スタの上述の作用により、互いに相隣るビット線対から
の出力電位差が互いに相隣るビット線対対応のセンスア
ンプにより増幅されることはないので、それら相隣るビ
ット線対のクロストークを防止できる。
【0028】センスアンプSA1乃至SAmによりビッ
ト線対の電位差が十分に増幅された後、制御信号φC2
がハイレベルとなり、トランスファーゲートトランジス
タQ2a/Q2b、Q4a/Q4b、…がオン状態とな
り、これらビット線対の電位差が増幅される(図4のB
L2(A1)とBL2(A2))。一方、制御信号φC
1はロウレベルのままであるので、ビット線対BL1a
/BL1b、BL3a/BL3b、…のうち領域A2に
ある部分の電位はVHに維持される(図4のBL1(A
2))。
【0029】その後、メモリセルMCにはセンスアンプ
により増幅された新しいレベルのデータが格納される。
次に、選択されていたワード線(この場合W1−1)の
電位がロウレベルになるので、各ビット線とメモリセル
MCとの接続が切り離され、次にセンスアンプ活性化信
号φS1およびφS2がロウレベルになると、すべての
センスアンプが不活性状態となる。更にプリチャージ信
号φP1および制御信号φC1がそれぞれハイレベルと
なると、すべてのビット線の電位が固定電位VHとな
る。
【0030】本実施例によれば、ワード線の電位が選択
に応答してハイレベルとなる前に、ビット線対の各各は
トランスファーゲートトランジスタの上述の作用により
実質的に半分の長さとなるので、これらビット線対にお
いては、メモリセルからのデータ読出しの際に電位差が
従来技術による場合の2倍になり、そのビット線対の充
放電量も1/2になる。従って、メモリセルアレイ全体
の消費電力を25%削減できる。
【0031】本実施例の上述の動作、すなわちワード線
W1−1が選択された場合の動作について説明は、領域
A2にあるワード線W2−1、W2−2、…が選択され
た場合についてもあてはまる。その場合は、上述の動作
の説明のうち、プリチャージ信号φP1をφP2に、制
御信号φC1をφC2に、ビット線対BL1をBL2
に、それぞれを入替えたことに相当する。基本的な動作
は同一である。
【0032】更に、センスアンプ活性化信号φS1およ
びφS2を同一波形として説明してきたが、これら信号
の波形は互いに異っていてもよい。例えば、φS1によ
り活性化されるセンスアンプに接続されたビット線対か
らの電位差が、φS2により活性化されるセンスアンプ
に接続されたビット線対からの電位差の約2倍であるこ
とを考慮してφS2を先に入力することにより、センス
アンプの立上りの時間差を小さくすることも可能であ
る。この手法を採用すると、センスアンプがビット線対
からの出力を増幅するための充放電の時間が2つに分割
されるため、メモリセルアレイ全体のピーク電流の増大
の防止が可能となる。
【0033】次に、図5を参照すると、本発明の第3の
実施例は、第1の実施例におけるプリチャージ信号φP
をφP11およびφP12に置換した以外は第1の実施
例と同じである。すなわちこの実施例は、プリチャージ
信号φP11がビット線対BL1a/BL1b、BL2
a/BL2b、…、およびBLma/BLmbの各各の
片方のビット線BL1a、BL2a、BL3a、…およ
びBLmaと電源線VHLとを接続するプリチャージト
ランジスタQP1a、QP2a、QP3a、…の導通を
制御し、一方、プリチャージ信号φP12が他方のビッ
ト線BL1b、BL2b、BL3b、…と電源線VHL
とを接続するプリチャージトランジスタQP1b、QP
2b、QP3b、…の導通を制御するように構成してあ
る以外はこの第3の実施例は第1の実施例と同一である
のでこれ以上の詳細な説明は省略する。
【0034】次に、図6を参照し、領域A1にあるワー
ド線W1−1が選択された場合を例にとって説明する。
【0035】ワード線W1−1が選択されるのに伴い行
デコーダ(図示せず)の情報に基づいて発生するプリチ
ャージ信号φP11がハイレベルからロウレベルに変化
し、プリチャージトランジスタQP1a、QP2a、Q
P3a、…がオフ状態となるので、それぞれのビット線
対のうち一方のビット線BL1a、BL2a、BL3
a、…およびBLmaが電源線VHLと電気的に切り離
される。
【0036】次に、ワード線W1−1が選択され、その
電位がハイレベルとなる。選択されたワード線W1−1
に接続されているメモリセルMCの格納データは一方の
ビット線BL1a、BL2a、BL3a、…およびBL
maの電位に反映される(図6の時刻t61)。
【0037】次に、制御信号φCがハイレベルからロウ
レベルに変化することにより、トランスファーゲートト
ランジスタQ1a/Q1b、Q2a/Q2b、…がすべ
てオフするので、すべてのビット線対は領域A1の部分
と領域A2の部分とに切離される。
【0038】次に、センスアンプ活性化信号φSがハイ
レベルとなりすべてのセンスアンプSA1、SA2、S
A3…、SAmが活性化され、それらセンスアンプにそ
れぞれ接続されているビット線対BL1a/BL1b、
BL2a/BL2b、…、およびBLma/BLmbの
電位差を増幅する。この時、ビット線対はそれぞれトラ
ンスファーゲートトランジスタQ1a/Q1b、Q2a
/Q2b、…により二分されているので、センスアンプ
SA1乃至SAmはビット線対の各各の半分の部分から
の電位差だけを増幅する。センスアンプから上述のとお
り切り離されているビット線対部分うち各ビット線対の
片方、すなわちビット線BL1b、BL2b、BL3
b、…は電源電位VHに固定されている。この状態で
は、プリチャージ信号φP12はハイレベルにあるの
で、プリチャージトランジスタBL1b、BL2b、B
L3b、…は導通状態にあり、これらのトランジスタを
通して定電位VHがビット線、すなわち領域A1にある
ビット線BL2b、BL4bの部分、領域A2のビット
線BL1b、BL3bの部分にそれぞれ供給される。従
って、センスアンプ活性化信号φSがハイレベルとなっ
た直後において、センスアンプと接続状態にあるビット
線対部分と相隣るビット線対の片方、すなわち、ビット
線BL1b、BL2b、BL3b、…は定電位VHに維
持されるので、これらビット線が上述のクロストークの
悪影響を防止する。
【0039】センスアンプSA1乃至SAmによりビッ
ト線対の電位差が十分に増幅され、プリチャージ信号φ
P12がロウレベルとなり、すべてのビット線が電源線
VHLから切り離された後、制御信号φCがハイレベル
となり二分されていたビット線BL1a/BL1b、B
L2a/BL2b、…、およびBLma/BLmbは電
気的に再び接続され、すべてのビット線対の電位差がセ
ンスアンプSA1乃至SAmにより増幅される。
【0040】これ以降の動作はプリチャージ信号φP1
1とφP12とが同時に第1の実施例におけるプリチャ
ージ信号φPと同じタイミングで同時にハイレベルとな
る点以外はすべておなじであるので説明を省略する。
【0041】次に、図7を参照して本発明の第4の実施
例を説明する。上述の第1乃至第3の実施例において、
メモリセルアレイを領域A1およびA2の2つに分ける
のに対して、本実施例では、ビット線対の各各について
2個のトランスフアーゲートを備えており、それによっ
てメモリセルアレイをA1、A2およびA3の3つの領
域に分けている。すなわち、本実施例はメモリセルアレ
イを領域A1とA3とを分けるトランスファーゲートト
ランジスタQ11a、Q11b、Q12a、Q12b、
Q13a、Q13b、…と、領域A3とA2とを分ける
トランスファーゲートトランジスタQ21a、Q21
b、Q22a、Q22b、Q23a、Q23b、…とを
備え、これらのトランジスタの導通を制御信号φC1、
φC2、φC3およびφC4により制御して、上述のプ
リチャージ信号φPC1乃至φPC4の供給を受けるよ
うに構成されている。この変形が加えられた以外は本実
施例は第1の実施例と同一であるので回路構成に関する
これ以上の詳細な説明は省略する。
【0042】次に、図8を参照し、まず領域A1にある
ワード線W1−1が選択された場合を例にとってこの実
施例の動作を説明する。まずプリチャージ信号φPがハ
イレベルからロウレベルに変化し、すべてのビット線対
BL1a/BL1b、BL2a/BL2b、…、および
BLma/BLmbが電源線VHLと切り離される。
【0043】次に、ワード線W1−1が選択されるのに
伴い行デコーダ(図示せず)の情報に基づいて発生する
制御信号φC1がハイレベルからロウレベルに変化する
ことにより、トランスファーゲートトランジスタQ11
a/Q11b、Q13a/Q13b、…がオフになるの
で、ビット線対BL1a/BL1b、BL3a/BL3
b、…は領域A1の中にある部分すなわち全体の1/3
だけがセンスアンプと電気的に接続され、他の領域A2
およびA3の中にある部分すなわち全体の2/3の部分
はセンスアンプから切り離される。
【0044】次に、ワード線W1−1が選択され、その
電位がハイレベルとなる。その状態において、選択され
たワード線W1−1に接続されているメモリセルMCの
格納データはビット線対の各各の電位差に反映される
が、トランスファーゲートトランジスタQ11a/Q1
1b、Q13a/Q13b、…によりセンスアンプから
切離された上記2/3の部分ではビット線対の電位はV
Hに維持される(図8のBL1(A2、A3))。
【0045】次に、制御信号φC4がロウレベルとな
り、トランスファーゲートトランジスタQ22a/Q2
2b、Q24a/Q24b、…がオフとなり、ビット線
対BL2a/BL2b、BL4a/BL4b、…の全体
の1/3にあたる領域A2の部分だけがセンスアンプS
A2、SA4、…と接続され、残り2/3の部分はセン
スアンプから切り離される。
【0046】この時点ですべてのビット線対各各の実効
的長さはトランスファーゲートトランジスタQ11a/
Q11b、Q13a/Q13b、…および、Q22a/
Q22b、Q24a/Q24b…により、1/3とな
る。この状態でセンスアンプ活性化信号φSがハイレベ
ルとなりすべてのセンスアンプSA1乃至SAmが活性
化され、上記実効的長さである1/3のビット線対部分
からの電位差を増幅する。
【0047】次に、制御信号φC4がハイレベルとな
り、トランスファーゲートトランジスタQ22a/Q2
2b、Q24a/Q24b、…がオンとなるので、ビッ
ト線対BL2a/BL2b、BL4a/BL4b、…の
上記2/3の領域、すなわち領域領域A1およびA3の
部分のビット線対からの出力が増幅される。その際、ビ
ット線対の電位は1/3Vccだけ変動するがすぐに電
圧レベルVccおよびGNDに戻る(図8のBL2(A
2、A3)およびBL2(A1))。
【0048】一方、ビット線対BL1a/BL1b、B
L3a/BL3b、…は制御信号φC1がその時点でロ
ウレベルのままであるので同ビット線対の領域A2、A
3の部分は電位VHに維持され、領域A1の部分の電位
変化もない(図8のBL1(A1)とBL1(A2、A
3))。
【0049】これ以降の動作は制御信号φC1がセンス
アンプ活性化信号φSの立下りと同期して立上る点以外
は図2を考慮して述べた第1の実施例と同一であるので
これ以上の動作説明は省略する(尚、上述の動作におい
て、制御信号φC2およびφC3はハイレベルを維持し
ている)。
【0050】本実施例に関する上述の説明は領域A2の
ワード線W2−1、…、およびW2−nが選択される場
合にも当てはまる。その場合は、上述の説明の制御信号
φC1をφC3に、制御信号φC4をφC2にそれぞれ
置換したことに相当す。
【0051】次に、図9を参照して領域A3のワード線
W3−1が選択された場合について本実施例の動作を説
明する。まずプリチャージ信号φPがロウレベルに変化
し、すべてのビット線対BL1a/BL1b、BL2a
/BL2b、…、およびBLma/BLmbが電源線V
HLと切り離される。
【0052】次に、ワード線W3−1の選択に伴ない制
御信号φC2およびφC3がハイレベルからロウレベル
に変化すると、トランスファーゲートトランジスタQ1
2a/Q12b、Q14a/Q14b、…およびQ21
a/Q21b、Q23a/Q23b、…がオフ状態とな
る。従って、ビット線対BL1a/BL1b、BL3a
/BL3b、…のうち領域A1およびA3の中にある部
分がセンスアンプと接続され、ビット線対BL2a/B
L2b、BL4a/BL4b、…のうち領域A2および
A3の中にある部分が同様にセンスアンプと接続され、
それ以外のビット線対部分、すなわち残りれ他の1/3
の部分はセンスアンプから切り離される。
【0053】次に、ワード線W3−1が選択され、その
電位がハイレベルとなる。このワード線W3−1に接続
されているメモリセルMCに格納されたデータが上記実
効長2/3のビット線対の電位差に反映される。上記ビ
ット線対の各各の残りの部分、すわわち上記実効長1/
3の部分は電位はVHに維持される(図8のBL1(A
2)、BL2(A1))。
【0054】次に、センスアンプ活性化信号φSがハイ
レベルとなりすべてのセンスアンプSA1乃至SAmが
活性化され、上記実効長2/3のビット線対からの電位
差がそれらビット線対に接続されているセンスアンプに
より増幅される。
【0055】これ以降の動作は制御信号φC2がセンス
アンプ活性化信号φSの立下りと同時に立上る点以外
は、第1の実施例に関する第2図の説明と同じであるた
め、これ以上の動作説明は省略する。
【0056】上述のとおり、本実施例は、メモリセルア
レイを3つの領域に分割し、センスアンプ活性化信号が
ハイレベルとなった直後に発生する隣接ビット線対間と
クロストークの悪影響を防止している。
【0057】尚、本実施例はプリチャージ信号φPを第
3の実施例と同様にビット線対間毎に異なる信号とする
ことによって第3の実施例と同じ作用効果を得ることが
可能である。
【0058】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体メ
モリ装置は、1つのセンスアンプと電気的接続状態にあ
るビット線対部分に相隣るビット線対部分はそのセンス
アンプから電気的に切り離された状態にあるので、セン
スアンプ活性化信号のレベル変化の直後において、その
1つのセンスアンプが上記相隣るビット線対からのクロ
ストークの悪影響を受けることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例である半導体メモリ装置
の回路図である。
【図2】図1に示す半導体メモリ装置の動作を説明する
ための波形図である。
【図3】本発明の第2の実施例である半導体メモリ装置
の回路図である。
【図4】図3に示す半導体メモリ装置の動作を説明する
ための波形図である。
【図5】本発明の第3の実施例である半導体メモリ装置
の回路図である。
【図6】図5に示す半導体メモリ装置の動作を説明する
ための波形図である。
【図7】本発明の第4の実施例である半導体メモリ装置
の回路図である。
【図8】図7に示す半導体メモリ装置の動作を説明する
ための波形図である。
【図9】図7に示す半導体メモリ装置の動作を説明する
ための波形図である。
【符号の説明】
MC メモリセル BL1a/BL1b、BL2a/BL2b ビット線 SA1、SA2 センスアンプ φS センスアンプ活性化信号 φC 制御信号 Q1a/Q1b、Q2a/Q2b トランスファーゲ
ートトランジスタ QP1a/QP1b、QP2a/QP2b プリチャ
ージトランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11C 11/4096

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 行・列両方向にアレイ状に配置された複
    数のメモリセルとこれらメモリセルを列ごとに共通にそ
    れぞれ接続する複数のビット線対および行ごとに共通に
    それぞれ接続するワード線とを含むメモリセルアレイ
    と、前記ビット線対の各々にそのビット線対の一端に接
    続され活性化信号に応じて前記ビット線対間の電位差を
    増幅するセンスアンプと、共通の制御信号に応じて前記
    複数のビット線の各々を少なくとも二つの部分に分割す
    るか否かを制御するトランスファーゲート手段とを有
    し、前記ビット線対のうち奇数番目の前記列に属するも
    のについては前記センスアンプが前記ビット線対の一方
    の端部に配置され偶数番目の前記列に属するものについ
    ては前記センスアンプが前記ビット線対の他方の端部に
    配置された半導体メモリ装置であって、前記ワード線の
    選択後且つ前記センスアンプを動作させる前に、前記ト
    ランスファー手段によって前記複数のビット線の各々を
    分割することを特徴とする半導体メモリ装置。
  2. 【請求項2】 定電位を供給する電源線と、前記ビット
    線対の一方のビット線と前記電源線との間に設けられ第
    1のプリチャージ信号に応じて導通する第1の接続手段
    と、前記ビット線対の他方のビット線と前記電源線との
    間に設けられ第2のプリチャージ信号に応じて導通する
    第2の接続手段とを更に有し、前記ビット線対の前記一
    方のビット線に接続されたメモリセルを選択する場合に
    は、前記ワード線の選択前に、前記第1の接続手段を前
    記第1のプリチャージ信号によって非導通状態とし、前
    記ワード線の選択後且つ前記センスアンプの動作後に、
    前記第2の接続手段を前記第2のプリチャージ信号によ
    り非導通状態とすることを特徴とする請求項1記載の半
    導体メモリ装置。
  3. 【請求項3】 アレイ状に設けられた複数のメモリセル
    と、夫々が前記メモリセルに対応して接続された複数の
    ビット線対と、夫々が前記メモリセルに対応して接続さ
    れた複数のワード線と、前記複数のビット線対に接続さ
    れるとともに互いに隣接しないように前記ビット線対の
    一端及び他端のいずれかの端部に接続され前記ビット線
    対の電位差を増幅するセンスアンプと、前記センスアン
    プが前記一端に接続されたビット線対のビット線各々を
    少なくとも二つの部分に分割するために設けられ第1の
    制御信号に基づき導通/非導通が制御される第1の トラ
    ンスファーゲート手段と、前記センスアンプが前記他端
    に接続されたビット線対のビット線各々を少なくとも二
    つの部分に分割するために設けられ第2の制御信号に基
    づき導通/非導通が制御される第2のトランスファーゲ
    ート手段とを備えた半導体メモリ装置であって、前記第
    1及び第2のトランスファーゲート手段と前記ビット線
    対の前記一端との間に存在するワード線を選択する場合
    には、該ワード線の選択前に前記第1の制御信号に応答
    して前記第1のトランスファーゲート手段を非導通状態
    とし、該ワード線の選択後に前記第2の制御信号に応答
    して前記第2のトランスファーゲート手段を非導通状態
    とし、かかる後に前記センスアンプを活性化することを
    特徴とする半導体メモリ装置。
  4. 【請求項4】 前記センスアンプを活性化するときは、
    前記ビット線対の前記一端に接続されたセンスアンプよ
    りも先に前記ビット線対の前記他端に接続されたセンス
    アンプを活性化することを特徴とする請求項3記載の
    導体メモリ装置。
  5. 【請求項5】 定電位を供給する電源線と、前記一端に
    センスアンプが接続されたビット線対と前記電源線との
    間に設けられ第1のプリチャージ信号に応じて導通する
    第1の接続手段と、前記他端にセンスアンプが接続され
    たビット線対と前記電源線との間に設けられ第2のプリ
    チャージ信号に応じて導通する第2の接続手段とを備
    え、前記第1のプリチャージ信号は前記第1の接続手段
    を導通状態となるように制御し、前記第2のプリチャー
    ジ信号は前記第2の接続手段を前記第1のトランスファ
    ーゲート手段が非導通状態であるときに非導通状態とな
    るように制御することを特徴とする請求項3又は4記載
    半導体メモリ装置。
  6. 【請求項6】 第1及び第2のビット線対と、複数のワ
    ード線と、夫々が前記第1及び第2のビット線対と複数
    のワード線との交点に設けられた複数のメモリセルと、
    前記第1のビット線対の一端に設けられた第1のセンス
    アンプと、前記第2のビット線対の他端に設けられた第
    2のセンスアンプと、前記第1のビット線対を分割する
    第1のトランスファーゲートと、前記第2のビット線対
    を分割する第2のトランスファーゲートとを備え、 前記第1及び第2のビット線の全体がプリチャージされ
    た状態で前記複数のワード線のうち一つのワード線を選
    択して前記第1及び第2のビット線対の電位がそ れぞれ
    対応するメモリセルに格納されたデータに対応して変化
    した後、前記第1及び第2のトランスファーゲートが非
    導通に変化し、その後前記第1及び第2のセンスアンプ
    が活性化することを特徴とする半導体メモリ装置。
  7. 【請求項7】前記第1のビット線対の他端に設けられた
    第1のプリチャージ回路と、前記第2のビット線対の一
    端に設けられた第2のプリチャージ回路とを更に備え、 前記第1及び第2のビット線の全体がプリチャージされ
    た状態で前記第1のトランスファーゲートを非導通に変
    化させ、前記第2のプリチャージ回路を非活性にし、そ
    の後、前記一つのワード線を選択して、前記第1のビッ
    ト線対のうち前記第1のセンスアンプ及び前記第1のト
    ランスファーゲートの間に設けられたメモリセル並びに
    前記第2のビット線対のうち前記第2のプリチャージ回
    路及び前記第2のトランスファーゲートの間に設けられ
    たメモリセルのデータが前記第1及び第2のビット線対
    にそれぞれ読み出された後、前記第2のトランスファー
    ゲートが非導通に変化し、その後前記第1及び第2のセ
    ンスアンプが活性化することを特徴とする請求項6記載
    の半導体メモリ装置。
  8. 【請求項8】 複数のワード線と、夫々が前記第1及び
    第2のビット線対と複数のワード線との交点に設けられ
    た複数のメモリセルと、前記第1のビット線対の一端に
    設けられた第1のセンスアンプと、前記第2のビット線
    対の他端に設けられた第2のセンスアンプと、前記第1
    のビット線対を分割する第1のトランスファーゲート
    と、前記第2のビット線対を分割する第2のトランスフ
    ァーゲートと、前記第1のビット線対の他端に設けられ
    前記第1のビット線対のうち一方のビット線に接続され
    た第1のプリチャージトランジスタと、前記第1のビッ
    ト線対の他端に設けられ前記第1のビット線対のうち他
    方のビット線に接続された第2のプリチャージトランジ
    スタと、前記第2のビット線対の一端に設けられ前記第
    2のビット線対のうち一方のビット線に接続された第3
    のプリチャージトランジスタと、前記第1のビット線対
    の一端に設けられ前記第2のビット線対のうち他方のビ
    ット線に接続された第4のプリチャージトランジスタと
    を備え、前記第1及び第2のビット線の全体がプリチャ
    ージされた状態で前記第2及び第4のプリチャージトラ
    ンジスタを導通にしたまま前記第1及び第3のプリチャ
    ジトランジスタが非導通に変化し、その後、前記一つ
    のワード線が選択されて、前記第1のビット線対のうち
    前記第1のセンスアンプ及び前記第1のトランスファー
    ゲートの間に設けられたメモリセル並びに前記第2のビ
    ット線対のうち前記第2のプリチャージ回路及び前記第
    2のトランスファーゲートの間に設けられたメモリセル
    のデータが前記第1及び第2のビット線対にそれぞれ読
    み出された後、前記第1及び第2のトランスファーゲー
    トが非導通に変化し、その後前記第1及び第2のセンス
    アンプが活性化することを特徴とする半導体メモリ装
    置。
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