JP3505373B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents
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Description
半導体記憶装置に係り、特にデータアクセスの初期段階
でビット線対とセンスアンプ駆動線対を所定電位にプリ
チャージ及びイコライズするビット線イコライズ回路及
びセンスアンプ駆動線イコライズ回路を備えた半導体記
憶装置に関する。
M)においては、素子の微細化及び高集積化により、ビ
ット線とワード線が短絡する不良、いわゆるクロスフェ
イルが起り易くなっている。このような不良が発生した
ビット線やワード線は救済回路(リダンダンシ)により
置き換えられて救済される。しかし、これら不良のビッ
ト線やワード線は電気的に切り離されるわけではなく、
データアクセス時の初期段階であるプリチャージ時に
は、これら不良のビット線やワード線もそれぞれビット
線プリチャージ電圧(例えばVcc/2)及びワード線非
選択電圧(例えばVss=0V)にプリチャージされる。
このため、プリチャージ時にクロスフェイル部分で短絡
電流が流れ、プリチャージ時のスタンドバイ電流が増加
してしまうという問題があった。
ライズ回路とビット線のプリチャージ電源線(例えばV
cc/2)との間に電流制限素子を設けることが提案され
ている(米国特許明細書、U.S.Patent Application Ser
ial No.5,499,211、Mar.12,1996 )。
AMの一部の構成を示しており、複数のビット線対B
L、bBL(bBLはBLの反転を意味する)と複数の
ワード線WL(図では1つのワード線のみ示している)
とが交差するように設けられている。
らなるビット線イコライズ回路群と、複数のセンスアン
プ回路2からなるセンスアンプ回路群が設けられてい
る。上記各ビット線イコライズ回路1はそれぞれ、ビッ
ト線イコライズ制御線3に供給されるビット線イコライ
ズ信号に応じて導通制御される3個のNチャネルMOS
トランジスタQ1〜Q3で構成されている。各ビット線
イコライズ回路1内の3個のMOSトランジスタQ1〜
Q3はデータアクセス時の初期段階であるプリチャージ
時に導通し、これにより対応するビット線対の両電位が
プリチャージ電源線4のプリチャージ電圧(例えばVcc
/2)に設定される(プリチャージ及びイコライズ)。
ト線イコライズ回路群との間には、クロスフェイルが発
生した時のプリチャージ時に、ビット線からワード線に
流れる短絡電流を削減するために電流制限素子5が接続
されている。
れ、2個のPチャネルMOSトランジスタQ4、Q5で
構成されたPチャネルセンスアンプと、2個のNチャネ
ルMOSトランジスタQ6、Q7で構成されたNチャネ
ルセンスアンプとで構成されている。上記各2個のPチ
ャネル及びNチャネルMOSトランジスタそれぞれのソ
ース共通接続点は、Pチャネル及びNチャネルセンスア
ンプを駆動するPチャネルセンスアンプ駆動線6及びN
チャネルセンスアンプ駆動線7にそれぞれ接続されてい
る。
はセンスアンプ駆動線イコライズ回路8が接続されてい
る。このセンスアンプ駆動線イコライズ回路8は、セン
スアンプ駆動線イコライズ制御線9に供給されるイコラ
イズ信号に応じて導通制御される3個のNチャネルMO
SトランジスタQ8〜Q10で構成されている。上記セ
ンスアンプ駆動線イコライズ回路8内の3個のMOSト
ランジスタQ8〜Q10はデータアクセス時の初期段階
であるプリチャージ時に導通し、これにより上記両セン
スアンプ駆動線対6、7の電位がプリチャージ電源線1
0のプリチャージ電圧(例えばVcc/2)に設定される
(プリチャージ及びイコライズ)。
電流制限素子を設けたとしても、クロスフェイル発生時
のプリチャージ時には下記のような経路で電流が流れて
しまう。 (1)ビット線BLの電荷がクロスフェイル部分(図中
の丸印で示す)を通じて、ワード線非選択電圧(Vss=
0V)に設定されているワード線WLに流れる(図中の
)。
流が流れることにより、導通しているビット線イコライ
ズ回路1内のNチャネルMOSトランジスタQ1を介し
て対応するビット線bBLからビット線BLに電流が流
れ、ビット線BL、bBLの電位が共にVss付近まで低
下する(図中の )。
MOSトランジスタQ4を通じて、Pチャネルセンスア
ンプ駆動線6のプリチャージ電圧がビット線BL側に抜
ける(図中の )。
8内のNチャネルMOSトランジスタQ9を通じて、プ
リチャージ電源線10からPチャネルセンスアンプ駆動
線6に電流が流れる(図中の )。
ネルセンスアンプ駆動線6をプリチャージするためのプ
リチャージ電源線10から、センスアンプ駆動線イコラ
イズ回路8、Pチャネルセンスアンプ駆動線6、センス
アンプ回路2、ビット線BL及びクロスフェイル部分を
介してワード線WLに電流が流れるので、プリチャージ
時のスタンドバイ電流が増加するという問題があった。
されたものであり、その目的は、ビット線とワード線と
の間にクロスフェイルが存在していても、プリチャージ
時における短絡電流を削減する、あるいは短絡電流の発
生を防止して、スタンドバイ電流を削減することができ
る半導体記憶装置を提供することである。
置は、ビット線対と、上記ビット線対の電位を第1電位
に設定するビット線イコライズ回路と、上記ビット線対
に接続され、上記ビット線対に生じる電位差を増幅して
データを検出するセンスアンプ回路と、上記センスアン
プ回路を駆動するセンスアンプ駆動信号を上記センスア
ンプ回路に与える駆動信号線対と、上記駆動信号線対の
電位を第2電位に設定する駆動信号線イコライズ回路
と、上記第2電位を伝達する電源線と、上記電源線と上
記駆動信号線対との間で上記駆動信号線イコライズ回路
の電流経路に対して直列に挿入され、カラム選択信号に
応じてその動作が制御される電流制限回路とを具備した
ことを特徴とする。
と、上記ビット線対の電位を第1電位に設定するビット
線イコライズ回路と、上記ビット線対に接続され、Pチ
ャネルMOSトランジスタからなるPチャネルセンスア
ンプとNチャネルMOSトランジスタからなるNチャネ
ルセンスアンプとを有し、上記ビット線対に生じる電位
差を増幅してデータを検出するセンスアンプ回路と、上
記Pチャネルセンスアンプを駆動する第1駆動信号を上
記Pチャネルセンスアンプに与える第1駆動信号線と、
上記Nチャネルセンスアンプを駆動する第2駆動信号を
上記Nチャネルセンスアンプに与える第2駆動信号線
と、上記第1、第2駆動信号線相互間にソース、ドレイ
ンからなる電流通路が挿入され、ゲートに供給される第
3駆動信号によってプリチャージ期間の初期の所定期間
だけ導通するように制御される第1MOSトランジスタ
と、上記第1駆動信号線と上記第2電位との間にソー
ス、ドレインからなる電流通路が挿入され、ゲートに第
4駆動信号が供給される第2MOSトランジスタと、上
記第2駆動信号線と上記第2電位との間にソース、ドレ
インからなる電流通路が挿入され、ゲートに第4駆動信
号が供給される第3MOSトランジスタとを有する駆動
信号線イコライズ回路と、上記第1駆動信号線と上記第
2電位との間で第2MOSトランジスタのソース、ドレ
インからなる電流通路に対して直列に挿入される電流制
限回路とを具備している。
と、上記ビット線対の電位を第1電位に設定するビット
線イコライズ回路と、上記ビット線対に接続され、Pチ
ャネルMOSトランジスタからなるPチャネルセンスア
ンプとNチャネルMOSトランジスタからなるNチャネ
ルセンスアンプとを有し、上記ビット線対に生じる電位
差を増幅してデータを検出するセンスアンプ回路と、上
記Pチャネルセンスアンプを駆動する第1駆動信号を上
記Pチャネルセンスアンプに与える第1駆動信号線と、
上記Nチャネルセンスアンプを駆動する第2駆動信号を
上記Nチャネルセンスアンプに与える第2駆動信号線
と、上記第1、第2駆動信号線相互間にソース、ドレイ
ンからなる電流通路が挿入された第1MOSトランジス
タと、上記第1駆動信号線と上記第2電位との間にソー
ス、ドレインからなる電流通路が挿入され、ゲートに第
3駆動信号が供給される第2MOSトランジスタと、上
記第2駆動信号線と上記第2電位との間にソース、ドレ
インからなる電流通路が挿入され、ゲートに第3駆動信
号が供給される第3MOSトランジスタと、上記第3制
御信号と上記第1駆動信号線の信号とに応じて上記第1
MOSトランジスタのゲートを制御する第4制御信号を
形成する論理回路とを有する駆動信号線イコライズ回路
と、上記第1駆動信号線と上記第2電位との間で第2M
OSトランジスタのソース、ドレインからなる電流通路
に対して直列に挿入される電流制限回路とを具備してい
る。
実施の形態により説明する。図1はこの発明の第1の実
施の形態によるDRAMの一部の構成を示している。な
お、図1において、前記図12に示した従来のものと対
応する箇所には同じ符号を用いて説明を行う。
WLはワード線であり、複数のビット線対BL、bBL
と複数のワード線WL(図では1つのワード線のみ示し
ている)とが交差するように設けられている。また、図
示しないが、各ビット線対BL、bBLにはそれぞれ複
数のメモリセルが接続されている。
らなるビット線イコライズ回路群と、複数のセンスアン
プ回路2からなるセンスアンプ回路群が設けられてい
る。上記各ビット線イコライズ回路1はそれぞれ、ビッ
ト線イコライズ制御線3に供給されるビット線イコライ
ズ信号に応じて導通制御される3個のNチャネルMOS
トランジスタQ1〜Q3で構成されている。すなわち、
MOSトランジスタQ1のソース、ドレインからなる電
流通路は対応するビット線対(BL、bBL)相互間に
接続され、ゲートはビット線イコライズ制御線3に接続
されている。MOSトランジスタQ2、Q3のソース、
ドレインからなる各電流通路は対応するビット線対相互
間に直列に接続されており、両ゲートは共にビット線イ
コライズ制御線3に接続されている。
内の各2個のMOSトランジスタQ2、Q3の電流通路
の接続点は互いに共通に接続されており、この共通接続
点とプリチャージ電源線4との間には電流制限素子5が
接続されている。
クセス時の初期段階であるプリチャージ時に全てのビッ
ト線を所定電位に設定するためのプリチャージ電圧(例
えばVcc/2)が供給される。
個のPチャネルMOSトランジスタQ4、Q5で構成さ
れたPチャネルセンスアンプと、2個のNチャネルMO
SトランジスタQ6、Q7で構成されたNチャネルセン
スアンプとで構成されている。すなわち、各Pチャネル
センスアンプを構成する2個のPチャネルMOSトラン
ジスタQ4、Q5のソース、ドレインからなる電流通路
は対応するビット線対相互間に直列に接続されており、
一方のMOSトランジスタQ4のゲートはビット線bB
Lに、他方のMOSトランジスタQ5のゲートはビット
線BLにそれぞれ接続されている。そして、両MOSト
ランジスタQ4、Q5の電流通路の共通接続点はPチャ
ネルセンスアンプ駆動線6に接続されている。
のNチャネルMOSトランジスタQ6、Q7のソース、
ドレインからなる電流通路は、Pチャネルセンスアンプ
と同様に、対応するビット線対相互間に直列に接続され
ており、一方のMOSトランジスタQ6のゲートはビッ
ト線bBLに、他方のMOSトランジスタQ7のゲート
はビット線BLにそれぞれ接続されている。そして、両
MOSトランジスタQ6、Q7の電流通路の共通接続点
はNチャネルセンスアンプ駆動線7に接続されている。
スアンプ駆動線イコライズ回路8が接続されている。こ
のセンスアンプ駆動線イコライズ回路8は、センスアン
プ駆動線イコライズ制御線9に供給されるイコライズ信
号に応じて導通制御される3個のNチャネルMOSトラ
ンジスタQ8〜Q10で構成されている。すなわち、M
OSトランジスタQ8のソース、ドレインからなる電流
通路は上記両センスアンプ駆動線6、7相互間に接続さ
れ、ゲートはセンスアンプ駆動線イコライズ制御線9に
接続されている。MOSトランジスタQ9、Q10の各
ソース、ドレインからなる電流通路は上記両センスアン
プ駆動線6、7相互間に直列に接続されており、両ゲー
トは共にセンスアンプ駆動線イコライズ制御線9に接続
されている。
異なる点は、上記センスアンプ駆動線イコライズ回路8
内の2個のMOSトランジスタQ9、Q10の各電流通
路の共通接続点をセンスアンプ駆動線のプリチャージ電
源線10に直接に接続せずに、電流制限素子11を介し
て接続したことである。すなわち、この電流制限素子1
1は、プリチャージ電源線10と上記センスアンプ駆動
線6との間で上記センスアンプ駆動線イコライズ回路8
の電流経路に対して直列に挿入されている。そして、こ
の電流制限素子11は、プリチャージ電源線10のプリ
チャージ電圧(例えばVcc/2)から流れ出る電流値を
ある一定値以下に制限する機能を持つ。
にはセンスアンプ駆動回路12が接続されている。この
センスアンプ駆動回路12は、上記センスアンプ駆動線
イコライズ回路8により両センスアンプ駆動線6、7の
プリチャージ及びイコライズ動作が行われた後の動作期
間に、上記各センスアンプ回路2内のPチャネルセンス
アンプ及びNチャネルセンスアンプをそれぞれ駆動(活
性化)するための駆動信号SAP、bSANを出力す
る。なお、駆動(活性化)時の駆動信号SAP、bSA
Nの論理レベルはそれぞれ“H”、“L”レベルであ
る。
す箇所にクロスフェイルが発生している場合のプリチャ
ージ期間の動作について説明する。なお、このプリチャ
ージ期間ではビット線イコライズ制御線3及びセンスア
ンプ駆動線イコライズ制御線9の信号は共に“H”レベ
ルとなり、全てのワード線WLは非選択電圧(Vss=0
V)に設定されている。
“H”レベルのときは各ビット線イコライズ回路1が動
作し、各ビット線対BL、bBLがプリチャージ電源線
4のプリチャージ電圧によってプリチャージ及びイコラ
イズされる。同様に、センスアンプ駆動線イコライズ制
御線9の信号が“H”レベルのときはセンスアンプ駆動
線イコライズ回路8が動作し、Pチャネル及びNチャネ
ルセンスアンプ駆動線6、7がプリチャージ電源線10
のプリチャージ電圧によってプリチャージ及びイコライ
ズされる。
ェイル部分を介してビット線BLからワード線WLに短
絡電流が流れるが、プリチャージ電源線4とビット線イ
コライズ回路群との間には電流制限素子5が設けられて
いるので、プリチャージ電源線4から流れ出る電流の値
はある一定値以下に制限される。
ル部分を通じてワード線WLに電流が流れることによっ
てビット線BLの電位が低下し、これに伴ってビット線
bBLの電位も低下する結果、従来回路で説明したよう
に、プリチャージ電源線10からPチャネルセンスアン
プ駆動線6に短絡電流が流れる。
ャージ電源線10とセンスアンプ駆動線イコライズ回路
8との間に電流制限素子11が設けられているので、上
記短絡電流はある一定値以下に制限される。
ージ期間に短絡電流が流れる可能性がある全ての経路に
電流制限素子(5、11)が設けられているので、クロ
スフェイルが存在していても、プリチャージ時のスタン
ドバイ電流を低減することができる。
対に対して1つ設ければよいので、この電流制限素子1
1を付加したことによる面積の増加はほとんどない。な
お、上記実施の形態のDRAMでは、ビット線イコライ
ズ回路1及びセンスアンプ駆動線イコライズ回路8をそ
れぞれNチャネルMOSトランジスタで構成する場合に
ついて説明したが、これはPチャネルMOSトランジス
タ、あるいはNチャネルとPチャネル両方のMOSトラ
ンジスタを用いて構成するようにしてもよい。
制限素子5及び11の具体的な構成を示している。電流
制限素子として構成が最も簡単なものとして、例えばM
OSトランジスタの5極管領域の特性を利用したもので
あり、図2(a)に示したものはMOSトランジスタと
してNチャネルでエンハンスメント型のMOSトランジ
スタ21を用いている。そして、このMOSトランジス
タ21のゲートには電圧源22からバイアス電圧が供給
される。図2(b)に示したものはMOSトランジスタ
としてNチャネルでディプレッション型のMOSトラン
ジスタ23を用いたものであり、このMOSトランジス
タ23のゲートには電圧源24からバイアス電圧が供給
される。さらに、図2(c)に示したものはMOSトラ
ンジスタとしてPチャネルでエンハンスメント型のMO
Sトランジスタ25を用いたものであり、このMOSト
ランジスタ25のゲートには電圧源26からバイアス電
圧が供給される。
の電流制限素子の場合にも、MOSトランジスタの素子
寸法(例えばチャネル幅)及びまたはゲートバイアス電
圧の値を調整することによって、MOSトランジスタの
ソース、ドレイン間に流れる電流を所望の値に制限する
ことができる。
るDRAMのブロック図である。このDRAMでは複数
のビット線対(本例では2対)毎に図示しないメモリセ
ルをブロック化すると共に冗長用のブロックを設け、そ
れぞれのブロック毎に前記Pチャネル及びNチャネルセ
ンスアンプ駆動線6、7を独立に設け、かつ各ブロック
毎に前記センスアンプ駆動線イコライズ回路8及び電源
制限素子5、11をそれぞれ設けるようにしたものであ
る。そして、クロスフェイルが存在しているブロック
は、クロスフェイルが存在していない冗長用のブロック
と置き換えるようにしている。
れぞれカラム選択用のDQゲート13が接続されてい
る。これら各DQゲート13にはカラム選択信号CSL
が供給され、これらカラム選択信号CSLによって選択
的に導通制御されるDQゲート13を通じてビット線対
のデータが複数のDQ線対に転送される。
チャネルセンスアンプ駆動線6、7及びセンスアンプ駆
動線イコライズ回路8を独立に設けたことにより、冗長
用のブロックと置き換えない正常なブロックのセンスア
ンプ駆動線6、7は、不良ブロックのセンスアンプ駆動
線6、7の影響を受けることなく、スタンドバイ電流の
削減を図ることができる。
済単位(ブロック単位)毎に電源制限素子11を設けた
ことにより、複数のビット線対に対して1つの電源制限
素子11を設ければよく、面積の増加はほとんどない。
単位が2カラム(ビット線対が2つ)の例であるが、こ
れよりも多いカラム単位でブロック化するようにしても
よい。また、各ブロックを1つのカラム選択信号CSL
で選択する場合を説明したが、1つのカラム選択信号C
SLで選択される範囲と救済単位とが必ずしも同一でな
くともよい。
DRAMの一部の構成を示している。このDRAMで
は、前記図1中の電流制限素子5、11に替えて、制御
信号に応じて動作が制御される電流制限素子5a、11
aを設けるようにしたものである。なお、上記電流制限
素子5a、11a以外で前記図1及び図3のDRAMと
対応する箇所には同じ符号を付してその説明は省略す
る。
のNチャネルMOSトランジスタQ11、Q12で構成
されており、一方のMOSトランジスタQ11のソー
ス、ドレイン間の電流通路は対応するビット線対の一方
のビット線BLとDQ線DQi(i=1、2、…n)と
の間に接続され、他方のMOSトランジスタQ12のソ
ース、ドレイン間の電流通路は対応するビット線対の他
方のビット線bBLとDQ線bDQiとの間に接続さ
れ、MOSトランジスタQ11、Q12の全てのゲート
にはカラム選択信号CSLが供給される。
御する制御信号として上記カラム選択信号CSLが使用
される。このカラム選択信号CSLは、後述するよう
に、通常の“H”(Vcc)、“L”(Vss)レベルの他
に第3のレベルVx になるように制御される。
選択信号CSLが通常の“H”(Vcc)、“L”(Vs
s)レベルのときは動作して電流を制限するが、第3の
レベルVx のときは動作せず、そこに流れる電流はほぼ
0となる。
イルが存在している場合には、カラム選択信号CSLは
第3のレベルVx に設定される。これにより、プリチャ
ージ時でも電流制限素子5a、11aは動作せず、クロ
スフェイルが存在していることによる短絡電流はもちろ
んのことプリチャージ電流自体も流れない。もちろん、
この場合には図4に示した回路全体を救済単位として冗
長用のものと置き換える必要がある。
“H”、“L”及びVx からなる3値のレベルを有する
カラム選択信号CSLを発生する回路の具体的な構成を
示している。図において、カラムデコーダ31は、図示
しないカラムアドレス信号に基づいて、通常の“H”
(Vcc)、“L”(Vss)レベルからなる2値のカラム
選択信号PCSLを出力する。また、32、32…はそ
れぞれ上記2値のカラム選択信号PCSLと第3のレベ
ルVx とを選択し、カラム選択信号CSLとして対応す
るカラム選択線に出力するスイッチ回路である。
33の制御の下に切替制御されるようになっており、さ
らに各切替制御回路33毎に不揮発性記憶手段34が設
けられている。これら各不揮発性記憶手段34にはチッ
プ形成後にプログラム可能な不揮発性記憶素子、例えば
レーザー光で加工されるポリシリコンやメタル配線を用
いたヒューズやPROMセル等が設けられている。そし
て、チップ形成後に動作試験が行われ、クロスフェイル
が存在するカラムに対応した不揮発性記憶手段34にこ
の情報が記憶される。
択線に対応したカラムにクロスフェイルが存在している
場合は、対応する不揮発性記憶手段34にその情報がプ
ログラムされることにより、対応するスイッチ回路32
が第3のレベルVx を選択するように制御される。従っ
て、この第3のレベルVx を持つカラム選択信号CSL
が供給される前記図4中の電流制限素子5a、11aは
動作しなくなる。
のカラム選択信号PCSLを選択するように制御される
ので、これら各2値のカラム選択信号PCSLがカラム
選択信号CSLとして供給される前記図4中の電流制限
素子5a、11aは動作状態になる。
てそれぞれディプレッション型のNチャネルMOSトラ
ンジスタを使用する場合には、上記第3のレベルVx と
してディプレッション型のNチャネルMOSトランジス
タがカットオフするような負の電圧が使用される。
DRAMの一部の構成を示している。このDRAMが前
記図1のものと異なるところは、前記センスアンプ駆動
線イコライズ回路8の動作を制御するセンスアンプ駆動
線イコライズ制御線9が9aと9bの2つに分けられ、
一方のセンスアンプ駆動線イコライズ制御線9aにはM
OSトランジスタQ8のゲートが、他方のセンスアンプ
駆動線イコライズ制御線9bには2個のMOSトランジ
スタQ9、Q10の各ゲートがそれぞれ接続されている
点と、前記電流制限素子11がセンスアンプ駆動線イコ
ライズ回路8内のMOSトランジスタQ9の電流通路の
Pチャネルセンスアンプ駆動線6側の一端とPチャネル
センスアンプ駆動線6との間に挿入されている点であ
り、それ以外は図1の場合と同様なので説明は省略す
る。
る。図7及び図8は、図6のDRAMにクロスフェイル
が存在していない場合及び存在している場合の動作の一
例を示すタイミングチャートである。
合の動作を図7を参照して説明する。まず、プリチャー
ジ期間にビット線イコライズ制御線3の信号が“H”レ
ベルに立ち上がると、各ビット線イコライズ回路1が動
作し、ビット線BL、bBLがそれぞれVcc/2の電位
にプリチャージ及びイコライズされる。この場合には、
クロスフェイルが存在していないので、各ビット線B
L、bBLの電位は低下しない。
期間に一方のセンスアンプ駆動線イコライズ制御線9a
の信号のみが“H”レベルになる。ところで、このプリ
チャージ期間以前では、前記センスアンプ駆動回路12
から出力される駆動信号SAP、bSANによりセンス
アンプ駆動線6、7がそれぞれVcc、Vssに設定されて
いる。イコライズ制御線9aの信号が“H”レベルに立
ち上がると、センスアンプ駆動線イコライズ回路8内の
MOSトランジスタQ8が導通し、このMOSトランジ
スタQ8を介してセンスアンプ駆動線6、7が短絡され
る。従って、駆動信号SAP、bSANによって予めV
cc、Vssに設定されていたセンスアンプ駆動線6、7の
電位が互いに近付いていき、最終的には共にVcc/2の
電位に到達する。
ズ制御線9aの信号が“L”レベルに下がった後に、他
方のセンスアンプ駆動線イコライズ制御線9bの信号が
“H”レベルに立ち上がる。すると、センスアンプ駆動
線イコライズ回路8内のMOSトランジスタQ9、Q1
0が共に導通して、今度はプリチャージ電源線10のプ
リチャージ電圧によってセンスアンプ駆動線6、7がプ
リチャージされる。この場合、クロスフェイルは存在し
ていないので、センスアンプ駆動線6、7の電位は低下
しない。また、プリチャージ電源線10から大きな短絡
電流も流れることがない。この後、センスアンプ駆動線
イコライズ制御線9bの信号が“L”レベルに落ちてプ
リチャージ期間が終了する。
非選択電圧(Vss)に設定されていたワード線WLのう
ち、選択ワード線WLの信号が“H”レベルに立ち上が
る。これにより図示しないメモリセルが選択され、この
選択メモリセルの記憶データに応じて対応するビット線
BL、bBL間に微小な電位差が生じる。
レベルの駆動信号bSANが出力されることにより、セ
ンスアンプ駆動線7の信号が立ち下げられる。これによ
り各センスアンプ回路2内のNチャネルセンスアンプが
動作を開始する。Nチャネルセンスアンプが動作する
と、ビット線BL、bBLの各電位が共にVssに向かっ
て低下し、その電位差はわずかずつではあるが拡大され
ていく。
レベルの駆動信号SAPが出力されることにより、セン
スアンプ駆動線6の信号が立ち上げられる。これにより
各センスアンプ回路2内のPチャネルセンスアンプが動
作を開始する。Pチャネルセンスアンプが動作すること
により、ビット線BL、bBLの電位差が十分に拡大さ
れ、最終的にVccとVssのレベルになり、データが検出
される。
を図8を参照して説明する。プリチャージ期間にビット
線イコライズ制御線3の信号及びイコライズ制御線9a
の信号が“H”レベルのときの動作は図7の場合と同様
である。そして、センスアンプ駆動線イコライズ回路8
内のMOSトランジスタQ8がオンし、センスアンプ駆
動線6、7の電位が互いに近付いている時、他の2個の
MOSトランジスタQ9、Q10はオフ状態なので、プ
リチャージ電源線10から電流が流れることはない。
ズ制御線9aの信号が“L”レベルに下がり、他方のセ
ンスアンプ駆動線イコライズ制御線9bの信号が“H”
レベルに立ち上がると、センスアンプ駆動線イコライズ
回路8内のMOSトランジスタQ9、Q10が共に導通
する。これにより、プリチャージ電源線10のプリチャ
ージ電圧によってセンスアンプ駆動線6、7のプリチャ
ージが開始される。この場合、クロスフェイルが存在し
ているので、センスアンプ駆動線6の電位が図示のよう
に低下し、プリチャージ電源線10から短絡電流が流れ
る。しかし、MOSトランジスタQ9とセンスアンプ駆
動線6との間には電流制限素子11が接続されているの
で、プリチャージ電源線10から流れ出る短絡電流の値
は小さなものとなる。
期間に入り、選択ワード線WLの信号が“H”レベルに
立ち上がった後に、まず“L”レベルの駆動信号bSA
Nが出力され、次に“H”レベルの駆動信号SAPがセ
ンスアンプ回路18から出力されることにより、各セン
スアンプ回路2が駆動される。
センスアンプ駆動線イコライズ制御線を9aと9bの2
つに分けてそれぞれ異なる信号を供給し、センスアンプ
駆動線6、7を短絡するセンスアンプ駆動線イコライズ
回路8内のMOSトランジスタQ8のみをプリチャージ
期間の初期の所定期間導通させるようにしたので、イコ
ライズによる電荷のロスは生じない。また、クロスフェ
イルが存在していても、プリチャージ電源線10から流
れ出る短絡電流は、電流源素子11が設けられているた
めに流れず、スタンドバイ電流をより削減することが可
能となる。
御線9aの信号を“H”レベルに設定している期間は、
センスアンプ駆動線6、7の電位が共に十分にVcc/2
に近くなるような期間とすればよく、またセンスアンプ
駆動線イコライズ制御線9bの信号を“H”レベルに設
定している期間はプリチャージ期間の残りの期間とな
る。
線イコライズ制御線9a、9bの信号が“H”レベルと
なっている期間が重ならない場合を説明したが、これは
センスアンプ駆動線イコライズ制御線9bの信号を立ち
上げるタイミングを早くして、制御線9aの信号の後端
と一部重なるようにしてもよい。この制御線9a、9b
の信号の“H”レベルが重なる期間では、プリチャージ
電源線10から短絡電流が流れ出る可能性があるが、そ
の場合でも図1のDRAMと比べて短絡電流の発生期間
は短くなる。
DRAMの一部の構成を示している。このDRAMが前
記図6のものと異なるところは、前記電流制限素子11
がセンスアンプ駆動線イコライズ回路8内のMOSトラ
ンジスタQ9の電流通路のプリチャージ電源線10側の
一端とプリチャージ電源線10との間に挿入されている
点であり、それ以外は図6の場合と同様なので説明は省
略する。
6のDRAMと同様の効果を得ることができる。図10
はこの発明の第6の実施の形態によるDRAMの一部の
構成を示している。このDRAMが前記図6のものと異
なるところは、センスアンプ駆動線イコライズ回路8内
のMOSトランジスタQ8の電流通路のセンスアンプ駆
動線6側の一端とセンスアンプ駆動線6との間に整流素
子14が挿入されている点と、センスアンプ駆動線イコ
ライズ制御線9a、9bが1本の制御線9にされている
点であり、それ以外は図6の場合と同様に構成されてい
る。
センスアンプ駆動線6からセンスアンプ駆動線7の方向
であり、前記プリチャージ期間にセンスアンプ駆動線イ
コライズ回路8内のMOSトランジスタQ8が導通する
際には、整流素子14を介してセンスアンプ駆動線6か
らセンスアンプ駆動線7に電流が流れ、前記のようにし
てセンスアンプ駆動線6、7の電位がVcc/2に設定さ
れる。
方向、すなわちセンスアンプ駆動線7からセンスアンプ
駆動線6の方向には電流が流れないので、クロスフェイ
ルが存在しており、センスアンプ駆動線6の電位がVcc
/2よりも低くなったとしても、センスアンプ駆動線7
の電位はこの影響をうけない。
スタQ8とセンスアンプ駆動線6との間に接続する場合
を説明したが、これはMOSトランジスタQ8とセンス
アンプ駆動線7との間に接続してもよい。また、この整
流素子14として例えばダイオードや、ダイオード接続
されたMOSトランジスタを用いることができる。
るDRAMの一部の構成を示している。このDRAMが
前記図6のものと異なるところは、センスアンプ駆動線
イコライズ制御線を2つに分けずに1つのセンスアンプ
駆動線イコライズ制御線9とし、その代わりにMOSト
ランジスタQ8のゲートに、センスアンプ駆動線イコラ
イズ制御線9の信号とセンスアンプ駆動線6の信号との
AND論理を取るAND回路15の出力が供給されてい
る点である。
ライズ制御線9には図1のDRAMと同様にプリチャー
ジ期間中“H”レベルに維持される信号が供給される。
このような構成において、プリチャージ期間にセンスア
ンプ駆動線イコライズ制御線9に“H”レベルの信号が
供給されると、予めセンスアンプ駆動回路12からの駆
動信号SAPにより“H”レベルにされているセンスア
ンプ駆動線6の信号電位が、AND回路15で“H”レ
ベルと認識されている期間中は、このAND回路15の
出力は“H”レベルとなり、MOSトランジスタQ8が
導通する。そして、前記図7、図8のタイミングチャー
トで示されるようにセンスアンプ駆動線6の電位が低下
し、AND回路15で“H”レベルと認識されなくなる
と、AND回路15の出力は“L”レベルとなり、MO
SトランジスタQ8がカットオフする。
により、図6に示すように2つのセンスアンプ駆動線イ
コライズ制御線9a、9bを設け、図7、図8のタイミ
ングチャートで示されるような異なる信号を供給する場
合と同様の動作を行わせることができる。
ビット線とワード線との間にクロスフェイルが存在して
いても、プリチャージ時における短絡電流を削減する、
あるいは短絡電流の発生を防止して、スタンドバイ電流
を削減することができる半導体記憶装置を提供すること
ができる。
一部の構成を示す回路図。
体的な構成を示す回路図。
ブロック図。
一部の構成を示す回路図。
選択信号を発生する回路の具体的な構成を示す図。
一部の構成を示す図。
ない場合の一例を示すタイミングチャート。
る場合の動作の一例を示すタイミングチャート。
一部の構成を示す図。
の一部の構成を示す図。
の一部の構成を示す図。
Claims (5)
- 【請求項1】 ビット線対と、 上記ビット線対の電位を第1電位に設定するビット線イ
コライズ回路と、 上記ビット線対に接続され、上記ビット線対に生じる電
位差を増幅してデータを検出するセンスアンプ回路と、 上記センスアンプ回路を駆動するセンスアンプ駆動信号
を上記センスアンプ回路に与える駆動信号線対と、 上記駆動信号線対の電位を第2電位に設定する駆動信号
線イコライズ回路と、上記第2電位を伝達する電源線と、 上記電源線と上記駆動信号線対との間で上記駆動信号線
イコライズ回路の電流経路に対して直列に挿入され、カ
ラム選択信号に応じてその動作が制御される電流制限回
路とを具備したことを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項2】 ビット線対と、 上記ビット線対の電位を第1電位に設定するビット線イ
コライズ回路と、 上記ビット線対に接続され、PチャネルMOSトランジ
スタからなるPチャネルセンスアンプとNチャネルMO
SトランジスタからなるNチャネルセンスアンプとを有
し、上記ビット線対に生じる電位差を増幅してデータを
検出するセンスアンプ回路と、 上記Pチャネルセンスアンプを駆動する第1駆動信号を
上記Pチャネルセンスアンプに与える第1駆動信号線
と、 上記Nチャネルセンスアンプを駆動する第2駆動信号を
上記Nチャネルセンスアンプに与える第2駆動信号線
と、 上記第1、第2駆動信号線相互間にソース、ドレインか
らなる電流通路が挿入され、ゲートに供給される第3駆
動信号によってプリチャージ期間の初期の所定期間だけ
導通するように制御される第1MOSトランジスタと、
上記第1駆動信号線と上記第2電位との間にソース、ド
レインからなる電流通路が挿入され、ゲートに第4駆動
信号が供給される第2MOSトランジスタと、上記第2
駆動信号線と上記第2電位との間にソース、ドレインか
らなる電流通路が挿入され、ゲートに第4駆動信号が供
給される第3MOSトランジスタとを有する駆動信号線
イコライズ回路と、 上記第1駆動信号線と上記第2電位との間で第2MOS
トランジスタのソース、ドレインからなる電流通路に対
して直列に挿入される電流制限回路とを具備したことを
特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項3】 前記第1、第2駆動信号線相互間には前
記第1MOSトランジスタのソース、ドレインからなる
電流通路と直列に挿入された整流素子がさらに設けられ
ている請求項2に記載の半導体記憶装置。 - 【請求項4】 前記第1MOSトランジスタの導通期間
に対して前記第2及び第3MOSトランジスタの導通期
間が重ならないように、前記第4駆動信号が第2及び第
3MOSトランジスタのゲートに供給されることを特徴
とする請求項2に記載の半導体記憶装置。 - 【請求項5】 ビット線対と、 上記ビット線対の電位を第1電位に設定するビット線イ
コライズ回路と、 上記ビット線対に接続され、PチャネルMOSトランジ
スタからなるPチャネルセンスアンプとNチャネルMO
SトランジスタからなるNチャネルセンスアンプとを有
し、上記ビット線対に生じる電位差を増幅してデータを
検出するセンスアンプ回路と、 上記Pチャネルセンスアンプを駆動する第1駆動信号を
上記Pチャネルセンスアンプに与える第1駆動信号線
と、 上記Nチャネルセンスアンプを駆動する第2駆動信号を
上記Nチャネルセンスアンプに与える第2駆動信号線
と、 上記第1、第2駆動信号線相互間にソース、ドレインか
らなる電流通路が挿入された第1MOSトランジスタ
と、上記第1駆動信号線と上記第2電位との間にソー
ス、ドレインからなる電流通路が挿入され、ゲートに第
3駆動信号が供給される第2MOSトランジスタと、上
記第2駆動信号線と上記第2電位との間にソース、ドレ
インからなる電流通路が挿入され、ゲートに第3駆動信
号が供給される第3MOSトランジスタと、上記第3制
御信号と上記第1駆動信号線の信号とに応じて上記第1
MOSトランジスタのゲートを制御する第4制御信号を
形成する論理回路とを有する駆動信号線イコライズ回路
と、 上記第1駆動信号線と上記第2電位との間で第2MOS
トランジスタのソース、ドレインからなる電流通路に対
して直列に挿入される電流制限回路とを具備したことを
特徴とする半導体記憶装置。
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