JP3583916B2 - Semiconductor storage device - Google Patents

Semiconductor storage device Download PDF

Info

Publication number
JP3583916B2
JP3583916B2 JP01220998A JP1220998A JP3583916B2 JP 3583916 B2 JP3583916 B2 JP 3583916B2 JP 01220998 A JP01220998 A JP 01220998A JP 1220998 A JP1220998 A JP 1220998A JP 3583916 B2 JP3583916 B2 JP 3583916B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sub
input
amplifier circuit
semiconductor memory
memory device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP01220998A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH11214652A (en
Inventor
宏樹 藤澤
秀治 矢幡
正行 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP01220998A priority Critical patent/JP3583916B2/en
Publication of JPH11214652A publication Critical patent/JPH11214652A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3583916B2 publication Critical patent/JP3583916B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体記憶装置技術に関し、たとえばDRAMなどにおける大容量化に伴い、センスアンプからメインアンプまでの距離が増加するため、アクセス遅延が問題となり、特にセンスアンプの出力は微小信号であるために配線長の遅延は大きく、この遅延対策として好適な半導体記憶装置に適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
たとえば、本発明者が検討したところによれば、DRAMなどの遅延対策に関する技術としては、M.Nakamura,”A 29ns 64Mb DRAM with Hierachical Array Architecture,”ISSCC pp246−247 in 1995 などの文献に記載される技術などが挙げられる。この技術は、センスアンプ信号をサブアンプ回路により増幅してからメインアンプに出力し、高速化を可能としている。このサブアンプ回路は、センスアンプ領域とサブワードドライバ領域との交点領域に配置され、サブアンプ回路の制御信号はメインワードドライバ領域側から入力されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記のようなDRAMなどの遅延対策技術において、サブアンプ回路の制御信号は列選択線信号とタイミングを合わせる必要があるが、前記文献の技術では信号のパスが異なるためにタイミングを合わせることが難しく、さらに非選択メモリマットのサブアンプ回路も活性化されてしまい、消費電力が増大することも考えられる。
【0004】
そこで、本発明の目的は、新たなサブアンプ回路とその制御方法の適用により、サブアンプ回路の制御信号をカラムデコーダ側から入力することで列選択線信号とタイミングを合わせやすくし、さらに非選択メモリマットのサブアンプ回路を停止することで消費電力の低減を図ることができる半導体記憶装置を提供するものである。
【0005】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【0007】
すなわち、本発明の半導体記憶装置は、メモリセルアレイ領域に隣接されるセンスアンプ領域とサブワードドライバ領域との交点領域にセンスアンプ信号を増幅するサブアンプ回路が配置され、かつセンスアンプ領域側にカラムデコーダ領域、サブワードドライバ領域側にメインワードドライバ領域がそれぞれ配置される階層化入出力構成に適用されるものであり、サブアンプ回路の制御信号がカラムデコーダ領域側から入力されて構成されるものである。
【0008】
このサブアンプ回路は、メインワードドライバ領域側から入力されるマット選択信号と論理がとられ、このマット選択信号による選択メモリマットのサブアンプ回路のみが活性化されるようにしたものである。
【0009】
具体的に、サブアンプ回路は、バンクアクティブコマンドの入力によりマット選択信号が活性化されたときにオンしてサブ入出力線とメイン入出力線とを接続する第1のゲート回路、およびオフしてサブ入出力線の電位をビット線イコライズレベルからリード/ライトイコライズレベルに変える第2のゲート回路と、リードコマンドの入力によりサブアンプ回路の制御信号が活性化されたときにオンして差動アンプ回路をオンする第3のゲート回路、およびオフしてサブ入出力線とメイン入出力線とを切り離す第4のゲート回路とを有し、特にDRAM、シンクロナスDRAMなどに適用するようにしたものである。
【0010】
よって、前記半導体記憶装置によれば、サブアンプ回路の制御信号と列選択線信号とはともにカラムデコーダ領域側から制御するため、タイミングを合わせやすくなり、従来方式で必要となるタイミングマージンを減少でき、高速化が可能となる。すなわち、サブアンプ回路の制御信号と列選択線信号とのタイミングマージンを同じパスにすることによってゼロにすることができる。
【0011】
また、非選択のサブアンプ回路を停止することができるため、消費電力を低減できる。さらに、サブアンプ回路を工夫し、制御信号を3本から1本にすることができる。すなわち、マット選択信号とカラムデコーダ領域からのサブアンプ回路の制御信号と論理をとることにより、選択メモリマットのサブアンプ回路のみを活性化することができる。
【0012】
この結果、DRAM、シンクロナスDRAMなどの半導体記憶装置において、アクセス時間を短縮して性能を向上し、また消費電力を低減して性能を向上し、さらに信号線本数を低減してコストを低減することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において同一の部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【0014】
図1(a),(b) は本発明の一実施の形態である半導体記憶装置を示すレイアウト図と部分拡大図、図2は本実施の形態の半導体記憶装置において、メモリマット構成を示す説明図、図3はサブアンプ回路を示す回路図、図4および図5は読み出し動作、書き込み動作を示す波形図である。
【0015】
まず、図1により本実施の形態の半導体記憶装置のレイアウト構成を説明する。
【0016】
本実施の形態の半導体記憶装置は、たとえば階層化入出力線構成を用いた64MビットのDRAMとされ、メインロウデコーダ領域1、メインワードドライバ領域2、カラムデコーダ領域3、周辺回路/ボンディングパッド領域4、メモリセルアレイ領域5、センスアンプ領域6、サブワードドライバ領域7、交点領域8などからなり、周知の半導体製造技術によって1個のメモリチップ上に形成されて構成されている。
【0017】
このDRAMにおいては、たとえば図1に示すように、メモリチップの行方向における左側と右側、列方向における上側と下側にメモリセルアレイ領域5などからなるメモリマットが分割して配置される。この左側と右側とに配置されたメモリマットは、それぞれのメモリマットに対応するメインワードドライバ領域2を介して中央に配置されたメインロウデコーダ領域1を挟んで対で配置されている。
【0018】
また、メモリチップの上側と下側に配置されたメモリマットの中央側には、それぞれのメモリマットに対応するカラムデコーダ領域3が配置されている。さらに、その中央部には、周辺回路/ボンディングパッド領域4として、図示しないロウアドレスバッファ、カラムアドレスバッファ、プリデコーダ、タイミング発生回路、データ入出力回路などが配置され、さらに外部接続用のボンディングパッドが設けられている。
【0019】
メモリマットは、たとえば図2に示すように、メモリセルアレイ領域5の列方向にセンスアンプ領域6が配置され、また行方向にサブワードドライバ領域7が配置され、このセンスアンプ領域6とサブワードドライバ領域7との交点領域8にはセンスアンプ群の制御回路としてのサブアンプ回路9が配置されている。このメモリセルアレイ領域5に対して、ワード線は行方向(水平方向)、ビット線は列方向(垂直方向)としている。これとは逆の配置でも本発明を用いることができることは自明である。
【0020】
特に、本実施の形態においては、このメモリマットが、センスアンプ領域6とサブワードドライバ領域7との交点領域(インターセクション)8に、センスアンプ信号を増幅するサブアンプ回路9を配置した階層化入出力線構成とされ、サブアンプ回路9の制御信号DREADTを列選択線YSの信号とパスを同一にするために、サブアンプ回路9の制御信号DREADTがカラムデコーダ領域3側から入力されることを特徴としている。
【0021】
さらに、サブアンプ回路9においては、サブワードドライバ領域7から入力されるマット選択信号BLEQと論理をとるように構成され、活性化されたメモリマットのサブアンプ回路9のみがメイン入出力線MIOT/Bに接続され、非選択のメモリマットのサブアンプ回路9は活性化されないような構成となっている。
【0022】
また、このサブアンプ回路9の制御信号DREADTは、カラムデコーダ領域3のプリデコード起動信号DRDIOTにより生成され、カラムデコーダ領域3からサブアンプ回路9に入力されている。また、サブアンプ回路9からのサブ入出力線SIOT/Bはセンスアンプ領域6に接続され、このセンスアンプ領域6から列選択線YSにより制御されるビット線BLT/Bを介してメモリセルアレイ領域5のメモリセルに接続され、一方、メイン入出力線MIOT/Bはメインアンプに接続されている。
【0023】
続いて、図3により、サブアンプ回路9の回路構成例およびその動作概要を説明する。
【0024】
このサブアンプ回路9は、マット選択信号BLEQとサブアンプ回路制御信号DREADTの反転信号とにより制御されるCMOSパスゲートQ1〜Q4によるスイッチング回路と、サブアンプ回路制御信号DREADTにより制御されるNMOSトランジスタQ5〜Q9による差動アンプ回路と、マット選択信号BLEQの反転信号により制御されるNMOSトランジスタQ10〜Q12によるレベル変換回路と、信号を反転するインバータIV1,IV2との組み合わせからなり、センスアンプ信号の増幅機能、メイン入出力線MIOT/Bとサブ入出力線SIOT/Bとの接続制御機能などが備えられている。
【0025】
このサブアンプ回路9の回路構成において、バンクアクティブコマンドが入力されると、マット選択信号BLEQが活性化され、CMOSパスゲートQ1がオンし、サブ入出力線SIOT/Bとメイン入出力線MIOT/Bとが接続される。同時に、NMOSトランジスタQ12がオフし、サブ入出力線SIOT/Bの電位がビット線イコライズレベルVBLRからリード/ライト時のイコライズレベルVDDに変えられる。
【0026】
さらに、リードコマンドが入力されると、列選択線YSが選択されたメモリマットのサブアンプ回路制御信号DREADTが活性化される。よって、NMOSトランジスタQ9がオンし、差動アンプ回路がオンするとともに、CMOSパスゲートQ4がオフし、サブ入出力線SIOT/Bとメイン入出力線MIOT/Bとが切り離されてデータが読み出される。このとき、非選択のサブアンプ回路9は、メイン入出力線MIOT/Bから切り離されているか、活性化されないため、問題となることはない。
【0027】
また、ライトコマンドが入力されると、サブアンプ回路9は非活性のままで、メイン入出力線MIOT/Bからデータが書き込まれる。このとき、非選択のサブアンプ回路9は、リード時と同様である。
【0028】
次に、本実施の形態の作用について、図4および図5により、読み出し動作、書き込み動作を説明する。
【0029】
まず、バンクアクティブコマンドによりメモリマットが活性化されると、図4のように、ビット線イコライズ信号であるマット選択信号BLEQがHighレベルとなる。これにより、選択のサブ入出力線SIOT/Bと非選択のサブ入出力線SIOT/Bの一部(ロウ活性化のメモリマット)とをリード/ライト時のイコライズレベルVDDにプリチャージし、メイン入出力線MIOT/Bに接続することができる。
【0030】
その後、読み出し動作時には、リードコマンドにより列選択線YSが選択されると、その選択されたメモリマットのサブアンプ回路制御信号DREADTが活性化され、差動アンプ回路をオンする。これにより、サブ入出力線SIOT/Bの信号をメイン入出力線MIOT/Bに増幅して転送することができる。
【0031】
なお、非選択のメモリマットのサブアンプ回路9の一部(カラム活性化のメモリマット)は差動アンプ回路が活性化されるが、メイン入出力線MIOT/Bに接続していないために問題となることはない。
【0032】
また、書き込み動作時には、図5のように、ライトコマンドによりサブアンプ回路制御信号DREADTは非活性でLowレベルのままである。これにより、サブ入出力線SIOT/Bとメイン入出力線MIOT/Bとは接続されたままであり、メイン入出力線MIOT/Bから書き込みを行うことができる。
【0033】
この書き込み動作時に、本実施の形態のサブアンプ回路9ではサブ入出力線SIOT/Bの接続が要らないため、列選択線YSを選択するだけでよく、よって高速に書き込みを行うことが可能である。
【0034】
従って、本実施の形態の半導体記憶装置によれば、サブアンプ回路制御信号DREADTをカラムデコーダ領域3側から入力し、サブアンプ回路制御信号DREADTを列選択線YSの信号とパスを同一にすることができるので、タイミングを合わせやすくなり、このタイミングマージンを不要にすることができるとともに、高速に動作させることができる。
【0035】
また、サブアンプ回路9においてマット選択信号BLEQと論理をとることにより、選択のメモリマットのサブアンプ回路9のみを活性化し、非選択のメモリマットのサブアンプ回路9は活性化されないので、消費電力を低減することができる。
【0036】
さらに、サブアンプ回路9の回路構成により、リード、ライト、イコライズの3本の制御信号を必要としていた従来方式に対して、サブアンプ回路制御信号DREADTの1本のみとすることができる。
【0037】
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0038】
たとえば、前記実施の形態においては、64MビットのDRAMの例で説明したが、これに限定されるものではなく、256Mビットなど、さらに大容量化のDRAMについても広く適用可能であり、このように大容量化の構成とすることにより本発明の効果はますます大きくなる。
【0039】
また、メモリチップのメモリマット構成は、図1のような4分割に限らず、8分割などの他のメモリマット構成についても適用可能であることはいうまでもない。
【0040】
以上の説明では、主として本発明者によってなされた発明をその属する技術分野であるDRAMによる半導体記憶装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、シンクロナスDRAMや、SRAMなどの他の半導体記憶装置全般についても広く適用可能である。
【0041】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【0042】
(1).サブアンプ回路の制御信号がカラムデコーダ領域側から入力されることで、列選択線信号とともに同じパスでカラムデコーダ領域側から制御することができるので、タイミングを合わせやすくなり、このタイミングマージンを減少させることができるとともにアクセスの高速化を図ることが可能となる。
【0043】
(2).サブアンプ回路においてマット選択信号と論理がとられることで、このマット選択信号による選択メモリマットのサブアンプ回路のみを活性化し、非選択メモリマットのサブアンプ回路を停止させることができるので、消費電力を低減することが可能となる。
【0044】
(3).バンクアクティブコマンド、リードコマンド、ライトコマンドにより制御されるゲート回路を有することで、サブアンプ回路における制御信号の信号線本数を低減することが可能となる。
【0045】
(4).前記(1) 〜(3) により、DRAM、シンクロナスDRAMなどの半導体記憶装置において、アクセス時間の短縮による性能向上、消費電力の低減による性能向上、信号線本数の低減によるコスト低減を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a),(b) は本発明の一実施の形態である半導体記憶装置を示すレイアウト図と部分拡大図である。
【図2】本発明の一実施の形態の半導体記憶装置において、メモリマット構成を示す説明図である。
【図3】本発明の一実施の形態の半導体記憶装置において、サブアンプ回路を示す回路図である。
【図4】本発明の一実施の形態の半導体記憶装置において、読み出し動作を示す波形図である。
【図5】本発明の一実施の形態の半導体記憶装置において、書き込み動作を示す波形図である。
【符号の説明】
1 メインロウデコーダ領域
2 メインワードドライバ領域
3 カラムデコーダ領域
4 周辺回路/ボンディングパッド領域
5 メモリセルアレイ領域
6 センスアンプ領域
7 サブワードドライバ領域
8 交点領域
9 サブアンプ回路
BLT/B ビット線
YS 列選択線
MIOT/B メイン入出力線
SIOT/B サブ入出力線
DREADT サブアンプ回路制御信号
BLEQ マット選択信号
DRDIOT プリデコード起動信号
Q1〜Q4 CMOSパスゲート
Q5〜Q12 NMOSトランジスタ
IV1,IV2 インバータ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor memory device technology. For example, as the capacity of a DRAM or the like increases, the distance from a sense amplifier to a main amplifier increases, so that access delay becomes a problem. In particular, the output of the sense amplifier is a very small signal. In addition, the present invention relates to a technique which is effective when applied to a semiconductor memory device which is suitable as a countermeasure against the delay due to a long wiring length.
[0002]
[Prior art]
For example, according to the study by the present inventor, M.I. Nakamura, "A 29ns 64Mb DRAM with Hierarchical Array Architecture," ISSCC pp246-247 in 1995. In this technique, a sense amplifier signal is amplified by a sub-amplifier circuit and then output to a main amplifier, thereby enabling high-speed operation. This sub-amplifier circuit is arranged in the intersection region between the sense amplifier region and the sub-word driver region, and the control signal of the sub-amplifier circuit is input from the main word driver region side.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the delay countermeasure technology such as the DRAM described above, it is necessary to match the timing of the control signal of the sub-amplifier circuit with the column selection line signal. It is difficult, and the sub-amplifier circuit of the non-selected memory mat is also activated, which may increase power consumption.
[0004]
Therefore, an object of the present invention is to apply a new sub-amplifier circuit and a control method thereof to input a control signal of the sub-amplifier circuit from the column decoder side so that the timing can be easily adjusted with the column selection line signal. And a semiconductor memory device capable of reducing power consumption by stopping the sub-amplifier circuit.
[0005]
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The following is a brief description of an outline of typical inventions disclosed in the present application.
[0007]
That is, in the semiconductor memory device of the present invention, a sub-amplifier circuit for amplifying a sense amplifier signal is disposed in an intersection region between a sense amplifier region and a sub-word driver region adjacent to a memory cell array region, and a column decoder region is provided on a sense amplifier region side. This is applied to a hierarchical input / output configuration in which a main word driver region is arranged on the sub word driver region side, and is configured by inputting a control signal of the sub amplifier circuit from the column decoder region side.
[0008]
This sub-amplifier circuit takes a logic with a mat select signal input from the main word driver area side, and activates only the sub-amplifier circuit of the selected memory mat by the mat select signal.
[0009]
Specifically, the sub-amplifier circuit is turned on when the mat select signal is activated by the input of the bank active command, and is connected to the first gate circuit for connecting the sub-input / output line and the main input / output line, and turned off. A second gate circuit for changing the potential of the sub input / output line from a bit line equalize level to a read / write equalize level, and a differential amplifier circuit which is turned on when a control signal of the sub amplifier circuit is activated by input of a read command And a fourth gate circuit for turning off the sub input / output line and separating the main input / output line from the main input / output line, and is particularly applied to DRAMs, synchronous DRAMs and the like. is there.
[0010]
Therefore, according to the semiconductor memory device, since both the control signal of the sub-amplifier circuit and the column selection line signal are controlled from the column decoder region side, the timing can be easily adjusted, and the timing margin required in the conventional method can be reduced. Speeding up becomes possible. That is, the timing margin between the control signal of the sub-amplifier circuit and the column selection line signal can be made zero by using the same path.
[0011]
Further, since the unselected sub-amplifier circuits can be stopped, power consumption can be reduced. Furthermore, the sub-amplifier circuit can be devised to reduce the number of control signals from three to one. That is, by taking the logic of the mat selection signal and the control signal of the sub-amplifier circuit from the column decoder area, only the sub-amplifier circuit of the selected memory mat can be activated.
[0012]
As a result, in a semiconductor memory device such as a DRAM or a synchronous DRAM, the access time is reduced to improve the performance, the power consumption is reduced to improve the performance, and the number of signal lines is reduced to reduce the cost. be able to.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In all the drawings for describing the embodiments, the same members are denoted by the same reference numerals, and a repeated description thereof will be omitted.
[0014]
1A and 1B are a layout diagram and a partially enlarged view showing a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a memory mat configuration in the semiconductor memory device according to the embodiment. FIG. 3 is a circuit diagram showing a sub-amplifier circuit, and FIGS. 4 and 5 are waveform diagrams showing a read operation and a write operation.
[0015]
First, the layout configuration of the semiconductor memory device of the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0016]
The semiconductor memory device of the present embodiment is, for example, a 64-Mbit DRAM using a hierarchical input / output line configuration, and includes a main row decoder region 1, a main word driver region 2, a column decoder region 3, a peripheral circuit / bonding pad region. 4, a memory cell array region 5, a sense amplifier region 6, a sub-word driver region 7, an intersection region 8, and the like, and are formed on one memory chip by a known semiconductor manufacturing technique.
[0017]
In this DRAM, for example, as shown in FIG. 1, memory mats including a memory cell array region 5 and the like are divided and arranged on the left and right sides in the row direction of the memory chip, and on the upper and lower sides in the column direction. The memory mats arranged on the left and right sides are arranged in pairs with a main row decoder area 1 arranged in the center via a main word driver area 2 corresponding to each memory mat.
[0018]
Further, column decoder regions 3 corresponding to the respective memory mats are arranged at the center of the memory mats arranged above and below the memory chip. Further, a row address buffer, a column address buffer, a predecoder, a timing generation circuit, a data input / output circuit (not shown) and the like are arranged as a peripheral circuit / bonding pad area 4 in the center thereof. Is provided.
[0019]
In the memory mat, for example, as shown in FIG. 2, sense amplifier region 6 is arranged in the column direction of memory cell array region 5, and sub-word driver region 7 is arranged in the row direction, and sense amplifier region 6 and sub-word driver region 7 are arranged. A sub-amplifier circuit 9 as a control circuit for the sense amplifier group is arranged in an intersection area 8 with the sub-amplifier 9. In this memory cell array region 5, the word lines are in the row direction (horizontal direction), and the bit lines are in the column direction (vertical direction). Obviously, the present invention can be used in an arrangement opposite to this.
[0020]
In particular, in the present embodiment, this memory mat has a hierarchical input / output in which a sub-amplifier circuit 9 for amplifying a sense amplifier signal is arranged in an intersection area (intersection) 8 between a sense amplifier area 6 and a sub-word driver area 7. In order to make the control signal DREADT of the subamplifier circuit 9 the same path as the signal of the column selection line YS, the control signal DREADT of the subamplifier circuit 9 is input from the column decoder region 3 side. .
[0021]
Further, in sub-amplifier circuit 9, it is configured to take logic with mat select signal BLEQ input from sub-word driver region 7, and only sub-amplifier circuit 9 of the activated memory mat is connected to main input / output line MIOT / B. The sub-amplifier circuit 9 of the non-selected memory mat is configured not to be activated.
[0022]
The control signal DREADT of the subamplifier circuit 9 is generated by the predecode activation signal DRDIOT of the column decoder area 3 and is input from the column decoder area 3 to the subamplifier circuit 9. Further, the sub input / output line SIOT / B from the sub amplifier circuit 9 is connected to the sense amplifier region 6, and from the sense amplifier region 6, the bit line BLT / B controlled by the column selection line YS connects the memory cell array region 5 The main input / output line MIOT / B is connected to a main amplifier.
[0023]
Subsequently, an example of a circuit configuration of the sub-amplifier circuit 9 and an outline of its operation will be described with reference to FIG.
[0024]
The sub-amplifier circuit 9 includes a switching circuit including CMOS pass gates Q1 to Q4 controlled by a mat selection signal BLEQ and an inverted signal of the sub-amplifier circuit control signal DREADT, and a difference between NMOS transistors Q5 to Q9 controlled by a sub-amplifier circuit control signal DREADT. And a level conversion circuit composed of NMOS transistors Q10 to Q12 controlled by an inverted signal of a mat selection signal BLEQ, and inverters IV1 and IV2 for inverting signals. A function of controlling connection between the output line MIOT / B and the sub input / output line SIOT / B is provided.
[0025]
In the circuit configuration of sub-amplifier circuit 9, when a bank active command is input, mat select signal BLEQ is activated, CMOS pass gate Q1 is turned on, and sub-input / output line SIOT / B and main input / output line MIOT / B are connected. Is connected. At the same time, the NMOS transistor Q12 turns off, and the potential of the sub input / output line SIOT / B is changed from the bit line equalize level VBLR to the read / write equalize level VDD.
[0026]
Further, when a read command is input, the sub-amplifier circuit control signal DREADT of the memory mat in which the column selection line YS is selected is activated. Therefore, the NMOS transistor Q9 is turned on, the differential amplifier circuit is turned on, the CMOS pass gate Q4 is turned off, and the sub input / output line SIOT / B and the main input / output line MIOT / B are disconnected to read data. At this time, since the unselected sub-amplifier circuit 9 is disconnected from the main input / output line MIOT / B or is not activated, there is no problem.
[0027]
When a write command is input, data is written from the main input / output line MIOT / B while the sub-amplifier circuit 9 remains inactive. At this time, the non-selected sub-amplifier circuit 9 is similar to that at the time of reading.
[0028]
Next, with respect to the operation of the present embodiment, a read operation and a write operation will be described with reference to FIGS.
[0029]
First, when a memory mat is activated by a bank active command, as shown in FIG. 4, a mat select signal BLEQ, which is a bit line equalize signal, goes high. As a result, the selected sub input / output line SIOT / B and a part of the unselected sub input / output line SIOT / B (row activated memory mat) are precharged to the equalization level VDD at the time of reading / writing, and It can be connected to the input / output line MIOT / B.
[0030]
Thereafter, in the read operation, when the column selection line YS is selected by the read command, the sub-amplifier circuit control signal DREADT of the selected memory mat is activated to turn on the differential amplifier circuit. Thus, the signal on the sub input / output line SIOT / B can be amplified and transferred to the main input / output line MIOT / B.
[0031]
Although a part of the sub-amplifier circuit 9 of the non-selected memory mat (column-activated memory mat) is activated by the differential amplifier circuit, it is not connected to the main input / output line MIOT / B. It will not be.
[0032]
At the time of the write operation, as shown in FIG. 5, the sub-amplifier circuit control signal DREADT is inactive and remains at the Low level due to the write command. Thus, the sub input / output line SIOT / B and the main input / output line MIOT / B remain connected, and writing can be performed from the main input / output line MIOT / B.
[0033]
At the time of this write operation, the sub-amplifier circuit 9 of the present embodiment does not require connection of the sub-input / output lines SIOT / B, so that it is only necessary to select the column selection line YS, and therefore, high-speed writing can be performed. .
[0034]
Therefore, according to the semiconductor memory device of the present embodiment, it is possible to input the sub-amplifier circuit control signal DREADT from the column decoder region 3 side and make the sub-amplifier circuit control signal DREADT the same path as the signal of the column selection line YS. Therefore, the timing can be easily adjusted, the timing margin can be made unnecessary, and the operation can be performed at high speed.
[0035]
Further, by taking logic with mat select signal BLEQ in sub-amplifier circuit 9, only sub-amplifier circuit 9 of the selected memory mat is activated and sub-amplifier circuit 9 of the non-selected memory mat is not activated, so that power consumption is reduced. be able to.
[0036]
Further, with the circuit configuration of the sub-amplifier circuit 9, only one sub-amplifier circuit control signal DREADT can be used as compared with the conventional method that requires three control signals of read, write, and equalize.
[0037]
As described above, the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and can be variously modified without departing from the gist thereof. Needless to say.
[0038]
For example, in the above-described embodiment, an example of a 64-Mbit DRAM has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be widely applied to a DRAM having a larger capacity such as 256 Mbits. The effect of the present invention is further increased by adopting a configuration with a large capacity.
[0039]
In addition, it goes without saying that the memory mat configuration of the memory chip is not limited to the four-division configuration shown in FIG.
[0040]
In the above description, the case where the invention made by the inventor is mainly applied to a semiconductor memory device using a DRAM, which is a technical field to which the invention belongs, is described. However, the present invention is not limited to this, and a synchronous DRAM, an SRAM, etc. The present invention can be widely applied to other semiconductor memory devices in general.
[0041]
【The invention's effect】
The effects obtained by typical aspects of the invention disclosed in the present application will be briefly described as follows.
[0042]
(1). By inputting the control signal of the sub-amplifier circuit from the column decoder area side, it is possible to control from the column decoder area side along the same path together with the column selection line signal, so that the timing can be easily adjusted and the timing margin can be reduced. And access can be speeded up.
[0043]
(2). By taking the logic with the mat selection signal in the sub-amplifier circuit, it is possible to activate only the sub-amplifier circuit of the selected memory mat by this mat selection signal and stop the sub-amplifier circuit of the non-selected memory mat, thereby reducing power consumption. It becomes possible.
[0044]
(3). By having a gate circuit controlled by a bank active command, a read command, and a write command, the number of control signal lines in the sub-amplifier circuit can be reduced.
[0045]
(4). According to the above (1) to (3), in a semiconductor memory device such as a DRAM and a synchronous DRAM, an improvement in performance by shortening access time, an improvement in performance by reduction in power consumption, and a reduction in cost by reduction in the number of signal lines are realized. Becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are a layout diagram and a partially enlarged view showing a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a memory mat configuration in the semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a circuit diagram showing a sub-amplifier circuit in the semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a waveform diagram showing a read operation in the semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a waveform chart showing a write operation in the semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention;
[Explanation of symbols]
1 Main row decoder area 2 Main word driver area 3 Column decoder area 4 Peripheral circuit / bonding pad area 5 Memory cell array area 6 Sense amplifier area 7 Subword driver area 8 Intersection area 9 Subamplifier circuit BLT / B Bit line YS Column select line MIOT / B Main input / output line SIOT / B Sub input / output line DREADT Subamplifier circuit control signal BLEQ Mat select signal DRDIOT Predecode start signal Q1 to Q4 CMOS pass gate Q5 to Q12 NMOS transistors IV1 and IV2 Inverter

Claims (4)

メモリセルアレイ領域に隣接されるセンスアンプ領域とサブワードドライバ領域との交点領域にセンスアンプ信号を増幅するサブアンプ回路が配置され、かつ前記センスアンプ領域側にカラムデコーダ領域、前記サブワードドライバ領域側にメインワードドライバ領域がそれぞれ配置される階層化入出力構成の半導体記憶装置であって、前記サブアンプ回路の制御信号が前記カラムデコーダ領域側から入力されることを特徴とする半導体記憶装置。A sub-amplifier circuit for amplifying a sense amplifier signal is arranged at an intersection area between a sense amplifier area and a sub-word driver area adjacent to the memory cell array area, and a column decoder area on the sense amplifier area side and a main word on the sub-word driver area side. A semiconductor memory device having a hierarchical input / output configuration in which driver regions are arranged, wherein a control signal for the sub-amplifier circuit is input from the column decoder region side. 請求項1記載の半導体記憶装置であって、前記サブアンプ回路は、前記メインワードドライバ領域側から入力されるマット選択信号と論理がとられ、このマット選択信号による選択メモリマットのサブアンプ回路のみが活性化されることを特徴とする半導体記憶装置。2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein said sub-amplifier circuit takes a logic with a mat select signal input from said main word driver area side, and only the sub-amplifier circuit of a selected memory mat by said mat select signal is activated. A semiconductor memory device characterized in that the semiconductor memory device is formed. 請求項2記載の半導体記憶装置であって、前記サブアンプ回路は、バンクアクティブコマンドの入力により前記マット選択信号が活性化されたときにオンしてサブ入出力線とメイン入出力線とを接続する第1のゲート回路、およびオフしてサブ入出力線の電位をビット線イコライズレベルからリード/ライトイコライズレベルに変える第2のゲート回路と、リードコマンドの入力により前記サブアンプ回路の制御信号が活性化されたときにオンして差動アンプ回路をオンする第3のゲート回路、およびオフしてサブ入出力線とメイン入出力線とを切り離す第4のゲート回路とを有することを特徴とする半導体記憶装置。3. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein said sub-amplifier circuit is turned on when said mat select signal is activated by input of a bank active command to connect a sub-input / output line and a main input / output line. A first gate circuit, a second gate circuit that turns off and changes the potential of the sub input / output line from a bit line equalize level to a read / write equalize level, and a control signal of the subamplifier circuit is activated by input of a read command A third gate circuit for turning on the differential amplifier circuit when turned on and a fourth gate circuit for turning off the sub input / output line and the main input / output line Storage device. 請求項1、2または3記載の半導体記憶装置であって、前記半導体記憶装置は、DRAM、シンクロナスDRAMであることを特徴とする半導体記憶装置。4. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the semiconductor memory device is a DRAM or a synchronous DRAM.
JP01220998A 1998-01-26 1998-01-26 Semiconductor storage device Expired - Fee Related JP3583916B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01220998A JP3583916B2 (en) 1998-01-26 1998-01-26 Semiconductor storage device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01220998A JP3583916B2 (en) 1998-01-26 1998-01-26 Semiconductor storage device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11214652A JPH11214652A (en) 1999-08-06
JP3583916B2 true JP3583916B2 (en) 2004-11-04

Family

ID=11799004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP01220998A Expired - Fee Related JP3583916B2 (en) 1998-01-26 1998-01-26 Semiconductor storage device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3583916B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4328495B2 (en) 2002-05-23 2009-09-09 エルピーダメモリ株式会社 Semiconductor memory device
KR100618844B1 (en) * 2004-07-13 2006-09-01 삼성전자주식회사 Local sense amplifier having improved operating frequency and semiconductor memory device
JP4693656B2 (en) * 2006-03-06 2011-06-01 株式会社東芝 Nonvolatile semiconductor memory device
JP5624715B2 (en) * 2008-10-30 2014-11-12 ピーエスフォー ルクスコ エスエイアールエルPS4 Luxco S.a.r.l. Semiconductor memory device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH11214652A (en) 1999-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7193912B2 (en) Semiconductor integrated circuit device
US7113446B2 (en) Latch circuit and synchronous memory including the same
US7180817B2 (en) Semiconductor memory device with column selecting switches in hierarchical structure
JP2013171602A (en) Semiconductor device
JP2000100172A (en) Semiconductor storage
JP2001094069A (en) Semiconductor memory device
US7480202B2 (en) High speed array pipeline architecture
US5586076A (en) Semiconductor memory device permitting high speed data transfer and high density integration
WO2014080756A1 (en) Semiconductor device
JP3948790B2 (en) Semiconductor memory device
JP3583916B2 (en) Semiconductor storage device
JP5624715B2 (en) Semiconductor memory device
JPH08138378A (en) Semiconductor memory
US11043255B2 (en) Memory device with improved writing features
JPH09139071A (en) Semiconductor storage device
JP4243389B2 (en) Semiconductor memory device and semiconductor device
JPH1168063A (en) Semiconductor memory
JPS60195796A (en) Integrated circuit memory device
JP2000124415A (en) Semiconductor memory device
JP2000187978A (en) Semiconductor device
JP2002176153A (en) Semiconductor storage device
JP3558526B2 (en) Semiconductor storage device
JP2755615B2 (en) Semiconductor storage device
US11094367B2 (en) Semiconductor device with sub-amplifier
JP2001256782A (en) Semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040720

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040730

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070806

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080806

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080806

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090806

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100806

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110806

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110806

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120806

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120806

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130806

Year of fee payment: 9

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees