JP3618241B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置 Download PDF

Info

Publication number
JP3618241B2
JP3618241B2 JP02481399A JP2481399A JP3618241B2 JP 3618241 B2 JP3618241 B2 JP 3618241B2 JP 02481399 A JP02481399 A JP 02481399A JP 2481399 A JP2481399 A JP 2481399A JP 3618241 B2 JP3618241 B2 JP 3618241B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
memory cell
bit line
cell array
transistor
line
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
JP02481399A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2000223589A (ja
Inventor
和也 高橋
政志 縣
藤田  勉
直喜 黒田
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.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co 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 Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP02481399A priority Critical patent/JP3618241B2/ja
Priority to US09/495,473 priority patent/US6169684B1/en
Priority to TW089101863A priority patent/TW466488B/zh
Priority to KR1020000005024A priority patent/KR100639001B1/ko
Publication of JP2000223589A publication Critical patent/JP2000223589A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3618241B2 publication Critical patent/JP3618241B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C13/00Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/401Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
    • G11C11/4063Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing
    • G11C11/407Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
    • G11C11/409Read-write [R-W] circuits 
    • G11C11/4097Bit-line organisation, e.g. bit-line layout, folded bit lines
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F12/00Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
    • G06F12/02Addressing or allocation; Relocation
    • G06F12/08Addressing or allocation; Relocation in hierarchically structured memory systems, e.g. virtual memory systems
    • G06F12/0802Addressing of a memory level in which the access to the desired data or data block requires associative addressing means, e.g. caches
    • G06F12/0893Caches characterised by their organisation or structure
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/005Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor comprising combined but independently operative RAM-ROM, RAM-PROM, RAM-EPROM cells
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2212/00Indexing scheme relating to accessing, addressing or allocation within memory systems or architectures
    • G06F2212/30Providing cache or TLB in specific location of a processing system
    • G06F2212/304In main memory subsystem
    • G06F2212/3042In main memory subsystem being part of a memory device, e.g. cache DRAM

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Dram (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに機能が異なる複数のメモリが同一の半導体チップ上に混載されてなる半導体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から知られている半導体記憶装置においては、一のトランジスタと、該一のトランジスタのソースに接続されたデータ蓄積用のキャパシタとを有するメモリセルの集合からなるメモリセルアレイが半導体チップ上に搭載されていた。
【0003】
ところが、このような半導体記憶装置においては、ランダムアクセスの速度がメモリセルの性能に律速されてしまうという問題、及び、システム全体の性能の向上のためには、半導体記憶装置の外部にキャッシュメモリが必要になるが、半導体記憶装置の外部にキャッシュメモリを設けることは全体のシステムが大きくなるため、システムコストが増大するという問題がある。
【0004】
そこで、IEEE JOURNAL OF SOLID STATE CIRCUITS VOL.27,NO.11,NOVEMBER pp.1534−1539 (1992)において、SRAMからなるキャッシュメモリと、DRAMからなるメインメモリとが半導体チップ上に混載されてなる半導体記憶装置が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、SRAMの面積はDRAMの面積に比べて約10倍程度の大きさを必要とするので、互いに機能が異なる複数のメモリ、例えばSRAMからなるキャッシュメモリとDRAMからなるメインメモリとが同一の半導体チップに混載されてなる半導体記憶装置の面積が大きくなってしまうという問題がある。
【0006】
また、SRAMとDRAMとはメモリセルの構成が異なるので、キャッシュメモリとメインメモリとが混載された半導体記憶装置のレイアウト及びプロセスが複雑になるという問題もある。
【0007】
前記に鑑み、本発明は、互いに機能が異なる複数のメモリが混載されてなる半導体記憶装置の面積の低減を図ると共に、レイアウト及びプロセスの単純化を図ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明に係る半導体記憶装置は、ソースが互いに接続された第1のトランジスタ及び第2のトランジスタと、一方の電極がソースと接続されたデータ蓄積用のキャパシタとを有する第1のメモリセルの集合からなる第1のメモリセルアレイと、一のトランジスタと、該一のトランジスタのソースに接続されたデータ蓄積用のキャパシタとを有する第2のメモリセルの集合からなる第2のメモリセルアレイとが、一の半導体チップ上に形成されており、第1のメモリセルの第1のトランジスタのドレインと接続された第1のビット線と、第1のメモリセルの第2のトランジスタのドレインと接続された第2のビット線とは互いに平行に延びており、第2のメモリセルの一のトランジスタのドレインと接続された一のビット線と、一のトランジスタに隣接する他のトランジスタのドレインと接続され、一のビット線と対をなす他のビットとは互いに平行に延びており、第1のビット線と第2のビット線とのピッチと、一のビット線と他のビット線とのピッチとは互いに等しい。
【0009】
本発明に係る半導体記憶装置によると、機能が互いに異なる第1のメモリセルアレイ及び第2のメモリセルアレイが同一の半導体チップに混載された半導体記憶装置において、第1のメモリセルアレイを構成する第1のメモリセルは、ソースが互いに接続された第1のトランジスタ及び第2のトランジスタと、一方の電極がソースと接続されたデータ蓄積用のキャパシタとからなるため、第1のメモリセルアレイの面積ひいては半導体記憶装置全体の面積を大きく低減することができると共に、半導体記憶装置における高速なアクセス及び大容量化を図ることができる。
【0010】
また、本発明に係る半導体記憶装置によると、第1のメモリセルアレイにおける第1のビット線と第2のビット線とのピッチと、第2のメモリセルアレイにおける一のビット線と他のビット線とのピッチとは互いに等しいため、機能が互いに異なる第1のメモリセルアレイ及び第2のメモリセルアレイが同一の半導体チップに混載されているにも拘わらず、配線のレイアウトがシンプルになると共に製造プロセスが簡略化する。
【0011】
本発明に係る半導体記憶装置は、第1のビット線に接続された第1のセンスアンプ及び一のビット線に接続された一のセンスアンプの一端側とそれぞれスイッチを介して接続された第1のデータ転送線と、第2のビット線に接続された第2のセンスアンプ及び他のビット線に接続された一のセンスアンプの他端側とそれぞれスイッチを介して接続された第2のデータ転送線とからなり、第1のメモリセルアレイと第2のメモリセルアレイとの間でデータの転送を行なうデータ転送手段をさらに備えていることが好ましい。
【0012】
本発明に係る半導体記憶装置において、第1のメモリセルアレイはキャッシュメモリのコア部を構成し、第2のメモリセルアレイはメインメモリのコア部を構成していることが好ましい。
【0013】
本発明に係る半導体記憶装置において、第1のメモリセルアレイはレジスタのコア部を構成し、第2のメモリセルアレイはメインメモリのコア部を構成していることが好ましい。
【0014】
本発明に係る半導体記憶装置において、第1のビット線と対をなす第1のビット相補線は、第1のビット線に接続された第1のセンスアンプに対して第1のビット線と反対側に延びていると共に、第2のビット線と対をなす第2のビット相補線は、第2のビット線に接続された第2のセンスアンプに対して第2のビット線と反対側に延びていることが好ましい。
【0015】
本発明に係る半導体記憶装置において、第1のトランジスタのゲートに接続される第1のワード線と、第2のトランジスタのゲートに接続される第2のワード線とは互いに平行に延びており、一のトランジスタのゲートに接続される一のワード線と、一のトランジスタに隣接する他のトランジスタのゲートに接続される他のワード線とは互いに平行に延びており、第1のワード線と第2のワード線とのピッチと、一のワード線と他のワード線とのピッチとは互いに等しいことが好ましい。
【0016】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態に係る半導体記憶装置について、図1、図4、図5、図6及び図7を参照しながら説明する。
【0017】
図1は第1の実施形態に係る半導体記憶装置の全体構成を示している。
【0018】
図1に示すように、第1の実施形態に係る半導体記憶装置は、第1のトランジスタ及び第2のトランジスタからなる2つのトランジスタと、データ蓄積用の1つのキャパシタとを有する第1のメモリセル(以下、2Tr1C型メモリセルと称する。)の集合からなるDRAMメモリアレイと、ロウデコーダと、コラムデコーダセンスアンプとから構成されるキャッシュメモリコア部と、1つのトランジスタと、データ蓄積用の1つのキャパシタとを有する第2のメモリセル(以下、1Tr1C型メモリセルと称する。)の集合からなるDRAMメモリアレイと、ロウデコーダと、コラムデコーダセンスアンプとから構成されるメインメモリコア部とが同一の半導体チップ上に形成されている。
【0019】
同期クロック信号、制御信号、キャッシュメモリ用アドレス信号及びメインメモリ用アドレス信号が入力レジスタに入力されると、入力レジスタは、第1のロウアドレス信号をキャッシュメモリ部のロウデコーダに、第1のコラムアドレス信号をキャッシュメモリ部のコラムデコーダセンスアンプに、第2のロウアドレス信号をメインメモリ部のロウデコーダに、第2のコラムアドレス信号をメインメモリ部のコラムデコーダセンスアンプに出力する。
【0020】
キャッシュメモリ部のコラムデコーダセンスアンプは、メインメモリ部のコラムデコーダセンスアンプとの間でデータトランスファバッファを介してデータの転送を行なうと共に、I/Oポートとの間でI/Oバッファ出力レジスタを介してデータの入出力を行なう。
【0021】
タイミング制御回路は、入力レジスタからのタイミング制御信号に基づいて、データの転送又はデータの入出力等を行なう。
【0022】
図4は第1の実施形態に係る半導体記憶装置の回路構成を示し、図5(a)は図4におけるA部(2Tr1C型の第1のメモリセルアレイ)の詳細を示し、図5(b)は図4におけるB部(1Tr1C型のメモリセルアレイ)の詳細を示している。また、図6(a)は、2Tr1C型の第1のメモリセルアレイのレイアウトパターンを示し、図6(b)は1Tr1C型の第2のメモリセルアレイのレイアウトパターンを示している。
【0023】
図5(a)及び図6(a)に示すように、第1のメモリセル(2Tr1C型メモリセル)は、ソースが互いに接続された第1のトランジスタMTr1及び第2のトランジスタMTr2と、一方の電極が第1のトランジスタMTr1及び第2のトランジスタMTr2の各ソースに共通に接続されたデータ蓄積用のキャパシタCとを有している。
【0024】
図4に示すように、第1のトランジスタMTr1のドレインに接続された第1のビット線BLa(n)、BLa(n+1)、BLa(n+2)と、該第1のビット線と対をなす第1のビット相補線BLXa(n)、BLXa(n+1)、BLXa(n+2)との間には第1のセンスアンプSAaが設けられており、第1のビット線と第1のビット相補線とは第1のセンスアンプSAaに対して互いに反対側に延びている。また、第2のトランジスタMTr2のドレインに接続された第2のビット線BLb(n)、BLb(n+1)、BLb(n+2)と、該第2のビット線と対をなす第2のビット相補線BLXb(n)、BLXb(n+1)、BLXb(n+2)との間には第2のセンスアンプSAbが設けられており、第2のビット線と第2のビット相補線とは第2のセンスアンプSAbに対して互いに反対側に延びている。つまり、第1のメモリセルアレイ(2Tr1C型メモリセルアレイ)は、開放型ビット線構成を有している。
【0025】
図5(b)及び図6(b)に示すように、第2のメモリセル(1Tr1C型メモリセル)は、一のトランジスタMTrと、一方の電極が一のトランジスタMTrのソースに接続されたデータ蓄積用のキャパシタCとを有している。
【0026】
図4に示すように、一のトランジスタMTrのドレインに接続された一のビット線BL(n)、BL(n+1)、BL(n+2)と、該一のビット線と対をなすビット相補線BLX(n)、BLX(n+1)、BLX(n+2)との間にはセンスアンプSAが設けられており、ビット線とビット相補線とはセンスアンプSAに対して同じ側に延びている。つまり、第2のメモリセルアレイ(1Tr1C型メモリセルアレイ)は、折り返し型ビット線構成を有している。
【0027】
図4に示すように、第1のメモリセルアレイにおいては、第1のトランジスタMTr1のゲートに接続される第1のワード線WLa(1−1)、WLa(1)、WLa(1+1)、WLa(1+2)、……、WLa(m−1)、WLa(m)、WLa(m+1)、WLa(m+2)と、第2のトランジスタMTr2のゲートに接続される第2のワード線WLb(1−1)、WLb(1)、WLb(1+1)、WLb(1+2)、……、WLb(m−1)、WLb(m)、WLb(m+1)、WLb(m+2)とは互いに平行に延びており、第2のメモリセルアレイにおいては、一のトランジスタMTrのゲートに接続される一のワード線WL(k−2)、WL(k)、WL(k+2)、WL(k+4)と、一のトランジスタMTrに隣接する他のトランジスタのゲートに接続される他のワード線WL(k−1)、WL(k+1)、WL(k+3)、WL(k+5)とは互いに平行に延びている。
【0028】
図6(a)、(b)に示すように、2Tr1C型の第1のメモリセルアレイにおける第1のビット線と第2のビット線とのピッチ、第1のメモリセルアレイにおける第1のビット相補線と第2のビット相補線とのピッチ、及び1Tr1C型の第2のメモリセルアレイにおけるビット線とビット相補線とのピッチは互いに等しく設定されていると共に、第1のメモリセルアレイにおける第1のワード線と第2のワード線とのピッチと、第2のメモリセルアレイにおける一のワード線と他のワード線とのピッチとは互いに等しく設定されている。
【0029】
図6(a)と図6(b)との対比から分かるように、2Tr1C型の第1のメモリセルアレイと1Tr1C型の第2のメモリセルアレイとは、活性層の形状及び大きさ、ビット線の幅寸法及びピッチ、並びにワード線の幅寸法及びピッチが互いに等しい設定されていると共に、第1のメモリセルアレイにおいては、第2のメモリセルアレイにおける互いに隣接する2つのメモリセルのストレージノードと対応する一対のストレージノード同士を接続することにより、2Tr1C型メモリセルを実現している。
【0030】
この場合、第1のメモリセルアレイが開放型ビット線構成を有し、且つ第2のメモリセルアレイが折り返し型ビット線構成を有しているため、第1のメモリセルアレイにおける第1のビット線と第2のビット線とのピッチ、第1のメモリセルアレイにおける第1のビット相補線と第2のビット相補線とのピッチ、及び第2のメモリセルアレイにおける一のビット線とビット相補線とのピッチを互いに等しくすることが可能になっている。
【0031】
図4、図5(a)及び(b)に示すように、データトランスファバッファを構成する第1のデータトランスファ線DTL(n)は、第1のメモリセルアレイの第1のビット線BLa(n)に接続されている第1のセンスアンプSAaの一端側と、スイッチ制御信号SWaにより制御されるスイッチングトランジスタSWTra1を介して接続されていると共に、第2のメモリセルアレイのビット線BL(n)に接続されている一のセンスアンプSAの一端側と、スイッチ制御信号SWにより制御されるスイッチングトランジスタSWTr1を介して接続されている。
【0032】
また、データトランスファバッファを構成する第2のデータトランスファ線DTLX(n)は、第1のメモリセルアレイの第2のビット相補線BLXb(n)に接続されている第2のセンスアンプSAbの一端側と、スイッチ制御信号SWbにより制御されるスイッチングトランジスタSWTrb2を介して接続されていると共に、第2のメモリセルアレイのビット相補線BLX(n)に接続されている一のセンスアンプSAの他端側と、スイッチ制御信号SWにより制御されるスイッチングトランジスタSWTr2を介して接続されている。
【0033】
また、第1のビット相補線BLXa(n)に接続されている第1のセンスアンプSAaの他端側は、スイッチ制御信号SWaにより制御されるスイッチングトランジスタSWTra2を介して第2のデータトランスファ線DTLX(n)接続されていると共に、第2のビット線BLb(n)に接続されている第2のセンスアンプSAbの他端側は、スイッチ制御信号SWbにより制御されるスイッチングトランジスタSWTrb1を介して第1のデータトランスファ線DTL(n)接続されている。
【0034】
以上説明した第1のデータトランスファ線DTL(n)、第2のデータトランスファ線DTLX(n)及びスイッチングトランジスタSWTra1、SWTrb1、SWTra2、SWTrb2、SWTr1、SWTr2によって、第1のメモリセルアレイと第2のメモリセルアレイとの間でデータの転送を行なうデータ転送手段が構成されている。
【0035】
図7(a)は、第1のメモリセルアレイから第2のメモリセルアレイにデータを転送するタイミングを示しており、第1のメモリセルアレイにおける第1のビット線BLa(又は第2のビット線BLb)及び第1のビット相補線BLXa(又は第2のビット相補線BLXb)をセンスアンプ増幅した後、スイッチ制御信号SW及びSWa(又はSW及びSWb)をオンすると、第2のメモリセルアレイにおけるビット線BL及びビット相補線BLXがセンスアンプ増幅されるので、第1のメモリセルアレイから第2のメモリセルアレイにデータが転送される。
【0036】
図7(b)は、第2のメモリセルアレイから第1のメモリセルアレイにデータを転送するタイミングを示しており、第2のメモリセルアレイにおけるビット線BL及びビット相補線BLXをセンスアンプ増幅した後、スイッチ制御信号SW及びSWa(又はSW及びSWb)をオンすると、第1のメモリセルアレイにおける第1のビット線BLa(又は第2のビット線BLb)及び第1のビット相補線BLXa(又は第2のビット相補線BLXb)がセンスアンプ増幅されるので、第2のメモリセルアレイから第1のメモリセルアレイにデータが転送される。
【0037】
第1の実施形態によると、第1のメモリセルアレイにおける第1のビット線と第2のビット線とのピッチ、第1のメモリセルアレイにおける第1のビット相補線と第2のビット相補線とのピッチ、及び第2のメモリセルアレイにおけるビット線とビット相補線とのピッチが互いに等しいと共に、第1のメモリセルアレイにおける第1のワード線と第2のワード線とのピッチと、第2のメモリセルアレイにおける一のワード線と他のワード線とのピッチが互いに等しいため、第1のメモリセルアレイの配線パターン(デザインルール)と第2のメモリセルアレイの配線パターン(デザインルール)とを共通にすることができる。
【0038】
特に、第1のメモリセルアレイにおける第1のビット線(第1のビット相補線)と第2のビット線(第2のビット相補線)とのピッチと、第2のメモリセルアレイにおける一のビット線とビット相補線とのピッチが互いに等しいため、第1のメモリセルアレイと第2のメモリセルアレイとの間でデータの転送を行なう第1のデータトランスファ線及び第2のデータトランスファ線を、第1のメモリセルアレイにおける第1のビット線(第1のビット相補線)及び第2のビット線(第2のビット相補線)、並びに第2のメモリセルアレイにおけるビット線及びビット相補線と平行に設けることが可能になるのでレイアウトがシンプルになる。
(第1の実施形態の変形例)
以下、本発明の第1の実施形態の変形例に係る半導体記憶装置について、図2を参照しながら説明する。
【0039】
図2は第1の実施形態の変形例に係る半導体記憶装置の全体構成を示しており、図2に示すように、第1の実施形態の変形例に係る半導体記憶装置は、第1の実施形態と異なり、キャッシュメモリコア部と対応して、第1の入力レジスタ及び第1のI/Oバッファ出力レジスタが設けられていると共に、メインメモリコア部と対応して、第2の入力レジスタ及び第2のI/Oバッファ出力レジスタが設けられている。尚、キャッシュメモリコア部の構成及びメインメモリコア部の構成は第1の実施形態と同様であるので、説明は省略する。
【0040】
同期クロック信号、制御信号、キャッシュメモリ用アドレス信号が第1の入力レジスタに入力されると、第1の入力レジスタは、第1のロウアドレス信号をキャッシュメモリ部のロウデコーダに、第1のコラムアドレス信号をキャッシュメモリ部のコラムデコーダセンスアンプに出力する。また、同期クロック信号、制御信号、メインメモリ用アドレス信号が第2の入力レジスタに入力されると、第2の入力レジスタは、第2のロウアドレス信号をメインメモリ部のロウデコーダに、第2のコラムアドレス信号をメインメモリ部のコラムデコーダセンスアンプに出力する。
【0041】
キャッシュメモリ部のコラムデコーダセンスアンプは、データトランスファバッファとの間でデータの転送を行なうと共に、I/Oポートとの間で第1のI/Oバッファ出力レジスタを介してデータの入出力を行なう。また、メインメモリ部のコラムデコーダセンスアンプは、データトランスファバッファとの間でデータの転送を行なうと共に、I/Oポートとの間で第2のI/Oバッファ出力レジスタを介してデータの入出力を行なう。
(第2の実施形態)
以下、本発明の第2の実施形態に係る半導体記憶装置について、図3を参照しながら説明する。
【0042】
図3は第2の実施形態に係る半導体記憶装置の全体構成を示しており、図3に示すように、第2の実施形態に係る半導体記憶装置は、2Tr1C型メモリセルの集合からなるレジスタアレイ、レジスタセグメントセレクタ、及びコラムデコーダセンスアンプから構成されるレジスタ用コア部と、1Tr1C型メモリセルの集合からなるDRAMメモリセルアレイ、ロウデコーダ、センスアンプ、及びプリコラムデコーダから構成されるメインメモリコア部とが同一の半導体チップ上に形成されている。尚、2Tr1C型メモリセルアレイからなるレジスタ用コア部の構成は、第1の実施形態のキャッシュメモリ部の構成と同様であると共に、1Tr1C型メモリセルアレイからなるメインメモリコア部の構成は第1の実施形態と同様であるので、説明は省略する。
【0043】
同期クロック信号、制御信号、キャッシュメモリ用アドレス信号が第1の入力レジスタに入力されると、第1の入力レジスタは、第1のロウアドレス信号をキャッシュメモリ部のロウデコーダに、第1のコラムアドレス信号をキャッシュメモリ部のコラムデコーダセンスアンプに出力する。また、同期クロック信号、制御信号、メインメモリ用アドレス信号が第2の入力レジスタに入力されると、第2の入力レジスタは、第2のロウアドレス信号をメインメモリ部のロウデコーダに、第2のコラムアドレス信号をメインメモリ部のプリコラムデコーダに出力する。
【0044】
レジスタ部のコラムデコーダセンスアンプは、データトランスファバッファとの間でデータの転送を行なうと共に、I/Oポートとの間でI/Oバッファ出力レジスタを介してデータの入出力を行なう。また、メインメモリ部のセンスアンプは、データトランスファバッファとの間でデータの転送を行なう。
【0045】
タイミング制御回路は、入力レジスタからのタイミング制御信号に基づいて、データの転送又はデータの入出力等を行なう。
【0046】
【発明の効果】
本発明に係る半導体記憶装置によると、機能が互いに異なる第1のメモリセルアレイ及び第2のメモリセルアレイが同一の半導体チップに混載された半導体記憶装置において、面積の低減、高速なアクセス及び大容量化を図ることができると共に、配線のレイアウト及び製造プロセスを簡略化することができる。
【0047】
本発明に係る半導体記憶装置が、第1のビット線に接続された第1のセンスアンプ及び一のビット線に接続された一のセンスアンプの一端側とそれぞれスイッチを介して接続された第1のデータ転送線と、第2のビット線に接続された第2のセンスアンプ及び他のビット線に接続された一のセンスアンプの他端側とそれぞれスイッチを介して接続された第2のデータ転送線とからなるデータ転送手段を備えていると、第1のデータ転送線と第2のデータ転送線とを互いに平行に配置することができると共に、第1のデータ転送線及び第2のデータ転送線を、第1のビット線、第2のビット線、一のビット線及びビット相補線とも平行に配置することができるため、機能が互いに異なる第1のメモリセルアレイと第2のメモリセルアレイとの間でデータ転送を行なうデータ転送手段を備えているにも拘わらず、配線のレイアウトの単純化を図ることができる。
【0048】
本発明に係る半導体記憶装置において、第1のメモリセルアレイがキャッシュメモリのコア部を構成し、第2のメモリセルアレイがメインメモリのコア部を構成していると、キャッシュメモリとメインメモリとが混載された半導体記憶装置の高速化、大容量化、レイアウトの単純化を図ることができる。
【0049】
本発明に係る半導体記憶装置において、第1のメモリセルアレイがレジスタのコア部を構成し、第2のメモリセルアレイがメインメモリのコア部を構成していると、レジスタとメインメモリとが混載された半導体記憶装置の高速化、大容量化、レイアウトの単純化を図ることができる。
【0050】
本発明に係る半導体記憶装置において、第1のビット線と対をなす第1のビット相補線が第1のセンスアンプに対して第1のビット線と反対側に延びていると共に、第2のビット線と対をなす第2のビット相補線が第2のセンスアンプに対して第2のビット線と反対側に延びていると、開放型のビット線構成となるので、2つのトランジスタ及び1つのキャパシタからなる第1のメモリセルを有する第1のメモリセルアレイのレイアウトの単純化を図ることができる。
【0051】
本発明に係る半導体記憶装置において、第1のトランジスタのゲートに接続される第1のワード線と第2のトランジスタのゲートに接続される第2のワード線とのピッチと、相補関係にある一のワード線と他のワード線とのピッチとが等しいと、配線のレイアウトの一層の単純化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る半導体記憶装置の全体構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の第1の実施形態の変形例に係る半導体記憶装置の全体構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の第2の実施形態に係る半導体記憶装置の全体構成を示すブロック図である。
【図4】本発明の第1の実施形態に係る半導体記憶装置の回路構成を示す図である。
【図5】(a)は図4においてAで示す部分の拡大詳細図であって、2Tr1C型の第1のメモリセルアレイを示し、(b)は図4においてBで示す部分の拡大詳細図であって、1Tr1C型の第2のメモリセルアレイを示している。
【図6】(a)は2Tr1C型の第1のメモリセルアレイのレイアウトを示すパターン図であり、(b)は1Tr1C型の第2のメモリセルアレイのレイアウトを示すパターン図である。
【図7】(a)は第1のメモリセルアレイから第2のメモリセルアレイにデータを転送するタイミングを示す図であり、(b)は第2のメモリセルアレイから第1のメモリセルアレイにデータを転送するタイミングを示す図である。
【符号の説明】
MTr1 第1のトランジスタ
MTr2 第2のトランジスタ
MTr 一のトランジスタ
C キャパシタ
SAa 第1のセンスアンプ
SAb 第2のセンスアンプ
SA センスアンプ
SWa、SWb、SW スイッチ制御信号
SWTra1、SWTrb1 SWTra2、SWTrb2 SWTr1、S WT2 スイッチングトランジスタ
BLa(n)、BLa(n+1)、BLa(n+2) 第1のビット線
BLXa(n)、BLXa(n+1)、BLXa(n+2) 第1のビット相補線
BLb(n)、BLb(n+1)、BLb(n+2) 第2のビット線
BLXb(n)、BLXb(n+1)、BLXb(n+2) 第2のビット相補線
BL(n)、BL(n+1)、BL(n+2) 一のビット線
BLX(n)、BLX(n+1)、BLX(n+2) ビット相補線
WLa(1−1)、WLa(1)、WLa(1+1)、WLa(1+2)、WLa(m−1)、WLa(m)、WLa(m+1)、WLa(m+2)
第1のワード線
WLb(1−1)、WLb(1)、WLb(1+1)、WLb(1+2)、WLb(m−1)、WLb(m)、WLb(m+1)、WLb(m+2)
第2のワード線
WL(k−2)、WL(k)、WL(k+2)、WL(k+4) 一のワード線
WL(k−1)、WL(k+1)、WL(k+3)、WL(k+5) 他のワード線
DTL(n)、DTL(n+1)、DTL(n+2) 第1のデータトランスファ線
DTLX(n)、DTLX(n+1)、DTLX(n+2) 第2のデータトランスファ線

Claims (6)

  1. ソースが互いに接続された第1のトランジスタ及び第2のトランジスタと、一方の電極が前記ソースと接続されたデータ蓄積用のキャパシタとを有する第1のメモリセルの集合からなる第1のメモリセルアレイと、一のトランジスタと、該一のトランジスタのソースに接続されたデータ蓄積用のキャパシタとを有する第2のメモリセルの集合からなる第2のメモリセルアレイとが、一の半導体チップ上に形成されており、
    前記第1のメモリセルの第1のトランジスタのドレインと接続された第1のビット線と、前記第1のメモリセルの第2のトランジスタのドレインと接続された第2のビット線とは互いに平行に延びており、
    前記第2のメモリセルの一のトランジスタのドレインと接続された一のビット線と、前記一のトランジスタに隣接する他のトランジスタのドレインと接続され、前記一のビット線と対をなす他のビット線とは互いに平行に延びており、
    前記第1のビット線と前記第2のビット線とのピッチと、前記一のビット線と前記他のビット線とのピッチとは互いに等しいことを特徴とする半導体記憶装置。
  2. 前記第1のビット線に接続された第1のセンスアンプ及び前記一のビット線に接続された一のセンスアンプの一端側とそれぞれスイッチを介して接続された第1のデータ転送線と、前記第2のビット線に接続された第2のセンスアンプ及び前記他のビット線に接続された前記一のセンスアンプの他端側とそれぞれスイッチを介して接続された第2のデータ転送線とからなり、前記第1のメモリセルアレイと前記第2のメモリセルアレイとの間でデータの転送を行なうデータ転送手段をさらに備えていることを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。
  3. 前記第1のメモリセルアレイはキャッシュメモリのコア部を構成し、前記第2のメモリセルアレイはメインメモリのコア部を構成することを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。
  4. 前記第1のメモリセルアレイはレジスタのコア部を構成し、前記第2のメモリセルアレイはメインメモリのコア部を構成することを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。
  5. 前記第1のビット線と対をなす第1のビット相補線は、前記第1のビット線に接続された第1のセンスアンプに対して前記第1のビット線と反対側に延びていると共に、前記第2のビット線と対をなす第2のビット相補線は、前記第2のビット線に接続された第2のセンスアンプに対して前記第2のビット線と反対側に延びていることを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。
  6. 前記第1のトランジスタのゲートに接続される第1のワード線と、前記第2のトランジスタのゲートに接続される第2のワード線とは互いに平行に延びており、
    前記一のトランジスタのゲートに接続される一のワード線と、前記一のトランジスタに隣接する他のトランジスタのゲートに接続される他のワード線とは互いに平行に延びており、
    前記第1のワード線と前記第2のワード線とのピッチと、前記一のワード線と前記他のワード線とのピッチとは互いに等しいことを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。
JP02481399A 1999-02-02 1999-02-02 半導体記憶装置 Expired - Fee Related JP3618241B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02481399A JP3618241B2 (ja) 1999-02-02 1999-02-02 半導体記憶装置
US09/495,473 US6169684B1 (en) 1999-02-02 2000-02-01 Semiconductor memory device
TW089101863A TW466488B (en) 1999-02-02 2000-02-01 Semiconductor memory device
KR1020000005024A KR100639001B1 (ko) 1999-02-02 2000-02-02 반도체 기억장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02481399A JP3618241B2 (ja) 1999-02-02 1999-02-02 半導体記憶装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000223589A JP2000223589A (ja) 2000-08-11
JP3618241B2 true JP3618241B2 (ja) 2005-02-09

Family

ID=12148641

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP02481399A Expired - Fee Related JP3618241B2 (ja) 1999-02-02 1999-02-02 半導体記憶装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6169684B1 (ja)
JP (1) JP3618241B2 (ja)
KR (1) KR100639001B1 (ja)
TW (1) TW466488B (ja)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2003052829A1 (ja) * 2001-12-14 2005-04-28 株式会社日立製作所 半導体装置及びその製造方法
JP2003197769A (ja) * 2001-12-21 2003-07-11 Mitsubishi Electric Corp 半導体記憶装置
JP2003242773A (ja) * 2002-02-14 2003-08-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体記憶装置
JP4160556B2 (ja) 2002-06-03 2008-10-01 富士通株式会社 半導体集積回路
US6804136B2 (en) * 2002-06-21 2004-10-12 Micron Technology, Inc. Write once read only memory employing charge trapping in insulators
JP2004192694A (ja) * 2002-12-10 2004-07-08 Renesas Technology Corp 半導体記憶装置
JP2004221473A (ja) * 2003-01-17 2004-08-05 Renesas Technology Corp 半導体記憶装置
US6882590B2 (en) * 2003-01-29 2005-04-19 Micron Technology, Inc. Multiple configuration multiple chip memory device and method
JP3944455B2 (ja) 2003-01-31 2007-07-11 松下電器産業株式会社 半導体装置及びその製造方法
US6845033B2 (en) * 2003-03-05 2005-01-18 International Business Machines Corporation Structure and system-on-chip integration of a two-transistor and two-capacitor memory cell for trench technology
US7541614B2 (en) * 2003-03-11 2009-06-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Integrated circuit, semiconductor device comprising the same, electronic device having the same, and driving method of the same
JP2004297048A (ja) * 2003-03-11 2004-10-21 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 集積回路、該集積回路を有する半導体表示装置及び集積回路の駆動方法
DE102004004584A1 (de) * 2004-01-29 2005-08-25 Infineon Technologies Ag Halbleiterspeicherzelle sowie zugehöriges Herstellungsverfahren
US7633784B2 (en) * 2007-05-17 2009-12-15 Dsm Solutions, Inc. Junction field effect dynamic random access memory cell and content addressable memory cell
US7808854B2 (en) * 2008-02-19 2010-10-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Systems and methods for data transfers between memory cells
JP2013196737A (ja) * 2012-03-22 2013-09-30 Toshiba Corp 不揮発性半導体記憶装置
US10269420B2 (en) 2016-12-13 2019-04-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Memory with symmetric read current profile and read method thereof
CN113129944A (zh) * 2019-12-31 2021-07-16 台湾积体电路制造股份有限公司 集成电路及其方法
DE102020105669A1 (de) 2019-12-31 2021-07-01 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Integrierte schaltung
JP2022191630A (ja) * 2021-06-16 2022-12-28 キオクシア株式会社 半導体記憶装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3365650B2 (ja) * 1993-05-31 2003-01-14 沖電気工業株式会社 半導体メモリ装置
US5596521A (en) * 1994-01-06 1997-01-21 Oki Electric Industry Co., Ltd. Semiconductor memory with built-in cache
KR970051165A (ko) * 1995-12-26 1997-07-29 김광호 복합 메모리 장치
US5844856A (en) * 1996-06-19 1998-12-01 Cirrus Logic, Inc. Dual port memories and systems and methods using the same
JP3706212B2 (ja) * 1996-10-30 2005-10-12 沖電気工業株式会社 メモリ装置
US5923593A (en) 1996-12-17 1999-07-13 Monolithic Systems, Inc. Multi-port DRAM cell and memory system using same
US5856940A (en) 1997-08-15 1999-01-05 Silicon Aquarius, Inc. Low latency DRAM cell and method therefor
US5963497A (en) * 1998-05-18 1999-10-05 Silicon Aquarius, Inc. Dynamic random access memory system with simultaneous access and refresh operations and methods for using the same

Also Published As

Publication number Publication date
TW466488B (en) 2001-12-01
JP2000223589A (ja) 2000-08-11
US6169684B1 (en) 2001-01-02
KR20000057868A (ko) 2000-09-25
KR100639001B1 (ko) 2006-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3618241B2 (ja) 半導体記憶装置
KR100574242B1 (ko) 계층형칼럼선택라인구조를갖는공간효율적반도체메모리
US5917744A (en) Semiconductor memory having hierarchical bit line architecture with interleaved master bitlines
US7317646B2 (en) Memory device having shared open bit line sense amplifier architecture
JP3004177B2 (ja) 半導体集積回路装置
JP2664810B2 (ja) メモリセルアレイ分割型半導体記憶装置
JP2004508654A (ja) 隠れリフレッシュをサポートするデュアルポートセルを有する半導体メモリ
US6711050B2 (en) Semiconductor memory
JP3190624B2 (ja) 半導体メモリ
JP2000182370A (ja) 半導体記憶装置
JPH04351789A (ja) 半導体記憶装置
JP4523681B2 (ja) 半導体集積回路装置
EP0079220B1 (en) Semiconductor memory devices
JP3415420B2 (ja) 半導体集積回路装置
JP2938493B2 (ja) 半導体記憶装置
JPH09331032A (ja) 半導体記憶装置
JP2005503663A (ja) オープンディジットアレイ用のセンスアンプおよびアーキテクチャ
JPH0982910A (ja) 半導体記憶装置
JPH10303387A (ja) 半導体記憶装置
KR100328374B1 (ko) 반도체메모리및그구동방법
JP4323749B2 (ja) ダイナミックランダムアクセスメモリ
JP3241351B2 (ja) センスアンプ、半導体装置及び半導体記憶装置
JPH11145426A (ja) Dram及びそのメモリセルアレイ
EP0913831A2 (en) Space-efficient master data line (MDQ) switch placement
JPH06103755A (ja) 半導体記憶装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20041022

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: 20041102

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20041109

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071119

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081119

Year of fee payment: 4

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091119

Year of fee payment: 5

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091119

Year of fee payment: 5

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101119

Year of fee payment: 6

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111119

Year of fee payment: 7

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121119

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees