JP3850938B2 - 半導体メモリ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体メモリ装置の高速化に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体メモリ装置の動作の高速化は、システム全体の高速化の重要な要因である。しかし、最近は半導体メモリ装置が高容量化/低消費電力化して動作電圧が低くなる傾向にあるため、高速動作の実現には困難が伴う。高速動作のために以下のような方法が試みられてきた。
【0003】
例えば、同期型半導体メモリ装置のように高速動作に適した特殊な半導体メモリ装置や、1アクセスサイクルで複数ビットにアクセスする多様なモードを設定して高速動作を行う、などである。また半導体メモリ装置を構成する回路を最適に配置し、レイアウト面で回路間及び素子間の距離を短縮することも半導体メモリ装置の高速動作のための一つの方法である。
【0004】
図1は、従来のメモリ回路のレイアウト図である。
【0005】
半導体メモリ装置のメモリセルアレイ領域は、通常4つのアレイブロックに分割される。
【0006】
上部には第1アレイブロック10と第3アレイブロック30が配置され、下部には第2アレイブロック20と第4アレイブロック40が配置され、第1アレイブロック10及び第3アレイブロック30と第2アレイブロック20及び第4アレイブロック40との間(ミドル領域)には多数のパッドが置かれる。また、第1アレイブロック10及び第2アレイブロック20と第3アレイブロック30及び第4アレイブロック40との間(センタ領域)にはデータパス回路50(入出力ラインセンスアンプ、マルチプレクサ、及び書込みドライバ等の回路)及びデータパス回路50を制御するデータパス制御回路60が配置される。ミドル領域とセンタ領域の交わる破線で囲まれた領域70(ミドルセンタ領域)には、電源ラインとバスラインとが配線される。
【0007】
データパス回路50及びデータパス制御回路60は、第1アレイブロック10と第3アレイブロック30との間のセンタ領域にのみ示したが、第2アレイブロック20と第4アレイブロック40との間のセンタ領域にも、同様に配置される。各メモリセルアレイは、多数のワードラインと多数のビットラインの間に接続された多数のメモリセルから構成される。ビットラインは入出力ラインIOと選択的に接続される。入出力マルチプレクサIO MUXは、その入力端に入出力ラインIOが接続され、出力端はメイン入出力ラインMIOを介してデータパス回路50と接続される。データパス回路50の制御端子には、データパス制御回路60の出力が接続される。またデータパス回路50は入出力バッファにも接続され、入出力バッファは入出力パッドに接続される。
【0008】
このような回路の読出動作は次のようになる。まず、メモリセルに記憶されているデータは入出力ラインIOを通じて入出力マルチプレクサIO MUXへ読み出され、ここで多重化されてメイン入出力ラインMIOを経由してデータパス回路50へ送られる。データパス回路50へ送られたデータは、データラインDLを通じてデータ出力バッファへ送られ、ここからデータ出力パッドを通じてチップ外へ出力される。このようにしてデータの読出動作が完了する。書込動作の場合には、この経路を逆に経て外部から入力されるデータが記憶される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし従来の半導体メモリ装置において、データパス回路50はセンタ領域に配置されるため、メイン入出力ラインMIO及びデータラインDLが長くなる。このため、データパス回路50と入出力パッドとの距離が長くなり、入出力にかかる時間が長くなる。これは、半導体メモリ装置の高速化を妨げる要因となる。また、センタ領域に多数のデータパス回路50と多数のデータパス制御回路60が配置されるために、センタ領域のレイアウトが複雑になり、これにより、半導体メモリ装置の高集積化が難しくなる。
【0010】
本発明の目的は、高速動作及び高集積化に有利な半導体メモリ装置を提供することにある。
【0011】
以上のような課題を解決する本発明の半導体メモリ装置は、独立的に配置された4つのアレイブロックに分割されたメモリアレイと、ミドル領域に配置された多数のパッドと、センタ領域に配置されたデータパス制御回路と、ミドルセンタ領域に配置され、前記メモリアレイのビットラインに接続された入出力マルチプレクサにメイン入出力ラインを介して接続され、入出力ラインセンスアンプを含む複数のデータパス回路と、前記パッドと前記複数のデータパス回路を接続するデータラインと、を備え、前記データライン及びメイン入出力ラインは、前記ミドルセンタ領域及び前記ミドル領域にのみ位置し、前記半導体メモリ装置の前記ミドルセンタ領域には、VDDメインライン、VSSメインライン及び交互に配された複数のVDDライン及びVSSラインを含む電源ラインが形成され、前記電源ライン、前記データライン及び前記メイン入出力ラインは、前記複数のデータパス回路と異なる層に形成されることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【0013】
図2は、本発明のメモリ回路のレイアウト図である。
【0014】
半導体メモリ装置のメモリセルアレイ領域は、従来と同様に4つのアレイブロックに分割され、その配置も従来のものと同じである。ミドル領域には多数のパッドが置かれ、また、センタ領域にはデータパス制御回路60が配置され、ミドルセンタ領域70にはデータパス回路50が配置される。またミドルセンタ領域70には、データパス回路50と異なる層に電源ラインとバスラインが配線される。各メモリセルアレイ10〜40は、多数のワードラインと多数のビットラインの間に接続された多数のメモリセルで構成される。ビットラインは入出力ラインIOと選択的に接続される。入出力マルチプレクサIO MUXは、その入力端に入出力ラインIOが接続され、出力端はメイン入出力ラインMIOを介してデータパス回路50と接続される。データパス回路50の制御端子には、データパス制御回路60の出力が接続される。またデータパス回路50は入出力バッファにも接続され、入出力バッファは入出力パッドに接続される。
【0015】
図3は、図2に示したミドルセンタ領域70の詳細レイアウト図である。
【0016】
ミドルセンタ領域70内には、8個のデータパス回路が配置される。データパス回路112、114は、第1アレイブロック10に接続され、データパス回路122、124は、第2アレイブロック20に接続され、データパス回路212、214は、第3アレイブロック30に接続され、データパス回路222、224は、第4アレイブロック40に接続される。次に、2回の配線工程によって電源ライン及びバスラインの配線が完了する。配線部分で、斜線領域は第1配線工程によって形成され、点領域は第2配線工程によって形成される。
【0017】
まず、第1配線工程において、図面上、左側にはVDDメインライン110が形成され、右側にはVSSメインライン210が形成される。尚、VSSメインライン210に接続されたVSSライン230、240、250と、VDDメインライン110に接続されたVDDライン130、140、150とは、交互に形成される。VSSライン230は、VDDメインライン110に対称にVSSライン260が形成され、VDDライン130はVSSメインライン210の向こうにVDDライン160が形成される。このようにして第1配線工程が完了する。
【0018】
次に、第2配線工程では、VDDメインライン110及びVSSメインライン210の中央にそれぞれVDDパッド100及びVSSパッド200を形成する。また、VSSライン230とVSSライン260を接続するVSSライン270が形成され、VDDライン130とVDDライン160を接続するVDDライン170を形成する。VSSライン270は、ジャンパーを用いてVSSライン230及び260を接続する。尚、バスライン300をVSSライン230からVDDライン130方向に形成する。更に、各データパス回路112、114、122、124、212、214、222、224と入出力ラインを接続するためのバスライン410〜440を形成し、データパス回路と入出力バッファを接続するバスライン450、460を形成する。このようにして第2配線工程が完了する。
【0019】
【発明の効果】
以上のような本発明の半導体メモリ装置により、データパス回路と入出ラインとの距離及びデータパス回路とデータラインとの距離が短縮でき、データパス回路とデータ入出力パッドとの距離が最小化できる。これにより、データの入出力経路が最小化でき、メモリの高集積化、高速化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のメモリ回路のレイアウト図。
【図2】本発明のメモリ回路のレイアウト図。
【図3】ミドルセンタ領域の詳細レイアウト図。
【符号の説明】
10、20、30、40 アレイブロック
50 データパス回路
60 データパス制御回路
70 ミドルセンタ領域
Claims (1)
- 独立的に配置された4つのアレイブロックに分割されたメモリアレイと、
ミドル領域に配置された多数のパッドと、
センタ領域に配置されたデータパス制御回路と、
ミドルセンタ領域に配置され、前記メモリアレイのビットラインに接続された入出力マルチプレクサにメイン入出力ラインを介して接続され、入出力ラインセンスアンプを含む複数のデータパス回路と、
前記パッドと前記複数のデータパス回路を接続するデータラインと、を備え、
前記データライン及びメイン入出力ラインは、前記ミドルセンタ領域及び前記ミドル領域にのみ位置し、
前記半導体メモリ装置の前記ミドルセンタ領域には、VDDメインライン、VSSメインライン及び交互に配された複数のVDDライン及びVSSラインを含む電源ラインが形成され、
前記電源ライン、前記データライン及び前記メイン入出力ラインは、前記複数のデータパス回路と異なる層に形成されることを特徴とする半導体メモリ装置。
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