JP4949451B2 - Dynamic RAM and semiconductor device - Google Patents

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この発明は、ダイナミック型RAM(ランダム・アクセス・メモリ)と半導体装置と半導体装置に関し、ワード線とビット線の交点にダイナミック型メモリセルが配置されてなるいわゆる1交点方式のものに利用して有効な技術に関するものである。   The present invention relates to a dynamic RAM (random access memory), a semiconductor device, and a semiconductor device, and is effective when used in a so-called one-intersection system in which dynamic memory cells are arranged at the intersections of word lines and bit lines. Technology.

本発明を成した後の調査によって、後で説明する本発明に関連すると思われるオープンビットライン型(1交点方式)のダイナミック型RAMとして、特開昭63−206991号公報(以下、先行技術1という)、特開昭64−13290号公報(以下、先行技術2という)、特表平11−501441号公報(以下、先行技術3という)、特開平5−41081号公報(以下、先行技術4という)があることが判明した。先行技術1と2の公報においては、オープンビットライン型(1交点方式)におけるセンスアンプの交互配置として、ビット線の2本分のピッチに1つのセンスアンプを嵌め込むようにするものである。先行技術3と4においては、先行技術1と2のように、チップ面積の効率使用のためにセンスアンプを交互配置した場合の端部に設けられたセンスアンプの動作に必要な参照電圧をビット線と略同一の電気的モデルを実現する回路を設けるものである。   As an open bit line type (one-intersection type) dynamic RAM which is considered to be related to the present invention, which will be described later, based on research after the present invention has been made, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-206991 (hereinafter referred to as Prior Art 1). JP-A-64-13290 (hereinafter referred to as Prior Art 2), JP-T-11-501441 (hereinafter referred to as Prior Art 3), JP-A-5-41081 (hereinafter referred to as Prior Art 4). It was found that there was. In the prior arts 1 and 2, the sense amplifiers are alternately arranged in the open bit line type (one-intersection method) so that one sense amplifier is fitted into the pitch of two bit lines. In the prior arts 3 and 4, as in the prior arts 1 and 2, the reference voltage required for the operation of the sense amplifier provided at the end when the sense amplifiers are alternately arranged for efficient use of the chip area is a bit. A circuit that realizes an electrical model substantially identical to the line is provided.

特開昭63−206991号公報JP 63-206991 A 特開昭64−13290号公報JP-A 64-13290 特表平11−501441号公報Japanese National Patent Publication No. 11-501441 特開平5−41081号公報JP-A-5-41081

上記先行技術3と4は、素子の微細化とともに大きくなるプロセスバラツキによって、上記端部のセンスアンプと両側にビット線が設けられたセンスアンプとでは動作条件が異なることにより安定した動作が期待できない。先行技術1と2においては、ビット線に対してセンスアンプの交互配置した場合における端部の構成には何ら配慮がなされていない。   In the prior arts 3 and 4, stable operation cannot be expected due to the difference in operating conditions between the sense amplifier at the end and the sense amplifier provided with bit lines on both sides due to process variations which increase with the miniaturization of elements. . In the prior arts 1 and 2, no consideration is given to the configuration of the ends when the sense amplifiers are alternately arranged with respect to the bit lines.

ダイナミック型RAM(以下、単にDRAMという)ではコスト低減が望まれている。そのためにはチップサイズの低減が最も効果的である。これまでは微細化を推し進めてメモリセルサイズを縮小してきたが、今後はメモリアレイの動作方式も変えることにより、さらにセルサイズを縮小する必要がある。メモリアレイの動作方式を2交点から1交点に変えることにより、同一のデザインルールを用いて理想的にはセルサイズを75%低減できる。このようなセルサイズの縮小をより効果的に生かすために、本願発明者においては上記のような1交点方式のメモリアレイにおいて、上記センスアンプを交互配置した場合には、端部に設けられたメモリセルアレイの有効利用とその専有面積の縮小を考えた。   Cost reduction is desired for dynamic RAM (hereinafter simply referred to as DRAM). For this purpose, reduction of the chip size is the most effective. Until now, the memory cell size has been reduced by further miniaturization. However, it is necessary to further reduce the cell size by changing the operation method of the memory array in the future. By changing the operation method of the memory array from two intersections to one intersection, the cell size can be ideally reduced by 75% using the same design rule. In order to make effective use of such a reduction in cell size, in the present inventor, in the above-described one-intersection type memory array, when the sense amplifiers are arranged alternately, they are provided at the end portions. We considered effective use of the memory cell array and reduction of its exclusive area.

この発明の目的は、動作マージンの向上とビット当たりのチップ面積の縮小化を図った1交点方式のダイナミック型RAMと半導体装置を提供することにある。この発明の前記ならびにそのほか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。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a one-intersection dynamic RAM and a semiconductor device in which an operation margin is improved and a chip area per bit is reduced. The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

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、下記の通りである。複数のビット線と、複数のワード線と、上記複数のビット線と上記複数のワード線に結合された複数のメモリセルを含むメモリマットの複数個を上記ビット線方向に配置し、上記ビット線方向に配置されたメモリマット間の領域に設けられ、かかるメモリマットに設けられる半分のビット線に対して入出力ノードが接続されてなる複数のラッチ回路を含むセンスアンプ列を設けてなてなり、上記ビット線方向における両端部を除く通常メモリマットについては、いずれか1つのメモリマットのワード線を活性化し、上記ビット線方向における両端部に設けられた端メモリマットについは、両方のメモリマットのワード線を同時に活性化する。   The outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. A plurality of memory mats including a plurality of bit lines, a plurality of word lines, a plurality of bit lines and a plurality of memory cells coupled to the plurality of word lines are arranged in the bit line direction, and the bit lines Provided in a region between the memory mats arranged in the direction, and provided with a sense amplifier array including a plurality of latch circuits in which input / output nodes are connected to half bit lines provided in the memory mat. As for the normal memory mat excluding both ends in the bit line direction, the word line of any one of the memory mats is activated, and the end memory mats provided at both ends in the bit line direction are both memory mats. Are activated simultaneously.

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、下記の通りである。複数のビット線と、複数のワード線と、上記複数のビット線と上記複数のワード線に結合された複数のメモリセルを含むメモリマットの複数個を上記ビット線方向に配置し、上記ビット線方向に配置されたメモリマット間の領域に設けられ、かかるメモリマットに設けられる半分のビット線に対して入出力ノードが接続されてなる複数のラッチ回路を含むセンスアンプ列を設けてなり、上記ビット線方向における両端部を除く通常メモリマットについては、いずれか1つのメモリマットのワード線を活性化し、上記ビット線方向における両端部に設けられた端メモリマットについは、両方のメモリマットのワード線を同時に活性化することにより、センスアンプの動作マージンを確保しつつ、端マットの有効利用によってビット当たりの占有面積を小さくすることができる。   The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. A plurality of memory mats including a plurality of bit lines, a plurality of word lines, a plurality of bit lines and a plurality of memory cells coupled to the plurality of word lines are arranged in the bit line direction, and the bit lines A sense amplifier array including a plurality of latch circuits provided in a region between memory mats arranged in a direction and having input / output nodes connected to half of the bit lines provided in the memory mat; For a normal memory mat excluding both ends in the bit line direction, the word line of any one of the memory mats is activated, and for the end memory mat provided at both ends in the bit line direction, the words of both memory mats are activated. By activating the lines at the same time, the operating margin of the sense amplifier is ensured while the effective use of the end mats occupies per bit. It is possible to reduce the product.

この発明が適用されるDRAMの一実施例を示す概略レイアウト図である。1 is a schematic layout diagram showing an embodiment of a DRAM to which the present invention is applied. この発明に係るDRAMのメモリマットを説明するための一実施例を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing an embodiment for explaining a memory mat of a DRAM according to the present invention; FIG. この発明に係るDRAMにおけるメモリセルアレイの一実施例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows one Example of the memory cell array in DRAM which concerns on this invention. この発明に係るDRAMのワード系制御動作の一実施例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows one Example of the word type control operation of DRAM which concerns on this invention. この発明に係るDRAMのメインワードドライバMWDの一実施例を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing one embodiment of a DRAM main word driver MWD according to the present invention; FIG. この発明に係るDRAMのワード系制御動作の他の一実施例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows another Example of the word type control operation | movement of DRAM which concerns on this invention. この発明に係るダイナミック型RAMのセンスアンプ部の一実施例を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing an embodiment of a sense amplifier section of a dynamic RAM according to the present invention. FIG. この発明に係るDRAMのロウ系の選択回路の一実施例を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing one embodiment of a row selection circuit of a DRAM according to the present invention; FIG. 上記図8のロウ系選択回路の動作を説明するための波形図である。FIG. 9 is a waveform diagram for explaining the operation of the row selection circuit of FIG. 8; この発明に係るDRAMのIO系回路の一実施例を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an embodiment of an IO system circuit of a DRAM according to the present invention. FIG. この発明に係るDRAMのIO系回路の一実施例を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing one embodiment of an IO system circuit of a DRAM according to the present invention; FIG. この発明に係るDRAMのIO系回路の他の一実施例を示すブロック図である。It is a block diagram showing another embodiment of the IO system circuit of the DRAM according to the present invention. この発明に係るDRAMにおける端マットのビット線構成の一実施例を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a bit line configuration of an end mat in a DRAM according to the present invention. FIG. 図13の折り返し型の端マットの読み出し選択動作を説明するための波形図である。FIG. 14 is a waveform diagram for explaining a read selection operation of the folded end mat of FIG. 13. この発明に係るDRAMにおけるセンスアンプ制御回路の一実施例を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing one embodiment of a sense amplifier control circuit in a DRAM according to the present invention. FIG. この発明に係るDRAMにおける折り返し型の端マットの一実施例を示す概略レイアウト図である。1 is a schematic layout diagram showing an embodiment of a folded end mat in a DRAM according to the present invention; FIG. 図16の折り返し型端マットの一実施例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Example of the folding | turning type | mold end mat of FIG. この発明に係るDRAMにおける端マットのビット線構成の他の一実施例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram showing another embodiment of the bit line configuration of the end mat in the DRAM according to the present invention. この発明に係るDRAMにおける端マットのビット線構成の他の一実施例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram showing another embodiment of the bit line configuration of the end mat in the DRAM according to the present invention. この発明が適用されるDRAMの一実施例を示す概略レイアウト図である。1 is a schematic layout diagram showing an embodiment of a DRAM to which the present invention is applied. 図20に示されたメモリバンクBANK1における端マットとそれに隣接する通常マットの拡大図である。FIG. 21 is an enlarged view of an end mat in the memory bank BANK1 shown in FIG. 20 and a normal mat adjacent thereto. この発明に係るFXドライバとサブワードドライバの一実施例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows one Example of the FX driver and subword driver based on this invention. この発明に係るFXドライバとサブワードドライバの一実施例を示すレイアウト図である。FIG. 3 is a layout diagram showing one embodiment of an FX driver and a sub word driver according to the present invention. この発明に係るダイナミック型RAMの他の一実施例を示す概略レイアウト図である。It is a schematic layout diagram showing another embodiment of the dynamic RAM according to the present invention. この発明に係るダイナミック型RAMの一実施例を示す全体ブロック図である。1 is an overall block diagram showing an embodiment of a dynamic RAM according to the present invention.

図1には、この発明が適用されるDRAMの一実施例の概略レイアウト図が示されている。同図においては、この発明が適用されるダイナミック型RAMを構成する各回路ブロックのうち、その主要部が判るように示されており、それが公知の半導体集積回路の製造技術により、単結晶シリコンのような1個の半導体基板上において形成される。   FIG. 1 is a schematic layout diagram of an embodiment of a DRAM to which the present invention is applied. In the figure, the main part of each of the circuit blocks constituting the dynamic RAM to which the present invention is applied is shown so that it can be seen from a single crystal silicon by a known semiconductor integrated circuit manufacturing technique. Are formed on one semiconductor substrate.

この実施例では、特に制限されないが、メモリアレイは、全体として4個に分けられる。半導体チップの長手方向に対して左右に分けられて、中央部分14にアドレス入力回路、データ入出力回路及びボンディングパッド列からなる入出力インターフェイス回路及び昇圧回路や降圧回路を含む電源回路等が設けられる。これら中央部分14の両側のメモリアレイに接する部分には、メモリアレイ制御回路(AC)11、メインワードドライバ(MWD)12が配置される。上記メモリアレイ制御回路11は、サブワード選択線やセンスアンプを駆動するための制御回路及びメインアンプからなる。上述のように半導体チップの長手方向に対して左右に2個、上下に2個ずつに分けられた4個からなる各メモリアレイにおいて、長手方向に対して上下中央部にカラムデコーダ領域(YDC)13が設けられる。   In this embodiment, although not particularly limited, the memory array is divided into four as a whole. The central portion 14 is provided with an input / output interface circuit including an address input circuit, a data input / output circuit, and a bonding pad row, a power supply circuit including a booster circuit and a step-down circuit, and the like. . A memory array control circuit (AC) 11 and a main word driver (MWD) 12 are arranged at portions of the central portion 14 in contact with the memory arrays on both sides. The memory array control circuit 11 includes a control circuit and a main amplifier for driving a sub word selection line and a sense amplifier. As described above, in each of the four memory arrays divided into two on the left and right with respect to the longitudinal direction of the semiconductor chip and two on the upper and lower sides, the column decoder area (YDC) is located at the upper and lower central portions with respect to the longitudinal direction. 13 is provided.

上述のよう各メモリアレイにおいて、メインワードドライバ12は、それに対応した1つのメモリアレイを貫通するように延長されるメインワード線の選択信号を形成する。上記メインワードドライバ領域12にサブワード選択用のサブワード選択線のドライバも設けられ、後述するように上記メインワード線と平行に延長されてサブワード選択線の選択信号を形成する。カラムデコーダ13は、それに対応した1つのメモリアレイを貫通するように延長されるカラム選択線の選択信号を形成する。   As described above, in each memory array, the main word driver 12 forms a selection signal for a main word line that extends so as to penetrate one memory array corresponding thereto. The main word driver area 12 is also provided with a sub word selection line driver for selecting a sub word, and is extended in parallel with the main word line to form a selection signal for the sub word selection line, as will be described later. The column decoder 13 forms a selection signal for a column selection line that extends so as to penetrate one memory array corresponding to the column decoder 13.

上記各メモリアレイは、複数からなるメモリセルアレイ(以下、メモリマットと称する)15に分割される。メモリマット15は、その拡大図に示すように、センスアンプ領域16、サブワードドライバ領域17に囲まれて形成される。上記センスアンプ領域16と、上記サブワードドライバ領域17の交差部は、交差領域(クロスエリア)18とされる。上記センスアンプ領域16に設けられるセンスアンプは、CMOS構成のラッチ回路により構成され、かかるセンスアンプを中心にして左右に延長される相補ビット線の信号を増幅するという、いわゆる1交点方式又はオープンビットライン型とされる。そして、ビット線の配列に対して交互配置させられる。これにより、メモリマットに設けられるビット線が半分に分けられて、それを挟む2つのセンスアンプ列に交互に振り分けられる。   Each memory array is divided into a plurality of memory cell arrays (hereinafter referred to as memory mats) 15. As shown in the enlarged view, the memory mat 15 is formed surrounded by a sense amplifier region 16 and a sub word driver region 17. An intersection of the sense amplifier region 16 and the sub word driver region 17 is an intersection region (cross area) 18. The sense amplifier provided in the sense amplifier region 16 is constituted by a latch circuit having a CMOS structure, and a so-called one-intersection system or open bit that amplifies a complementary bit line signal extending left and right around the sense amplifier. Line type. Then, they are arranged alternately with respect to the bit line arrangement. As a result, the bit lines provided in the memory mat are divided in half and are alternately distributed to two sense amplifier rows sandwiching the bit lines.

拡大図として示された1つのメモリマット15は、特に制限されないが、サブワード線(ワード線)が512本と、それと直交する相補ビット線の一方(又はデータ線)は1024本とされる。上記1つのメモリアレイにおいて、上記メモリマット15がビット線延長方向に正規用にビット線方向に32個と冗長用に2個設けられる。上記冗長用の2個のメモリマットは、後に説明するように端メモリマットのメモリセルの数が半分になるので、2つの端メモリマットで1つのメモリマットとされる。上記端メモリマットは、参照用としても用いるものであってもよい。この場合には、冗長用に1つのメモリマットが割り当てられる。   One memory mat 15 shown as an enlarged view is not particularly limited, but has 512 sub-word lines (word lines) and 1024 complementary bit lines (or data lines) orthogonal thereto. In the one memory array, 32 memory mats 15 are provided in the bit line extending direction and 32 in the bit line direction and 2 for the redundancy. As described later, the number of memory cells in the end memory mat is halved, so that the two end memory mats are used as one memory mat. The end memory mat may be used for reference. In this case, one memory mat is allocated for redundancy.

上記メモリマット15は、センスアンプ16を中心として一対の相補ビット線が設けられるので、ビット線の延長方向でみると、ビット線は上記メモリマット15によって実質的に16分割される。また、上記メモリマット15は、ワード線の延長方向に4個設けられる。これにより、ワード線の延長方向でみると、サブワード線は、上記メモリマット15によって4分割される。   Since the memory mat 15 is provided with a pair of complementary bit lines with the sense amplifier 16 as the center, the bit line is substantially divided into 16 by the memory mat 15 when viewed in the extending direction of the bit lines. Four memory mats 15 are provided in the extending direction of the word lines. As a result, when viewed in the extending direction of the word line, the sub word line is divided into four by the memory mat 15.

1つのメモリマット15において、上記端メモリマットを除いてビット線が1024本設けられるので、ワード線方向には約4K分のメモリセルが接続され、サブワード線が512本設けられるので、ビット線方向には512×32=16K分のメモリセルが接続される。これにより、1つのメモリアレイには、4K×16K=64Mビットのような記憶容量を持ち、4つのメモリアレイによりメモリチップ10の全体では4×64M=256Mビットのような記憶容量を持つようにされる。   Since one memory mat 15 has 1024 bit lines except for the end memory mat, about 4K memory cells are connected in the word line direction and 512 sub word lines are provided. Is connected to 512 × 32 = 16K memory cells. Thus, one memory array has a storage capacity of 4K × 16K = 64 Mbits, and the memory chip 10 as a whole has a storage capacity of 4 × 64 M = 256 Mbits by the four memory arrays. Is done.

本願において、用語「MOS」は、本来はメタル・オキサイド・セミコンダクタ構成を簡略的に呼称するようになったものと理解される。しかし、近年の一般的呼称でのMOSは、半導体装置の本質部分のうちのメタルをポリシリコンのような金属でない電気導電体に換えたり、オキサイドを他の絶縁体に換えたりするものもの含んでいる。CMOSもまた、上のようなMOSに付いての捉え方の変化に応じた広い技術的意味合いを持つと理解されるようになってきている。MOSFETもまた同様に狭い意味で理解されているのではなく、実質上は絶縁ゲート電界効果トランジスタとして捉えられるような広義の構成をも含めての意味となってきている。本発明のCMOS、MOSFET等は上記のような一般的呼称に習っている。   In the present application, the term “MOS” is understood to have originally come to be referred to simply as a metal oxide semiconductor configuration. However, the MOS in the general name in recent years includes those in which the metal in the essential part of the semiconductor device is replaced with a non-metal electrical conductor such as polysilicon, or the oxide is replaced with another insulator. Yes. CMOS has also been understood to have broad technical implications in response to changes in how it pertains to MOS as described above. MOSFETs are not understood in a narrow sense as well, but have become meanings including configurations in a broad sense that can be substantially regarded as insulated gate field effect transistors. The CMOS, MOSFET, and the like of the present invention follow the general names as described above.

図2には、この発明に係るDRAMのメモリマットを説明するための一実施例の構成図が示されている。図2(a)は、前記図1のような階層ワード線方式のDRAMに設けられる2つのメモリマットMAT0,MAT1に対応した回路が示され、図2(b)は、それに対応したレイアウトが示されている。図2(a)において、ビット線BLとサブワード線WLの全ての交点にMOSFETとセル容量CSからなるメモリセルMCが接続されている。ビット線BLはセンスアンプSA、ワード線WLにはサブワードドライバSWDが接続される。   FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment for explaining a memory mat of a DRAM according to the present invention. FIG. 2A shows a circuit corresponding to two memory mats MAT0 and MAT1 provided in the hierarchical word line DRAM as shown in FIG. 1, and FIG. 2B shows a layout corresponding to the two memory mats. Has been. In FIG. 2A, a memory cell MC composed of a MOSFET and a cell capacitor CS is connected to all intersections of a bit line BL and a sub word line WL. The bit line BL is connected to a sense amplifier SA, and the word line WL is connected to a sub word driver SWD.

この実施例では、メインワード線の数を減らすために、言い換えるならば、メインワード線の配線ピッチを緩やかにするために、特に制限されないが、後述するように1つのメインワード線に対して、相補ビット線方向に4本からなるサブワード線を配置させる。前記図1のようにメインワード線方向には2本に分割され、及び相補ビット線方向に対して上記4本ずつが割り当てられたサブワード線の中から1本のサブワード線を選択するために、サブワード選択ドライバが配置される。このサブワード選択ドライバは、上記サブワードドライバの配列方向(サブワードドライバ列SWDA)に延長される4本のサブワード選択線の中から1つを選択する選択信号を形成する。メインワード線MWLは、図示しないがサブワード線WLと平行に延長される。カラム選択線YSは図示しないがそれと直交するようビットBLの延長方向とと平行に配置される。   In this embodiment, in order to reduce the number of main word lines, in other words, to reduce the wiring pitch of the main word lines, there is no particular limitation. However, as will be described later, for one main word line, Four sub word lines are arranged in the complementary bit line direction. As shown in FIG. 1, in order to select one sub word line from among the sub word lines that are divided into two in the main word line direction and each of the four is assigned to the complementary bit line direction, A subword selection driver is arranged. This subword selection driver forms a selection signal for selecting one of the four subword selection lines extended in the subword driver arrangement direction (subword driver array SWDA). Although not shown, the main word line MWL extends in parallel with the sub word line WL. Although not shown, the column selection line YS is arranged in parallel with the extending direction of the bit BL so as to be orthogonal thereto.

上記2つのメモリマットMAT0とMAT1の間に設けられたセンスアンプ列SAAのセンスアンプSAは、上記2つのメモリマットMAT0とMAT1の両側に延長するような相補ビット線に接続される。これらのセンスアンプSAは、上記センスアンプ列SAAにおいて、特に制限されないが、2つのビット線毎に1つのセンスアンプSAが配置される。したがって、上記メモリマットMAT0とMAT1の間に設けられたセンスアンプ列SAAには、前記のようにビット線BLが1024本ある場合には、その半分の512個のセンスアンプSAが設けられる。   The sense amplifier SA of the sense amplifier array SAA provided between the two memory mats MAT0 and MAT1 is connected to a complementary bit line extending on both sides of the two memory mats MAT0 and MAT1. These sense amplifiers SA are not particularly limited in the sense amplifier array SAA, but one sense amplifier SA is arranged for every two bit lines. Therefore, in the sense amplifier array SAA provided between the memory mats MAT0 and MAT1, when there are 1024 bit lines BL as described above, 512 sense amplifiers SA which are half of the bit lines BL are provided.

そして、メモリマットMAT0において、残りの512本のビット線は、メモリマットMAT1とは反対側のセンスアンプ列SAAに設けられたセンスアンプSAに接続される。メモリマットMAT1において、残り512本のビット線は、メモリマットMAT0とは反対側に設けられたセンスアンプ列SAAに設けられるセンスアンプSAに接続される。このようなセンスアンプSAのビット線方向の両側の分散配置によって、2本分のビット線に対して1つのセンスアンプをその両端に交互に分散して形成すればよいから、センスアンプSAとビット線BLのピッチを合わせて高密度にメモリマット及びセンスアンプ列を形成することができる。   In the memory mat MAT0, the remaining 512 bit lines are connected to a sense amplifier SA provided in the sense amplifier array SAA on the opposite side to the memory mat MAT1. In the memory mat MAT1, the remaining 512 bit lines are connected to a sense amplifier SA provided in a sense amplifier array SAA provided on the opposite side to the memory mat MAT0. With such a distributed arrangement on both sides of the sense amplifier SA in the bit line direction, one sense amplifier may be alternately distributed at both ends of the two bit lines. The memory mat and the sense amplifier array can be formed with high density by matching the pitch of the lines BL.

このことは、サブワードドライバSWDにおいても同様である。メモリマットMAT0に設けられた512本のサブワード線WLは、256本ずつに分けられてメモリマットMAT0の両側に配置されたサブワードドライバ列SWDAの256個のサブワードドライバSWDに接続される。この実施例では、2本のサブワード線WLを1組として、2個ずつのサブワードドライバSWDが分散配置される。つまり、ビット線との接続部を共通とする2つのメモリセルに対応したサブワード線を1組として、2つのサブワードドライバがメモリマットMAT0の一端側(図の上側)に配置され、それと隣接する上記同様の2本のサブワード線を1組として、2つのサブワードトライバがメモリマットMAT0の他端側(図の下側)に配置される。   The same applies to the sub word driver SWD. The 512 sub word lines WL provided in the memory mat MAT0 are divided into 256 pieces and connected to 256 sub word drivers SWD of the sub word driver row SWDA arranged on both sides of the memory mat MAT0. In this embodiment, two sub word drivers SWD are distributedly arranged with two sub word lines WL as one set. That is, the sub word line corresponding to two memory cells having a common connection with the bit line is set as one set, and two sub word drivers are arranged on one end side (upper side in the drawing) of the memory mat MAT0 and adjacent to the above. Two sub word trivers are arranged on the other end side (the lower side of the figure) of the memory mat MAT0, with the same two sub word lines as one set.

上記サブワードドライバSWDは、図示しないが、それが形成されるサブワードドライバ列SWDAを挟んで両側に設けられるメモリマットのサブワード線の選択信号を形成する。これにより、メモリセルの配列ピッチに合わせて形成されたサブワード線に対応して、サブワードドライバSWDを効率よく分散配置させるとともに、サブワード線WLの選択動作を高速に行なうようにすることができる。   Although not shown, the sub word driver SWD forms a selection signal for sub word lines of memory mats provided on both sides of the sub word driver array SWDA in which the sub word driver SWD is formed. As a result, the sub word drivers SWD can be efficiently distributed and arranged corresponding to the sub word lines formed in accordance with the arrangement pitch of the memory cells, and the sub word line WL can be selected at high speed.

上記のようなサブワードドライバ列SWDAとセンスアンプ列SAAで囲まれるてなるメモリセルアレイ(又はメモリマット)MAT0,MAT1等のビット線BLとサブワード線WLの各交点にメモリセルMCが形成される。上記各メモリセルMCが形成されるメモリマットMAT0において、図2(b)のように、記憶キャパシタCSの上部電極(プレート電極)PLはメモリマットMAT0,MAT1内の全てのメモリセルMCで共通に形成されて平面状の電極とされる。かかるプレート電極PLへの給電は、ビット線BLの延長方向に配線された電源配線VPLTより接続部PLCTを介して、サブワードドライバ列SWDAとメモリマットMAT0,MAT1との境界で行うようにされる。同図において、蓄積ノードSNは記憶キャパシタCSの下部電極であり、アドレス選択MOSFETとの接続部を示す。   A memory cell MC is formed at each intersection of the bit line BL and the sub word line WL of the memory cell array (or memory mat) MAT0, MAT1, etc. surrounded by the sub word driver array SWDA and the sense amplifier array SAA as described above. In the memory mat MAT0 in which each memory cell MC is formed, as shown in FIG. 2B, the upper electrode (plate electrode) PL of the storage capacitor CS is common to all the memory cells MC in the memory mats MAT0 and MAT1. It is formed into a planar electrode. The power supply to the plate electrode PL is performed at the boundary between the sub word driver array SWDA and the memory mats MAT0 and MAT1 through the connection portion PLCT from the power supply wiring VPLT wired in the extending direction of the bit line BL. In the figure, the storage node SN is a lower electrode of the storage capacitor CS and indicates a connection portion with the address selection MOSFET.

この実施例では、図2(b)のように、センスアンプ列SAAの両側に存在するメモリマットMAT0、MAT1にそれぞれ形成される上記のようなプレート電極PL0とPL1を、プレート層自体を用いた配線PLSAで互いに接続する。しかも、この配線PLSAをセンスアンプ例SAAを貫通させるよう多数設けて、2つのプレート電極PL0とPL1の間の抵抗を大幅に下げるようにするものである。これによって、上記メモリマットMAT0とMAT1の相補ビット線BL間に選択されたメモリセルMCから読み出された微小信号をセンスアンプSAによって増幅する際にプレート電極PL0とPL1に生ずる互いに逆相になるノイズを高速に打ち消すことが可能になり、プレート電極PL0とPL1に生ずるノイズを大幅に低減することが可能になる。   In this embodiment, as shown in FIG. 2B, the plate electrodes PL0 and PL1 formed on the memory mats MAT0 and MAT1 existing on both sides of the sense amplifier array SAA are used as the plate layers themselves. They are connected to each other by wiring PLSA. In addition, a large number of wiring lines PLSA are provided so as to penetrate the sense amplifier example SAA so as to greatly reduce the resistance between the two plate electrodes PL0 and PL1. Accordingly, the minute signals read from the memory cells MC selected between the complementary bit lines BL of the memory mats MAT0 and MAT1 are reversed in phase from each other generated in the plate electrodes PL0 and PL1 when amplified by the sense amplifier SA. Noise can be canceled at high speed, and noise generated in the plate electrodes PL0 and PL1 can be greatly reduced.

図3には、この発明に係るDRAMにおけるメモリセルアレイの一実施例の説明図が示されている。図3(a)には、2つのメモリマットMAT0とMAT1のメモリセルアレイのレイアウトが示され、図3(b)には、図3(a)のA−A’部分の素子断面構造が示されている。同図においては、上記MAT0とMAT1間に設けられるセンスアンプSA領域のレイアウト及び断面は省略されている。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing one embodiment of the memory cell array in the DRAM according to the present invention. FIG. 3A shows the layout of the memory cell arrays of two memory mats MAT0 and MAT1, and FIG. 3B shows the element cross-sectional structure of the AA ′ portion of FIG. 3A. ing. In the drawing, the layout and cross section of the sense amplifier SA region provided between MAT0 and MAT1 are omitted.

ACTはMOSFETの活性領域であり、SNCTはメモリセルの蓄積ノードSNと活性化領域ACTに形成されるMOSFETの上記蓄積ノードSNに対応したソース,ドレイン拡散層とを接続するコンタクト(接続部)であり、BLCTはビット線BLと活性化領域ACTに形成されるMOSFETのビット線BLに対応したメモリセルの入出力端子に対応したソース,ドレイン拡散層とを接続するコンタクト(接続部)である。CPは記憶キャパシタの容量絶縁膜を示す。ここで、第1層目金属層M1とビット線BLは同じ配線層であり、1層目ポリシリコン層FGとサブワード線WLも同じ配線層で構成される。   ACT is an active region of the MOSFET, and SNCT is a contact (connection part) that connects the storage node SN of the memory cell and the source and drain diffusion layers corresponding to the storage node SN of the MOSFET formed in the activation region ACT. BLCT is a contact (connection portion) for connecting the bit line BL and the source / drain diffusion layer corresponding to the input / output terminal of the memory cell corresponding to the bit line BL of the MOSFET formed in the activation region ACT. CP indicates a capacitance insulating film of the storage capacitor. Here, the first metal layer M1 and the bit line BL are the same wiring layer, and the first polysilicon layer FG and the sub word line WL are also configured with the same wiring layer.

図3(b)に示すようにSAの両側に設けられるメモリマットMAT0とMAT1のプレート電極PLをセンスアンプSA上で切らずに、プレート電極PLを構成する電極それ自体で接続することにより、メモリマットMAT0のプレート電極PLとメモリマットMAT1のプレート電極PL間の抵抗を大幅に低減することが可能になる。メモリセルはCOB(Capacitor over Bitline)構造を用いている。すなわち、蓄積ノードSNをビット線BL上部に設ける。このことによって、プレート電極PLはメモリマットMAT中でビット線BLと上記アドレス選択MOSFETの接続部BLCTにより分断されることなく、1枚の平面状に形成することができるため、プレート電極PLの抵抗を低減することが可能である。   As shown in FIG. 3B, the memory mats MAT0 and MAT1 provided on both sides of the SA are connected by the electrodes themselves constituting the plate electrode PL without cutting the plate electrodes PL of the MAT1 on the sense amplifier SA. The resistance between the plate electrode PL of the mat MAT0 and the plate electrode PL of the memory mat MAT1 can be greatly reduced. The memory cell uses a COB (Capacitor over Bitline) structure. That is, the storage node SN is provided above the bit line BL. As a result, the plate electrode PL can be formed in a single plane without being divided by the connection part BLCT of the bit line BL and the address selection MOSFET in the memory mat MAT. Can be reduced.

この実施例では、図3(b)に示すように、プレート電極PLがPL(D)とPL(U)のような積層構造とされ、かかるプレート電極PLのシート抵抗値を下げることができ有利である。一例として、記憶キャパシタの容量絶縁膜CPにBSTやTa2O5のような高誘電体膜を用いた場合、下部電極(蓄積ノード)SN及び上部電極下層PL(D)にはRuを用いると、記憶キャパシタCSの容量を高めることができる。Ruは従来用いられていたポリSiに比べるとシート抵抗値が低いため、プレート電極PLの抵抗値を下げることが出来る。   In this embodiment, as shown in FIG. 3B, the plate electrode PL has a laminated structure such as PL (D) and PL (U), which can advantageously reduce the sheet resistance value of the plate electrode PL. It is. As an example, when a high dielectric film such as BST or Ta 2 O 5 is used for the capacitor insulating film CP of the storage capacitor, if Ru is used for the lower electrode (storage node) SN and the upper electrode lower layer PL (D), the storage capacitor The capacity of CS can be increased. Since Ru has a lower sheet resistance value than that of conventionally used poly-Si, the resistance value of the plate electrode PL can be lowered.

上記構造のプレート電極PL(U)としてWを積層すると、プレート電極PLの抵抗値をさらに下げることができる。このようにして、プレート電極PL自体の抵抗値を下げると、プレート電極PLにのったノイズが打ち消される速度が高速化され、プレート電極PLノイズが低減される。また、プレート電極PL(D)としてはTiNを用いてもよい。この場合も上記と同様の効果が得られる。   When W is stacked as the plate electrode PL (U) having the above structure, the resistance value of the plate electrode PL can be further reduced. When the resistance value of the plate electrode PL itself is lowered in this way, the speed at which the noise on the plate electrode PL is canceled is increased, and the plate electrode PL noise is reduced. Further, TiN may be used as the plate electrode PL (D). In this case, the same effect as described above can be obtained.

上記のようなメモリセルの構造では、図3(a)から明らかなようにビット線BLに隣接して蓄積ノードSNとMOSFETのソース,ドレイン拡散層とを接続する接続部SNCTが設けられる。つまり、断面の縦方向においてメモリセルの蓄積ノードとビット線BLとの間において寄生容量が存在してビット線BLの電位変化を上記蓄積ノードに伝える信号経路を構成するので、この実施例のようなプレート電極PLをそれ自身を利用した配線によって相互に接続してすることが有益なものとなる。   In the structure of the memory cell as described above, as is apparent from FIG. 3A, the connection portion SNCT that connects the storage node SN and the source and drain diffusion layers of the MOSFET is provided adjacent to the bit line BL. That is, since a parasitic capacitance exists between the storage node of the memory cell and the bit line BL in the longitudinal direction of the cross section, a signal path is formed to transmit the potential change of the bit line BL to the storage node. It would be beneficial to connect the plate electrodes PL to each other by wiring using itself.

図4には、この発明に係るDRAMのワード系の制御動作の一実施例の説明図が示されている。メモリマット構成は、ビット線方向に配列された4つのメモリマットが代表として例示的に示されており、上記ビット線方向の両側が端メモリマット(以下単に端マットという)とされ、センスアンプSAに挟まれたメモリマットは通常メモリマット(以下、単に通常マットという)とされる。センスアンプSAがメモリマットの1つ置きのビット線に接続されるため、上記端マットでは、半分のビット線がダミーとされる。このため、上記端マットのワード線が選択されると、選択されるメモリセルの数は、上記通常マットのワード線が選択される場合の半分の数のメモリセルしか選択されない。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing one embodiment of the word-related control operation of the DRAM according to the present invention. In the memory mat configuration, four memory mats arranged in the bit line direction are exemplarily shown as representatives, and both sides in the bit line direction are end memory mats (hereinafter simply referred to as end mats), and the sense amplifier SA. The memory mat sandwiched between the two is a normal memory mat (hereinafter simply referred to as a normal mat). Since the sense amplifiers SA are connected to every other bit line of the memory mat, half of the bit lines are dummy in the end mat. For this reason, when the word line of the end mat is selected, the number of memory cells selected is only half the number of memory cells when the word line of the normal mat is selected.

ワード線は、上記メモリマットの上下に分散配置されるサブワードドライバSWDにより選択される。サブワードドライバSWDは、ワード線の延長方向に並べられた図示しないメモリマットに対して共通に設けられるメインワードドライバMWDで形成されたメインワード線の選択信号と、サブワード線選択信号とを受けて、1つのメインワード線に割り当てられた前記4本のサブワード線の中から1本のサブワード線(以下、単にワード線という場合もある)を選択する。   The word lines are selected by sub word drivers SWD distributed and arranged above and below the memory mat. The sub word driver SWD receives the main word line selection signal formed by the main word driver MWD provided in common to the memory mat (not shown) arranged in the word line extension direction, and the sub word line selection signal. One sub word line (hereinafter sometimes simply referred to as a word line) is selected from the four sub word lines assigned to one main word line.

この実施例では、センスアンプをメモリマットのビット線の両側に分散配置し、かかるメモリマットをビット線方向に複数個設けた場合には、端マットは常に一対が両端部に設けられることに着目し、上記のように変則的に半分のメモリセルしか選択できない端マットを、上記通常マットと同様なデータ記憶エリアとして有効に使用することを考え、端マットのワード線を選択するときには両側の端マットのワード線を同時に選択する。   In this embodiment, when the sense amplifiers are distributed on both sides of the bit line of the memory mat and a plurality of such memory mats are provided in the bit line direction, a pair of end mats is always provided at both ends. However, considering the fact that the end mat that can irregularly select only half of the memory cells as described above is effectively used as a data storage area similar to the normal mat, when selecting the word line of the end mat, the end mats on both sides are selected. Select the matte word lines at the same time.

(a)や(b)に例示的に示されているように、通常マット0と1にそれぞれに4本のビット線が存在する場合、センスアンプブロック(SA Block) 0に設けられる2個のセンスアンプSAは、端マットの2本のビット線BLBと通常マット0の2本のビット線BLTに接続される。センスアンプブロック1に設けられる2個のセンスアンプSAは、通常マット0の2本のビット線BLBと通常マット1の2本のビット線BLTに接続される。そして、センスアンプブロック2に設けられる2個のセンスアンプSAは、通常マット1の2本のビット線BLBと端マットの2本のビット線BLTに接続される。端マットにおいては、センスアンプに接続されないビット線はダミーとされる。   As exemplarily shown in (a) and (b), when there are four bit lines in each of the normal mats 0 and 1, there are two pieces provided in the sense amplifier block (SA Block) 0. The sense amplifier SA is connected to the two bit lines BLB of the end mat and the two bit lines BLT of the normal mat 0. The two sense amplifiers SA provided in the sense amplifier block 1 are connected to the two bit lines BLB of the normal mat 0 and the two bit lines BLT of the normal mat 1. The two sense amplifiers SA provided in the sense amplifier block 2 are connected to the two bit lines BLB of the normal mat 1 and the two bit lines BLT of the end mat. In the end mat, the bit line not connected to the sense amplifier is a dummy.

例えば、通常マット0のワード線を選択すると、かかるワード線は4本のビット線と交差する4個のメモリセルを選択することができ、通常マット0を挟んで設けられる2つのセンスアンプブロック0と1のセンスアンプによって、上記4つのメモリセルの記憶情報が増幅され、上記ワード線の選択動作によって記憶キャパシタの失われかかった記憶電荷がもとの電荷の状態に戻されるという再書き込み(リフレッシュ動作)が行なわれる。つまり、ダイナミック型メモリセルは、ワード線の選択動作によってアドレス選択MOSFETをオン状態にして、記憶キャパシタをビット線と接続し、ビット線の寄生容量との間でチャージシェアを生じしめてビット線に記憶電荷に対応した微小電圧の変化を生じさせるという破壊的な読み出し動作を行なうので、ワード線を選択した場合には、それと交差するビット線に接続されたセンスアンプの増幅動作によって選択されたメモリセルの再書き込みを必須とするものである。   For example, when a word line of normal mat 0 is selected, the word line can select four memory cells crossing four bit lines, and two sense amplifier blocks 0 provided with normal mat 0 sandwiched therebetween. Rewrite (refresh) that the storage information of the four memory cells is amplified by the sense amplifiers 1 and 1 and the storage charge lost in the storage capacitor is returned to the original charge state by the selection operation of the word line. Operation) is performed. That is, in the dynamic memory cell, the address selection MOSFET is turned on by the word line selection operation, the storage capacitor is connected to the bit line, charge sharing is generated between the bit line and the parasitic capacitance, and the bit line is stored. A destructive read operation that causes a minute voltage change corresponding to the charge is performed. Therefore, when a word line is selected, the memory cell selected by the amplification operation of the sense amplifier connected to the bit line intersecting with the word line is selected. Is required to be rewritten.

これに対して、端マットのワード線を選択すると、かかる端マットのワード線は2本のビット線と2本のダミー配線と交差するものであり、2個のメモリセルしか選択することができない。したがって、上記端マットのワード線も選択するようにして、データの書き込みや読み出しを行なうようにした場合には、半分のデータしか入出力できないのでメモリとして使い勝手が悪くなる。そこで、(b)に示すように、端マットのワード線を選択するときは、常に両側の端マットのワード線を選択するものとする。このようにすると、1回のワード線選択によって選択されるメモリセルの数は、通常マットと同じく4個とすることができる。このように端マットに関しては、常に2つのワード線を同時に選択させるという簡単な構成によって、通常マットと同じビット線選択動作により同様なデータの書き込みと読み出しを行なうようにすることができる。   On the other hand, when an end mat word line is selected, the end mat word line intersects two bit lines and two dummy lines, and only two memory cells can be selected. . Therefore, when the word line of the end mat is also selected and data is written or read, only half of the data can be input / output, and the usability as a memory is deteriorated. Therefore, as shown in (b), when selecting an end mat word line, the end mat word lines on both sides are always selected. In this way, the number of memory cells selected by one word line selection can be four as in the normal mat. As described above, with respect to the end mat, it is possible to perform the same data writing and reading by the same bit line selection operation as that of the normal mat with a simple configuration in which two word lines are always selected simultaneously.

上記構成では、端マットも記憶エリアの一部として有効に利用することができるものであるので、例えば微細化されたメモリセルにおいて、センスアンプの読み出しマージンを確保するために、端マットのビット線をセンスアンプの読み出し用の参照用電圧を形成するためにだけ用いる場合に比べて、上記センスアンプの読み出しマージンを確保した上で、ビット当たりのチップ専有面積を小さくすることができるものである。   In the above configuration, since the end mat can also be effectively used as a part of the storage area, for example, in a miniaturized memory cell, in order to ensure a read margin of the sense amplifier, the bit line of the end mat As compared with the case where the signal is used only for forming a reference voltage for reading the sense amplifier, the chip-occupied area per bit can be reduced while securing the read margin of the sense amplifier.

図5には、この発明に係るDRAMのメインワードドライバMWDの一実施例の回路図が示されている。同図(a)には、通常マットのメインワードドライバが示され、同図(b)には、2つの端マットに対応したメインワードドライバが示されている。   FIG. 5 is a circuit diagram showing one embodiment of the main word driver MWD of the DRAM according to the present invention. FIG. 4A shows a main word driver of a normal mat, and FIG. 4B shows a main word driver corresponding to two end mats.

(a)において、信号RMST<15:0>は、前記図1のように32個のメモリマットを2個ずつを1組として16個に分けた場合のマット選択信号であり、信号RF3TとRF6Tはプリデコード信号である。通常マットでは、プリチャージ信号RMSXDPT<15:0>より、選択マットのプリチャージMOSFETQ3がオフ状態となり、信号RMST<15:0>のロウレベルにより、1つのメモリマット列(図1の例では4つのメモリマット)において、上記プリデコード信号RF3TとRF6Tよりオン状態にされたMOSFETQ1とQ2を通して、インバータ回路IV1の入力端子の上記プリチャージ電圧をディスチャージさせる。この入力端子のロウレベルにより、メインワード線の選択信号RMWLBは、選択レベルのロウレベルにされる。   In (a), the signal RMST <15: 0> is a mat selection signal when 32 memory mats are divided into 16 sets each including two memory mats as shown in FIG. 1, and the signals RF3T and RF6T Is a predecode signal. In the normal mat, the precharge MOSFET Q3 of the selected mat is turned off by the precharge signal RMSXDPT <15: 0>, and one memory mat column (four in the example of FIG. 1) is set by the low level of the signal RMST <15: 0>. In the memory mat), the precharge voltage at the input terminal of the inverter circuit IV1 is discharged through the MOSFETs Q1 and Q2 turned on by the predecode signals RF3T and RF6T. Due to the low level of the input terminal, the selection signal RMWLB for the main word line is set to the low level of the selection level.

選択マットにおける非選択ワード線は、上記インバータ回路IV1の入力信号のプリチャージ電圧に対応したロウレベルによって、かかる入力端子と動作電源端子との間に設けられたPチャンネル型の帰還MOSFETQ4がオン状態となって、上記非選択レベルに対応したプリチャージ電圧を維持する。非選択のメモリマットでは、プリチャージ信号RMSXDPT<15:0>がロウレベルの非選択レベルのままとなり、上記プリチャージ動作を維持する。   A non-selected word line in the selected mat is turned on when a P-channel feedback MOSFET Q4 provided between the input terminal and the operation power supply terminal is turned on by a low level corresponding to the precharge voltage of the input signal of the inverter circuit IV1. Thus, the precharge voltage corresponding to the non-selection level is maintained. In the non-selected memory mat, the precharge signal RMSXDPT <15: 0> remains at the low non-selection level, and the precharge operation is maintained.

(b)において、信号RMSETは、端マットの選択信号であり、信号RF3TとRF6Tはプリデコード信号である。端マットでは、それに対応したプリチャージ信号RMSXDPETより、端マットのプリチャージMOSFETがオフ状態となり、信号RMSETのロウレベルにより、2つの端マット列(図1の例では4つのメモリマット)において、上記プリデコード信号RF3TとRF6Tよりオン状態にされたMOSFETを通して、それぞれのインバータ回路の入力端子の上記プリチャージ電圧をディスチャージさせる。この入力端子のロウレベルにより、2つの端マットに対応したメインワード線の選択信号RMWLBは、選択レベルのロウレベルにされる。   In (b), the signal RMSSET is an end mat selection signal, and the signals RF3T and RF6T are predecode signals. In the end mat, the precharge MOSFET of the end mat is turned off by the precharge signal RMSXDPET corresponding to the end mat, and the premat MOSFET is turned off in two end mat columns (four memory mats in the example of FIG. 1) by the low level of the signal RMSET. The precharge voltages at the input terminals of the respective inverter circuits are discharged through the MOSFETs turned on by the decode signals RF3T and RF6T. Due to the low level of the input terminal, the selection signal RMWLB for the main word line corresponding to the two end mats is set to the low level of the selection level.

端マットにおける非選択ワード線は、前記通常マットの場合と同様に上記インバータ回路の入力信号のプリチャージ電圧に対応したロウレベルによって、かかる入力端子と動作電源端子との間に設けられたPチャンネル型の帰還MOSFETがオン状態となって、上記非選択レベルに対応したプリチャージ電圧を維持する。通常マットのワード線が選択されるときには、端マットでは、プリチャージ信号RMSXDPETがロウレベルの非選択レベルのままとなり、上記プリチャージ動作を維持する。   The non-selected word line in the end mat is a P-channel type provided between the input terminal and the operation power supply terminal by a low level corresponding to the precharge voltage of the input signal of the inverter circuit as in the case of the normal mat. The feedback MOSFET is turned on to maintain the precharge voltage corresponding to the non-selection level. When the word line of the normal mat is selected, in the end mat, the precharge signal RMSXDPET remains at the low level non-selection level, and the precharge operation is maintained.

前記のような階層ワード線方式では、メインワード線の選択動作によって、下層のサブワード線(ワード線)が選択されるものであるので、端マットのメインワードドライバに対しては、同時選択状態を作り出すような簡単な回路変更によって、上記のような端マットのワード線選択を行なわせることができる。   In the hierarchical word line system as described above, the sub word line (word line) in the lower layer is selected by the main word line selection operation. The end mat word line selection as described above can be performed by a simple circuit change as created.

図6には、この発明に係るDRAMのワード系の制御動作の他の一実施例の説明図が示されている。メモリマット構成は、ビット線方向に配列された7つのメモリマットが代表として例示的に示されており、上記ビット線方向の両側が端とされる。そして、センスアンプSAに挟まれた通常マットのうち、中央に設けられたものを中央マットとし、実質的に端マットとして扱うようにする。この構成は、通常マットを2つ同時に選択する場合に向けられている。つまり、前記図1のように32個のメモリマットを16個ずつ2組に分けて、2つのメモリマットを同時に選択する場合のワード系選択制御にも対応するもきである。   FIG. 6 shows an explanatory diagram of another embodiment of the word-related control operation of the DRAM according to the present invention. In the memory mat configuration, seven memory mats arranged in the bit line direction are exemplarily shown as representatives, and both sides in the bit line direction are ends. Of the normal mats sandwiched between the sense amplifiers SA, the one provided in the center is used as the center mat, and is treated as an end mat. This configuration is usually directed to the case where two mats are selected simultaneously. In other words, as shown in FIG. 1, the 32 memory mats are divided into two groups of 16 memory mats, and the word system selection control in the case where two memory mats are simultaneously selected is also supported.

(a)のように通常マット0と2のワード線を同時に選択して、読み書き出しビット数を増加させる場合、(b)のように端マットの2つのワード線と中央マットのワード線を組み合わせる。つまり、中央マットの左側のセンスアンプ(センスアンプブロック)2に接続されたビット線のメモリセルは、左側端マットとビット線に接続されたメモリセルと組み合わせ、中央マットの右側のセンスアンプ(センスアンプブロック)3に接続されたビット線のメモリセルは、右側端マットとビット線に接続されたメモリセルと組み合わせる。   When the word lines of the normal mats 0 and 2 are simultaneously selected as shown in (a) to increase the number of read / write bits, the two word lines of the end mat and the word line of the central mat are combined as shown in (b). . That is, the memory cell of the bit line connected to the sense amplifier (sense amplifier block) 2 on the left side of the center mat is combined with the memory cell connected to the left end mat and the bit line, and the sense amplifier (sense) on the right side of the center mat. The memory cell of the bit line connected to the amplifier block 3 is combined with the memory cell connected to the right end mat and the bit line.

例えば、上記図4に示したマット構成を2組設けても、上記と同じに読み書きビット数を増加させることができる。しかしながら、端マットが4つとなり、それに応じて活性化させるワード線が4本と多くなり、ワード線選択の消費電流も大きくなる。そして、端マットにおいて、ダミービット数が増加してビット当たりの専有面積が増加する。上記のように中央マットを配置し、その半分のビット線を両側の端マットのビット線と組み合わせ構成では、上記ダミービット数の発生を最小にできるので専有面積も小さくなし、ビット線の選択回路も共通化できるものとなる。   For example, even if two sets of mat configurations shown in FIG. 4 are provided, the number of read / write bits can be increased as described above. However, the number of end mats is four, and the number of activated word lines is increased to four, and the current consumption for selecting the word line is increased. In the end mat, the number of dummy bits increases and the area occupied by each bit increases. In the configuration in which the central mat is arranged as described above and the half bit lines are combined with the bit lines of the end mats on both sides, the generation of the dummy bits can be minimized, so the occupied area is not reduced, and the bit line selection circuit Can also be shared.

上記において、中央マットの定義は、必ずしも複数のメモリマット列の中央に配置されている必要はない。図6において左側の端マットに隣接する通常マット0を上記中央マットとして用いることもできる。ただし、この場合には、左端マットの選択のときと、右端マットの選択のときとで、それと対として選択される中央マット(通常マット0)との距離が大きく異なるために、書き込みや読み出しの信号伝達経路が遅い方に律束されて実質的な動作速度が遅くなってしまう。したがって、図6の実施例のように物理的に複数のメモリマット列の中央部に設けられた通常マットを上記中央マットとして用いるのがよい。   In the above, the definition of the center mat does not necessarily have to be arranged at the center of the plurality of memory mat rows. In FIG. 6, the normal mat 0 adjacent to the left end mat can also be used as the central mat. However, in this case, since the distance between the selection of the left end mat and the selection of the right end mat and the center mat (usually mat 0) selected as a pair differs greatly, writing and reading are performed. The signal transmission path is constrained to the slower one, and the actual operation speed becomes slower. Therefore, it is preferable to use a normal mat physically provided at the center of a plurality of memory mat rows as in the embodiment of FIG.

図7には、この発明に係るダイナミック型RAMのセンスアンプ部の一実施例の回路図が示されている。センスアンプSAは、ゲートとドレインとが交差接続されてラッチ形態にされたNチャンネル型の増幅MOSFETQ5,Q6及びPチャンネル型の増幅MOSFETMOSFETQ7,Q8からなるCMOSラッチ回路で構成される。Nチャンネル型MOSFETQ5とQ6のソースは、共通ソース線SDNに接続される。Pチャンネル型MOSFETQ7とQ8のソースは、共通ソース線SDPに接続される。上記共通ソース線SDNとSDPには、図示しないパワースイッチMOSFETを通して動作電圧、回路の接地電位VSSと動作電圧VDLが供給される。特に制限されないが、パワースイッチMOSFETは、上記センスアンプ部に分散して設けるようにしてもよい。   FIG. 7 is a circuit diagram showing one embodiment of the sense amplifier portion of the dynamic RAM according to the present invention. The sense amplifier SA is composed of a CMOS latch circuit including N-channel type amplification MOSFETs Q5 and Q6 and P-channel type amplification MOSFETs Q7 and Q8 whose gates and drains are cross-connected to form a latch. The sources of N-channel MOSFETs Q5 and Q6 are connected to a common source line SDN. The sources of P-channel MOSFETs Q7 and Q8 are connected to a common source line SDP. The common source lines SDN and SDP are supplied with operating voltage, circuit ground potential VSS and operating voltage VDL through a power switch MOSFET (not shown). Although not particularly limited, the power switch MOSFETs may be provided in a distributed manner in the sense amplifier unit.

上記センスアンプSAの入出力ノードには、相補ビット線BLT0とBLB0を短絡させるイコライズMOSFETQ11と、相補ビット線BLT0とBLB0にハーフプリチャージ電圧VDL/2を供給するスイッチMOSFETQ9とQ10からなるプリチャージ(イコライズ)回路が設けられる。これらのMOSFETQ9〜Q11のゲートは、共通にプリチャージ(ビット線イコライズ)信号BLEQが供給される。このプリチャージ信号BLEQを形成するドライバ回路は、図示しないが、上記図1に示したクロスエリア18にインバータ回路を設けて、その立ち上がりや立ち上がりを高速にする。つまり、メモリアクセスの開始時にワード線選択タイミングに先行して、各クロスエリア18に分散して設けられたインバータ回路を通して上記プリチャージ回路を構成するMOSFETQ9〜Q11を高速に切り替えるようにするものである。   At the input / output node of the sense amplifier SA, a precharge (consisting of an equalize MOSFET Q11 for short-circuiting the complementary bit lines BLT0 and BLB0, and switch MOSFETs Q9 and Q10 for supplying a half precharge voltage VDL / 2 to the complementary bit lines BLT0 and BLB0 ( (Equalize) circuit is provided. The gates of these MOSFETs Q9 to Q11 are commonly supplied with a precharge (bit line equalize) signal BLEQ. Although not shown, the driver circuit for generating the precharge signal BLEQ is provided with an inverter circuit in the cross area 18 shown in FIG. In other words, at the start of memory access, the MOSFETs Q9 to Q11 constituting the precharge circuit are switched at high speed through inverter circuits distributed in each cross area 18 prior to the word line selection timing. .

センスアンプSAの一対の入出力ノードは、相補ビット線BLT0,BLB0に接続されることの他、MOSFETQ12とQ13からなるカラム(Y)スイッチ回路を介してセンスアンプ列に沿って延長されるローカル(サブ)入出力線LIOT,LIOBに接続される。上記MOSFETQ12とQ13のゲートは、カラム選択線YSに接続され、かかるカラム選択線YSが選択レベル(ハイレベル)にされるとオン状態となり、上記センスアンプSAの入出力ノードとローカル入出力線LIOTとLIOBを接続させる。例示的に示されている他の相補ビット線BLT1,BLB1、BLT2,BLB2にも上記同様なセンスアンプ、プリチャージ回路及びカラムスイッチ回路が設けられる。   A pair of input / output nodes of the sense amplifier SA is connected to the complementary bit lines BLT0 and BLB0, and is also extended locally along the sense amplifier row via a column (Y) switch circuit composed of MOSFETs Q12 and Q13. Sub) connected to input / output lines LIOT and LIOB. The gates of the MOSFETs Q12 and Q13 are connected to a column selection line YS, and are turned on when the column selection line YS is set to a selection level (high level), and the input / output nodes of the sense amplifier SA and the local input / output line LIOT. And LIOB are connected. The other complementary bit lines BLT1, BLB1, BLT2, and BLB2 shown as examples are also provided with the same sense amplifier, precharge circuit, and column switch circuit.

これにより、センスアンプSAの入出力ノードは、それを挟んで設けられる2つのメモリマット(例えば前記MAT0とMAT1)のうち、選択されたメモリマットのワード線との交点に接続されたメモリセルの記憶電荷に対応して変化するビット線のハーフプリチャージ電圧に対する微小な電圧変化を、非選択とされたメモリマット側のビット線のハーフプリチャージ電圧を参照電圧として増幅し、上記カラム選択線YSにより選択されたものが、上記カラムスイッチ回路(Q12とQ13)等を通してローカル入出力線LIOT,LIOBに伝えられる。   As a result, the input / output node of the sense amplifier SA is the memory cell connected to the intersection with the word line of the selected memory mat among the two memory mats (for example, MAT0 and MAT1) provided across the sense amplifier SA. A minute voltage change with respect to the half precharge voltage of the bit line that changes corresponding to the stored charge is amplified using the half precharge voltage of the non-selected bit line on the memory mat side as a reference voltage, and the column select line YS Is selected and transmitted to the local input / output lines LIOT and LIOB through the column switch circuits (Q12 and Q13).

前記図1のように、メインワード線の延長方向に並ぶセンスアンプ列上を上記ローカル入出力線LIOTとLIOB及が延長され、必要に応じてかかるローカル入出力線にサブ増幅回路が設けられて増幅された信号が伝えられる。そして、後述するように上記ビット線方向に並ぶメイン入出力線MIOに接続されて、データ出力回路あるいはデータ入力回路に導かれる。   As shown in FIG. 1, the local input / output lines LIOT and LIOB are extended on the sense amplifier array arranged in the extending direction of the main word line, and a sub-amplifier circuit is provided on the local input / output line as necessary. An amplified signal is transmitted. Then, as will be described later, it is connected to the main input / output lines MIO arranged in the bit line direction and led to the data output circuit or the data input circuit.

図8には、この発明に係るDRAMのロウ系の選択回路の一実施例の回路図が示されている。この実施例では、前記端マット又は通常メモリマットの1つを冗長回路として用いる場合のロウ系の選択回路の一部回路図が示されている。図8(a)には、折り返しビット線方式で、かつ、シェアードセンスアンプ方式の場合におけるロウ系選択回路が参考例として示され、図8(b)には、上記冗長用のメモリマットに対応したプリチャージ制御信号発生回路とメインワードドライバの回路図が示されている。   FIG. 8 is a circuit diagram showing one embodiment of a DRAM row selection circuit according to the present invention. In this embodiment, there is shown a partial circuit diagram of a row-related selection circuit when one of the end mat or the normal memory mat is used as a redundant circuit. FIG. 8A shows a row selection circuit in the case of the folded bit line method and the shared sense amplifier method as a reference example, and FIG. 8B corresponds to the redundant memory mat. A circuit diagram of the precharge control signal generating circuit and the main word driver is shown.

前記のようなシェアードセンスアンプ方式では、センスアンプを挟んで両側に設けられるメモリマットのうち一方を冗長用として用いた場合には、正規メモリマット側にワード線又はビット線不良が存在することの救済判定後のマット選択信号RF9Tにより、上記冗長用のメモリマットに対応したシェアードスイッチ制御信号SHR、プリチャージ信号BLEQを発生し、かかるシェアードスイッチMOSFETのスイッチ制御及びプリチャージ回路の動作終了を遅延回路(ディレイ)で時間合わせを行なって、かかる冗長用メモリマットに対応したメインワード線の選択動作を行なうものである。   In the shared sense amplifier system as described above, when one of the memory mats provided on both sides of the sense amplifier is used for redundancy, there is a word line or bit line defect on the normal memory mat side. The shared switch control signal SHR and the precharge signal BLEQ corresponding to the redundant memory mat are generated by the mat selection signal RF9T after the repair determination, and the delay control is performed for the switch control of the shared switch MOSFET and the operation end of the precharge circuit. The main word line corresponding to the redundant memory mat is selected by adjusting the time with (delay).

これに対して、前記実施例の端マット及び中央マットを冗長回路として用いる場合には、正規回路に対応した通常マットのタイミング信号RACTにより正規回路と同時にプリチャージ制御信号を発生させる。そして、かかる冗長マットのメインワード線は、救済判定後の冗長マットのマット選択信号RF9Tを用いて、上記冗長マットのメインワード線を選択する。この構成では、先行して上記メインワード線を選択状態にするための必要とされるプリチャージ動作が既に終了しているために、前記のような遅延回路(ディレイ)を挿入することく、メインワード線の選択動作を行なわせることができる。   On the other hand, when the end mat and the center mat of the above embodiment are used as a redundant circuit, a precharge control signal is generated simultaneously with the normal circuit by the normal mat timing signal RACT corresponding to the normal circuit. The redundant mat main word line is selected by using the redundant mat mat selection signal RF9T after the repair determination. In this configuration, since the precharge operation required for bringing the main word line into the selected state has already been completed, the delay circuit (delay) as described above is inserted, and the main A word line selection operation can be performed.

上記構成において、仮に正規回路において不良が存在しない場合には、上記冗長マットのワード線は選択されないから、上記のようなプリチャージ動作を終了させても何ら問題なく、上記正規回路の動作終了によりプリチャージ回路がプリチャージ動作を行なうので、上記正規回路のメモリアクセス時間においてビット線のプリチャージ電圧がリーク電流等により多少減少しても、次のメモリサイクルでの冗長回路の選択動作には何ら問題を生じさせない。   In the above configuration, if there is no defect in the normal circuit, the word line of the redundant mat is not selected, so there is no problem even if the precharge operation as described above is terminated, and the normal circuit operation is terminated. Since the precharge circuit performs the precharge operation, even if the precharge voltage of the bit line slightly decreases due to a leakage current or the like during the memory access time of the normal circuit, there is no effect on the selection operation of the redundant circuit in the next memory cycle. Do not cause problems.

図9には、上記図8のロウ系選択回路の動作を説明するための波形図が示されている。図9(a)は参考例としての前記図8(a)の回路動作に対応し、図9(b)はこの発明に係る前記図8(b)の回路動作に対応している。   FIG. 9 is a waveform diagram for explaining the operation of the row-related selection circuit of FIG. FIG. 9 (a) corresponds to the circuit operation of FIG. 8 (a) as a reference example, and FIG. 9 (b) corresponds to the circuit operation of FIG. 8 (b) according to the present invention.

図9(a)のように、冗長マットを冗長判定後(ヒット)を待ってシェアードスイッチ選択信号SHR、プリチャージ信号BLEQをロウレベルにする構成では、それらの動作に必要な時間を確保するために、前記のような遅延回路を設けてワード線SWLの選択タイミングを遅らせる必要がある。このとき、正規マットでは、上記冗長判定(ヒット)に従って、マット自体が非選択となるので信号SHR、BLEQ、FXBはハイレベルのままにされ、サブワード線SWLも非選択状態にされる。   As shown in FIG. 9 (a), in the configuration in which the redundancy mat is determined to be redundant (hit) and the shared switch selection signal SHR and the precharge signal BLEQ are set to a low level, the time required for these operations is secured. Therefore, it is necessary to provide the delay circuit as described above to delay the selection timing of the word line SWL. At this time, in the normal mat, the mat itself is not selected in accordance with the redundancy determination (hit), so that the signals SHR, BLEQ, and FXB are kept at the high level, and the sub word line SWL is also not selected.

これに対して、本願発明では、図9(b)のように、冗長マットを冗長判定後(ヒット)を待たずに、クロック信号CLKに対応して冗長マットのプリチャージ信号BLEQ及びサブワード選択選択線FXBをロウレベルにし、冗長判定(ヒット)によって直ちにサブワード線SWLを選択状態にすることができる。上記サブワード選択線FXBについては後に説明する。正規マットでは、上記クロック信号CLKに対応して上記プリチャージ信号BLEQ及びサブワード選択選択線FXBがロウレベルにされており、冗長判定(ヒット)があると上記プリチャージ信号BLEQ及びサブワード選択線FXBがハイレベルに戻される。   On the other hand, in the present invention, as shown in FIG. 9B, the redundancy mat precharge signal BLEQ and subword selection selection corresponding to the clock signal CLK without waiting for the redundancy mat to be redundant (hit). The line FXB is set to the low level, and the sub word line SWL can be immediately selected by the redundancy judgment (hit). The sub word selection line FXB will be described later. In the normal mat, the precharge signal BLEQ and the sub word selection selection line FXB are set to a low level corresponding to the clock signal CLK. Return to level.

図10には、この発明に係るDRAMのIO(入出力線)系回路の一実施例のブロック図が示されている。この実施例では、前記図4と同様にメモリマットは、端マットと2つの通常マットから構成される。そして、各メモリマットの間に挟まれて形成されたセンスアンプブロック(SA Block) 0、1及び2のそれぞれにローカル入出力線LIO<0>、LIO<1>及びLIO<2>がそれぞれ設けられる。   FIG. 10 is a block diagram showing one embodiment of an IO (input / output line) system circuit of a DRAM according to the present invention. In this embodiment, the memory mat is composed of an end mat and two normal mats as in FIG. The local input / output lines LIO <0>, LIO <1>, and LIO <2> are provided in the sense amplifier blocks (SA Blocks) 0, 1, and 2 formed between the memory mats, respectively. It is done.

これに対して、上記メモリマットの配列方向、言い換えるならば、ビット線の延長方向にメイン入出力線MIO<0>とMIO<1>が設けられる。これにより、上記のようなメモリマット構成で、2ビットの単位でのデータを入出力するとき、ローカル入出力線LIO<0>をメイン入出力線MIO<0>に対応させ、ローカル入出力線LIO<1>をメイン入出力線MIO<1>に対応させた場合、(a)のように通常マット1のワード線を選択した場合には、残りのローカル入出力線LIO<2>は、上記ローカル入出力線LIO<1>がメイン入出力線MIO<1>に対応させられているために、データの衝突を避けるためにメイン入出力線MIO<0>に対応させる必要がある。   In contrast, main input / output lines MIO <0> and MIO <1> are provided in the memory mat arrangement direction, in other words, in the extension direction of the bit lines. Accordingly, when data is input / output in units of 2 bits in the memory mat configuration as described above, the local input / output line LIO <0> is made to correspond to the main input / output line MIO <0>, and the local input / output line is When LIO <1> is associated with the main input / output line MIO <1>, when the word line of the normal mat 1 is selected as shown in (a), the remaining local input / output lines LIO <2> Since the local input / output line LIO <1> is associated with the main input / output line MIO <1>, it is necessary to correspond to the main input / output line MIO <0> in order to avoid data collision.

しかしながら、前記説明したように端マットにおいて,同時に2つのワード線を選択した場合には、前記のように左端マットに対応したローカル入出力線LIO<0>が上記メイン入出力線MIO<0>に対応させられているため、右端マットに対応した上記ローカル入出力線LIO<2>は、上記通常マット1のワード線が選択された場合とは逆に、データの衝突を避けるためにメイン入出力線MIO<1>に対応させる必要がある。   However, when two word lines are simultaneously selected in the end mat as described above, the local input / output line LIO <0> corresponding to the left end mat is changed to the main input / output line MIO <0> as described above. Therefore, the local input / output line LIO <2> corresponding to the rightmost mat is connected to the main input line in order to avoid data collision, contrary to the case where the word line of the normal mat 1 is selected. It is necessary to correspond to the output line MIO <1>.

そこで、この実施例では上記のように一方の端マットと通常マットの間に設けられたセンスアンプブロック2に設けられるローカル入出力線LIO<2>については、メイン入出力線MIO<0>とMIO<1>との間に切り換えスイッチが設けられ、通常マットアクセス時と端マットアクセス時とで上記のような対応とすべく信号伝達経路の切り換えが行なわれる。   Therefore, in this embodiment, as described above, the local input / output line LIO <2> provided in the sense amplifier block 2 provided between one end mat and the normal mat is connected to the main input / output line MIO <0>. A change-over switch is provided between the MIO <1> and the signal transmission path is switched so as to correspond to the above in the normal mat access and the end mat access.

図11には、この発明に係るDRAMのIO(入出力線)系回路の一実施例の回路図が示されている。同図は、前記図10に示した実施例におけるLIO−MIOスイッチ回路の回路図が示されている。この実施例では、CMOSバスゲートタイプのスイッチが示されているが、サブアンプ等による接続の場合も同様である。   FIG. 11 is a circuit diagram showing one embodiment of an IO (input / output line) system circuit of a DRAM according to the present invention. This figure shows a circuit diagram of the LIO-MIO switch circuit in the embodiment shown in FIG. In this embodiment, a CMOS bus gate type switch is shown, but the same applies to the case of connection by a sub-amplifier or the like.

前記図10のLIO<0>のようにローカル入出力線LIOとメイン入出力線MIOとを一対一に対応して選択的に接続する場合には、当該メモリマットが非選択のときには、それに対応したプリチャージ信号BLEQがハイレベルとされ、相補のローカル入出力線LIOT0とLIOB0がイコライズMOSFETとプリチャージMOSFETによってプリチャージ電圧VBLRに維持され、CMOSスイッチMOSFETQ20〜Q23はオフ状態となる。   When the local input / output line LIO and the main input / output line MIO are selectively connected in a one-to-one correspondence as in LIO <0> in FIG. 10, when the memory mat is not selected, it corresponds to that. The precharge signal BLEQ is set to the high level, the complementary local input / output lines LIOT0 and LIOB0 are maintained at the precharge voltage VBLR by the equalize MOSFET and the precharge MOSFET, and the CMOS switch MOSFETs Q20 to Q23 are turned off.

当該メモリマットが選択のときには、それに対応したプリチャージ信号BLEQがロウレベルとされ、相補のローカル入出力線LIOT0とLIOB0のイコライズMOSFETとプリチャージMOSFETがオフ状態となり、CMOSスイッチMOSFETQ20〜Q23がオン状態となって、ローカル入出力線LIOT0とLIOB0をメイン入出力線MIOT0とMIOB0に接続させる。この構成は、前記ローカル入出力線LIO<1>とメイン入出力線MIO<1>との間のスイッチ回路においても同様である。   When the memory mat is selected, the corresponding precharge signal BLEQ is set to the low level, the equalizing MOSFETs and the precharging MOSFETs of the complementary local input / output lines LIOT0 and LIOB0 are turned off, and the CMOS switch MOSFETs Q20 to Q23 are turned on. Thus, the local input / output lines LIOT0 and LIOB0 are connected to the main input / output lines MIOT0 and MIOB0. This configuration is the same in the switch circuit between the local input / output line LIO <1> and the main input / output line MIO <1>.

前記図10のLIO<2>のようにメイン入出力線MIO<0>とMIO<1>とでマット選択状態によって切り換えるものでは、それぞれにCMOSスイッチ回路を構成するMOSFETQ20〜Q23及びQ24〜Q27が設けられる。そして、通常マットが選択のときには、信号MSBがロウレベルとなってスイッチMOSFETQ20〜Q23をオン状態として、前記のように相補のローカル入出力線LIOT2とLIOB2を、メイン入出力線MIOT0とMIOB0に接続させる。端マットが選択のときには、信号MSEBがロウレベルとなってスイッチMOSFETQ24〜Q27をオン状態として、前記のように相補のローカル入出力線LIOT2とLIOB2を、メイン入出力線MIOT1とMIOB2に接続させる。   In the case of switching between the main input / output lines MIO <0> and MIO <1> according to the mat selection state as in the LIO <2> of FIG. 10, MOSFETs Q20 to Q23 and Q24 to Q27 constituting the CMOS switch circuit are respectively provided. Provided. When the normal mat is selected, the signal MSB goes low and the switch MOSFETs Q20 to Q23 are turned on to connect the complementary local input / output lines LIOT2 and LIOB2 to the main input / output lines MIOT0 and MIOB0 as described above. . When the end mat is selected, the signal MSEB goes low to turn on the switch MOSFETs Q24 to Q27, and connect the complementary local input / output lines LIOT2 and LIOB2 to the main input / output lines MIOT1 and MIOB2 as described above.

以上は、ローカル入出力線LIOとメイン入出力線MIOとの間にスイッチを設け、メイン入出力線MIOに複数のローカル入出力線LIOを割り当てて、選択されたもののみを上記メイン入出力線MIOに接続するという階層構造の入出力線に適用した場合について説明したが、上記ローカル入出力線LIOとメイン入出力線MIOとを直結して構成した場合でも、上記のように一方の端マットに対応したローカル入出力線に関しては、前記同様な切り換えスイッチが設けられる。   As described above, a switch is provided between the local input / output line LIO and the main input / output line MIO, a plurality of local input / output lines LIO are allocated to the main input / output line MIO, and only the selected one is the main input / output line. Although the case where the present invention is applied to a hierarchical input / output line connected to an MIO has been described, even if the local input / output line LIO and the main input / output line MIO are directly connected, one end mat is formed as described above. For the local input / output lines corresponding to the above, a switch similar to the above is provided.

図12には、この発明に係るDRAMのIO(入出力線)系回路の他の一実施例のブロック図が示されている。この実施例では、前記図6と同様にメモリマットは、端マットと2つの通常マットから構成される。そして、各メモリマットの間に挟まれて形成されたセンスアンプブロック(SA Block) 0ないし5のそれぞれにローカル入出力線LIO<0>〜LIO<5>がそれぞれ設けられる。   FIG. 12 is a block diagram showing another embodiment of the IO (input / output line) system circuit of the DRAM according to the present invention. In this embodiment, the memory mat is composed of an end mat and two normal mats as in FIG. The local input / output lines LIO <0> to LIO <5> are provided in the sense amplifier blocks (SA Blocks) 0 to 5 formed between the memory mats.

これに対して、上記メモリマットの配列方向、言い換えるならば、ビット線の延長方向にメイン入出力線MIO<0>ないしMIO<3>が設けられる。上記のようなメモリマット構成で、メモリマットを2組に分けて、それぞれの組から2ビットずつ全体で4ビットの単位でのデータを入出力するとき、一方の組におけるローカル入出力線LIO<1>をメイン入出力線MIO<1>に対応させ、ローカル入出力線LIO<2>をメイン入出力線MIO<0>に対応させ、他方の組におけるローカル入出力線LIO<3>をメイン入出力線MIO<2>に対応させ、ローカル入出力線LIO<4>をメイン入出力線MIO<4>に対応させる。   On the other hand, main input / output lines MIO <0> to MIO <3> are provided in the memory mat arrangement direction, in other words, in the bit line extending direction. In the memory mat configuration as described above, when the memory mat is divided into two sets and data is input / output in units of 4 bits in total by 2 bits from each set, the local input / output line LIO < 1> corresponds to the main input / output line MIO <1>, the local input / output line LIO <2> corresponds to the main input / output line MIO <0>, and the local input / output line LIO <3> in the other set is the main. Corresponding to the input / output line MIO <2>, the local input / output line LIO <4> is made to correspond to the main input / output line MIO <4>.

上記の場合、(a)のように通常マット0と3のワード線を選択した場合には、上記ローカル入出力線LIO<1>がメイン入出力線MIO<1>に対応させられ、上記ローカル入出力線LIO<4>がメイン入出力線MIO<3>に対応させられているために、それぞれデータの衝突を避けるために他方のローカル入出力線LIO<0>はメイン入出力線MIO<0>に対応させ、ローカル入出力線LIO<5>はメイン入出力線MIO<2>に対応させる必要がある。   In the above case, when the normal mat 0 and 3 word lines are selected as in (a), the local input / output line LIO <1> is made to correspond to the main input / output line MIO <1>, and Since the input / output line LIO <4> is associated with the main input / output line MIO <3>, in order to avoid data collision, the other local input / output line LIO <0> is connected to the main input / output line MIO <3>. 0>, and the local input / output line LIO <5> needs to correspond to the main input / output line MIO <2>.

これに対して、(b)のように2つの端マットと中央マットのワード線を選択した場合には、上記ローカル入出力線LIO<2>がメイン入出力線MIO<0>に対応させられ、上記ローカル入出力線LIO<3>がメイン入出力線MIO<2>に対応させられているために、それぞれデータの衝突を避けるために他方のローカル入出力線LIO<0>はメイン入出力線MIO<1>に対応させ、ローカル入出力線LIO<5>はメイン入出力線MIO<3>に対応させる必要がある。   On the other hand, when two end mat and center mat word lines are selected as shown in (b), the local input / output line LIO <2> is made to correspond to the main input / output line MIO <0>. Since the local input / output line LIO <3> is associated with the main input / output line MIO <2>, the other local input / output line LIO <0> is connected to the main input / output in order to avoid data collision. The local input / output line LIO <5> needs to correspond to the main input / output line MIO <3>, corresponding to the line MIO <1>.

そこで、この実施例では上記のように一方の端マットと通常マットの間に設けられたセンスアンプブロック0と5に設けられるローカル入出力線LIO<0>とLIO<5>については、メイン入出力線MIO<0>とMIO<1>及びメイン入出力線MIO<2>とMIO<3>との間にそれぞれ切り換えスイッチが設けられ、通常マットアクセス時と端マットアクセス時とで上記のような対応とすべく信号伝達経路の切り換えが行なわれる。   In this embodiment, therefore, the local input / output lines LIO <0> and LIO <5> provided in the sense amplifier blocks 0 and 5 provided between the one end mat and the normal mat as described above are connected to the main input. A changeover switch is provided between each of the output lines MIO <0> and MIO <1> and the main input / output lines MIO <2> and MIO <3>, as described above for normal mat access and end mat access. Switching of the signal transmission path is performed in order to respond appropriately.

図13には、この発明に係るDRAMにおける端マットのビット線構成の一実施例の概略構成図が示されている。図13(a)は、単純一交点センスアンプ交互配置のアレイ構成図が示されている。端マットに関しては、センスアンプSAに接続されない無効ビット線がそのまま存在する。メモリマットMATnに対応したセンスアンプSAの他端側にも上記同様な端マットが設けられるが、同図では省略されている。上記のような無効ビット線(ダミービット線)が存在するために、端マットに設けられる有効なメモリセルの数が通常マットの半分になるので、前記説明したように両側の端マットのワード線を同時に選択して、2つ合わせて通常マットと同様にメモリアクセスを行なうようにするものである。   FIG. 13 is a schematic diagram showing one embodiment of the bit line configuration of the end mat in the DRAM according to the present invention. FIG. 13A shows an array configuration diagram of simple one-intersection sense amplifiers alternately arranged. As for the end mat, there is an invalid bit line that is not connected to the sense amplifier SA. An end mat similar to the above is also provided on the other end side of the sense amplifier SA corresponding to the memory mat MATn, but is omitted in FIG. Since the invalid bit lines (dummy bit lines) as described above exist, the number of effective memory cells provided in the end mat is half of the normal mat, so that the word lines of the end mats on both sides as described above. Are selected at the same time, and the two are accessed together to perform memory access in the same manner as a normal mat.

図13(b)は、端マットのビット線を折り返しにするものである。つまり、無効ビット線の配線エリアを生かして、端マットのビット線を無効ビット線が存在した配線エリアを活用して折り返して配置するものである。このようなビット線の折り返しにより、端マットのビット線方向の長さが、通常マットのビット線方向の長さが半分に短くすることができるので端マットの面積低減を図ることができる。この面積低減分は、他方のメモリマットでも行なわれるので、結果として通常マット1個分の面積低減を図ることができる。   FIG. 13B shows the bit line of the end mat folded. In other words, by utilizing the wiring area of the invalid bit line, the bit line of the end mat is folded and arranged utilizing the wiring area where the invalid bit line exists. By such bit line folding, the length of the end mat in the bit line direction can be shortened to half the length of the normal mat in the bit line direction, so that the area of the end mat can be reduced. Since this area reduction is also performed in the other memory mat, as a result, the area can be reduced by one normal mat.

ワード線方向に複数(N個)のメモリマットが存在する場合には、全体で通常マットのN個分の面積を低減させることができる。ちなみに、図1の実施例のようなダイナミック型RAMにおいて,メモリアレイが全体で4個存在し、各メモリアレイにおいて4個分の通常マットに相当する面積が低減できるので、チップ全体では通常マットが16個分に相当する面積低減を図ることができる。   When there are a plurality (N) of memory mats in the word line direction, the area of N normal mats as a whole can be reduced. Incidentally, in the dynamic RAM as in the embodiment of FIG. 1, there are four memory arrays in total, and the area corresponding to four normal mats in each memory array can be reduced. The area equivalent to 16 pieces can be reduced.

図14には、上記折り返し型の端マットの読み出し選択動作の波形図が示されている。前記のように端マットの面積低減のためにビット線を折り返し型としたときには、ワード線の選択動作によってビット線には2つのメモリセルからの読み出し電荷が伝えられる。つまり、(a)に示したように通常マットのビット線の読み出し信号量に比べて、(b)に示したように端マットのビット線の読み出し信号量は2倍に大きくなる。   FIG. 14 shows a waveform chart of the read selection operation of the folded end mat. When the bit line is folded to reduce the area of the end mat as described above, the read charges from the two memory cells are transmitted to the bit line by the word line selection operation. That is, as shown in (a), the read signal amount of the bit line of the normal mat is doubled as shown in (b).

そこで、通常マットのビット線の微小信号を増幅するときにセンスアンプに設定れたオーバードライブ期間に比べて、端マットのビット線の読み出し信号を増幅するセンスアンプのオーバードライブ期間を短くする。あるいは、端マットのビット線の読み出し信号の増幅を行なうときには、センスアンプのオーバードライブを省略する。このようなタイミング調整によって、端マットも通常マットとほぼ同様に読み出し動作を行なうようにすることができる。   Therefore, the overdrive period of the sense amplifier that amplifies the read signal of the bit line of the end mat is shortened compared to the overdrive period set in the sense amplifier when a minute signal of the bit line of the normal mat is amplified. Alternatively, when the read signal of the bit line of the end mat is amplified, the overdrive of the sense amplifier is omitted. By such timing adjustment, the end mat can be read out in substantially the same manner as the normal mat.

図15には、上記センスアンプ制御回路の一実施例の回路図が示されている。端マットのワード線を選択したときには、比較的大きな距離をもって2つのセンスアンプ列が動作し、動作電圧を供給する配線においてセンスアンプの増幅動作に必要な電流の集中が減り、結果として効率のよい電流供給がなされて、言い換えるならば、動作電流の増加による電源供給線での電圧低下が小さくなるからその分センスアンプの増幅動作が速くなる。   FIG. 15 shows a circuit diagram of an embodiment of the sense amplifier control circuit. When the end mat word line is selected, the two sense amplifier rows operate at a relatively large distance, and the concentration of current required for the amplification operation of the sense amplifier is reduced in the wiring for supplying the operating voltage, resulting in high efficiency. In other words, the current is supplied, in other words, the voltage drop in the power supply line due to the increase in the operating current is reduced, so that the amplification operation of the sense amplifier is accelerated accordingly.

その上に、前記のように端マットにおつてビット線を折り返しとして、1つのワード線の選択によって2つのメモリセルを選択したときには、前記のようにビット線に読み出される信号量も2倍に大きくなる。そこで、センスアンプのオーバードライブ期間を、端マットの選択時には小さくするために2つの起動信号が設けられる。信号RSAETは、センスアンプ起動信号であり、端マットが非選択のときには信号MSWEBのハイレベルにより、2つの遅延回路(ディレイ)を通した遅延信号が伝達されてそれらの遅延時間に相当する間、オーバードライブパルスが発生されて、MOSFETQ30をオン状態にしてセンスアンプのPチャンネル型MOSFETの共通ソース線SDPに電源電圧VDDのようなオーバーパルスを供給する。   In addition, when the bit line is folded at the end mat as described above and two memory cells are selected by selecting one word line, the amount of signal read to the bit line is doubled as described above. growing. Therefore, two activation signals are provided to reduce the overdrive period of the sense amplifier when the end mat is selected. The signal RSAET is a sense amplifier activation signal. When the end mat is not selected, a high level of the signal MSWEB causes a delay signal transmitted through two delay circuits (delays) to be transmitted and corresponds to the delay time. An overdrive pulse is generated to turn on the MOSFET Q30 and supply an overpulse such as the power supply voltage VDD to the common source line SDP of the P-channel MOSFET of the sense amplifier.

これに対して、端マットが選択されたときには、信号MSEBがロウレベルになって、1つの遅延回路の遅延出力を伝達するゲートを開くので、その遅延時間に相当する間オーバードライブパルスが発生し、上記MOSFETQ30をオン状態にするものである。これにより、端マットの選択時においてセンスアンプが過剰にオーバードライブされるのを防止することができる。上記オーバードライブに対応した遅延時間の経過の後に、MOSFETQ30はオフ状態に、MOSFETQ31がオン状態になってVDLのような本来のセンスアンプの動作電圧を供給する。なお、Nチャンネル型MOSFETの共通ソース線SDNには、上記起動信号RSAETのハイレベルにより、MOSFETQ32がオン状態にって回路の接地電位Vssが伝えられる。   On the other hand, when the end mat is selected, the signal MSEB goes low and opens the gate for transmitting the delay output of one delay circuit, so that an overdrive pulse is generated for the delay time, The MOSFET Q30 is turned on. This can prevent the sense amplifier from being overdriven excessively when the end mat is selected. After the elapse of the delay time corresponding to the overdrive, the MOSFET Q30 is turned off and the MOSFET Q31 is turned on to supply the original operating voltage of the sense amplifier such as VDL. The common source line SDN of the N-channel MOSFET is supplied with the circuit ground potential Vss by turning on the MOSFET Q32 by the high level of the activation signal RSAET.

この実施例のDRAMにおいては、電源電圧VDDは、例えば3.3V又は2.5Vのような比較的高い電圧とされ、上記VDLはそれを降圧して例えば2.2V又は1.8Vのような低電圧とされる。センスアンプの増幅動作開始ときには、上記電圧VDLに対して高い電圧VDDのようなオーバードライブ電圧を用いることによって、相補ビット線BLTとBLBのうち、メモリセルの記憶情報に対応してハイレベル側にされるべくビット線のVDLへの立ち上がりを高速にするものである。端マットのように信号量が大きいときに、オーバードライブ期間が長いと、ビット線のハイレベルがVDLを超えてしまうという不都合が生じるので、前記のようなタイミング調整が必要になるものである。   In the DRAM of this embodiment, the power supply voltage VDD is set to a relatively high voltage such as 3.3V or 2.5V, and the VDL is stepped down to a voltage such as 2.2V or 1.8V. Low voltage. At the start of the amplification operation of the sense amplifier, by using an overdrive voltage such as the voltage VDD higher than the voltage VDL, the complementary bit lines BLT and BLB are set to the high level side corresponding to the storage information of the memory cell. The rise of the bit line to the VDL is made as fast as possible. When the signal amount is large as in the end mat and the overdrive period is long, there is a disadvantage that the high level of the bit line exceeds VDL. Therefore, the timing adjustment as described above is necessary.

図16には、上記折り返し型の端マットの一実施例の概略レイアウト図が示されている。図16(a)は、センスアンプSAの一方の入出力ノードに一端が接続されたビット線が、その延長方向の中間部で折り返されるように構成される。つまり、ビット線とそれと隣接する無効ビット線を中間部で接続して折り返すようにし、残り半分を省略するものである。この実施例では、特に制限されないが、センスアンプのレイアウトの関係で、隣接する2本のビット線を有効とし、その両側に無効ビット線を配置し、かかる無効ビット線の部分を利用して上側のビット線は上側に折り返し部を構成し、下側のビット線は下側に折り返し部を構成するものである。以上のパターンの繰り返しにより、端マットが構成される。   FIG. 16 shows a schematic layout diagram of an embodiment of the folded end mat. FIG. 16A is configured such that a bit line having one end connected to one input / output node of the sense amplifier SA is folded at an intermediate portion in the extending direction. That is, the bit line and the invalid bit line adjacent to the bit line are connected to each other at the intermediate portion, and the other half is omitted. In this embodiment, although not particularly limited, two adjacent bit lines are validated due to the layout of the sense amplifier, invalid bit lines are arranged on both sides thereof, and the invalid bit line portion is used as the upper side. These bit lines constitute the folded portion on the upper side, and the lower bit lines constitute the folded portion on the lower side. The end mat is configured by repeating the above pattern.

上記折り返し部の接続は、特に制限されないが、図17(a)の断面図に示すように、前記3の断面図ようにビット線は第1層目のメタル層M1とされ、上記折り返し部ではMOSFETのゲート電極やワード線を構成する1層目のポリシリコン層FG及びかかるFGとM1を接続するFGコンタクトとを用いて接続される。微細加工技術の1つである位相シフト法を用いた場合には、隣接ビット線は異なる工程で形成されるから、上記FG及びFGコンタクトを利用して相互に接続する必要がある。   The connection of the folded portion is not particularly limited, but as shown in the sectional view of FIG. 17A, the bit line is the first metal layer M1 as shown in the sectional view of FIG. The first polysilicon layer FG constituting the gate electrode and the word line of the MOSFET and the FG contact connecting the FG and M1 are connected. When the phase shift method, which is one of the microfabrication techniques, is used, the adjacent bit lines are formed in different processes, and therefore need to be connected to each other using the FG and FG contacts.

図16(b)は、センスアンプSAの一方の入出力ノードに一端が接続されたビット線が、その延長方向の中間部で1つ置きのビット線を用いて折り返されるように構成される。つまり、1つのセンスアンプに接続されるビット線は、センスアンプとの接続部で分岐して、1つ置きのビットとなるよう分岐して通常マットのビット線の半分の長さで延長される。上記センスアンプと隣接するセンスアンプに接続されるビット線は、その接続部から分岐することなく通常マットのビット線の半分の長さまで延長され、そこから折れ曲がり上記分岐したビット線の間のセンスアンプ側に向かって延長される。つまり、上記分岐ビット線と折り返しビット線とが交互になるように配置される。以上のパターンの繰り返しにより、端マットが構成される。   FIG. 16B is configured such that a bit line having one end connected to one input / output node of the sense amplifier SA is folded back using every other bit line at the intermediate portion in the extending direction. In other words, a bit line connected to one sense amplifier branches at a connection portion with the sense amplifier, branches so as to be every other bit, and is extended by half the length of a normal mat bit line. . The bit line connected to the sense amplifier adjacent to the sense amplifier is extended to half the length of the bit line of the normal mat without branching from the connection portion, and is bent from there and is sensed between the branched bit lines It is extended toward the side. That is, the branch bit lines and the folded bit lines are arranged alternately. The end mat is configured by repeating the above pattern.

上記折り返し部の接続は、特に制限されないが、図17(b)の断面図に示すように、前記3の断面図ようにビット線は第1層目のメタル層M1により構成される。つまり、上記のような微細加工技術の1つである位相シフト法を用いた場合には、1つ置きでビット線が形成されるから、上記分岐ビット線と折り返しビット線とをそれぞれの工程で一体的に形成することができる。   The connection of the folded portion is not particularly limited. However, as shown in the cross-sectional view of FIG. 17B, the bit line is formed of the first metal layer M1 as shown in the cross-sectional view of FIG. In other words, when the phase shift method, which is one of the above-described microfabrication techniques, is used, bit lines are formed every other line. Therefore, the branch bit line and the folded bit line are formed in each step. It can be formed integrally.

図18には、この発明に係るDRAMにおける端マットのビット線構成の他の一実施例の概略構成図が示されている。この実施例では、端マットは折り返しビット線にされる。これにより、ワード線とビット線の交点には2つのメモリセルが並列に接続される。このような端マットは、特に制限されないが、通常マットにおいて発生した不良ワード線を救済するための冗長マットとされる。   FIG. 18 is a schematic diagram showing another embodiment of the bit line configuration of the end mat in the DRAM according to the present invention. In this embodiment, the end mat is a folded bit line. Thus, two memory cells are connected in parallel at the intersection of the word line and the bit line. Such an end mat is not particularly limited, but is a redundant mat for relieving a defective word line generated in the normal mat.

上記のような端マットを冗長マットとした場合において、ワード線に接続されるメモリセルの数が半分になるので、前記同様に両端マットにおいてワード線の選択が行なわれる。このように端マットを冗長マットとして用い、かつ上記のようにワード線とビット線の交点に2つのメモリセルを配置するという構成は、単に端マットの専有面積を小さくすることに止まらず、救済効率を高くするという優れた効果も奏することができる。   When the end mat as described above is a redundant mat, the number of memory cells connected to the word line is halved, so that the word line is selected in the end mat as described above. The configuration in which the end mat is used as a redundant mat and the two memory cells are arranged at the intersections of the word lines and the bit lines as described above is not limited to simply reducing the area occupied by the end mats. An excellent effect of increasing efficiency can also be achieved.

上記のように2つのメモリセルをビット線に対して並列に接続した場合には、前記説明したように信号量を2倍に大きくすることができる。つまり、端マットにおいては、情報保持時間の短いことにより不良になるというメモリセルがほとんど無くすことがができるから、冗長マットに切り換えたときに冗長マットにおいて上記情報保持時間が短いというような不良が発生し、救済不良になる確率を大幅に小さくすることができる。   When two memory cells are connected in parallel to the bit line as described above, the signal amount can be doubled as described above. That is, in the end mat, it is possible to eliminate almost all the memory cells that become defective due to a short information holding time. Therefore, when switching to the redundant mat, there is a defect that the information holding time is short in the redundant mat. The probability of occurrence and failure of repair can be greatly reduced.

図19には、この発明に係るDRAMにおける端マットのビット線構成の他の一実施例の概略構成図が示されている。この実施例では、端マットは折り返しビット線にされ、それは通常マットの参照用に用いるようにするものである。この場合、ワード線を回路の接地電位VSS又はビット線のハーフプリチャージ電圧VDL/2に固定するものである。このようなワード線の電位固定によって、読み出し時に端マットで発生するノイズを低減することができる。   FIG. 19 is a schematic diagram showing another embodiment of the bit line configuration of the end mat in the DRAM according to the present invention. In this embodiment, the end mat is a folded bit line, which is usually used for mat reference. In this case, the word line is fixed to the ground potential VSS of the circuit or the half precharge voltage VDL / 2 of the bit line. By fixing the potential of the word line as described above, it is possible to reduce noise generated in the end mat during reading.

図20には、この発明が適用されるDRAMの一実施例の概略レイアウト図が示されている。この実施例では、前記図1と同様にメモリアレイは、全体として4個に分けられ、それぞれがメモリバンBANK0ないし3を構成する。1つのメモリバンクBANK1が代表として例示的に示されているように、ビット線方向(YS)に33個のメモリマットと2個の端マットが設けられ、ワード線方向(MWL)に4個のメモリマットが配置される。   FIG. 20 is a schematic layout diagram showing one embodiment of a DRAM to which the present invention is applied. In this embodiment, as in FIG. 1, the memory array is divided into four as a whole, and each constitutes memory banks BANK0 to BANK3. As exemplarily shown as one memory bank BANK1, 33 memory mats and two end mats are provided in the bit line direction (YS), and four memory mats are provided in the word line direction (MWL). A memory mat is arranged.

半導体チップの長手方向の中央部分にアドレス入力回路、データ入出力回路及びボンディングパッド列からなる入出力インターフェイス回路及び昇圧回路や降圧回路を含む電源回路等が設けられる。これら中央部分に沿ってメインワードドライバMWDが配置され、上記4つのメモリマットを貫通して各サブワードドライバに到達するよう配置されたメインワード線MWLを駆動する。半導体チップの短手方向にチップ端部には、カラムデコーダ領域YDCが設けられ、そこから上記33個の通常マットと1つの端マットを貫通し、それらに対応したセンスアンプ列に到達するようなカラム選択線YSを駆動する。   An input / output interface circuit including an address input circuit, a data input / output circuit, and a bonding pad row, a power supply circuit including a booster circuit and a step-down circuit, and the like are provided at a central portion in the longitudinal direction of the semiconductor chip. A main word driver MWD is arranged along these central portions, and drives a main word line MWL arranged so as to pass through the four memory mats and reach each sub word driver. A column decoder region YDC is provided at the chip end in the short direction of the semiconductor chip, and penetrates the 33 normal mats and one end mat from there to reach the sense amplifier row corresponding to them. The column selection line YS is driven.

この実施例では、上記ビット線方向に配列された33個の通常マットのうち中央に設けられた中央マットと、上記端マットとは冗長マットMATとして用いられる。つまり、前記図6又は図12のようにメモリマットを中央部分で2組に分けて、それぞれの組の通常マットでは1本のワード線を選択する。いずれかの組において選択された通常マットにワード線不良があるときには、上記中央マットと端マットとの2つのワード線を選択して、上記ワード線不良の救済を行なうようにするものである。前記のように端マットのビット線を折り返して冗長セルを2個のメモリセルで構成する場合、上記中央マットにおいては2本のワード線を同時に選択するようにすればよい。   In this embodiment, the central mat provided at the center of the 33 normal mats arranged in the bit line direction and the end mat are used as the redundant mat MAT. That is, as shown in FIG. 6 or FIG. 12, the memory mat is divided into two sets at the central portion, and one word line is selected in each set of normal mats. When there is a word line defect in the normal mat selected in any group, the two word lines of the center mat and the end mat are selected to repair the word line defect. As described above, when the bit line of the end mat is folded and the redundant cell is constituted by two memory cells, two word lines may be simultaneously selected in the central mat.

図21には、上記図20に示されたメモリバンクBANK1における端マットとそれに隣接する通常マットの拡大図が示されている。この実施例では、階層ワード線方式を採るものであり、メモリマットに設けられたワード線(サブワード線)は、メインワード線MWLとサブワード選択信号FXとの組み合わせにより選択される。サブワード選択信号FXは、後述するようにサブワードドライバSWDの動作電圧であり、その電圧レベルがサブワード線の選択信号とされる。   FIG. 21 shows an enlarged view of the end mat and the normal mat adjacent thereto in the memory bank BANK1 shown in FIG. In this embodiment, a hierarchical word line system is adopted, and a word line (sub word line) provided in a memory mat is selected by a combination of a main word line MWL and a sub word selection signal FX. The sub word selection signal FX is an operating voltage of the sub word driver SWD as will be described later, and its voltage level is used as a sub word line selection signal.

ダイナミック型メモリセルでは、アドレス選択MOSFETを通して記憶キャパシタに情報電荷を供給するものである。ビット線のハイレベルを上記記憶キャパシタに伝えるためには、上記MOSFETのゲート電圧を上記ビット線のハイレベルに対して、かかるMOSFETのしきい値電圧以上に高くする必要がある。上記アドレス選択MOSFETは、オフ状態でのリーク電流(サブスレッショルドリーク電流)を小さくするために、ゲート絶縁膜を厚く形成したり、基板に負のバックバイアス電圧を供給する等によって実効的なしきい値電圧が大きくされる。   In a dynamic memory cell, information charges are supplied to a storage capacitor through an address selection MOSFET. In order to transmit the high level of the bit line to the storage capacitor, the gate voltage of the MOSFET needs to be higher than the threshold voltage of the MOSFET with respect to the high level of the bit line. In order to reduce the leakage current (subthreshold leakage current) in the off state, the address selection MOSFET has an effective threshold value by forming a thick gate insulating film or supplying a negative back bias voltage to the substrate. The voltage is increased.

したがって、上記サブワード線の選択レベルは、上記ビット線のハイレベル(VDL又はVDD)に対してMOSFETのしきい値電圧以上に高くされた昇圧電圧VPPにする必要があり、かかる昇圧電圧VPPに対応したサブワード線選択信号を各サブワードドライバSWDに伝えるためのFXドライバを必要とする。通常マットのサブワードドライバSWDに対応したFXドライバは、センスアンプ列SAとサブワードドライバ列SWDとで交差する交差エリアに設けることができる。これに対して、オープンビット構成で、センスアンプの交互配置ではメモリバンク端がメモリセルで終わるために、交差エリアが存在せず上記FXドライバを設けことができない。   Therefore, the selection level of the sub word line needs to be a boosted voltage VPP that is higher than the threshold voltage of the MOSFET with respect to the high level (VDL or VDD) of the bit line, and corresponds to the boosted voltage VPP. An FX driver for transmitting the sub word line selection signal to each sub word driver SWD is required. The FX driver corresponding to the sub word driver SWD of the normal mat can be provided in an intersection area where the sense amplifier array SA and the sub word driver array SWD intersect. On the other hand, in the open bit configuration, when the sense amplifiers are alternately arranged, the end of the memory bank ends with a memory cell, so that there is no intersection area and the FX driver cannot be provided.

前記端マットを単に参照用に使用する場合には、端マットにおいてワード線を前記のように固定レベルにすればよいのでサブワードドライバが不要となり、上記のような問題は生じない。これに対して、この実施例のように冗長マットとして活用する場合には、不良ワード線の救済を行なうときにはサブワードドライバを動作させることが必要となる。この実施例では、端マットにおいて冗長用SWDの一部をFXドライバ領域として用いる。つまり、端マットを冗長マットとして用いる場合、そこに形成される全てのワード線を生かす必要はないので、端部のワード線をダミーワード線とし、それに対応したサブワードドライバ領域を上記FXドライバ領域として用いるようにするものである。   When the end mat is simply used for reference, the word line need only be set at a fixed level in the end mat as described above, so that a sub word driver is not required, and the above-described problem does not occur. On the other hand, when it is used as a redundant mat as in this embodiment, it is necessary to operate the sub word driver when repairing a defective word line. In this embodiment, a part of the redundant SWD is used as the FX driver area in the end mat. That is, when the end mat is used as a redundant mat, it is not necessary to make use of all the word lines formed there, so that the end word line is a dummy word line and the corresponding sub word driver area is the FX driver area. It is intended to be used.

この実施例では、前記のように4本のサブワード線WL0〜WL3に対して1本のメインワード線MWLが設けられるものであり、上記4本の中の1本のサブワード線を選択するためにサブワード選択線FX0〜FX3、FX0B〜FX3Bが必要になるものである。この実施例では、1つのメモリマットに設けられたサブワード線をその両側に設けられたサブワードドライバ列SWDAにより半分ずつを選択する。つまり、前記図2のようにメモリマットにおいて2本のワード線毎にサブワードドライバをメモリマットの両側に振り分け、センスアンプと同様に千鳥配置を行なうようにするものである。したがって、前記のように1つのメインワード線で4つのサブワード線を選択するようにした場合、上記4つのサブワード線の中の1つのサブワード線を選択するためのサブワード選択信号が、メモリマットの1つ置きにFX0とFX2、FX1とFX3のように2組に分けられて設けられる。   In this embodiment, as described above, one main word line MWL is provided for the four sub word lines WL0 to WL3. In order to select one of the four sub word lines, Sub-word selection lines FX0 to FX3, FX0B to FX3B are necessary. In this embodiment, half of the sub word lines provided in one memory mat are selected by the sub word driver array SWDA provided on both sides thereof. That is, as shown in FIG. 2, the sub-word drivers are distributed to both sides of the memory mat for every two word lines in the memory mat, and the staggered arrangement is performed as in the sense amplifier. Therefore, when four sub word lines are selected by one main word line as described above, a sub word selection signal for selecting one sub word line among the four sub word lines is 1 in the memory mat. It is divided into two sets, such as FX0 and FX2 and FX1 and FX3.

図22には、この発明に係るFXドライバとサブワードドライバの一実施例の回路図が示されている。サブワードドライバは、CMOSインバータ回路とその出力と回路の接地電位との間に設けられたNチャンネル型MOSFETとから構成される。上記サブワードドライバ領域に設けられる2つのCMOSインバータ回路の入力端子には、メインワード線からの選択信号MWLBが共通に供給される。このメインワード選択信号MWLBは、同図の冗長マットの他端側に設けられるサブワードドライド領域に設けられる2つのCMOSインバータ回路の入力端子にも共通に供給されて4本分のサブワード線を選択する。   FIG. 22 is a circuit diagram showing one embodiment of the FX driver and the sub word driver according to the present invention. The sub-word driver is composed of a CMOS inverter circuit and an N-channel type MOSFET provided between the output of the CMOS inverter circuit and the ground potential of the circuit. The selection signal MWLB from the main word line is commonly supplied to the input terminals of the two CMOS inverter circuits provided in the sub word driver region. The main word selection signal MWLB is also supplied in common to the input terminals of two CMOS inverter circuits provided in the sub word drive region provided on the other end side of the redundant mat shown in the figure to select four sub word lines. .

上記2つのCMOSインバータ回路の電源端子、つまり、CMOSインバータ回路を構成するPチャンネル型MOSFETのソース端子には、上記FXドライバで形成されたサブワード線選択信号FX0とFX2とがそれぞれ供給される。これらのFXドライバは動作電圧が昇圧電圧VPPとされて、上記サブワード線選択信号FX0とFX2の選択レベルを上記昇圧電圧VPPとするものである。上記FXドライバの入力端子に供給される入力信号FX0BとFX2Bは、上記サブワードドライバの出力と回路の接地電位との間に設けられたNチャンネル型MOSFETのゲートに供給される。図示しない上記FXドライバと隣接するFXドライバにおいては、サブワード線選択信号FX1とFX3とを形成するものである。   The sub-word line selection signals FX0 and FX2 formed by the FX driver are respectively supplied to the power supply terminals of the two CMOS inverter circuits, that is, the source terminals of the P-channel MOSFETs constituting the CMOS inverter circuit. In these FX drivers, the operating voltage is set to the boosted voltage VPP, and the selection level of the sub word line selection signals FX0 and FX2 is set to the boosted voltage VPP. Input signals FX0B and FX2B supplied to the input terminal of the FX driver are supplied to the gate of an N-channel MOSFET provided between the output of the sub word driver and the ground potential of the circuit. In the FX driver adjacent to the FX driver (not shown), the sub word line selection signals FX1 and FX3 are formed.

メインワード線の選択信号MWLBがロウレベルのときには、CMOSインバータ回路のPチャンネル型MOSFETがオン状態に、Nチャンネル型MOSFETがオフ状態にされる。したがって、FXドライバによりサブワード線選択信号FX0又はFX2が選択レベルVPPにされたサブワードドライバSWDにおいて、サブワード線SWL0又はSWL2がVPPレベルにされる。このとき、非選択のものは、サブワード線選択信号FX0B又はFX2Bがハイレベルとなり、上記スイッチMOSFETをオン状態にしてサブワード線SWL0又はSWL2を回路の接地電位に固定する。上記FXドライバが設けられた領域に対応するサブワード線SWLは、特に制限されないが、ダミーワード線とされて、特に制限されないが、回路の接地電位のような非選択レベルとされる。   When the main word line selection signal MWLB is at a low level, the P-channel MOSFET of the CMOS inverter circuit is turned on and the N-channel MOSFET is turned off. Accordingly, in the sub word driver SWD in which the sub word line selection signal FX0 or FX2 is set to the selection level VPP by the FX driver, the sub word line SWL0 or SWL2 is set to the VPP level. At this time, in the non-selected one, the sub word line selection signal FX0B or FX2B becomes high level, and the switch MOSFET is turned on to fix the sub word line SWL0 or SWL2 to the circuit ground potential. The sub word line SWL corresponding to the area in which the FX driver is provided is not particularly limited, but is a dummy word line and is not particularly limited, but is set to a non-selection level such as a circuit ground potential.

図23には、この発明に係るFXドライバとサブワードドライバの一実施例のレイアウト図が示されている。FXドライバは、複数のサブワードドライバの動作電圧を形成するものであるので、大きな電流供給能力を持つようにするために、同図に例示的に示されているサブワードドライバを構成するMOSFETに比べても大きなサイズのNチャンネル型MOSFET(NMOS)とPチャンネル型MOSFET(PMOS)とから構成される。上記のような大きなサイズのMOSFETによりFXドライバを形成するために、端マットに形成される約36本分のワード線がダミーワード線とされて、それに対応したサブワードドライバの領域が上記FXドライバを形成するために用いられる。   FIG. 23 shows a layout diagram of an embodiment of the FX driver and the sub word driver according to the present invention. Since the FX driver forms the operating voltage of a plurality of sub-word drivers, in order to have a large current supply capability, the FX driver is compared with the MOSFET constituting the sub-word driver illustrated in FIG. Are composed of a large-sized N-channel MOSFET (NMOS) and a P-channel MOSFET (PMOS). In order to form the FX driver by the large-sized MOSFET as described above, about 36 word lines formed on the end mat are set as dummy word lines, and the corresponding sub-word driver area is used for the FX driver. Used to form.

図24には、この発明に係るダイナミック型RAMの他の一実施例の概略レイアウト図が示されている。この実施例では、特に制限されないが、メモリアレイは、全体として4個に分けられる。半導体チップの長手方向に沿った上下に2個、左右に2個ずつのメモリアレイが分割されて設けられる。ここまでは、前記図1や図20の実施例と同様である。   FIG. 24 shows a schematic layout of another embodiment of the dynamic RAM according to the present invention. In this embodiment, although not particularly limited, the memory array is divided into four as a whole. Two memory arrays are provided separately on the upper and lower sides and two on the left and right along the longitudinal direction of the semiconductor chip. Up to this point, the embodiment is the same as the embodiment shown in FIGS.

この実施例では、上記チップの長手方向に沿ってワード線が配置され、チップの短手方向に沿ってビット線が配置される。つまり、前記図1や図20の実施例とはビット線とワード線の方向が逆になっている。上述のように半導体チップの長手方向に沿った上下に2個と、左右に2個ずつに分けられて合計4個からなる各メモリアレイにおいて、長手方向に対した中間部に、特に制限されないが、X系プリデコーダ回路及び救済回路、Y系プリデコーダ回路及び救済回路が配置される。上記メモリアレの上記中間部分に沿ってメインワードドライバ領域MWDが形成されて、それぞれのメモリアレイに対応して下、上方側に延長するように設けられたメインワード線をそれぞれが駆動するようにされる。   In this embodiment, word lines are arranged along the longitudinal direction of the chip, and bit lines are arranged along the short direction of the chip. That is, the directions of the bit lines and the word lines are opposite to those of the embodiments of FIGS. As described above, in each of the memory arrays consisting of a total of four divided into two on the top and bottom along the longitudinal direction of the semiconductor chip and two on the left and right, there is no particular limitation on the intermediate portion with respect to the longitudinal direction. , An X-system predecoder circuit and a relief circuit, a Y-system predecoder circuit and a relief circuit are arranged. A main word driver area MWD is formed along the intermediate portion of the memory array, and each main word line provided to extend downward and upward corresponding to each memory array is driven. The

上記メモリアレイにおいて、上記チップ中央部分とは反対側のチップ周辺側にYデコーダYDECが設けられる。上記メモリアレイは、前記のように複数のメモリマットに分割される。かかるメモリマットは、それを挟むように配置されたセンスアンプ領域、サブワードドライバ領域に囲まれて形成される。上記センスアンプアンプ領域と、上記サブワードドライバ領域の交差部は交差領域とされる。上記センスアンプ領域に設けられるセンスアンプは、前記1交点方式でかつ、千鳥配置とされる。   In the memory array, a Y decoder YDEC is provided on the chip peripheral side opposite to the chip central portion. The memory array is divided into a plurality of memory mats as described above. Such a memory mat is formed by being surrounded by a sense amplifier region and a sub word driver region arranged so as to sandwich the memory mat. An intersection of the sense amplifier amplifier area and the sub word driver area is an intersection area. The sense amplifiers provided in the sense amplifier region are in the one-intersection method and in a staggered arrangement.

Y系の選択動作は、チップの中央部分に設けられたアドレスバッファを通して上記メモリアレイの中間部に設けられた救済回路、プリデコーダを介してチップの周辺側に配置されたYデコーダYDECに伝えられ、ここでY選択信号が形成される。上記Y選択信号より1つのメモリマット列のビット線が選択されて、それと反対側のチップ中央部に設けられたメインアンプMAに伝えられ、増幅されてチップ中央部に設けられた出力回路を通して出力される。   The selection operation of the Y system is transmitted to the Y decoder YDEC arranged on the peripheral side of the chip through the relief circuit and predecoder provided in the intermediate part of the memory array through the address buffer provided in the center part of the chip. Here, the Y selection signal is formed. A bit line of one memory mat column is selected from the Y selection signal, transmitted to the main amplifier MA provided in the center of the chip on the opposite side, and output through an output circuit provided in the center of the chip. Is done.

この構成は、一見すると信号がチップを引き回されて読み出し信号が出力されるまでの時間が長くなるように判断される。しかし、救済回路には、アドレス信号をそのまま入力する必要があるので、救済回路をチップ中央のいずれかに配置すると、不良アドレスであるか否かの判定結果をまってプリデコーダの出力時間が決定される。つまり、プリデコーダと救済回路とが離れていると、そこでの信号遅延が実際のY選択動作を遅らせる原因となる。   At first glance, this configuration is determined so that the time from when the signal is routed around the chip until the read signal is output becomes longer. However, since it is necessary to input the address signal as it is to the relief circuit, if the relief circuit is arranged at one of the center of the chip, the output time of the predecoder is determined based on the determination result of whether it is a defective address or not. Is done. That is, if the predecoder and the relief circuit are separated from each other, the signal delay at that point causes the actual Y selection operation to be delayed.

メモリアレイでの読み出しのための信号伝達経路を見ると、Yデコーダがチップの中央部分に存在するレイアウト手法では、それと反対側のチップ周辺部のメモリマットの相補ビット線からの読み出しを行うときには、上記Y選択信号が伝達されるのに上記メモリアレイを横断するのに要する時間と、上記チップ周辺部のメモリマットの相補ビット線からの読み出し信号が入出力線を通って上記Y選択信号とは逆方向に同じくメモリアレイを横断してメインアンプに伝えられるに要する時間が加わることになる。   Looking at the signal transmission path for reading in the memory array, in the layout method in which the Y decoder exists in the center portion of the chip, when reading from the complementary bit line of the memory mat on the opposite side of the chip, The time required for traversing the memory array for the Y selection signal to be transmitted, and the read signal from the complementary bit line of the memory mat at the periphery of the chip through the input / output line are the Y selection signal. In the opposite direction, the time required to be transmitted to the main amplifier across the memory array is added.

つまり、ワーストケースでは上記メモリアレイを1往復するように信号の流れとなるために遅くなるが、本願発明では、メモリアレイを挟んでメインアンプMAとYデコーダYDECが両側に配置されるため、メモリマットの相補ビット線を選択するための信号伝達経路と、選択された相補ビット線から入出力線を通ってメインアンプMAの入力に至る信号伝達経路との和は、いずれの相補ビット線を選択しようともメモリアレイを横断するだけの信号伝達経路となって上記のように1往復するものの半分に短縮できるものである。   In other words, in the worst case, the signal flow slows down so as to reciprocate once in the memory array. However, in the present invention, the main amplifier MA and the Y decoder YDEC are arranged on both sides across the memory array. The sum of the signal transmission path for selecting the mat complementary bit line and the signal transmission path from the selected complementary bit line to the input of the main amplifier MA through the input / output line selects which complementary bit line. At any rate, it becomes a signal transmission path that only traverses the memory array and can be shortened to half that of one round trip as described above.

上記のようなレイアウトにおいて、更に好都合なことはチップの中央寄りに前記のような端マットがチップ長手方向に並ぶことである。前記のような1交点方式で、センスアンプが千鳥配置した場合には、メモリアレイ端がメモリセルが終わることになる。つまり、従来のような2交点方式では、メモリアレイ端がセンスアンプが終わるために、Y選択線が上記センスアンプの部分まで延長させる必要があるが、この実施例のような1交点方式のものでは、メモリセルで終わるために上記Y選択線は通常マットと端マットの間に設けられるセンスアンプ列で終端せることができる。   In the layout as described above, it is more convenient that the end mats are arranged in the longitudinal direction of the chip near the center of the chip. When the sense amplifiers are arranged in a staggered manner by the one-intersection method as described above, the memory cell ends at the memory array end. That is, in the conventional two-intersection method, since the sense amplifier ends at the end of the memory array, it is necessary to extend the Y selection line to the sense amplifier portion. In order to end with the memory cell, the Y selection line can be terminated with a sense amplifier row provided between the normal mat and the end mat.

この構成では、端マットが形成される部分では、Y選択線が存在しないことを意味する。この結果、図3の断面図において、第2層目のメタル配線層M2と第3層目のメタル配線層は、Y選択線とメインワード線とに用いらるものであるが、上記端マット上においてY選択線として用いる第2層目又は第3層目の配線のいずれかが空き状態になる。そこで、端マット上の上記Y選択線に対応した第2層目又は第3層目の配線を、中央部分に設けられた周辺回路用の信号配線として利用するものである。   This configuration means that there is no Y selection line in the portion where the end mat is formed. As a result, in the cross-sectional view of FIG. 3, the second metal wiring layer M2 and the third metal wiring layer are used for the Y selection line and the main word line. Either the second layer wiring or the third layer wiring used as the Y selection line on the upper side becomes free. Therefore, the second or third layer wiring corresponding to the Y selection line on the end mat is used as a signal wiring for a peripheral circuit provided in the central portion.

ダイナミック型RAMの多機能化に伴い、チップ中央部に設けられる主辺回路においては、メモリアレイのような規則的な回路構成ではなく、ランダム論理回路で構成されるものであり、信号線が複雑に形成される必要がある。つまり、ダイナミック型RAMにおいて、配線が最も混み合って、多数の信号線を必要とする領域である。したがって、上記端マット上を上記配線領域として用いることにより、チップ中央領域の配線本数を実質的に低減できる。ちなみに、前記のようなマット構成において、約100本程度の信号線を形成することができ、周辺回路において、上記端マットの配列方向に延長される配線は最も多い所で200本程度であるので、上記端マットを配線領域として用いることの意義は大きい。   As the dynamic RAM becomes multifunctional, the main side circuit provided in the center of the chip is not a regular circuit configuration like a memory array, but a random logic circuit, and the signal lines are complicated. Need to be formed. That is, in the dynamic RAM, the wiring is the most crowded area and requires a large number of signal lines. Therefore, the number of wirings in the chip central region can be substantially reduced by using the end mat as the wiring region. Incidentally, in the mat configuration as described above, about 100 signal lines can be formed, and in the peripheral circuit, the number of wirings extending in the end mat arrangement direction is the largest at about 200. The use of the end mat as a wiring region is significant.

図25には、この発明に係るダイナミック型RAMの一実施例の全体ブロック図が示されている。制御入力信号は、ロウアドレスストローブ信号/RAS、カラムアドレスストローブ信号/CAS、ライトイネーブル信号/WE及び出力イネーブル信号/OEとされる。ここで、/はロウレベルがアクティブレベルを表す論理記号のオーバーバーに対応している。Xアドレス信号とYアドレス信号は、共通のアドレス端子Addからロウアドレスストローブ信号/RASとカラムアドレスストローブ信号/CASに同期して時系列的に入力される。   FIG. 25 shows an overall block diagram of an embodiment of the dynamic RAM according to the present invention. The control input signals are a row address strobe signal / RAS, a column address strobe signal / CAS, a write enable signal / WE, and an output enable signal / OE. Here, / corresponds to an overbar of a logical symbol where the low level represents the active level. The X address signal and the Y address signal are input from a common address terminal Add in time series in synchronization with the row address strobe signal / RAS and the column address strobe signal / CAS.

アドレスバッファを通して入力されたXアドレス信号とYアドレス信号とは、ラッチ回路にそれぞれ取り込まれる。ラッチ回路に取り込まれたXアドレス信号は、前記のようなプリデコーダにより供給され、その出力信号がXデコーダに供給されてワード線WLの選択信号が形成される。ワード線の選択動作により、メモリアレイの相補ビット線には上記のような読み出し信号が現れ、センスアンプにより増幅動作が行われる。ラッチ回路に取り込まれたYアドレス信号は、前記のようなプリデコーダに供給され、その出力信号がYデコーダに供給されてビット線DLの選択信号が形成される。X救済回路及びY救済回路は、不良アドレスの記憶動作と、記憶された不良アドレスと上記取り込まれたアドレス信号とを比較し、一致なら予備のワード線又はビット線の選択をXデコーダ及びYデコーダに指示するとともに、正規ワード線又は正規ビット線の選択動作を禁止させる。   The X address signal and the Y address signal input through the address buffer are respectively taken into the latch circuits. The X address signal taken into the latch circuit is supplied by the predecoder as described above, and the output signal is supplied to the X decoder to form a selection signal for the word line WL. The read signal as described above appears on the complementary bit lines of the memory array by the word line selection operation, and the amplification operation is performed by the sense amplifier. The Y address signal taken into the latch circuit is supplied to the predecoder as described above, and the output signal is supplied to the Y decoder to form a selection signal for the bit line DL. The X relief circuit and the Y relief circuit compare the storage operation of the defective address with the stored defective address and the captured address signal, and if they match, select the spare word line or bit line to select the X decoder and Y decoder. And the selection operation of the normal word line or the normal bit line is prohibited.

センスアンプで増幅された記憶情報は、図示しないカラムスイッチ回路により選択されものが共通入出力線に接続されてメインアンプに伝えられる。このメインアンプは、特に制限されないが、書き込み回路も兼ねたアンプとされる。つまり、読み出し動作のときには、Yスイッチ回路を通して読み出された読み出し信号を増幅して、出力バッファを通して外部端子I/Oから出力させる。書き込み動作のときには、外部端子I/Oから入力された書き込み信号が入力バッファを介して取り込まれ、メインアンプを介して共通入出力線及び選択ビット線に伝えられ、選択ビット線では上記センスアンプの増幅動作により書き込み信号が伝えられてメモリセルのキャパシタにそれに対応した電荷が保持される。   The stored information amplified by the sense amplifier is selected by a column switch circuit (not shown) and connected to the common input / output line and transmitted to the main amplifier. The main amplifier is not particularly limited, but is an amplifier that also serves as a writing circuit. That is, during the read operation, the read signal read through the Y switch circuit is amplified and output from the external terminal I / O through the output buffer. In the write operation, a write signal input from the external terminal I / O is taken in via the input buffer and transmitted to the common input / output line and the selected bit line via the main amplifier. The write signal is transmitted by the amplification operation, and the charge corresponding to the signal is held in the capacitor of the memory cell.

クロック発生回路(メインコントロール回路)は、上記信号/RASと/CASに対応して入力されたアドレス信号の取り込み制御タイミング信号や、センスアンプの動作タイミング信号等のように、メモリセルの選択動作に必要な各種のタイミング信号を発生させる。内部電源発生回路は、電源端子から供給されたVccとVssのような動作電圧を受け、上記プレート電圧、Vcc/2のようなプリチャージ電圧、内部昇圧電圧VCH、内部降圧電圧VDL、基板バックバイアス電圧VBBのようり各種内部電圧を発生させる。リフレッシュカウンタは、リフモードにされたときにリフレッシュ用のアドレス信号を生成してX系の選択動作に用いられる。   The clock generation circuit (main control circuit) performs a memory cell selection operation such as an address signal fetch control timing signal input corresponding to the signals / RAS and / CAS, an operation timing signal of a sense amplifier, and the like. Various necessary timing signals are generated. The internal power supply generation circuit receives operating voltages such as Vcc and Vss supplied from the power supply terminal, and receives the plate voltage, precharge voltage such as Vcc / 2, internal boosted voltage VCH, internal buck voltage VDL, and substrate back bias. Various internal voltages such as the voltage VBB are generated. The refresh counter generates a refresh address signal when the riff mode is set, and is used for an X-system selection operation.

この実施例では、端マット制御回路が設けられる。つまり、端マットからもデータの読み出しや書き込みを行なうようにした場合、端マットを選択するときにはそれぞれに対応した2本のワード線を選択するようにするとともに、それに対応してメインアンプの切り換えや、前記のようなデータの衝突を避けるようにIOスイッチ回路の切り換えも合わせて行なうものである。端マットを冗長回路として用いる場合には、X救済回路からの信号によって端マットのワード線の選択が行なわれるために、端マット制御回路をそれに置き換えることができる。   In this embodiment, an end mat control circuit is provided. In other words, when data is read or written from the end mat, when selecting the end mat, two word lines corresponding to each are selected, and switching of the main amplifier is performed correspondingly. The switching of the IO switch circuit is also performed so as to avoid the collision of data as described above. When the end mat is used as a redundancy circuit, the word line of the end mat is selected by a signal from the X relief circuit, so that the end mat control circuit can be replaced with it.

上記の実施例から得られる作用効果は、下記の通りである。
(1) 複数のビット線と、複数のワード線と、上記複数のビット線と上記複数のワード線に結合された複数のメモリセルを含むメモリマットの複数個を上記ビット線方向に配置し、上記ビット線方向に配置されたメモリマット間の領域に設けられ、かかるメモリマットに設けられる半分のビット線に対して入出力ノードが接続されてなる複数のラッチ回路を含むセンスアンプ列を設けてなり、上記ビット線方向における両端部を除く通常メモリマットについては、いずれか1つのメモリマットのワード線を活性化し、上記ビット線方向における両端部に設けられた端メモリマットについは、両方のメモリマットのワード線を同時に活性化することにより、センスアンプの動作マージンを確保しつつ、端マットの有効利用によってビット当たりの占有面積を小さくすることができるという効果が得られる。
The effects obtained from the above embodiment are as follows.
(1) A plurality of memory mats including a plurality of bit lines, a plurality of word lines, the plurality of bit lines and a plurality of memory cells coupled to the plurality of word lines are arranged in the bit line direction; Provided in a region between the memory mats arranged in the bit line direction and provided with a sense amplifier array including a plurality of latch circuits in which input / output nodes are connected to half of the bit lines provided in the memory mat. Thus, for the normal memory mat excluding both ends in the bit line direction, the word line of any one of the memory mats is activated, and the end memory mat provided at both ends in the bit line direction is both memory By simultaneously activating the word lines of the mat, while ensuring the operating margin of the sense amplifier, it is possible to use the end mat effectively The effect that the occupied area can be reduced can be obtained.

(2) 上記に加えて、上記端メモリマットのビット線を、上記通常メモリマットのビット線におけるビット線ピッチの2本分を用いて形成し、そのビット延長方向の長さが通常メモリマットのビット線の延長方向の長さより短くすることによって端マットが占有面積を小さくすることができるという効果が得られる。   (2) In addition to the above, the bit line of the end memory mat is formed using two bit line pitches of the bit line of the normal memory mat, and the length in the bit extension direction is the same as that of the normal memory mat. By making it shorter than the length in the extending direction of the bit line, an effect that the end mat can reduce the occupied area can be obtained.

(3) 上記に加えて、上記端メモリマットのビット線を、上記センスアンプ列のラッチ回路との接続部から通常メモリマットの半分以上の距離で折り返すよう形成することによって、端マットの占有面積を小さくしつつ、端マットからも記憶情報を読み出すようにしたときに信号量を大きくすることができるという効果が得られる。   (3) In addition to the above, by forming the bit line of the end memory mat so as to be folded back at a distance of more than half of the normal memory mat from the connection portion with the latch circuit of the sense amplifier row, the area occupied by the end mat The signal amount can be increased when the stored information is read out from the end mat while reducing the signal.

(4) 上記に加えて、上記端メモリマットのビット線を、上記センスアンプ列のラッチ回路との接続部からビット線ピッチの2倍の間隔をもって分岐し、通常メモリマットのビット線の半分の長さで延長される2本からなる第1ビット線対と、上記センスアンプ列のラッチ回路との接続部から通常のメモリマットのビット線の半分の長さまで直線的に延長し、そこから上記第1ビット線対に挟まれるように折り返されてなる第2ビット線との組み合わせで構成することにより、位相シフト法により配線を形成したときに第1と第2ビット線を一体的に形成することができるという効果が得られる。   (4) In addition to the above, the bit line of the end memory mat is branched from the connection portion with the latch circuit of the sense amplifier row at an interval twice the bit line pitch, and is half of the bit line of the normal memory mat. It extends linearly from the connecting portion between the two first bit line pairs extending in length and the latch circuit of the sense amplifier row to half the length of the bit line of the normal memory mat, and from there The first and second bit lines are integrally formed when the wiring is formed by the phase shift method by being configured with a combination with the second bit line folded back so as to be sandwiched between the first bit line pair. The effect that it can be obtained.

(5) 上記に加えて、上記端メモリマットのワード線を、1つのビット線に接続された2つのメモリセルのMOSFETのゲートを接続することによって、端マットの占有面積を小さくしつつ、端マットからも記憶情報を読み出すようにしたときに信号量を大きくすることができるという効果が得られる。   (5) In addition to the above, the word line of the end memory mat is connected to the gates of MOSFETs of two memory cells connected to one bit line, thereby reducing the area occupied by the end mat. When the stored information is read from the mat, the signal amount can be increased.

(6) 上記に加えて、上記センスアンプ列に沿って第1相補入出力線と、それにセンスアンプの動作電圧の中間電圧に対応したプリチャージ電圧を供給するプリチャージ回路とカラム選択スイッチMOSFETとを設けることにより、メモリセルを選択するために必要な各素子を合理的に配置することができるという効果が得られる。   (6) In addition to the above, a first complementary input / output line along the sense amplifier row, a precharge circuit for supplying a precharge voltage corresponding to an intermediate voltage of the operation voltage of the sense amplifier, and a column selection switch MOSFET, As a result, it is possible to rationally arrange each element necessary for selecting a memory cell.

(7) 上記に加えて、上記複数のメモリマットに対応して上記第2相補入出力線の1と2を共通に設け、一方の端メモリマットに対応したセンスアンプ列に設けられた第1相補入出力線は、上記第2相補入出力線の1に接続され、他方の端メモリマットに対応したセンスアンプ列に設けられた第1相補入出力線を通常メモリマットのビット線が選択されたときには上記第2相補入出力線の1に接続し、上記端メモリマットのビット線が選択されたときとには上記2相補入出力線の2に接続する切り換えスイッチが設けることにより、端マットに対してもデータの衝突を防止つつ、書き込みと読み出しデータの入出力を行なうことができるという効果が得られる。   (7) In addition to the above, the first complementary input / output lines 1 and 2 are provided in common corresponding to the plurality of memory mats, and the first amplifier provided in the sense amplifier row corresponding to one end memory mat. The complementary input / output line is connected to 1 of the second complementary input / output line, and the bit line of the normal memory mat is selected as the first complementary input / output line provided in the sense amplifier row corresponding to the other end memory mat. When the bit line of the second complementary input / output line is selected, a switch is connected to the second complementary input / output line 2 when the bit line of the second memory input / output line is selected. As a result, it is possible to input and output write and read data while preventing data collision.

(8) 上記に加えて、上記ビット線の延長方向に配列されたメモリマットのうち、中央部に設けられた中央メモリマットを中心にしてワード線を実質的に2組に分割し、かかる中央メモリマットのうちの半分のビット線と上記端メモリマットのビット線とを組み合わせてメモリセルの選択動作を行なうことにより、より多数のメモリセルに対してデータの入出力を行なうことができるという効果がえられる。   (8) In addition to the above, among the memory mats arranged in the extending direction of the bit lines, the word line is substantially divided into two sets around the central memory mat provided in the center, and the center The effect of being able to input / output data to a larger number of memory cells by combining the bit lines of half of the memory mats and the bit lines of the end memory mat to perform the memory cell selection operation. Can be obtained.

(9) 上記に加えて、上記端メモリマットのワード線が選択されたときは、センスアンプの増幅速度を遅くなるようにタイミング制御を行なうことにより、通常マットからの読み出し動作を合わせるようにすることができるという効果が得られる。   (9) In addition to the above, when the word line of the end memory mat is selected, timing control is performed so as to slow down the amplification speed of the sense amplifier so that the read operation from the normal mat is matched. The effect that it can be obtained.

(10) 上記に加えて、上記ワード線をメインワード線と、かかるメインワード線の延長方向において複数に分割されてなるサブワード線との階層構成とし、上記分割されたサブワード線に対応してサブワードドライバを設け、上記サブワード線を上記メインワード線に対して複数を割り当て、上記サブワードドライバを、上記メインワード線の信号とサブワード選択線の信号とを受けて上記複数のうちの1つのサブワード線を選択することにより、メインワード線の数を減らすことができるという効果が得られる。   (10) In addition to the above, the word line has a hierarchical configuration of a main word line and a sub word line divided into a plurality in the extending direction of the main word line, and a sub word corresponding to the divided sub word line. A driver is provided, and a plurality of the sub word lines are assigned to the main word line, and the sub word driver receives a signal of the main word line and a signal of the sub word selection line and assigns one of the plurality of sub word lines to the main word line. By selecting, the effect of reducing the number of main word lines can be obtained.

(11) 上記に加えて、上記端メモリマットに設けられるメモリセルを、不良メモリセルの救済に用いられる冗長用メモリセルとして用いることにより、その大きな信号量によって不良ワード線の救済効率を高くすることができるという効果が得られる。   (11) In addition to the above, by using the memory cell provided in the end memory mat as a redundant memory cell used for repairing a defective memory cell, the repair efficiency of the defective word line is increased by the large signal amount. The effect that it can be obtained.

(12)上記に加えて、上記端メモリマットに対応して設けられるロウ系選択回路におけるワード線選択の準備動作を、通常メモリマットに設けられるロウ系選択回路におけるワード線選択の準備動作と同じタイミングで行なうことにより、メモリアクセスの高速化を図ることができるという効果が得られる。   (12) In addition to the above, the word line selection preparation operation in the row selection circuit provided corresponding to the end memory mat is the same as the word line selection preparation operation in the row selection circuit provided in the normal memory mat. By performing at the timing, it is possible to increase the memory access speed.

(13) 上記に加えて、上記端メモリマットに設けられるメモリセルを、不良メモリセルの救済に用いられる冗長用メモリセルとして用い、サブワード選択線の駆動回路を、サブワードドライバが形成される一部の領域に形成し、かかる駆動回路に対応した端メモリマットに設けられるビット線をダミーワード線とすることにより、端マットの選択回路の占有面積を小さくすることができるという効果が得られる。   (13) In addition to the above, a memory cell provided in the end memory mat is used as a redundant memory cell used for repairing a defective memory cell, and a subword selection line driving circuit is formed in a part of the subword driver. By forming the bit line provided in the end memory mat corresponding to the driving circuit as a dummy word line, the area occupied by the end mat selection circuit can be reduced.

(14) 複数のビット線と、複数のワード線と、上記複数のビット線と上記複数のワード線に結合された複数のメモリセルを含むメモリマットの複数個を上記ビット線方向に配置し、上記ビット線方向に配置されたメモリマット間の領域に設けられ、かかるメモリマットに設けられる半分のビット線に対して入出力ノードが接続されてなる複数のラッチ回路を含むセンスアンプ列を設けてなり、上記両端部に設けられた端メモリマットについは、上記MOSFETをオフ状態に維持する固定電圧としてかかるビット線を参照電圧を形成するために用いるとともに、上記通常メモリマットのビット線におけるビット線ピッチの2本分を用いて、その全体の長さ及び接続されるメモリセルの数が実質的に通常メモリマットのビット線と同じくなるようにすることにより、センスアンプの動作マージンの確保を図りつつ、占有面積を小さくすることができるという効果が得られる。   (14) A plurality of memory mats including a plurality of bit lines, a plurality of word lines, the plurality of bit lines and a plurality of memory cells coupled to the plurality of word lines are arranged in the bit line direction; Provided in a region between the memory mats arranged in the bit line direction and provided with a sense amplifier array including a plurality of latch circuits in which input / output nodes are connected to half of the bit lines provided in the memory mat. Thus, for the end memory mats provided at both ends, the bit line used as a fixed voltage for keeping the MOSFET off is used to form a reference voltage, and the bit lines in the bit lines of the normal memory mat are used. Using two pitches, the overall length and the number of connected memory cells are substantially the same as the bit lines of a normal memory mat. By way while achieving securing of the operation margin of the sense amplifier, there is an advantage that it is possible to reduce an area.

(15) 上記端メモリマットのビット線を、上記センスアンプ列のラッチ回路との接続部から通常メモリマットの半分の距離で折り返すよう形成することによって、センスアンプの動作マージンの確保を図りつつ、占有面積を小さくすることができるという効果が得られる。   (15) The bit line of the end memory mat is formed so as to be folded back at a half distance of the normal memory mat from the connection portion with the latch circuit of the sense amplifier row, thereby securing an operation margin of the sense amplifier, The effect that the occupied area can be reduced is obtained.

(16) 上記に加えて、上記端メモリマットのビット線を、上記センスアンプ列のラッチ回路との接続部からビット線ピッチの2倍の間隔をもって分岐し、通常メモリマットのビット線の半分の長さで延長される2本からなる第1ビット線対と、上記センスアンプ列のラッチ回路との接続部から通常のメモリマットのビット線の半分の長さまで直線的に延長し、そこから上記第1ビット線対に挟まれるように折り返されてなる第2ビット線との組み合わせで構成することにより、位相シフト法により配線を形成したときにも第1と第2ビット線を一体的に形成することができるという効果が得られる。   (16) In addition to the above, the bit line of the end memory mat is branched from the connection portion with the latch circuit of the sense amplifier row at an interval of twice the bit line pitch, and half the bit line of the normal memory mat It extends linearly from the connecting portion between the two first bit line pairs extending in length and the latch circuit of the sense amplifier row to half the length of the bit line of the normal memory mat, and from there The first and second bit lines are integrally formed even when the wiring is formed by the phase shift method by being configured with a combination with the second bit line folded back so as to be sandwiched between the first bit line pair. The effect that it can do is acquired.

(17) 上記に加えて、ビット線方向及びワード線方向に複数組のメモリマットを設けられて1つのメモリアレイを構成し、上記メモリアレイの少なくもと2つが半導体チップに搭載されて、かかる半導体チップの端部に対応したメモリアレイにおける一方の端メモリマットに隣接して上記ビット線の選択信号を形成するカラム選択回路を設け、他方の端メモリマット上における上記ビット線の選択信号を伝える配線層と同じ配線層を、上記2つのメモリアレイに挟まれた半導体チップ中央部に設けられた周辺回路の配線層の一部として用いることより、上記2つのメモリアレイに挟まれたチップ中央部の配線の緩和を図ることができるという効果が得られる。   (17) In addition to the above, a plurality of memory mats are provided in the bit line direction and the word line direction to form one memory array, and at least two of the memory arrays are mounted on a semiconductor chip. A column selection circuit for forming the bit line selection signal is provided adjacent to one end memory mat in the memory array corresponding to the end of the semiconductor chip, and transmits the bit line selection signal on the other end memory mat. By using the same wiring layer as the wiring layer as a part of the wiring layer of the peripheral circuit provided in the central part of the semiconductor chip sandwiched between the two memory arrays, the chip central part sandwiched between the two memory arrays. The effect that the wiring can be relaxed is obtained.

以上本発明者よりなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例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。例えば、ワード線は、前記のような階層ワード線方式の他にメタル層との2層構造等で構成するものであってもよい。ダイナミック型RAMの入出力インターフェイスは、DDR SDRAMやSDRAM等種々のものに適合するようにするものであってもよいし、ダイナミック型RAMはデジタル集積回路に内蔵されるものであってもよい。この発明は、1交点方式でセンスアンプを千鳥構成とするダイナミック型RAMと半導体装置に広く利用することができる。   The invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the invention of the present application is not limited to the embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Nor. For example, the word line may be configured by a two-layer structure with a metal layer in addition to the hierarchical word line system as described above. The input / output interface of the dynamic RAM may be adapted to various types such as DDR SDRAM and SDRAM, and the dynamic RAM may be incorporated in a digital integrated circuit. The present invention can be widely used in a dynamic RAM and a semiconductor device in which sense amplifiers are configured in a staggered configuration with a one-intersection method.

10…メモリチップ、11…アレイ制御回路、12…メインワードドライバ、13…カラムデコーダ、15…メモリマット(メモリマット)、16…センスアンプ、17…サブワードドライバ、18…交差領域、SAA…センスアンプ列、SWDA…サブワードドライバ列、MAT1,MAT2…メモリマット(メモリマット)、SA…センスアンプ、SWD…サブワードドライバ、PL0,PL1…プレート電極、PLSA…配線、MWL…メインワード線、WL…サブワード線、BL…ビット線、ACT…活性領域、TC1,TC2…コンタクト部、SN…蓄積ノード、CONT…コンタクト部、CP…容量絶縁膜、BLCT…コンタクト部、M1〜M3…金属配線層、FX0〜FX7B…サブワード選択線、Q1〜Q32…MOSFET、IV1 ,IV2…インバータ回路、FXD…FXドライバ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Memory chip, 11 ... Array control circuit, 12 ... Main word driver, 13 ... Column decoder, 15 ... Memory mat (memory mat), 16 ... Sense amplifier, 17 ... Subword driver, 18 ... Crossing area, SAA ... Sense amplifier Column, SWDA ... subword driver column, MAT1, MAT2 ... memory mat (memory mat), SA ... sense amplifier, SWD ... subword driver, PL0, PL1 ... plate electrode, PLSA ... wiring, MWL ... main word line, WL ... subword line , BL ... bit line, ACT ... active region, TC1, TC2 ... contact part, SN ... storage node, CONT ... contact part, CP ... capacitive insulating film, BLCT ... contact part, M1 to M3 ... metal wiring layer, FX0 to FX7B ... subword selection line, Q1 to Q32 ... MOSFE , IV1, IV2 ... inverter circuit, FXD ... FX driver.

Claims (11)

複数のビット線と、複数のワード線と、上記複数のビット線と上記複数のワード線に結合された複数のメモリセルを含むメモリマットの複数個が上記ビット線方向に配置されてなり、
上記複数メモリセルの各々は、第1及び第2電極を有する容量と、上記複数のワード線のうちの対応する1つに結合されたゲートと、その一方が上記複数の1ビット線のうちの対応する1つに結合され、その他方が上記容量の上記第1電極に結合されたソース−ドレイン経路とを有すMOSFETとからなり
上記ビット線方向に配置されたメモリマット間の領域に設けられ、それを挟んで設けられるメモリマットに設けられる半分のビット線に対して入出力ノードが接続されてなる複数のラッチ回路を含むセンスアンプ列を備え、上記ビット線方向における両端部を除く通常メモリマットについては、いずれか1つのメモリマットのワード線を活性化し、上記ビット線方向における両端部に設けられた端メモリマットについは、上記MOSFETをオフ状態に維持する固定電圧としてかかるビット線を参照電圧を形成するために用いるとともに、上記通常メモリマットのビット線におけるビット線ピッチの2本分を用いて、その全体の長さ及び接続されるメモリセルの数が実質的に通常メモリマットのビット線と同じくなるようにされてなることを特徴とするダイナミック型RAM。
A plurality of memory mats including a plurality of bit lines, a plurality of word lines, a plurality of memory cells coupled to the plurality of bit lines and the plurality of word lines are arranged in the bit line direction,
Each of the plurality of memory cells includes a capacitor having first and second electrodes, a gate coupled to a corresponding one of the plurality of word lines, one of which is one of the plurality of one bit lines. It consists of a MOSFET which have a drain passage, - coupled to a corresponding one, the other of the source coupled to the first electrode of the capacitor
Sense including a plurality of latch circuits provided in an area between the memory mats arranged in the bit line direction and having input / output nodes connected to half bit lines provided in the memory mat provided therebetween For a normal memory mat including an amplifier row and excluding both ends in the bit line direction, the word line of any one of the memory mats is activated, and the end memory mat provided at both ends in the bit line direction is The bit line used as a fixed voltage for maintaining the MOSFET in the off state is used for forming a reference voltage, and the total length and length of the bit line pitch in the bit line of the normal memory mat are used. The number of memory cells to be connected is usually made to be the same as the bit line of the memory mat. Dynamic RAM and butterflies.
請求項1において、
上記端メモリマットのビット線は、上記センスアンプ列のラッチ回路との接続部から通常メモリマットの半分の距離で折り返すよう形成されてなることを特徴とするダイナミック型RAM。
In claim 1,
The dynamic RAM, wherein the bit line of the end memory mat is formed so as to be folded back at a distance half of that of the normal memory mat from a connection portion with the latch circuit of the sense amplifier row.
請求項2において、
上記端メモリマットのビット線は、
上記センスアンプ列のラッチ回路との接続部からビット線ピッチの2倍の間隔をもって分岐し、通常メモリマットのビット線の半分の長さで延長される2本からなる第1ビット線対と、
上記センスアンプ列のラッチ回路との接続部から通常のメモリマットのビット線の半分の長さまで直線的に延長し、そこから上記第1ビット線対に挟まれるように折り返されてなる第2ビット線との組み合わせで構成されてなることを特徴とするダイナミック型RAM。
In claim 2,
The bit line of the end memory mat is
A first bit line pair consisting of two branches that branch from the connection portion of the sense amplifier row to the latch circuit at an interval of twice the bit line pitch, and are extended by half the length of the bit line of the normal memory mat;
A second bit that extends linearly from the connection with the latch circuit of the sense amplifier row to half the length of a bit line of a normal memory mat and is folded back so as to be sandwiched between the first bit line pair. dynamic RAM, characterized in that formed by a combination of the line.
請求項1ないし3のいずれかにおいて、
上記複数のメモリマット及びセンスアンプ列とサブワードドライバは、ビット線方向及びワード線方向に複数組が設けられて1つのメモリアレイを構成し、
上記メモリアレイの少なくとも2つが半導体チップに搭載されて、かかる半導体チップの端部に対応したメモリアレイにおける一方の端メモリマットに隣接して上記ビット線の選択信号を形成するカラム選択回路を設け、他方の端メモリマット上における上記ビット線の選択信号を伝える配線層と同じ配線層を、上記2つのメモリアレイに挟まれた半導体チップ中央部に設けられた周辺回路の配線層の一部として用いることを特徴とするダイナミック型RAM。
In any of claims 1 to 3,
The plurality of memory mats, sense amplifier arrays, and sub word drivers are provided in a plurality of sets in the bit line direction and the word line direction to constitute one memory array,
At least two of the memory arrays are mounted on a semiconductor chip, and a column selection circuit for forming a selection signal for the bit line is provided adjacent to one end memory mat in the memory array corresponding to the end of the semiconductor chip, The same wiring layer as the wiring layer for transmitting the bit line selection signal on the other end memory mat is used as a part of the wiring layer of the peripheral circuit provided in the central part of the semiconductor chip sandwiched between the two memory arrays. A dynamic RAM characterized by that.
第1方向に延びる複数の第1ビット線と、複数の第1ワード線と、上記複数の第1ビット線と上記複数の第1ワード線に結合された複数の第1メモリセルを含む第1メモリマットと、
上記第1方向に延びる複数の第2ビット線を含む第2メモリマットと、上記第1メモリマットと上記第2メモリマットとの間の領域に形成される複数の第1センスアンプとを含み、
上記複数の第1センスアンプの各々は、上記複数の第1ビット線のうちの対応する1つのビット線と上記複数の第2ビット線のうちの対応する2つのビット線に結合され、上記複数の第2ビット線の上記第1方向の長さは、上記複数の第1ビット線の上記第1方向の長さよりも短いことを特徴とする半導体装置。
A plurality of first bit lines extending in a first direction; a plurality of first word lines; and a plurality of first memory cells coupled to the plurality of first bit lines and the plurality of first word lines. A memory mat,
A second memory mat including a plurality of second bit lines extending in the first direction; and a plurality of first sense amplifiers formed in a region between the first memory mat and the second memory mat;
Each of the plurality of first sense amplifiers is coupled to one corresponding bit line of the plurality of first bit lines and two corresponding bit lines of the plurality of second bit lines, A length of the second bit line in the first direction is shorter than a length of the plurality of first bit lines in the first direction.
請求項5において、
上記第1メモリマットは、上記第1方向に延びる複数の第3ビット線と、上記複数の第1ワード線と上記複数の第3ビット線に結合された複数の第2メモリセルとを更に含み、
上記半導体装置は、上記第1方向に延びる複数の第4ビット線と、複数の第2ワード線と、上記複数の第4ビット線と上記複数の第2ワード線に結合された複数の第3メモリセルとを含む第3メモリマットと、
上記第1メモリマットと上記第3メモリマットとの間の領域に形成される複数の第2センスアンプとを更に含み、
上記複数の第2センスアンプの各々は、上記複数の第3ビット線のうちの対応する1つのビット線と上記複数の第4ビット線のうちの対応する1つのビット線に結合され、
上記複数の第1ビット線と上記複数の第3ビット線は、上記第l方向に垂直な方向において交互に配置されることを特徴とする半導体装置。
In claim 5,
The first memory mat further includes a plurality of third bit lines extending in the first direction, a plurality of first word lines, and a plurality of second memory cells coupled to the plurality of third bit lines. ,
The semiconductor device includes a plurality of fourth bit lines extending in the first direction, a plurality of second word lines, a plurality of fourth bit lines, and a plurality of third word lines coupled to the plurality of second word lines. A third memory mat including memory cells;
A plurality of second sense amplifiers formed in a region between the first memory mat and the third memory mat;
Each of the plurality of second sense amplifiers is coupled to a corresponding one of the plurality of third bit lines and a corresponding one of the plurality of fourth bit lines,
The semiconductor device, wherein the plurality of first bit lines and the plurality of third bit lines are alternately arranged in a direction perpendicular to the l-th direction.
請求項6において、
上記複数の第1メモリセルの各々は、一対の電極を有する第1容量と、上記複数の第1ワード線のうちの対応する1つに結合されたゲートと、その一方が上記複数の第1ビット線のうちの対応する1つに詰合されその他方が上記第1容量の上記一対の電極の一方に結合されたソース−ドレイン経路とを有する第1トランジスタとを含み、
上記複数の第2メモリセルの各々は、一対の電極を有する第2容量と、上記複数の第1ワード線のうちの対応する1つに結合されたゲートと、その一方が上記複数の第3ビット線のうちの対応する1つに結合されその他方が上記第2容量の上記一対の電極の一方に結合されたソース−ドレイン経路とを有する第2トランジスタとを含み、
上記複数の第3メモリセルの各々は、一対の電極を有する第3容量と、上記複数の第2ワード線のうちの対応する1つに結合されたゲートと、その一方が上記複数の第4ビット線のうちの対応する1つに結合されその他方が上記第3容量の上記一対の電極の一方に結合されたソース−ドレイン経路とを有する第3トランジスタとを含むことを特徴とする半導体装置。
In claim 6,
Each of the plurality of first memory cells includes a first capacitor having a pair of electrodes, a gate coupled to a corresponding one of the plurality of first word lines, one of which is the plurality of first memories. A first transistor having a source-drain path that is plugged into a corresponding one of the bit lines and the other is coupled to one of the pair of electrodes of the first capacitor;
Each of the plurality of second memory cells includes a second capacitor having a pair of electrodes, a gate coupled to a corresponding one of the plurality of first word lines, and one of the plurality of third memory cells being the plurality of third memory cells. A second transistor having a source-drain path coupled to a corresponding one of the bit lines and the other coupled to one of the pair of electrodes of the second capacitor;
Each of the plurality of third memory cells includes a third capacitor having a pair of electrodes, a gate coupled to a corresponding one of the plurality of second word lines, one of which is the plurality of fourth memory cells. And a third transistor having a source-drain path coupled to a corresponding one of the bit lines and the other coupled to one of the pair of electrodes of the third capacitor. .
請求項5において、
上記複数の第2ビット線の上記第1方向の長さは、上記複数の第1ビット線の上記第1方向の長さの半分であることを特徴とする半導体装置。
In claim 5,
The length of the plurality of second bit lines in the first direction is half the length of the plurality of first bit lines in the first direction.
第1方向に延びる複数の第1ビット線と、複数の第1ワード線と、上記複数の第1ビット線と上記複数の第1ワード線に結合された複数の第1メモリセルとを含む第1メモリマットと、
上記第1方向に延びる複数の第2ビット線と、複数の第2ワード線と、上記複数の第2ビット線と上記複数の第2ワード線との交点に結合された複数の第2メモリセルとを含む第2メモリマットと、
上記第1メモリマットと上記第2メモリマットとの間の領域に形成される複数の第1センスアンプとを含み、上記複数の第1センスアンプの各々は、上記複数の第1ビット線のうちの対応する1つのビット線と上記複数の第2ビット線のうちの対応する2つのビット線に結合され、
上記複数の第1メモリセルの各々は、一対の電極を有する第1容量と、上記複数の第1ワード線のうちの対応する1つに結合されたゲートと、その一方が上記複数の第1ビット線のうちの対応する1つに結合されその他方が上記第1容量の上記一対の電極のうちの一方に結合されたソース−ドレイン経路とを有する第1トランジスタとを含み、
上記複数の第2メモリセルの各々は、一対の電極を有する第2容量と、上記複数の第2ワード線のうちの対応する1つに結合されたゲートと、その一方が上記複数の第2ビット線のうちの対応する1つに結合されその他方が上記第2容量の上記一対の電極のうちの一方に結合されたソース−ドレイン経路とを有する第2トランジスタとを含み、
上記複数の第2ビット線の上記第1方向の長さは、上記複数の第1ビット線の上記第1方向の長さよりも短いことを特徴とする半導体装置。
A plurality of first bit lines extending in a first direction; a plurality of first word lines; a plurality of first bit lines; and a plurality of first memory cells coupled to the plurality of first word lines. 1 memory mat,
A plurality of second memory cells coupled to intersections of the plurality of second bit lines extending in the first direction, the plurality of second word lines, and the plurality of second bit lines and the plurality of second word lines. A second memory mat including:
A plurality of first sense amplifiers formed in a region between the first memory mat and the second memory mat, and each of the plurality of first sense amplifiers includes one of the plurality of first bit lines. One corresponding bit line and two corresponding bit lines of the plurality of second bit lines,
Each of the plurality of first memory cells includes a first capacitor having a pair of electrodes, a gate coupled to a corresponding one of the plurality of first word lines, one of which is the plurality of first memories. A first transistor having a source-drain path coupled to a corresponding one of the bit lines and the other coupled to one of the pair of electrodes of the first capacitor;
Each of the plurality of second memory cells includes a second capacitor having a pair of electrodes, a gate coupled to a corresponding one of the plurality of second word lines, one of which is the plurality of second memory cells. A second transistor coupled to a corresponding one of the bit lines and the other having a source-drain path coupled to one of the pair of electrodes of the second capacitor;
The length of the plurality of second bit lines in the first direction is shorter than the length of the plurality of first bit lines in the first direction.
請求項9において、
上記第1メモリマットは、上記第1方向に延びる複数の第3ビット線と、上記複数の第1ワード線と上記複数の第3ビット線に結合された複数の第3メモリセルを更に含み、
上記半導体装置は、上記第1方向に延びる複数の第4ビット線と、複数の第3ワード線と、上記複数の第4ビット線と上記複数の第3ワード線に結合された複数の第4メモリセルを含む第3メモリマットと、
上記第1メモリマットと上記第3メモリマットとの間の領域に形成される複数の第2センスアンプとを更に含み、
上記複数の第2センスアンプの各々は、上記複数の第3ビット線のうちの対応する1つのビット線と上記複数の第4ビット線のうちの対応する1つのビット線に結合され、
上記複数の第3メモリセルの各々は、一対の電極を有する第3容量と、上記複数の第1ワード線のうちの対応する1つに結合されたゲートと、その一方が上記複数の第3ビット線のうちの対応する1つに結合されその他方が上記第3容量の上記一対の電極の一方に結合されたソース−ドレイン経路とを有する第3トランジスタとを含み、
上記複数の第4メモリセルの各々は、一対の電極を有する第4容量と、上記複数の第3ワード線のうちの対応する1つに結合されたゲートと、その一方が上記複数の第4ビット線のうちの対応する1つに結合されその他方が上記第4容量の上記一対の電極の一方に結合されたソース−ドレイン経路とを有する第4トランジスタとを含み、
上記複数の第1ビット線と上記複数の第3ビット線は、上記第1方向に垂直な方向において交互に配置されることを特徴とする半導体装置。
In claim 9,
The first memory mat further includes a plurality of third bit lines extending in the first direction, a plurality of third memory cells coupled to the plurality of first word lines and the plurality of third bit lines,
The semiconductor device includes a plurality of fourth bit lines extending in the first direction, a plurality of third word lines, a plurality of fourth bit lines, and a plurality of fourth word lines coupled to the plurality of third word lines. A third memory mat including memory cells;
A plurality of second sense amplifiers formed in a region between the first memory mat and the third memory mat;
Each of the plurality of second sense amplifiers is coupled to a corresponding one of the plurality of third bit lines and a corresponding one of the plurality of fourth bit lines,
Each of the plurality of third memory cells includes a third capacitor having a pair of electrodes, a gate coupled to a corresponding one of the plurality of first word lines, one of which is the plurality of third capacitors. A third transistor coupled to a corresponding one of the bit lines and the other having a source-drain path coupled to one of the pair of electrodes of the third capacitor ;
Each of the plurality of fourth memory cells includes a fourth capacitor having a pair of electrodes, a gate coupled to a corresponding one of the plurality of third word lines, one of which is the plurality of fourth memory cells. A fourth transistor having a source-drain path coupled to a corresponding one of the bit lines and the other coupled to one of the pair of electrodes of the fourth capacitor;
The plurality of first bit lines and the plurality of third bit lines are alternately arranged in a direction perpendicular to the first direction.
請求項9において、
上記複数の第2ビット線の上記第1方向の長さは、上記複数の第1ビット線の上記第1方向の長さの半分であることを特徴とする半導体装置。
In claim 9,
The length of the plurality of second bit lines in the first direction is half the length of the plurality of first bit lines in the first direction.
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