JP5867092B2 - Semiconductor memory device and writing method thereof - Google Patents

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本発明は、半導体記憶装置及びその書き込み方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor memory device and a writing method thereof.

半導体記憶装置の大容量化・低電力化の要求に伴い、素子の微細化が進展している。しかしながら、近年のスケーリングの進展により、トランジスタの特性ばらつきが増大してSRAMの動作マージンが低下し、ひいては低電源電圧下において安定に書き込みを行うことが困難になっている。   With the demand for larger capacity and lower power consumption of semiconductor memory devices, miniaturization of elements is progressing. However, with the recent progress of scaling, the variation in transistor characteristics increases and the operation margin of the SRAM decreases, which makes it difficult to perform stable writing under a low power supply voltage.

SRAMの書き込み動作を補助するための技術として、書き込み補助回路が積極的に用いられてきている。書き込み補助回路は、大別して2つの方式に分けられる。一方は、メモリセルの電源電圧を下げ、メモリセルのラッチ効果を弱めることでデータを反転しやすく、つまり書き込みやすくする方式である。他方は、書き込み時のゼロ書き込み側のビット線の電位を負電圧にすることでビット線間の電位幅を大きくし、書き込みやすくする方式である。動作電圧の低電圧化の要求に鑑みれば、後者の方式の方がメリットは大きい。   As a technique for assisting the write operation of the SRAM, a write assist circuit has been actively used. The write assist circuit is roughly divided into two systems. On the other hand, the power supply voltage of the memory cell is lowered to weaken the latch effect of the memory cell, thereby making it easier to invert data, that is, to make writing easier. The other is a method of making writing easier by increasing the potential width between the bit lines by setting the potential of the bit line on the zero writing side during writing to a negative voltage. In view of the demand for lower operating voltage, the latter method has more merit.

特開平10−320980号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-320980 特開平11−250670号公報JP-A-11-250670 特開2009−151847号公報JP 2009-151847 A

書き込み時のゼロ書き込み側のビット線の電圧を負電圧にする方式は、ゼロ書き込み側のビット線に接続された容量素子の効果によってゼロ書き込み側のビット線の電位を0Vから負電圧にシフトするものである。しかしながら、この方式では、既存の書き込み回路に加えてビット線に連なる容量と同程度の容量素子をビット毎に追加する必要があり、周辺回路の面積増加が避けられなかった。また、負電圧を発生して印加するための追加の制御回路をもビット毎に準備する必要があり、これも周辺回路の面積増加の原因となっていた。   In the method of making the voltage of the bit line on the zero writing side negative at the time of writing, the potential of the bit line on the zero writing side is shifted from 0 V to a negative voltage by the effect of the capacitor connected to the bit line on the zero writing side. Is. However, in this method, in addition to the existing write circuit, it is necessary to add a capacity element equivalent to the capacity connected to the bit line for each bit, and an increase in the area of the peripheral circuit is inevitable. Also, it is necessary to prepare an additional control circuit for generating and applying a negative voltage for each bit, which also causes an increase in the area of the peripheral circuit.

本発明の目的は、書き込み回路の面積や設計規模の増加を抑制しつつメモリセルの書き込みマージンを改善しうる半導体記憶装置及びその書き込み方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device and a writing method thereof that can improve a write margin of a memory cell while suppressing an increase in the area and design scale of a write circuit.

実施形態の一観点によれば、第1のメモリセルと、前記第1のメモリセルに接続された第1のビット線対と、第2のメモリセルと、前記第2のメモリセルに接続された第2のビット線対と、前記第1のビット線対の一方と前記第2のビット線対の一方との間の接続を制御する第1のスイッチ回路と、前記第1のビット線対の他方と前記第2のビット線対の他方との間の接続を制御する第2のスイッチ回路と、前記第1のビット線対の前記一方及び前記第2のビット線対の前記一方にローレベルの第1の電圧を印加し、前記第1のビット線対の前記他方及び前記第2のビット線対の前記他方にハイレベルの第の電圧を印加し、前記第1のスイッチ回路により前記第1のビット線対の前記一方と前記第2のビット線対の前記一方との間の接続を切り離し、前記第2のスイッチ回路により前記第1のビット線対の前記他方と前記第2のビット線対の前記他方との間の接続を切り離し、前記第2のビット線対の前記他方の電圧を前記第2の電圧よりも低い第3の電圧に降圧することにより前記第2のビット線対の前記他方に容量結合された前記第2のビット線対の前記一方の電圧を前記第1の電圧よりも低い第4の電圧に降圧し、前記第1のスイッチ回路により前記第2のビット線対の前記一方と前記第1のビット線対の前記一方とを接続することにより前記第1のビット線対の前記一方の電圧を前記第1の電圧よりも低い第5の電圧に降圧する書き込み制御回路とを有する半導体記憶装置が提供される。 According to one aspect of the embodiment, the first memory cell, the first bit line pair connected to the first memory cell, the second memory cell, and the second memory cell are connected. A second bit line pair, a first switch circuit for controlling connection between one of the first bit line pair and one of the second bit line pair, and the first bit line pair. A second switch circuit for controlling a connection between the other of the second bit line pair and the other of the second bit line pair, and the one of the first bit line pair and the one of the second bit line pair are low. A first voltage of a level is applied, a second voltage of a high level is applied to the other of the first bit line pair and the other of the second bit line pair, and the first switch circuit A connection between the one of the first bit line pair and the one of the second bit line pair; The second switch circuit disconnects the connection between the other of the first bit line pair and the other of the second bit line pair, and the second switch circuit disconnects the other of the second bit line pair. The voltage of the second bit line pair capacitively coupled to the other of the second bit line pairs is reduced by reducing the voltage to a third voltage lower than the second voltage. The first voltage is stepped down to a fourth voltage lower than the first voltage, and the first switch circuit connects the one of the second bit line pair and the one of the first bit line pair. And a write control circuit for stepping down the one voltage of the pair of bit lines to a fifth voltage lower than the first voltage.

また、実施形態の他の観点によれば、第1のメモリセルと、前記第1のメモリセルに接続された第1のビット線対と、第2のメモリセルと、前記第2のメモリセルに接続された第2のビット線対と、前記第1のビット線対の一方と前記第2のビット線対の一方との間の接続を制御する第1のスイッチ回路と、前記第1のビット線対の他方と前記第2のビット線対の他方との間の接続を制御する第2のスイッチ回路と、前記第1のビット線対の前記一方及び前記第2のビット線対の前記一方にローレベルの第1の電圧を印加し、前記第1のビット線対の前記他方及び前記第2のビット線対の前記他方にハイレベルの第の電圧を印加し、前記第1のスイッチ回路により前記第1のビット線対の前記一方と前記第2のビット線対の前記一方との間の接続を切り離し、前記第2のスイッチ回路により前記第1のビット線対の前記他方と前記第2のビット線対の前記他方との間の接続を切り離し、前記第2のビット線対の前記一方の電圧を前記第1の電圧よりも高い第3の電圧に昇圧することにより前記第2のビット線対の前記一方に容量結合された前記第2のビット線対の前記他方の電圧を前記第2の電圧よりも高い第4の電圧に昇圧し、前記第2のスイッチ回路により前記第2のビット線対の前記他方と前記第1のビット線対の前記他方とを接続することにより前記第1のビット線対の前記他方の電圧を前記第2の電圧よりも高い第5の電圧に昇圧する書き込み制御回路とを有する半導体記憶装置が提供される。 According to another aspect of the embodiment, a first memory cell, a first bit line pair connected to the first memory cell, a second memory cell, and the second memory cell A first switch circuit for controlling a connection between the second bit line pair connected to the first bit line pair, one of the first bit line pair, and one of the second bit line pair; A second switch circuit for controlling a connection between the other of the bit line pair and the other of the second bit line pair; the one of the first bit line pair and the second bit line pair; A low level first voltage is applied to one side, a high level second voltage is applied to the other side of the first bit line pair and the other side of the second bit line pair, and the first A switch circuit connects between the one of the first bit line pair and the one of the second bit line pair. Disconnecting the connection, disconnect the connection between the other of said other and said second bit line pair of said first bit line pair by the second switch circuit, the one of said second bit line pairs The second voltage of the second bit line pair capacitively coupled to the one of the second bit line pairs is boosted to a third voltage higher than the first voltage. The second voltage is boosted to a fourth voltage higher than the second voltage, and the second switch circuit connects the other of the second bit line pair to the other of the first bit line pair. There is provided a semiconductor memory device having a write control circuit for boosting the other voltage of one bit line pair to a fifth voltage higher than the second voltage.

また、実施形態の更に他の観点によれば、第1のメモリセルアレイブロックに属する第1のビット線対と、前記第1のビット線対に接続されたメモリセルと、前記第1のメモリセルアレイブロックに隣接する第2のメモリセルブロックアレイに属する第2のビット線対とを有する半導体記憶装置の書き込み方法であって、前記第1のビット線対の一方及び前記第2のビット線対の一方に第1の電圧を印加し、前記第1のビット線対の他方及び前記第2のビット線対の他方に第2の電圧を印加し、前記第1のビット線対の前記一方と前記第2のビット線対の前記一方との間の接続及び前記第1のビット線対の前記他方と前記第2のビット線対の前記他方との間の接続を切り離し、前記第2のビット線対の前記他方の電圧を前記第2の電圧よりも低い第3の電圧にシフトすることにより、前記第2のビット線対の前記他方に容量結合された前記第2のビット線対の前記一方の電圧を前記第1の電圧よりも低い第4の電圧にシフトし、前記第2のビット線対の前記一方と前記第1のビット線対の前記一方とを接続することにより、前記第1のビット線対の前記一方の電圧を前記第1の電圧よりも低い第5の電圧にシフトし、前記第1のビット線対の一方に印加された前記第5の電圧と、前記第1のビット線対の前記他方に印加された前記第2の電圧により、前記メモリセルへの書き込みを行う半導体記憶装置の書き込み方法が提供される。   According to still another aspect of the embodiment, a first bit line pair belonging to a first memory cell array block, a memory cell connected to the first bit line pair, and the first memory cell array A writing method of a semiconductor memory device having a second bit line pair belonging to a second memory cell block array adjacent to a block, wherein one of the first bit line pair and the second bit line pair A first voltage is applied to one side, a second voltage is applied to the other of the first bit line pair and the other of the second bit line pair, and the one of the first bit line pair and the one of the first bit line pair Disconnecting the connection between the one of the second bit line pair and the connection between the other of the first bit line pair and the other of the second bit line pair; The other voltage of the pair is more than the second voltage By shifting to the third voltage, the one voltage of the second bit line pair capacitively coupled to the other of the second bit line pair is reduced to a fourth voltage lower than the first voltage. The first voltage of the first bit line pair is shifted to the first bit line by connecting the one of the second bit line pair and the one of the first bit line pair. The fifth voltage applied to one of the first bit line pair and the second voltage applied to the other of the first bit line pair are shifted to a fifth voltage lower than the voltage. A writing method of a semiconductor memory device for writing to the memory cell by voltage is provided.

また、実施形態の更に他の観点によれば、第1のメモリセルアレイブロックに属する第1のビット線対と、前記第1のビット線対に接続されたメモリセルと、前記第1のメモリセルアレイブロックに隣接する第2のメモリセルブロックアレイに属する第2のビット線対とを有する半導体記憶装置の書き込み方法であって、前記第1のビット線対の一方及び前記第2のビット線対の一方に第1の電圧を印加し、前記第1のビット線対の他方及び前記第2のビット線対の他方に第2の電圧を印加し、前記第1のビット線対の前記一方と前記第2のビット線対の前記一方との間の接続及び前記第1のビット線対の前記他方と前記第2のビット線対の前記他方との間の接続を切り離し、前記第2のビット線対の前記一方の電圧を前記第1の電圧よりも高い第3の電圧にシフトすることにより、前記第2のビット線対の前記一方に容量結合された前記第2のビット線対の前記他方の電圧を前記第2の電圧よりも高い第4の電圧にシフトし、前記第2のビット線対の前記他方と前記第1のビット線対の前記他方とを接続することにより、前記第1のビット線対の前記他方の電圧を前記第2の電圧よりも高い第5の電圧にシフトし、前記第1のビット線対の一方に印加された前記第1の電圧と、前記第1のビット線対の前記他方に印加された前記第5の電圧により、前記メモリセルへの書き込みを行う半導体記憶装置の書き込み方法が提供される。   According to still another aspect of the embodiment, a first bit line pair belonging to a first memory cell array block, a memory cell connected to the first bit line pair, and the first memory cell array A writing method of a semiconductor memory device having a second bit line pair belonging to a second memory cell block array adjacent to a block, wherein one of the first bit line pair and the second bit line pair A first voltage is applied to one side, a second voltage is applied to the other of the first bit line pair and the other of the second bit line pair, and the one of the first bit line pair and the one of the first bit line pair Disconnecting the connection between the one of the second bit line pair and the connection between the other of the first bit line pair and the other of the second bit line pair; The one voltage of the pair is more than the first voltage By shifting to the third voltage, the other voltage of the second bit line pair capacitively coupled to the one of the second bit line pair is made higher than the second voltage. The second voltage of the first bit line pair is changed to the second voltage line by connecting the other of the second bit line pair and the other of the first bit line pair. The first voltage applied to one of the first bit line pair and the fifth voltage applied to the other of the first bit line pair are shifted to a fifth voltage higher than the voltage. A writing method of a semiconductor memory device for writing to the memory cell by voltage is provided.

開示の半導体記憶装置及びその書き込み方法によれば、書き込み回路の面積増加を抑制しつつ、メモリセルに接続されたビット線対に印加する書き込み電圧の電圧幅を広げ、書き込みマージンを改善することができる。   According to the disclosed semiconductor memory device and the writing method thereof, it is possible to widen the voltage width of the write voltage applied to the bit line pair connected to the memory cell and improve the write margin while suppressing an increase in the area of the write circuit. it can.

図1は、第1実施形態による半導体記憶装置の構造を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing the structure of the semiconductor memory device according to the first embodiment. 図2は、第1実施形態による半導体記憶装置のメモリセルの構造を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing the structure of the memory cell of the semiconductor memory device according to the first embodiment. 図3は、第1実施形態による半導体記憶装置の書き込み補助回路の構造を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a structure of a write assist circuit of the semiconductor memory device according to the first embodiment. 図4は、第1実施形態による半導体記憶装置の書き込み制御回路の構造を示す回路図(その1)である。FIG. 4 is a circuit diagram (part 1) showing the structure of the write control circuit of the semiconductor memory device according to the first embodiment. 図5は、第1実施形態による半導体記憶装置の書き込み制御回路の構造を示す回路図(その2)である。FIG. 5 is a circuit diagram (part 2) illustrating the structure of the write control circuit of the semiconductor memory device according to the first embodiment. 図6は、第1実施形態による半導体記憶装置の書き込み制御回路の構造を示す回路図(その3)である。FIG. 6 is a circuit diagram (part 3) illustrating the structure of the write control circuit of the semiconductor memory device according to the first embodiment. 図7は、第1実施形態による半導体記憶装置の書き込み方法を示すタイムチャートである。FIG. 7 is a time chart showing the writing method of the semiconductor memory device according to the first embodiment. 図8は、ビット線間の寄生容量とビット線の電圧シフト量との関係を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the relationship between the parasitic capacitance between the bit lines and the voltage shift amount of the bit lines. 図9は、第2実施形態による半導体記憶装置の書き込み補助回路の構造を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram showing a structure of a write assist circuit of the semiconductor memory device according to the second embodiment. 図10は、第2実施形態による半導体記憶装置の書き込み方法を示すタイムチャートである。FIG. 10 is a time chart showing the method for writing into the semiconductor memory device according to the second embodiment. 図11は、参考例による半導体記憶装置の書き込み補助回路の構造を示す回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram showing a structure of a write assist circuit of a semiconductor memory device according to a reference example. 図12は、参考例による半導体記憶装置の書き込み制御回路の構造を示す回路図(その1)である。FIG. 12 is a circuit diagram (part 1) illustrating the structure of the write control circuit of the semiconductor memory device according to the reference example. 図13は、参考例による半導体記憶装置の書き込み制御回路の構造を示す回路図(その2)である。FIG. 13 is a circuit diagram (part 2) illustrating the structure of the write control circuit of the semiconductor memory device according to the reference example. 図14は、参考例による半導体記憶装置の書き込み制御回路の構造を示す回路図(その3)である。FIG. 14 is a circuit diagram (part 3) illustrating the structure of the write control circuit of the semiconductor memory device according to the reference example. 図15は、参考例による半導体記憶装置の書き込み方法を示すタイムチャートである。FIG. 15 is a time chart showing a writing method of the semiconductor memory device according to the reference example.

[第1実施形態]
第1実施形態による半導体記憶装置及びその書き込み方法について図1乃至図8を用いて説明する。
[First Embodiment]
The semiconductor memory device and the writing method thereof according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

図1は、本実施形態による半導体記憶装置の構造を示す回路図である。図2は、本実施形態による半導体記憶装置のメモリセルの構造を示す回路図である。図3は、本実施形態による半導体記憶装置の書き込み補助回路の構造を示す回路図である。図4乃至図6は、本実施形態による半導体記憶装置の書き込み制御回路の構造を示す回路図である。図7は、本実施形態による半導体記憶装置の書き込み方法を示すタイムチャートである。図8は、ビット線間の寄生容量とビット線の電圧シフト量との関係を示すグラフである。   FIG. 1 is a circuit diagram showing the structure of the semiconductor memory device according to the present embodiment. FIG. 2 is a circuit diagram showing the structure of the memory cell of the semiconductor memory device according to the present embodiment. FIG. 3 is a circuit diagram showing the structure of the write assist circuit of the semiconductor memory device according to the present embodiment. 4 to 6 are circuit diagrams showing the structure of the write control circuit of the semiconductor memory device according to the present embodiment. FIG. 7 is a time chart showing the writing method of the semiconductor memory device according to the present embodiment. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the parasitic capacitance between the bit lines and the voltage shift amount of the bit lines.

はじめに、本実施形態による半導体記憶装置の構造について図1乃至図7を用いて説明する。   First, the structure of the semiconductor memory device according to the present embodiment will be explained with reference to FIGS.

本実施形態による半導体記憶装置は、図1に示すように、メモリセルMCが行方向及び列方向に配列された複数のメモリセルアレイブロック10A,10Bを有している。メモリセルアレイブロック10A,10Bは、列方向に隣接して配置されている。メモリセルアレイブロック10A,10Bには、それぞれ、行方向に延在する複数のワード線WLと、列方向に延在する複数のビット線BLとが設けられている。メモリセルアレイブロック10Aには、列方向に隣接して配置された例えばm本のワード線WLA0〜WLAmと、行方向に隣接して配置された例えばn組のビット線対BLA0,/BLA0〜BLAn,/BLAnとが設けられている。また、メモリセルアレイブロック10Bには、列方向に隣接して配置された例えばm本のワード線WLB0〜WLBmと、行方向に隣接して配置された例えばn組のビット線対BLB0,/BLB0〜BLBn,/BLBnとが設けられている。メモリセルMCは、ワード線WLとビット線対BL,/BLとの各交差部に、それぞれ設けられている。ワード線WLA0〜WLAm,WLB0〜WLBmの一端部には、行選択回路12が接続されている。メモリセルアレイブロック10Aに形成された各ビット線対BLA0,/BLA0〜BLAn,/BLAnと、メモリセルアレイブロック10Bに形成された各ビット線対BLB0,/BLB0〜BLBn,/BLBnとの間には、書き込み補助回路14〜14が、それぞれ接続されている。書き込み補助回路14〜14には、書き込み制御回路16が接続されている。 As shown in FIG. 1, the semiconductor memory device according to the present embodiment includes a plurality of memory cell array blocks 10A and 10B in which memory cells MC are arranged in a row direction and a column direction. Memory cell array blocks 10A and 10B are arranged adjacent to each other in the column direction. Each of the memory cell array blocks 10A and 10B is provided with a plurality of word lines WL extending in the row direction and a plurality of bit lines BL extending in the column direction. In the memory cell array block 10A, for example, m word lines WL A0 to WL Am arranged adjacent to each other in the column direction and, for example, n sets of bit line pairs BL A0 , / BL arranged adjacent to each other in the row direction. A0 to BL An and / BL An are provided. The memory cell array block 10B includes, for example, m word lines WL B0 to WL Bm arranged adjacent to each other in the column direction, and, for example, n sets of bit line pairs BL B0 , arranged adjacent to each other in the row direction. / BL B0 to BL Bn , / BL Bn are provided. The memory cell MC is provided at each intersection of the word line WL and the bit line pair BL, / BL. A row selection circuit 12 is connected to one end of the word lines WL A0 to WL Am and WL B0 to WL Bm . Each bit line pair BL A0 , / BL A0 to BL An , / BL An formed in the memory cell array block 10A, and each bit line pair BL B0 , / BL B0 to BL Bn , / formed in the memory cell array block 10B Write auxiliary circuits 14 0 to 14 n are connected to BL Bn , respectively. A write control circuit 16 is connected to the write auxiliary circuits 14 0 to 14 n .

メモリセルMCは、例えば図2に示すようなフルCMOS SRAMセルである。メモリセルMCは、セル電源線VDLに接続されたハイ側電源ノードVHとストレージノードND1との間に接続されたPチャネルMOSトランジスタPQ1と、ストレージノードND1とロー側電源ノードVLとの間に接続されたNチャネルMOSトランジスタNQ1とを有している。また、ハイ側電源ノードVHとストレージノードND2との間に接続されたPチャネルMOSトランジスタPQ2と、ストレージノードND2とロー側電源ノードVLとの間に接続されたNチャネルMOSトランジスタNQ2とを有している。PチャネルMOSトランジスタPQ1のゲート電極及びNチャネルMOSトランジスタNQ1のゲート電極は、ストレージノードND2に接続されている。PチャネルMOSトランジスタPQ2のゲート電極及びNチャネルMOSトランジスタNQ2のゲート電極は、ストレージノードND1に接続されている。ストレージノードND1は、NチャネルMOSトランジスタNQ3を介してビット線BLに接続されている。ストレージノードND2は、NチャネルMOSトランジスタNQ4を介してビット線/BLに接続されている。NチャネルMOSトランジスタNQ3,NQ4のゲート電極は、ワード線WLに接続されている。   The memory cell MC is, for example, a full CMOS SRAM cell as shown in FIG. Memory cell MC is connected between P-channel MOS transistor PQ1 connected between high-side power supply node VH connected to cell power supply line VDL and storage node ND1, and between storage node ND1 and low-side power supply node VL. N channel MOS transistor NQ1. Further, P channel MOS transistor PQ2 connected between high side power supply node VH and storage node ND2, and N channel MOS transistor NQ2 connected between storage node ND2 and low side power supply node VL are provided. ing. The gate electrode of P channel MOS transistor PQ1 and the gate electrode of N channel MOS transistor NQ1 are connected to storage node ND2. The gate electrode of P channel MOS transistor PQ2 and the gate electrode of N channel MOS transistor NQ2 are connected to storage node ND1. Storage node ND1 is connected to bit line BL via N-channel MOS transistor NQ3. Storage node ND2 is connected to bit line / BL via N-channel MOS transistor NQ4. The gate electrodes of N channel MOS transistors NQ3 and NQ4 are connected to word line WL.

NチャネルMOSトランジスタNQ1及びPチャネルMOSトランジスタPQ1、NチャネルMOSトランジスタNQ2及びPチャネルMOSトランジスタPQ2は、それぞれがCMOSインバータを構成する。これらCMOSインバータの入力及び出力が交差接続されてフリップフロップを構成し、ストレージノードND1及びND2には互いに相補なデータが保持される。   N channel MOS transistor NQ1 and P channel MOS transistor PQ1, N channel MOS transistor NQ2 and P channel MOS transistor PQ2 each constitute a CMOS inverter. The inputs and outputs of these CMOS inverters are cross-connected to form a flip-flop, and the storage nodes ND1 and ND2 hold complementary data.

書き込み補助回路14は、図3に示すように、ビット線BLに接続されたNチャネルMOSトランジスタNT1と、ビット線/BLに接続されたNチャネルMOSトランジスタNT2とを有している。また、ビット線BLに接続されたNチャネルMOSトランジスタNT1と、ビット線/BLに接続されたNチャネルMOSトランジスタNT2とを有している。また、NチャネルMOSトランジスタNT1とNチャネルMOSトランジスタNT1との間に接続されたNチャネルMOSトランジスタNT3と、NチャネルMOSトランジスタNT2とNチャネルMOSトランジスタNT2との間に接続されたNチャネルMOSトランジスタNT4とを有している。 The write auxiliary circuit 14, as shown in FIG. 3, has a N-channel MOS transistor NT1 A connected to the bit line BL A, an N-channel MOS transistor NT2 A connected to the bit line / BL A . Also it has an N-channel MOS transistor NT1 B connected to the bit line BL B, and N channel MOS transistor NT2 B connected to the bit line / BL B. Further, N channel MOS transistor NT3 connected between N channel MOS transistor NT1 A and N channel MOS transistor NT1 B, and N connected between N channel MOS transistor NT2 A and N channel MOS transistor NT2 B. It has a channel MOS transistor NT4.

NチャネルMOSトランジスタNT1のゲート電極とNチャネルMOSトランジスタNT2のゲート電極とは、互いに接続され、書き込み制御回路16からのカラム選択信号線CSWに接続されている。同様に、NチャネルMOSトランジスタNT1のゲート電極とNチャネルMOSトランジスタNT2のゲート電極とは、互いに接続され、書き込み制御回路16からのカラム選択信号線CSWに接続されている。NチャネルMOSトランジスタNT1,NT2及びNチャネルMOSトランジスタNT1,NT2ABは、カラム選択回路を形成するトランジスタである。 The gate electrode of the N-channel MOS transistor NT1 A and the gate electrode of the N-channel MOS transistor NT2 A are connected to each other and connected to the column selection signal line CSW A from the write control circuit 16. Similarly, the gate electrode of the N-channel MOS transistor NT1 B and the gate electrode of the N-channel MOS transistor NT2 B are connected to each other and to the column selection signal line CSW B from the write control circuit 16. N-channel MOS transistors NT1 A and NT2 A and N-channel MOS transistors NT1 B and NT2 AB are transistors that form a column selection circuit.

NチャネルMOSトランジスタNT3のゲート電極は、NチャネルMOSトランジスタNT2とNチャネルMOSトランジスタNT2との間の接続ノードに接続されている。また、NチャネルMOSトランジスタNT4のゲート電極は、NチャネルMOSトランジスタNT1とNチャネルMOSトランジスタNT1との間の接続ノードに接続されている。NチャネルMOSトランジスタNT3及びNチャネルMOSトランジスタNT4は、隣接するメモリセルアレイブロック10Aのビット線対BL,/BLとメモリセルアレイブロック10Bのビット線対BL,/BLとの間の接続を制御するためのスイッチ回路である。 The gate electrode of the N-channel MOS transistor NT3 is connected to a connection node between the N-channel MOS transistor NT2 A and N-channel MOS transistor NT2 B. The gate electrode of the N channel MOS transistor NT4 is connected to a connection node between the N-channel MOS transistor NT1 A and N-channel MOS transistor NT1 B. N channel MOS transistor NT3 and N channel MOS transistor NT4 establish a connection between bit line pair BL A , / BL A of adjacent memory cell array block 10A and bit line pair BL B , / BL B of memory cell array block 10B. It is a switch circuit for controlling.

ビット線BLには、NチャネルMOSトランジスタNT1を介してデータ線WAが接続されている。また、ビット線/BLには、NチャネルMOSトランジスタNT2を介してデータ線WAXが接続されている。同様に、ビット線BLには、NチャネルMOSトランジスタNT1を介してデータ線WAが接続されている。また、ビット線/BLには、NチャネルMOSトランジスタNT2を介してデータ線WAXが接続されている。 A data line WA A is connected to the bit line BL A via an N-channel MOS transistor NT1 A. Further, the data line WAX A is connected to the bit line / BL A via the N-channel MOS transistor NT2 A. Similarly, a data line WA B is connected to the bit line BL B via an N-channel MOS transistor NT1 B. Further, the data line WAX B is connected to the bit line / BL B via the N channel MOS transistor NT2 B.

なお、図3において、ビット線BLとビット線/BLとの間に接続するように描かれた容量素子Cは、ビット線BLとビット線/BLとの間の寄生容量である。図3には示していないが、ビット線BLとビット線/BLとの間にも、同様の寄生容量が存在する。 In FIG. 3, the capacitor C which is drawn to connect between the bit line BL B and the bit line / BL B is the parasitic capacitance between the bit line BL B and the bit line / BL B . Although not shown in FIG. 3, a similar parasitic capacitance exists also between the bit line BL A and the bit line / BL A.

書き込み制御回路16は、書き込み補助回路14〜14に対してそれぞれ、図4乃至図6に示す制御信号生成回路を含む。 The write control circuit 16 includes control signal generation circuits shown in FIGS. 4 to 6 for the write auxiliary circuits 14 0 to 14 n , respectively.

図4に示す制御信号生成回路は、ライトイネーブル信号WEPに基づき書き込み制御信号WEP1,WEP2,WEP3を生成する書き込み制御信号生成回路20である。書き込み制御信号生成回路20は、図7に示すように、ライトイネーブル信号WEPがハイレベルの間に順番に立ち上がっては立ち下がる書き込み制御信号WEP1,WEP2,WEP3を生成する。   The control signal generation circuit shown in FIG. 4 is a write control signal generation circuit 20 that generates write control signals WEP1, WEP2, and WEP3 based on the write enable signal WEP. As shown in FIG. 7, the write control signal generation circuit 20 generates write control signals WEP1, WEP2, and WEP3 that rise and fall sequentially in sequence while the write enable signal WEP is at a high level.

書き込み制御信号生成回路20は、特に限定されるものではないが、例えば図4に示すように、奇数個(例えば3個)のNOTゲートを直列に接続した遅延回路22と、ANDゲートAG1と、偶数個(例えば4個)のNOTゲートを直列に接続した遅延回路24,26とにより構成することができる。この例では、書き込み制御信号WEP1は、ライトイネーブル信号WEPを遅延回路22により反転且つ遅延した信号とライトイネーブル信号WEPとをANDゲートAG1により論理演算することによって得られる。書き込み制御信号WEP2は、書き込み制御信号WEP1を遅延回路24により遅延することによって得られる。書き込み制御信号WEP3は、書き込み制御信号WEP2を遅延回路26により遅延することによって得られる。   Although the write control signal generation circuit 20 is not particularly limited, for example, as shown in FIG. 4, a delay circuit 22 in which an odd number (for example, three) NOT gates are connected in series, an AND gate AG1, An even number (for example, four) NOT gates can be configured by delay circuits 24 and 26 connected in series. In this example, the write control signal WEP1 is obtained by performing a logical operation on the signal obtained by inverting and delaying the write enable signal WEP by the delay circuit 22 and the write enable signal WEP by the AND gate AG1. The write control signal WEP2 is obtained by delaying the write control signal WEP1 by the delay circuit 24. The write control signal WEP3 is obtained by delaying the write control signal WEP2 by the delay circuit 26.

図5に示す制御信号生成回路は、書き込み制御信号WEP1,WEP2,WEP3及びアドレス選択信号ADRn,ADR_own,ADR_otherに基づきカラム選択信号を生成するカラム制御信号生成回路である。アドレス選択信号ADRnは選択するカラムを指定する信号であり、アドレス選択信号ADR_own、ADR_otherは選択するメモリセルアレイブロックを指定する信号である。   The control signal generation circuit shown in FIG. 5 is a column control signal generation circuit that generates a column selection signal based on the write control signals WEP1, WEP2, and WEP3 and the address selection signals ADRn, ADR_own, and ADR_other. The address selection signal ADRn is a signal that specifies a column to be selected, and the address selection signals ADR_own and ADR_other are signals that specify a memory cell array block to be selected.

図5(a)は、同じ書き込み補助回路14に接続されるビット線対BL,/BL及びビット線対BL,/BLのうち、書き込み対象のメモリセルMCが接続されたビット線対を選択するためのカラム選択信号CSW_ownを生成するカラム制御信号生成回路30Aである。図5(b)は、同じ書き込み補助回路14に接続されるビット線対BL,/BL及びビット線対BL,/BLのうち、書き込み対象のメモリセルMCが接続されていないビット線対を選択するためのカラム選択信号CSW_otherを生成するカラム制御信号生成回路30Bである。 FIG. 5A shows a bit line to which a write target memory cell MC is connected among the bit line pair BL A , / BL A and the bit line pair BL B , / BL B connected to the same write assist circuit 14. This is a column control signal generation circuit 30A that generates a column selection signal CSW_own for selecting a pair. FIG. 5B shows a bit of the bit line pair BL A , / BL A and the bit line pair BL B , / BL B connected to the same write assist circuit 14 to which the write target memory cell MC is not connected. A column control signal generation circuit 30B that generates a column selection signal CSW_other for selecting a line pair.

カラム制御信号生成回路30Aは、図7に示すように、書き込み制御信号WEP1,WEP3がハイレベルのときだけハイレベルとなるカラム選択信号CSW_ownを生成する。なお、本明細書において、信号の識別符号に付される「own」は、書き込み対象のメモリセルMCが接続された側のメモリセルアレイブロック10用の制御信号であることを意味する。   As shown in FIG. 7, the column control signal generation circuit 30A generates a column selection signal CSW_own that becomes a high level only when the write control signals WEP1 and WEP3 are at a high level. In this specification, “down” added to a signal identification code means a control signal for the memory cell array block 10 on the side to which the memory cell MC to be written is connected.

カラム制御信号生成回路30Aは、特に限定されるものではないが、例えば図5(a)に示すような回路により構成することができる。この例では、まず、書き込み制御信号WEP1を、NOTゲートNG1により反転する。また、アドレス選択信号ADR_ownと書き込み制御信号WEP3とを、NANDゲートNAG1により論理演算する。また、アドレス選択信号ADR_otherと書き込み制御信号WEP2とを、NANDゲートNAG2により論理演算する。次いで、NOTゲートNG1の出力信号と、NANDゲートNAG1の出力信号と、NANDゲートNAG2の出力信号とを、NANDゲートNAG3により論理演算する。次いで、NANDゲートNAG3の出力信号と、アドレス選択信号ADRnとを、NANDゲートNAG4により論理演算する。次いで、NANDゲートNAG4の出力信号をNOTゲートNG2により反転することにより、カラム選択信号CSW_ownが得られる。 The column control signal generation circuit 30A is not particularly limited, but can be configured by a circuit as shown in FIG. In this example, first, a write control signal WEP1, inverted by the NOT gate NG1 A. Also, an address selection signal ADR_own and write control signals WEP3, a logical operation by the NAND gate NAG1 A. Also, an address selection signal ADR_other and the write control signal WEP2, a logical operation by the NAND gate NAG2 A. Then, an output signal of the NOT gate NG1 A, the output signal of the NAND gate NAG1 A, the output signal of NAND gate NAG2 A, a logical operation by the NAND gate NAG3 A. Then, an output signal of the NAND gate NAG3 A, an address selection signal ADRn, a logical operation by the NAND gate NAG4 A. Next, the column selection signal CSW_own is obtained by inverting the output signal of the NAND gate NAG4 A by the NOT gate NG2 A.

カラム制御信号生成回路30Bは、図7に示すように、書き込み制御信号WEP1の立ち上がりから書き込み制御信号WEP2の立ち下がりまでの間だけハイレベルとなるカラム選択信号CSW_otherを生成する。なお、本明細書において、信号の識別符号に付される「other」は、書き込み対象のメモリセルMCが接続されていない側のメモリセルアレイブロック10用の制御信号であることを意味する。   As shown in FIG. 7, the column control signal generation circuit 30B generates a column selection signal CSW_other that is at a high level only from the rise of the write control signal WEP1 to the fall of the write control signal WEP2. In this specification, “other” added to the signal identification code means a control signal for the memory cell array block 10 on the side to which the memory cell MC to be written is not connected.

カラム制御信号生成回路30Bは、特に限定されるものではないが、例えば図5(b)に示すような回路により構成することができる。この例では、まず、書き込み制御信号WEP1を、NOTゲートNG1により反転する。また、アドレス選択信号ADR_otherと書き込み制御信号WEP3とを、NANDゲートNAG1により論理演算する。また、アドレス選択信号ADR_ownと書き込み制御信号WEP2とを、NANDゲートNAG2により論理演算する。次いで、NOTゲートNG1の出力信号と、NANDゲートNAG1の出力信号と、NANDゲートNAG2の出力信号とを、NANDゲートNAG3により論理演算する。次いで、NANDゲートNAG3の出力信号と、アドレス選択信号ADRnとを、NANDゲートNAG4により論理演算する。次いで、NANDゲートNAG4の出力信号をNOTゲートNG2により反転することにより、カラム選択信号CSW_ownが得られる。 The column control signal generation circuit 30B is not particularly limited, but can be configured by a circuit as shown in FIG. 5B, for example. In this example, first, a write control signal WEP1, inverted by the NOT gate NG1 B. Also, an address selection signal ADR_other and write control signals WEP3, a logical operation by the NAND gate NAG1 B. Also, an address selection signal ADR_own and the write control signal WEP2, a logical operation by the NAND gate NAG2 B. Then, an output signal of the NOT gate NG1 B, the output signal of the NAND gate NAG1 B, the output signal of NAND gate NAG2 B, a logical operation by the NAND gate NAG3 B. Then, an output signal of the NAND gate NAG3 B, and an address selection signal ADRn, a logical operation by the NAND gate NAG4 B. Next, the column selection signal CSW_own is obtained by inverting the output signal of the NAND gate NAG4 B by the NOT gate NG2 B.

図6に示す制御信号生成回路は、ライトイネーブル信号WEP、書き込み制御信号WEP1,WEP2及び書き込みデータ信号WD,WDXに基づき、データ線WA,WA,WAX,WAXに入力されるデータ信号を生成するデータ信号生成回路40である。書き込み制御回路16には、ビット線BL側にデータ信号WA_own、WA_otherを出力するデータ信号生成回路40と、ビット線/BL側にデータ信号WAX_own、WAX_otherを出力するデータ信号生成回路40とが設けられている。 The control signal generation circuit shown in FIG. 6 is a data signal input to the data lines WA A , WA B , WAX A , WAX B based on the write enable signal WEP, the write control signals WEP1, WEP2, and the write data signals WD, WDX. Is a data signal generation circuit 40 for generating. The write control circuit 16 includes a data signal generation circuit 40 that outputs data signals WA_own and WA_other on the bit line BL side, and a data signal generation circuit 40 that outputs data signals WAX_own and WAX_other on the bit line / BL side. ing.

データ信号生成回路40は、書き込み制御信号WEP1がハイレベルである第1のフェーズ、書き込み制御信号WEP2がハイレベルである第2のフェーズ、書き込み制御信号WEP3がハイレベルである第3のフェーズのそれぞれにおいて、特定のデータ信号を生成する。   The data signal generation circuit 40 includes a first phase in which the write control signal WEP1 is at a high level, a second phase in which the write control signal WEP2 is at a high level, and a third phase in which the write control signal WEP3 is at a high level. A specific data signal is generated.

書き込むべきデータ信号WDがハイレベルであり、その反転信号であるデータ信号WDXがローレベルの場合、第1のフェーズでは、データ線WA(又はデータ線WAX)にハイレベルのデータ信号を出力する。第2のフェーズでは、データ線WA(又はデータ線WAX)にローレベルのデータ信号を出力する。第3のフェーズでは、データ線WA(又はデータ線WAX)にハイレベルのデータ信号を出力する。   When the data signal WD to be written is at a high level and the inverted data signal WDX is at a low level, a high level data signal is output to the data line WA (or the data line WAX) in the first phase. In the second phase, a low level data signal is output to the data line WA (or the data line WAX). In the third phase, a high-level data signal is output to the data line WA (or the data line WAX).

逆に、書き込むべきデータ信号WDがローレベルであり、その反転信号であるデータ信号WDXがハイレベルの場合、第1のフェーズでは、データ線WA(又はデータ線WAX)にローレベルのデータ信号を出力する。第2のフェーズでは、データ線WA(又はデータ線WAX)をフローティング状態とする。第3のフェーズでは、データ線WA(又はデータ線WAX)をフローティング状態とする。   On the other hand, when the data signal WD to be written is at a low level and the data signal WDX which is an inverted signal thereof is at a high level, in the first phase, a low level data signal is applied to the data line WA (or the data line WAX). Output. In the second phase, the data line WA (or the data line WAX) is set in a floating state. In the third phase, the data line WA (or the data line WAX) is set in a floating state.

例えば、ビット線BLに書き込むべきデータ信号WDがローレベルの場合、データ信号線WA,WAには、第1のフェーズにおいて、ローレベルのデータ信号が出力される。また、第2のフェーズ及び第3のフェーズにおいて、データ線WA,WAはフローティング状態となる。 For example, when the data signal WD to be written to the bit line BL A is at a low level, a low level data signal is output to the data signal lines WA A and WA B in the first phase. In the second phase and the third phase, the data lines WA A and WA B are in a floating state.

また、例えば、ビット線/BLに書き込むべきデータ信号WDがハイレベルの場合、データ信号線WAX,WAXには、第1のフェーズにおいて、ハイレベルのデータ信号が出力される。また、第2のフェーズにおいて、ローレベルのデータ信号が出力される。また、第3のフェーズにおいて、ハイレベルのデータ信号が出力される。 For example, when the data signal WD to be written to the bit line / BL A is at a high level, a high level data signal is output to the data signal lines WAX A and WAX B in the first phase. In the second phase, a low level data signal is output. In the third phase, a high level data signal is output.

データ信号生成回路40は、特に限定されるものではないが、例えば図6に示すような回路により構成することができる。この例では、まず、データ信号WDXとライトイネーブル信号WEPとを、NANDゲートNAG5により論理演算する。また、書き込み制御信号WEP2を、NOTゲートNG3により反転する。また、データ信号WDXと書き込み制御信号WEP1とを、NANDゲートNAG6により論理演算する。また、データ信号WDと書き込み制御信号WEP2とを、NANDゲートNAG7により論理演算する。次いで、NANDゲートNAG5の出力信号とNOTゲートNG3の出力信号とを、NANDゲートNAG8により論理演算する。また、NANDゲートNAG6の出力信号とNANDゲートNAG7の出力信号とを、NANDゲートNAG9により論理演算する。   The data signal generation circuit 40 is not particularly limited, but can be configured by, for example, a circuit as shown in FIG. In this example, first, the logical operation of the data signal WDX and the write enable signal WEP is performed by the NAND gate NAG5. Further, the write control signal WEP2 is inverted by the NOT gate NG3. Further, the logical operation of the data signal WDX and the write control signal WEP1 is performed by the NAND gate NAG6. Further, the logical operation of the data signal WD and the write control signal WEP2 is performed by the NAND gate NAG7. Next, the NAND gate NAG8 performs a logical operation on the output signal of the NAND gate NAG5 and the output signal of the NOT gate NG3. Further, the NAND gate NAG9 performs a logical operation on the output signal of the NAND gate NAG6 and the output signal of the NAND gate NAG7.

NANDゲートNAG8の出力信号は、PチャネルMOSトランジスタPT1のゲート電極に入力される。NANDゲートNAG9の出力信号は、NチャネルMOSトランジスタNT5のゲート電極に入力される。PチャネルMOSトランジスタPT1とNチャネルMOSトランジスタNT5とは直列に接続されており、PチャネルMOSトランジスタPT1側の端部に電源電圧が接続され、NチャネルMOSトランジスタNT5側の端部に基準電圧が接続されている。データ信号WA_ownは、PチャネルMOSトランジスタPT1とNチャネルMOSトランジスタNT5との接続ノードから出力される。また、NANDゲートNAG8の出力信号は、PチャネルMOSトランジスタPT2のゲート電極に入力される。NANDゲートNAG9の出力信号は、NチャネルMOSトランジスタNT6のゲート電極に入力される。PチャネルMOSトランジスタPT2とNチャネルMOSトランジスタNT6とは直列に接続されており、PチャネルMOSトランジスタPT2側の端部に電源電圧が接続され、NチャネルMOSトランジスタNT6側の端部に基準電圧が接続されている。データ信号WA_otherは、PチャネルMOSトランジスタPT2とNチャネルMOSトランジスタNT6との接続ノードから出力される。   The output signal of NAND gate NAG8 is input to the gate electrode of P channel MOS transistor PT1. The output signal of NAND gate NAG9 is input to the gate electrode of N channel MOS transistor NT5. P-channel MOS transistor PT1 and N-channel MOS transistor NT5 are connected in series, the power supply voltage is connected to the end on the P-channel MOS transistor PT1 side, and the reference voltage is connected to the end on the N-channel MOS transistor NT5 side Has been. Data signal WA_own is output from a connection node between P channel MOS transistor PT1 and N channel MOS transistor NT5. The output signal of NAND gate NAG8 is input to the gate electrode of P channel MOS transistor PT2. The output signal of NAND gate NAG9 is input to the gate electrode of N channel MOS transistor NT6. P-channel MOS transistor PT2 and N-channel MOS transistor NT6 are connected in series, the power supply voltage is connected to the end on the P-channel MOS transistor PT2 side, and the reference voltage is connected to the end on the N-channel MOS transistor NT6 side Has been. Data signal WA_other is output from a connection node between P channel MOS transistor PT2 and N channel MOS transistor NT6.

次に、本実施形態による半導体記憶装置の書き込み方法について図1乃至図8を用いて説明する。   Next, the writing method of the semiconductor memory device according to the present embodiment will be explained with reference to FIGS.

メモリセルMCが待機状態のとき、ワード線WLはローレベル(基準電圧Vss、例えば、接地電位の0V)に保持されている。また、ライトイネーブル信号WEP及びアドレス選択信号ADRn,ADR_own,ADR_otherは、ローレベルに保持されている。これらから生成される書き込み制御信号WEP1,WEP2,WEP3及びカラム選択信号CSW_own、CSW_otherも、ローレベルに保持されている。   When the memory cell MC is in a standby state, the word line WL is held at a low level (reference voltage Vss, for example, 0 V of the ground potential). The write enable signal WEP and the address selection signals ADRn, ADR_own, ADR_other are held at a low level. Write control signals WEP1, WEP2, WEP3 and column selection signals CSW_own, CSW_other generated from these are also held at a low level.

まず、書き込みの初期段階として、書き込み対象のメモリセルMCが接続されたカラムに対応するビット線BL,/BL,BL,/BLをハイレベル(電源電圧Vdd)にプリチャージする。これにより、ビット線BL,/BL,BL,/BLの電圧がハイ側の電圧Vddに昇圧される(ステップS11)。 First, as an initial stage of writing, the bit lines BL A , / BL A , BL B , / BL B corresponding to the column to which the memory cell MC to be written is connected are precharged to a high level (power supply voltage Vdd). As a result, the voltages of the bit lines BL A , / BL A , BL B , / BL B are boosted to the high-side voltage Vdd (step S11).

次いで、書き込み対象のメモリセルMCが接続されるワード線WLにハイレベル(電圧Vdd)の信号を出力し、書き込み対象のメモリセルMCの選択トランジスタ(NチャネルMOSトランジスタNQ3,NQ4)をオンにする。また、書き込み制御回路16から、書き込み対象のメモリセルMCが接続される書き込み補助回路14に、ハイレベルのライトイネーブル信号WEP及びアドレス選択信号ADRr、ADR_ownと、ローレベルのアドレス選択信号ADR_otherとを出力する。   Next, a high level (voltage Vdd) signal is output to the word line WL to which the memory cell MC to be written is connected, and the selection transistors (N channel MOS transistors NQ3 and NQ4) of the memory cell MC to be written are turned on. . The write control circuit 16 outputs a high level write enable signal WEP, address selection signals ADRr and ADR_own, and a low level address selection signal ADR_other to the write auxiliary circuit 14 to which the write target memory cell MC is connected. To do.

ここでは、ビット線BL,/BLに接続されたメモリセルMCに書き込みを行うものとする。また、ビット線BLが“0”書き込み側のビット線であり、ビット線/BLが“1”書き込み側のビット線である場合を想定する。 Here, it is assumed that writing is performed on the memory cells MC connected to the bit lines BL A and / BL A. Further, it is assumed that the bit line BL A is a bit line on the “0” write side and the bit line / BL A is a bit line on the “1” write side.

ハイレベルのライトイネーブル信号WEP及びアドレス選択信号ADRr、ADR_ownとローレベルのアドレス選択信号ADR_otherとが入力されると、書き込み制御信号生成回路20により、ハイレベルの書き込み制御信号WEP1と、ローレベルの書き込み制御信号WEP2,WEP3が出力される。   When the high level write enable signal WEP, the address selection signals ADRr, ADR_own and the low level address selection signal ADR_other are input, the write control signal generation circuit 20 causes the high level write control signal WEP1 and the low level write to occur. Control signals WEP2 and WEP3 are output.

すると、データ線WA,WAに接続されたデータ信号生成回路40から、データ線WA,WAにローレベルのデータ信号WA_own,WA_otherが出力される。また、データ線WAX,WAXに接続されたデータ信号生成回路40から、データ線WAX,WAXにハイレベルのデータ信号WAX_own,WAX_otherが出力される。これにより、NチャネルMOSトランジスタNT3がオンになり、NチャネルMOSトランジスタNT4がオフになる。 Then, the data line WA A, from the connected data signal generating circuit 40 to WA B, the data line WA A, the data signal of a low level to WA B WA_own, WA_other is output. Further, the data line WAX A, from the connected data signal generating circuit 40 to the WAX B, the data line WAX A, the data signal of high level to the WAX B WAX_own, WAX_other is output. Thereby, N channel MOS transistor NT3 is turned on, and N channel MOS transistor NT4 is turned off.

また、カラム制御信号生成回路30A,30Bから、ハイレベルのカラム選択信号CSW_own,CSW_otherが、それぞれカラム選択信号線CSW,CSWに出力される。これにより、NチャネルMOSトランジスタNT1,NT1,NT2,NT2がオンになり、データ線WA,WA,WAX,WAXが、それぞれビット線BL,BL,/BL,/BLに接続される。これにより、ビット線BL,BLがローレベルにディスチャージされ、ビット線/BL,/BLはハイレベルのまま保持される(ステップS12)。 Further, the column control signal generation circuits 30A and 30B output high level column selection signals CSW_own and CSW_other to the column selection signal lines CSW A and CSW B , respectively. As a result, the N-channel MOS transistors NT1 A , NT1 B , NT2 A , NT2 B are turned on, and the data lines WA A , WA B , WAX A , WAX B are respectively connected to the bit lines BL A , BL B , / BL A. , / BL B. As a result, the bit lines BL A and BL B are discharged to a low level, and the bit lines / BL A and / BL B are held at a high level (step S12).

ビット線BL,BLがローレベルまで十分にディスチャージされた後、書き込み制御信号WEP1がローレベルに立ち下がり、これに続いて書き込み制御信号WEP2がハイレベルに立ち上がる。書き込み制御信号WEP3は、ローレベルのままである。 After the bit lines BL A and BL B are sufficiently discharged to the low level, the write control signal WEP1 falls to the low level, and subsequently, the write control signal WEP2 rises to the high level. The write control signal WEP3 remains at a low level.

すると、カラム制御信号生成回路30Aからはローレベルのカラム選択信号CSW_ownがカラム選択信号線CSWに出力され、カラム制御信号生成回路30Bからはハイレベルのカラム選択信号CSW_otherがカラム選択信号線CSWに出力される。これにより、NチャネルMOSトランジスタNT1,NT2がオフになり、ビット線BLとビット線BLとが切断され、ビット線/BLとビット線/BLとが切断される。NチャネルMOSトランジスタNT1,NT2はオンのままである。 Then, the column control signal generation circuit 30A outputs the low level column selection signal CSW_own to the column selection signal line CSW A , and the column control signal generation circuit 30B outputs the high level column selection signal CSW_other to the column selection signal line CSW B. Is output. Thereby, N-channel MOS transistors NT1 A and NT2 A are turned off, bit line BL A and bit line BL B are disconnected, and bit line / BL A and bit line / BL B are disconnected. N-channel MOS transistors NT1 B and NT2 B remain on.

また、データ線WA,WAに接続されたデータ信号生成回路40によってデータ線WA,WAがフローティング状態となり、データ線WAX,WAXに接続されたデータ信号生成回路40からはデータ線WAX,WAXにローレベルのデータ信号WAX_own,WAX_otherが出力される。これにより、NチャネルMOSトランジスタNT3がオフになる。また、データ線WAにNチャネルMOSトランジスタNT1を介して接続されたビット線BLは、フローティング状態となる。 The data lines WA A and WA B are brought into a floating state by the data signal generation circuit 40 connected to the data lines WA A and WA B , and the data signal generation circuit 40 connected to the data lines WAX A and WAX B receives data. Low level data signals WAX_own and WAX_other are output to the lines WAX A and WAX B. Thereby, N channel MOS transistor NT3 is turned off. The bit lines BL B connected via the N-channel MOS transistor NT1 B to the data line WA B is in a floating state.

また、データ線WAXに出力されたローレベルのデータ信号WAX_otherにより、ビット線/BLがローレベルにディスチャージされる。なお、NチャネルMOSトランジスタNT2,NT4はオフのため、ビット線/BLはハイレベルのままである。 Further, the bit line / BL B is discharged to the low level by the low level data signal WAX_other outputted to the data line WAX B. Since N-channel MOS transistors NT2 A and NT4 are off, bit line / BL A remains at the high level.

このとき、ビット線/BLとビット線BLとは寄生容量Cによって容量結合されているため、ビット線/BLの電圧が下がることによってフローティング状態のビット線BLの電位が引き下げられる。これにより、ビット線BLの電圧がマイナス側にシフトする。また、NチャネルMOSトランジスタNT1はオンのため、ビット線BLに接続されたデータ線WAの電圧も、マイナス側にシフトする(ステップS13)。 At this time, the bit line / BL B and the bit line BL B because it is capacitively coupled by the parasitic capacitance C, the potential of the bit line BL B floating is pulled down by the voltage of the bit line / BL B decreases. Thus, the voltage of the bit line BL B is shifted to the minus side. Further, since the N-channel MOS transistor NT1 B is on, the voltage of the data line WA B connected to the bit line BL B is also shifted to the negative side (step S13).

ビット線/BLがローレベルまで十分にディスチャージされた後、書き込み制御信号WEP2がローレベルに立ち下がり、これに続いて書き込み制御信号WEP3がハイレベルに立ち上がる。書き込み制御信号WEP1は、ローレベルのままである。 After the bit line / BL B is sufficiently discharged to the low level, the write control signal WEP2 falls to the low level, and subsequently, the write control signal WEP3 rises to the high level. The write control signal WEP1 remains at a low level.

すると、カラム制御信号生成回路30Aからハイレベルのカラム選択信号CSW_ownがカラム選択信号線CSWに出力され、カラム制御信号生成回路30Bからローレベルのカラム選択信号CSW_otherがカラム選択信号線CSWに出力される。 Then, the column control signal generation circuit 30A outputs a high level column selection signal CSW_own to the column selection signal line CSW A , and the column control signal generation circuit 30B outputs a low level column selection signal CSW_other to the column selection signal line CSW B. Is done.

また、データ線WA,WAに接続されたデータ信号生成回路40によってデータ線WA,WAがフローティング状態となり、データ線WAX,WAXに接続されたデータ信号生成回路40からはデータ線WAX,WAXにハイレベルのデータ信号WAX_own,WAX_otherが出力される。 The data lines WA A and WA B are brought into a floating state by the data signal generation circuit 40 connected to the data lines WA A and WA B , and the data signal generation circuit 40 connected to the data lines WAX A and WAX B receives data. High level data signals WAX_own and WAX_other are output to the lines WAX A and WAX B.

これにより、NチャネルMOSトランジスタNT1,NT2がオフになり、データ線WA,WAがビット線BLから切断される。また、NチャネルMOSトランジスタNT1,NT2,NT3がオンになり、ビット線BLとデータ線WA,WAとが接続され、ビット線BLの電圧がマイナス側にシフトする。また、ビット線/BLにはデータ線WAXからハイレベルのデータ信号WAX_ownが入力されるため、ビット線/BLはハイレベルにクランプされる。 As a result, N channel MOS transistors NT1 B and NT2 B are turned off, and data lines WA A and WA B are disconnected from bit line BL B. Further, the N-channel MOS transistors NT1 A , NT2 A and NT3 are turned on, the bit line BL A and the data lines WA A and WA B are connected, and the voltage of the bit line BL A is shifted to the negative side. Further, the bit line / BL A for data signals WAX_own the high level from the data line WAX A is input, the bit line / BL A is clamped at the high level.

この結果、ビット線BLとビット線/BLとの間の電位幅が電圧Vddと電圧Vssとの差分よりも大きくなる。すなわち、メモリセルMCへの書き込み電圧が相対的に大きくなり、メモリセルMCへの書き込み特性を向上することができる(ステップS14)。 As a result, the potential width between the bit lines BL A and the bit line / BL A is greater than the difference between the voltage Vdd and the voltage Vss. That is, the write voltage to the memory cell MC becomes relatively large, and the write characteristics to the memory cell MC can be improved (step S14).

この後、ワード線WLをローレベルに戻してNチャネルMOSトランジスタNQ3,NQ4をオフにし、メモリセルMCへの書き込みを完了する。また、ビット線BL,/BL,BL,/BLをプリチャージし、次のメモリセルMCの書き込みに備える(ステップS15)。 Thereafter, the word line WL is returned to the low level, the N-channel MOS transistors NQ3 and NQ4 are turned off, and the writing to the memory cell MC is completed. Further, the bit lines BL A , / BL A , BL B , / BL B are precharged to prepare for the next memory cell MC write (step S15).

このような書き込みを、行アドレス及び列アドレスを変えて繰り返し行い、メモリセルアレイブロック10A,10Bへの書き込みを完了する。   Such writing is repeated by changing the row address and the column address, and the writing to the memory cell array blocks 10A and 10B is completed.

図8は、ビット線BLとビット線/BLとの間の寄生容量Cと、ビット線BLの電圧シフト量との関係をシミュレーションにより求めた結果を示すグラフである。図中、◆印のプロットは、25℃の条件でビット線/BLの電圧を1.2Vから0Vに下げた場合の計算例である。■印のプロットは、125℃の条件でビット線/BLの電圧を1.4Vから0Vに下げた場合の計算例である。▲印のプロットは、−40℃の条件でビット線/BLの電圧を1.0Vから0Vに下げた場合の計算例である。本シミュレーションでは、各ビット線BLに128個のメモリセルが接続された場合を想定した。 Figure 8 is a graph showing the results obtained by the simulation and the parasitic capacitance C between the bit line BL B and the bit line / BL B, the relationship between the voltage shift of the bit line BL A. In the figure, the mark ◆ plotted is the calculation example in the case of lowered to 0V the voltage of the bit line / BL B from 1.2V under conditions of 25 ° C.. ■ mark plots are calculated example in which lowered to 0V the voltage of the bit line / BL B from 1.4V under the conditions of 125 ° C.. ▲ mark plots are calculated example in which lowered to 0V the voltage of the bit line / BL B from 1.0V under the condition of -40 ° C.. In this simulation, it is assumed that 128 memory cells are connected to each bit line BL.

図8に示すように、何れの条件の場合にも、ビット線/BLの電圧を下げることによってビット線BLの電圧をマイナス側にシフトできることを確認できた。ビット線BLの電圧シフト量は、ビット線間の寄生容量Cの値にもよるが、最大でビット線/BLの電圧降下量に対して半分程度であった。 As shown in FIG. 8, in either case conditions, was confirmed to be able to shift the voltage of the bit line BL A to the negative side by lowering the voltage of the bit line / BL B. Voltage shift of the bit line BL A, depending on the value of the parasitic capacitance C between the bit line, was about half of the voltage drop of the bit line / BL B at maximum.

ビット線BLの電圧シフト量は、ビット線BL間の寄生容量Cを大きくするほどに、大きくすることができる。その一方、ビット線BL間の寄生容量Cが大きくなると、動作速度が低下する。寄生容量Cの値は、要求される書き込みアシスト効果と動作速度との兼ね合いから、適宜設定することが望ましい。   The voltage shift amount of the bit line BL can be increased as the parasitic capacitance C between the bit lines BL is increased. On the other hand, when the parasitic capacitance C between the bit lines BL increases, the operation speed decreases. The value of the parasitic capacitance C is desirably set as appropriate in consideration of the required write assist effect and operation speed.

本実施形態による半導体記憶装置の書き込み方法では、ビット線BLの電位をVssからマイナスの電圧にシフトする際に、書き込み対象のメモリセルMCが属するメモリセルアレイブロック10Aに隣接するメモリセルアレイブロック10Bのビット線間の寄生容量を用いる。この寄生容量Cは、複数のビット線を平行に配置する一般的なセルレイアウトでは不可避的に形成されるものであり、容量を形成するための面積的なペナルティは発生しない。この点で、本実施形態による半導体記憶装置は、ビット線BLの電位をVssからマイナスの電圧にシフトするために用いる容量素子を別途設ける場合と比較して、周辺回路面積を縮小することができ、集積化の面で有利である。   In the writing method of the semiconductor memory device according to the present embodiment, when the potential of the bit line BL is shifted from Vss to a negative voltage, the bit of the memory cell array block 10B adjacent to the memory cell array block 10A to which the memory cell MC to be written belongs belongs. Use parasitic capacitance between lines. The parasitic capacitance C is inevitably formed in a general cell layout in which a plurality of bit lines are arranged in parallel, and an area penalty for forming the capacitance does not occur. In this respect, the semiconductor memory device according to the present embodiment can reduce the peripheral circuit area as compared with the case where a capacitive element used for shifting the potential of the bit line BL from Vss to a negative voltage is separately provided. This is advantageous in terms of integration.

また、後述する参考例に示すように、一種類の容量素子で様々な構成・規模のSRAMを制御する場合、ビット線に連なるメモリセル数に関わらず固定の容量値となるため、SRAM構成の違いによるアシスト特性に依存性が生じる。一般的には、安全側の設計となり、構成が大きなSRAMにおいては補助効果が小さくなる。また逆に、SRAM構成に応じて容量素子を配置する場合、設計する規模が非常に大きくなり、設計コストが増大する。   Further, as shown in a reference example to be described later, when controlling SRAMs of various configurations and scales with one type of capacitive element, the capacitance value is fixed regardless of the number of memory cells connected to the bit line. Dependency arises in assist characteristics due to differences. Generally, the design is on the safe side, and the auxiliary effect is small in an SRAM having a large configuration. Conversely, when a capacitive element is arranged according to the SRAM configuration, the design scale becomes very large and the design cost increases.

この点、本実施形態による半導体記憶装置では、Row数(駆動するセル数)に比例した容量が付加されるため、SRAM構成(規模)に関わらず一定の高い書き込みアシスト効果を得ることができる。   In this regard, in the semiconductor memory device according to the present embodiment, since a capacity proportional to the number of Rows (number of cells to be driven) is added, a constant high write assist effect can be obtained regardless of the SRAM configuration (scale).

このように、本実施形態によれば、書き込み対象のメモリセルが属するメモリセルアレイブロックに隣接する他のメモリセルアレイブロックに属するビット線対間の寄生容量を利用して、ローレベルを印加する側のビット線の電圧を降圧して書き込みを行うので、メモリセルへの書き込み動作を助長し、書き込みマージンを改善することができる。また、ビット線電圧を降圧するために用いる容量はビット線間の寄生容量であるため、回路面積の増加を大幅に抑えることができる。また、Row数に比例した容量が付加されるため、SRAM構成に関わらず、一定の高い書き込みアシスト効果を得ることができる。   As described above, according to the present embodiment, the parasitic capacitance between the bit line pairs belonging to another memory cell array block adjacent to the memory cell array block to which the memory cell to be written belongs belongs, and the low level is applied. Since writing is performed by lowering the voltage of the bit line, the writing operation to the memory cell can be facilitated and the writing margin can be improved. Further, since the capacitance used for stepping down the bit line voltage is a parasitic capacitance between the bit lines, an increase in circuit area can be significantly suppressed. Further, since a capacity proportional to the number of rows is added, a constant high write assist effect can be obtained regardless of the SRAM configuration.

[第2実施形態]
第2実施形態による半導体記憶装置及びその書き込み方法について図9及び図10を用いて説明する。図1乃至図8に示す第1実施形態による半導体記憶装置及びその書き込み方法と同一の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。
[Second Embodiment]
A semiconductor memory device and a writing method thereof according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. The same components as those of the semiconductor memory device and the writing method thereof according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 8 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.

図9は、本実施形態による半導体記憶装置の書き込み回路の構造を示す回路図である。図10は、本実施形態による半導体記憶装置の書き込み方法を示すタイムチャートである。   FIG. 9 is a circuit diagram showing the structure of the write circuit of the semiconductor memory device according to the present embodiment. FIG. 10 is a time chart showing the writing method of the semiconductor memory device according to the present embodiment.

第1実施形態による半導体記憶装置及びその書き込み方法では、隣接するメモリセルアレイブロックのビット線間の寄生容量を利用して“0”書き込み側のビット線の電圧をマイナス側にシフトすることにより、メモリセルMCへの書き込み電圧幅を増加した。本実施形態では、同様の手法を用い、“1”書き込み側のビット線の電圧をプラス側にシフトすることによってメモリセルMCへの書き込み電圧幅を増加しうる半導体記憶装置及びその書き込み方法を説明する。   In the semiconductor memory device and the writing method thereof according to the first embodiment, the voltage of the bit line on the “0” write side is shifted to the negative side by utilizing the parasitic capacitance between the bit lines of the adjacent memory cell array blocks. The write voltage width to the cell MC is increased. In the present embodiment, a semiconductor memory device that can increase the write voltage width to the memory cell MC by shifting the voltage of the bit line on the “1” write side to the plus side by using the same technique and the write method thereof will be described. To do.

はじめに、本実施形態による半導体記憶装置の構造について図9及び図10を用いて説明する。   First, the structure of the semiconductor memory device according to the present embodiment will be explained with reference to FIGS.

本実施形態による半導体記憶装置は、書き込み補助回路14及びデータ信号生成回路40の回路構成が異なるほかは、第1実施形態による半導体記憶装置と同様である。   The semiconductor memory device according to the present embodiment is the same as the semiconductor memory device according to the first embodiment, except that the circuit configuration of the write assist circuit 14 and the data signal generation circuit 40 is different.

本実施形態による半導体記憶装置の書き込み補助回路14は、図9に示すように、図3の書き込み補助回路14において、NチャネルMOSトランジスタNT3,NT4の代わりにPチャネルMOSトランジスタPT1,PT2を用いたものである。   As shown in FIG. 9, the write assist circuit 14 of the semiconductor memory device according to the present embodiment uses P channel MOS transistors PT1, PT2 instead of the N channel MOS transistors NT3, NT4 in the write assist circuit 14 of FIG. Is.

本実施形態による半導体記憶装置のデータ信号生成回路40は、ここでは具体的な回路構成は省略するが、第1実施形態の場合と同様、書き込み制御信号WEP1がハイレベルである第1のフェーズ、書き込み制御信号WEP2がハイレベルである第2のフェーズ、書き込み制御信号WEP3がハイレベルである第3のフェーズのそれぞれにおいて、以下のようなデータ信号を生成する回路である。   The data signal generation circuit 40 of the semiconductor memory device according to the present embodiment omits a specific circuit configuration here, but as in the first embodiment, the first phase in which the write control signal WEP1 is at a high level, In each of the second phase in which the write control signal WEP2 is at a high level and the third phase in which the write control signal WEP3 is at a high level, the circuit generates a data signal as follows.

すなわち、書き込むべきデータ信号WDがハイレベルであり、その反転信号であるデータ信号WDXがローレベルの場合、第1のフェーズでは、データ線WA(又はデータ線WAX)にハイレベルのデータ信号を出力する。第2のフェーズでは、データ線WA(又はデータ線WAX)をフローティング状態とする。第3のフェーズでは、データ線WA(又はデータ線WAX)をフローティング状態とする。   That is, if the data signal WD to be written is at a high level and the inverted data signal WDX is at a low level, a high level data signal is output to the data line WA (or the data line WAX) in the first phase. To do. In the second phase, the data line WA (or the data line WAX) is set in a floating state. In the third phase, the data line WA (or the data line WAX) is set in a floating state.

逆に、書き込むべきデータ信号WDがローレベルであり、その反転信号であるデータ信号WDXがハイレベルの場合、第1のフェーズでは、データ線WA(又はデータ線WAX)にローレベルのデータ信号を出力する。第2のフェーズでは、データ線WA(又はデータ線WAX)にハイレベルのデータ信号を出力する。第3のフェーズでは、データ線WA(又はデータ線WAX)にローレベルのデータ信号を出力する。   On the other hand, when the data signal WD to be written is at a low level and the data signal WDX which is an inverted signal thereof is at a high level, in the first phase, a low level data signal is applied to the data line WA (or the data line WAX). Output. In the second phase, a high level data signal is output to the data line WA (or the data line WAX). In the third phase, a low level data signal is output to the data line WA (or the data line WAX).

例えば、ビット線BLに書き込むべきデータ信号WDがローレベルの場合、データ信号線WA,WAには、第1のフェーズにおいて、ローレベルのデータ信号が出力される。また、第2のフェーズにおいて、ハイレベルのデータ信号が出力される。また、第3のフェーズにおいて、ローレベルのデータ信号が出力される。 For example, when the data signal WD to be written to the bit line BL A is at a low level, a low level data signal is output to the data signal lines WA A and WA B in the first phase. In the second phase, a high level data signal is output. In the third phase, a low level data signal is output.

また、例えば、ビット線/BLに書き込むべきデータ信号WDがハイレベルの場合、データ信号線WAX,WAXには、第1のフェーズにおいて、ハイレベルの電圧が出力される。また、第2のフェーズ及び第3のフェーズにおいて、データ線WA,WAはフローティング状態とする。 For example, when the data signal WD to be written to the bit line / BL A is at a high level, a high level voltage is output to the data signal lines WAX A and WAX B in the first phase. In the second phase and the third phase, the data lines WA A and WA B are in a floating state.

次に、本実施形態による半導体記憶装置の書き込み方法について図9及び図10を用いて説明する。   Next, the writing method of the semiconductor memory device according to the present embodiment will be explained with reference to FIGS.

メモリセルMCが待機状態のとき、ワード線WLはローレベルに保持されている。また、ライトイネーブル信号WEP及びアドレス選択信号ADRn,ADR_own,ADR_otherは、ローレベルに保持されている。これらから生成される書き込み制御信号WEP1,WEP2,WEP3及びカラム選択信号CSW_own、CSW_otherも、ローレベルに保持されている。   When the memory cell MC is in a standby state, the word line WL is held at a low level. The write enable signal WEP and the address selection signals ADRn, ADR_own, ADR_other are held at a low level. Write control signals WEP1, WEP2, WEP3 and column selection signals CSW_own, CSW_other generated from these are also held at a low level.

まず、書き込みの初期段階として、書き込み対象のメモリセルMCが接続されたカラムに対応するビット線BL,/BL,BL,/BLをハイレベル(電源電圧Vdd)にプリチャージする。これにより、ビット線BL,/BL,BL,/BLの電圧がハイ側の電圧Vddに昇圧される(ステップS21)。 First, as an initial stage of writing, the bit lines BL A , / BL A , BL B , / BL B corresponding to the column to which the memory cell MC to be written is connected are precharged to a high level (power supply voltage Vdd). As a result, the voltages of the bit lines BL A , / BL A , BL B , / BL B are boosted to the high side voltage Vdd (step S21).

次いで、書き込み対象のメモリセルMCが接続されるワード線WLにハイレベルの信号を出力し、書き込み対象のメモリセルMCの選択トランジスタ(NチャネルMOSトランジスタNQ3,NQ4)をオンにする。また、書き込み制御回路16から、書き込み対象のメモリセルMCが接続される書き込み補助回路14に、ハイレベルのライトイネーブル信号WEP及びアドレス選択信号ADRr、ADR_ownと、ローレベルのアドレス選択信号ADR_otherとを出力する。   Next, a high level signal is output to the word line WL to which the write target memory cell MC is connected, and the selection transistors (N channel MOS transistors NQ3 and NQ4) of the write target memory cell MC are turned on. The write control circuit 16 outputs a high level write enable signal WEP, address selection signals ADRr and ADR_own, and a low level address selection signal ADR_other to the write auxiliary circuit 14 to which the write target memory cell MC is connected. To do.

ここでは、ビット線BL,/BLに接続されたメモリセルMCに書き込みを行うものとする。また、ビット線BLが“0”書き込み側のビット線であり、ビット線/BLが“1”書き込み側のビット線である場合を想定する。 Here, it is assumed that writing is performed on the memory cells MC connected to the bit lines BL A and / BL A. Further, it is assumed that the bit line BL A is a bit line on the “0” write side and the bit line / BL A is a bit line on the “1” write side.

ハイレベルのライトイネーブル信号WEP及びアドレス選択信号ADRr、ADR_ownとローレベルのアドレス選択信号ADR_otherとが入力されると、書き込み制御信号生成回路20により、ハイレベルの書き込み制御信号WEP1と、ローレベルの書き込み制御信号WEP2,WEP3が出力される。   When the high level write enable signal WEP, the address selection signals ADRr, ADR_own and the low level address selection signal ADR_other are input, the write control signal generation circuit 20 causes the high level write control signal WEP1 and the low level write to occur. Control signals WEP2 and WEP3 are output.

すると、データ線WA,WAに接続されたデータ信号生成回路40から、データ線WA,WAにローレベルのデータ信号WA_own,WA_otherが出力され、データ線WAX,WAXに接続されたデータ信号生成回路40からデータ線WAX,WAXにハイレベルのデータ信号WAX_own,WAX_otherが出力される。これにより、PチャネルMOSトランジスタPT1がオフになり、PチャネルMOSトランジスタPT2がオンになる。 Then, the data line WA A, from the data signal generation circuit 40 connected to the WA B, the data line WA A, WA B to the low level of the data signal WA_own, WA_other is output, connected data line WAX A, the WAX B The high-level data signals WAX_own and WAX_other are output from the data signal generation circuit 40 to the data lines WAX A and WAX B. Thereby, P channel MOS transistor PT1 is turned off and P channel MOS transistor PT2 is turned on.

また、カラム制御信号生成回路30A,30Bから、ハイレベルのカラム選択信号CSW_own,CSW_otherが、それぞれカラム選択信号線CSW,CSWに出力される。これにより、NチャネルMOSトランジスタNT1,NT1,NT2,NT2がオンになり、データ線WA,WA,WAX,WAXが、それぞれビット線BL,BL,/BL,/BLに接続される。これにより、ビット線BL,BLがローレベルにディスチャージされ、ビット線/BL,/BLはハイレベルのまま保持される(ステップS22)。 Further, the column control signal generation circuits 30A and 30B output high level column selection signals CSW_own and CSW_other to the column selection signal lines CSW A and CSW B , respectively. As a result, the N-channel MOS transistors NT1 A , NT1 B , NT2 A , NT2 B are turned on, and the data lines WA A , WA B , WAX A , WAX B are respectively connected to the bit lines BL A , BL B , / BL A. , / BL B. As a result, the bit lines BL A and BL B are discharged to a low level, and the bit lines / BL A and / BL B are held at a high level (step S22).

ビット線BL,BLがローレベルまで十分にディスチャージされた後、書き込み制御信号WEP1がローレベルに立ち下がり、これに続いて書き込み制御信号WEP2がハイレベルに立ち上がる。書き込み制御信号WEP3は、ローレベルのままである。 After the bit lines BL A and BL B are sufficiently discharged to the low level, the write control signal WEP1 falls to the low level, and subsequently, the write control signal WEP2 rises to the high level. The write control signal WEP3 remains at a low level.

すると、カラム制御信号生成回路30Aからはローレベルのカラム選択信号CSW_ownがカラム選択信号線CSWに出力され、カラム制御信号生成回路30Bからはハイレベルのカラム選択信号CSW_otherがカラム選択信号線CSWに出力される。これにより、NチャネルMOSトランジスタNT1,NT2がオフになり、ビット線BLとビット線BLとが切断され、ビット線/BLとビット線/BLとが切断される。NチャネルMOSトランジスタNT1,NT2はオンのままである。 Then, the column control signal generation circuit 30A outputs the low level column selection signal CSW_own to the column selection signal line CSW A , and the column control signal generation circuit 30B outputs the high level column selection signal CSW_other to the column selection signal line CSW B. Is output. Thereby, N-channel MOS transistors NT1 A and NT2 A are turned off, bit line BL A and bit line BL B are disconnected, and bit line / BL A and bit line / BL B are disconnected. N-channel MOS transistors NT1 B and NT2 B remain on.

また、データ線WA,WAに接続されたデータ信号生成回路40からはデータ線WA,WAにハイレベルのデータ信号WA_own,WA_otherが出力され、データ線WAX,WAXに接続されたデータ信号生成回路40によってデータ線WAX,WAXがフローティング状態となる。これにより、PチャネルMOSトランジスタPT2がオフになる。また、データ線WAXにNチャネルMOSトランジスタNT2を介して接続されたビット線/BLは、フローティング状態となる。 Further, the data lines WA A, WA B connected to the data line WA A from the data signal generation circuit 40, WA B to the high level of the data signal WA_own, WA_other is output, connected data line WAX A, the WAX B The data lines WAX A and WAX B are brought into a floating state by the data signal generation circuit 40. Thereby, P channel MOS transistor PT2 is turned off. Further, connected through the N-channel MOS transistor NT2 B to the data line WAX B bit line / BL B is in a floating state.

また、データ線WAに出力されたハイレベルのデータ信号WA_otherにより、ビット線BLがハイレベルになる。なお、NチャネルMOSトランジスタNT2及びPチャネルMOSトランジスタPT1はオフのため、ビット線BLはローレベルのままである。 Moreover, the high level of the data signal WA_other output to the data line WA B, the bit line BL B becomes high level. Incidentally, N-channel MOS transistor NT2 A and P-channel MOS transistor PT1 is for off, the bit line BL A remains at a low level.

このとき、ビット線BLとビット線/BLとは寄生容量Cによって容量結合されているため、ビット線BLの電圧が上がることによってフローティング状態のビット線/BLの電位が引き上げられる。これにより、ビット線/BLの電圧がプラス側にシフトする。また、NチャネルMOSトランジスタNT2はオンのため、ビット線/BLに接続されたデータ線WAXの電圧も、プラス側にシフトする(ステップS23)。 At this time, the bit line BL B and the bit line / BL B because it is capacitively coupled by the parasitic capacitance C, the potential of the bit line / BL B floating is pulled up by the voltage of the bit line BL B increases. Thus, the voltage of the bit line / BL B is shifted to the positive side. Since N channel MOS transistor NT2 B is on, the voltage of data line WAX B connected to bit line / BL B is also shifted to the plus side (step S23).

ビット線BLが十分にハイレベルになった後、書き込み制御信号WEP2がローレベルに立ち下がり、これに続いて書き込み制御信号WEP3がハイレベルに立ち上がる。書き込み制御信号WEP1は、ローレベルのままである。 After the bit line BL B becomes sufficiently high, it falls to a low level write control signal WEP2, following which the write control signal WEP3 rises to the high level. The write control signal WEP1 remains at a low level.

これにより、カラム制御信号生成回路30Aからハイレベルのカラム選択信号CSW_ownがカラム選択信号線CSWに出力され、カラム制御信号生成回路30Bからローレベルのカラム選択信号CSW_otherがカラム選択信号線CSWに出力される。 As a result, a high level column selection signal CSW_own is output from the column control signal generation circuit 30A to the column selection signal line CSW A , and a low level column selection signal CSW_other is output from the column control signal generation circuit 30B to the column selection signal line CSW B. Is output.

また、データ線WA,WAに接続されたデータ信号生成回路40からはデータ線WA,WAにローレベルのデータ信号WA_own,WA_otherが出力され、データ線WAX,WAXに接続されたデータ信号生成回路40によってデータ線WAX,WAXがフローティング状態となる。 Further, the data lines WA A, WA B to the connected from the data signal generation circuit 40 data lines WA A, WA B to the low level of the data signal WA_own, WA_other is output, connected data line WAX A, the WAX B The data lines WAX A and WAX B are brought into a floating state by the data signal generation circuit 40.

これにより、NチャネルMOSトランジスタNT1,NT2がオフになり、データ線WA,WAがビット線BLから切断される。また、NチャネルMOSトランジスタNT1,NT2及びPチャネルMOSトランジスタPT2がオンになり、ビット線/BLにデータ線WAX,WAXが接続され、ビット線/BLの電圧がプラス側にシフトする。また、ビット線BLにはデータ線WAXからローレベルのデータ信号WA_ownが入力されるため、ビット線BLはローレベルにクランプされる。 As a result, N channel MOS transistors NT1 B and NT2 B are turned off, and data lines WA A and WA B are disconnected from bit line BL B. Also, N-channel MOS transistor NT1 A, NT2 A and P-channel MOS transistor PT2 is turned on, the bit line / BL A data line WAX A, WAX B are connected, the voltage of the bit line / BL A is the positive side shift. Further, the bit line BL A for data signals WA_own low level from the data line WAX A is input, the bit line BL A is clamped to a low level.

この結果、ビット線BLとビット線/BLとの間の電位幅が電圧Vddと電圧Vssとの差分よりも大きくなる。すなわち、メモリセルMCへの書き込み電圧が相対的に大きくなり、メモリセルMCへの書き込み特性を向上することができる(ステップS24)。 As a result, the potential width between the bit lines BL A and the bit line / BL A is greater than the difference between the voltage Vdd and the voltage Vss. That is, the write voltage to the memory cell MC becomes relatively large, and the write characteristics to the memory cell MC can be improved (step S24).

この後、ワード線WLをローレベルに戻してNチャネルMOSトランジスタNQ3,NQ4をオフにし、メモリセルMCへの書き込みを完了する。また、ビット線BL,/BL,BL,/BLをプリチャージし、次のメモリセルMCの書き込みに備える(ステップS25)。 Thereafter, the word line WL is returned to the low level, the N-channel MOS transistors NQ3 and NQ4 are turned off, and the writing to the memory cell MC is completed. Further, the bit lines BL A , / BL A , BL B , / BL B are precharged to prepare for the next memory cell MC write (step S25).

このような書き込みを、行アドレス及び列アドレスを変えて繰り返し行い、メモリセルアレイブロック10A,10Bへの書き込みを完了する。   Such writing is repeated by changing the row address and the column address, and the writing to the memory cell array blocks 10A and 10B is completed.

このように、本実施形態によれば、書き込み対象のメモリセルが属するメモリセルアレイブロックに隣接する他のメモリセルアレイブロックに属するビット線対間の寄生容量を利用して、ハイレベルを印加する側のビット線の電圧を昇圧して書き込みを行うので、メモリセルへの書き込み動作を助長し、書き込みマージンを改善することができる。また、ビット線電圧を昇圧するために用いる容量はビット線間の寄生容量であるため、回路面積の増加を大幅に抑えることができる。また、Row数に比例した容量が付加されるため、SRAM構成に関わらず、一定の高い書き込みアシスト効果を得ることができる。   As described above, according to the present embodiment, the parasitic capacitance between the bit line pairs belonging to other memory cell array blocks adjacent to the memory cell array block to which the memory cell to be written belongs is utilized to apply the high level. Since writing is performed by boosting the voltage of the bit line, the writing operation to the memory cell can be facilitated and the writing margin can be improved. Further, since the capacitance used for boosting the bit line voltage is a parasitic capacitance between the bit lines, an increase in circuit area can be significantly suppressed. Further, since a capacity proportional to the number of rows is added, a constant high write assist effect can be obtained regardless of the SRAM configuration.

[参考例]
参考例による半導体記憶装置及びその書き込み方法について図11乃至図15を用いて説明する。図1乃至図10に示す第1及び第2実施形態による半導体記憶装置及びその書き込み方法と同一の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。
[Reference example]
A semiconductor memory device and a writing method thereof according to a reference example will be described with reference to FIGS. The same components as those of the semiconductor memory device and the writing method thereof according to the first and second embodiments shown in FIGS. 1 to 10 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.

図11は、本参考例による半導体記憶装置の書き込み補助回路の構造を示す回路図である。図12乃至図14は、本参考例による半導体記憶装置の書き込み制御回路の構造を示す回路図である。図15は、本参考例による半導体記憶装置の書き込み方法を示すタイムチャートである。   FIG. 11 is a circuit diagram showing a structure of a write assist circuit of the semiconductor memory device according to this reference example. 12 to 14 are circuit diagrams showing the structure of the write control circuit of the semiconductor memory device according to this reference example. FIG. 15 is a time chart showing a writing method of the semiconductor memory device according to this reference example.

はじめに、本参考例による半導体記憶装置の構造について図11乃至図15を用いて説明する。   First, the structure of the semiconductor memory device according to this reference example will be described with reference to FIGS.

図11に示すように、ビット線BLとビット線BLとは、NチャネルMOSトランジスタNT1及びNチャネルMOSトランジスタNT1を介して接続されている。また、ビット線/BLとビット線/BLとは、NチャネルMOSトランジスタNT2及びNチャネルMOSトランジスタNT2を介して接続されている。 As shown in FIG. 11, bit line BL A and bit line BL B are connected via an N channel MOS transistor NT1 A and an N channel MOS transistor NT1 B. Bit line / BL A and bit line / BL B are connected via N channel MOS transistor NT2 A and N channel MOS transistor NT2 B.

NチャネルMOSトランジスタNT1,NT2のゲート電極には、カラム選択信号線CSWが接続されている。NチャネルMOSトランジスタNT1,NT2のゲート電極には、カラム選択信号線CSWが接続されている。 A column selection signal line CSW A is connected to the gate electrodes of the N-channel MOS transistors NT1 A and NT2 A. A column selection signal line CSW B is connected to the gate electrodes of the N channel MOS transistors NT1 B and NT2 B.

カラム選択信号線CSW,CSWには、図12に示す回路により生成されるカラム選択信号CSW_own,CSW_otherが入力される。図12(a)がカラム選択信号CSW_ownを生成するカラム制御信号生成回路30Aであり、図12(b)がカラム選択信号CSW_otherを生成するカラム制御信号生成回路30Bである。 Column selection signals CSW_own and CSW_other generated by the circuit shown in FIG. 12 are input to the column selection signal lines CSW A and CSW B. 12A shows a column control signal generation circuit 30A that generates a column selection signal CSW_own, and FIG. 12B shows a column control signal generation circuit 30B that generates a column selection signal CSW_other.

NチャネルMOSトランジスタNT1とNチャネルMOSトランジスタNT1との接続ノードには、データ線WAが接続されている。また、容量素子C1を介してデータ線WA2が接続されている。NチャネルMOSトランジスタNT2とNチャネルMOSトランジスタNT2との接続ノードには、データ線WAXが接続されている。また、容量素子C2を介してデータ線WA2Xが接続されている。 The N-channel MOS transistor NT1 A and N connection node between channel MOS transistor NT1 B, the data line WA is connected. Further, the data line WA2 is connected through the capacitive element C1. A data line WAX is connected to a connection node between N channel MOS transistor NT2 A and N channel MOS transistor NT2 B. Further, the data line WA2X is connected via the capacitive element C2.

データ線WA,WAXには、図13に示すデータ信号生成回路40Aにより生成されるデータ信号が入力される。また、データ線WA2,WA2Xには、図14に示すデータ信号生成回路40Bにより生成されるデータ信号が入力される。   Data signals generated by the data signal generation circuit 40A shown in FIG. 13 are input to the data lines WA and WAX. The data signals generated by the data signal generation circuit 40B shown in FIG. 14 are input to the data lines WA2 and WA2X.

書き込み制御信号WEP1,WEP2は、図4と同様の制御信号生成回路により生成される。書き込み制御信号WEP1,WEP2は、図15に示すように、ライトイネーブル信号WEPがハイレベルの間に順番に立ち上がっては立ち下がる信号である。   Write control signals WEP1 and WEP2 are generated by a control signal generation circuit similar to that shown in FIG. As shown in FIG. 15, the write control signals WEP1 and WEP2 are signals that sequentially rise and fall while the write enable signal WEP is at a high level.

図13に示すデータ信号生成回路40Aは、ライトイネーブル信号WEP、書き込み制御信号WEP1,WEP2及び書き込みデータ信号WDに基づき、データ線WA,WAXに入力されるデータ信号を生成する。   The data signal generation circuit 40A shown in FIG. 13 generates data signals to be input to the data lines WA and WAX based on the write enable signal WEP, the write control signals WEP1 and WEP2, and the write data signal WD.

データ信号生成回路40Aは、書き込み制御信号WEP1がハイレベルである第1のフェーズ、書き込み制御信号WEP2がハイレベルである第2のフェーズのそれぞれにおいて、特定のデータ信号を生成する。データ信号生成回路40Aは、データ線WA及びデータ線WAXのそれぞれに接続して設けられている。   The data signal generation circuit 40A generates a specific data signal in each of the first phase in which the write control signal WEP1 is at a high level and the second phase in which the write control signal WEP2 is at a high level. The data signal generation circuit 40A is connected to each of the data line WA and the data line WAX.

書き込むべきデータ信号WDがハイレベルであり、その反転信号であるデータ信号WDXがローレベルの場合、第1のフェーズでは、データ線WA(又はデータ線WAX)にハイレベルのデータ信号を出力する。第2のフェーズでは、データ線WA(又はデータ線WAX)にハイレベルのデータ信号を出力する。   When the data signal WD to be written is at a high level and the inverted data signal WDX is at a low level, a high level data signal is output to the data line WA (or the data line WAX) in the first phase. In the second phase, a high level data signal is output to the data line WA (or the data line WAX).

逆に、書き込むべきデータ信号WDがローレベルであり、その反転信号であるデータ信号WDXがハイレベルの場合、第1のフェーズでは、データ線WA(又はデータ線WAX)にローレベルのデータ信号を出力する。第2のフェーズでは、データ線WA(又はデータ線WAX)をフローティング状態とする。   On the other hand, when the data signal WD to be written is at a low level and the data signal WDX which is an inverted signal thereof is at a high level, in the first phase, a low level data signal is applied to the data line WA (or the data line WAX). Output. In the second phase, the data line WA (or the data line WAX) is set in a floating state.

図14に示すデータ信号生成回路40Bは、書き込み制御信号WEP1,WEP2及び書き込みデータ信号WDに基づき、データ線WA2,WAX2に入力されるデータ信号を生成する。   The data signal generation circuit 40B shown in FIG. 14 generates data signals input to the data lines WA2 and WAX2 based on the write control signals WEP1 and WEP2 and the write data signal WD.

データ信号生成回路40Bは、書き込み制御信号WEP1がハイレベルである第1のフェーズ、書き込み制御信号WEP2がハイレベルである第2のフェーズのそれぞれにおいて、特定のデータ信号を生成する。データ信号生成回路60は、データ線WA2及びデータ線WAX2のそれぞれに接続して設けられている。   The data signal generation circuit 40B generates a specific data signal in each of the first phase in which the write control signal WEP1 is at a high level and the second phase in which the write control signal WEP2 is at a high level. The data signal generation circuit 60 is provided so as to be connected to each of the data line WA2 and the data line WAX2.

書き込むべきデータ信号WDがハイレベルであり、その反転信号であるデータ信号WDXがローレベルの場合、第1のフェーズでは、データ線WA(又はデータ線WAX)にハイレベルのデータ信号を出力する。第2のフェーズでは、データ線WA(又はデータ線WAX)にローレベルのデータ信号を出力する。   When the data signal WD to be written is at a high level and the inverted data signal WDX is at a low level, a high level data signal is output to the data line WA (or the data line WAX) in the first phase. In the second phase, a low level data signal is output to the data line WA (or the data line WAX).

逆に、書き込むべきデータ信号WDがローレベルであり、その反転信号であるデータ信号WDXがハイレベルの場合、第1のフェーズでは、データ線WA(又はデータ線WAX)にハイレベルのデータ信号を出力する。第2のフェーズでは、データ線WA(又はデータ線WAX)にハイレベルのデータ信号を出力する。   Conversely, when the data signal WD to be written is at a low level and the inverted data signal WDX is at a high level, in the first phase, a high level data signal is applied to the data line WA (or the data line WAX). Output. In the second phase, a high level data signal is output to the data line WA (or the data line WAX).

次に、本実施形態による半導体記憶装置の書き込み方法について図11乃至図15を用いて説明する。   Next, the writing method of the semiconductor memory device according to the present embodiment will be explained with reference to FIGS.

メモリセルMCが待機状態のとき、ワード線WLはローレベルに保持されている。また、ライトイネーブル信号WEP及びアドレス選択信号ADRn,ADR_own,ADR_otherは、ローレベルに保持されている。これらから生成される書き込み制御信号WEP1,WEP2及びカラム選択信号CSW_own、CSW_otherも、ローレベルに保持されている。   When the memory cell MC is in a standby state, the word line WL is held at a low level. The write enable signal WEP and the address selection signals ADRn, ADR_own, ADR_other are held at a low level. Write control signals WEP1 and WEP2 and column selection signals CSW_own and CSW_other generated from these are also held at a low level.

まず、書き込みの初期段階として、書き込み対象のメモリセルMCが接続されたカラムに対応するビット線BL,/BL,BL,/BLをハイレベルにプリチャージする。これにより、ビット線BL,/BL,BL,/BLの電圧がハイ側の電圧Vddに昇圧される(ステップS31)。 First, as an initial stage of writing, the bit lines BL A , / BL A , BL B , / BL B corresponding to the column to which the memory cell MC to be written is connected are precharged to a high level. As a result, the voltages of the bit lines BL A , / BL A , BL B , / BL B are boosted to the high-side voltage Vdd (step S31).

次いで、書き込み対象のメモリセルMCが接続されるワード線WLにハイレベルの信号を出力し、書き込み対象のメモリセルMCの選択トランジスタ(NチャネルMOSトランジスタNQ3,NQ4)をオンにする。また、書き込み制御回路16から、書き込み対象のメモリセルMCが接続される書き込み補助回路14に、ハイレベルのライトイネーブル信号WEP及びアドレス選択信号ADRr、ADR_ownと、ローレベルのアドレス選択信号ADR_otherとを出力する。   Next, a high level signal is output to the word line WL to which the write target memory cell MC is connected, and the selection transistors (N channel MOS transistors NQ3 and NQ4) of the write target memory cell MC are turned on. The write control circuit 16 outputs a high level write enable signal WEP, address selection signals ADRr and ADR_own, and a low level address selection signal ADR_other to the write auxiliary circuit 14 to which the write target memory cell MC is connected. To do.

ここでは、ビット線BL,/BLに接続されたメモリセルMCに書き込みを行うものとする。また、ビット線BLが“0”書き込み側のビット線であり、ビット線/BLが“1”書き込み側のビット線である場合を想定する。 Here, it is assumed that writing is performed on the memory cells MC connected to the bit lines BL A and / BL A. Further, it is assumed that the bit line BL A is a bit line on the “0” write side and the bit line / BL A is a bit line on the “1” write side.

ハイレベルのライトイネーブル信号WEP及びアドレス選択信号ADRr、ADR_ownとローレベルのアドレス選択信号ADR_otherとが入力されると、ハイレベルの書き込み制御信号WEP1と、ローレベルの書き込み制御信号WEP2とが出力される。   When the high level write enable signal WEP, the address selection signals ADRr and ADR_own and the low level address selection signal ADR_other are input, the high level write control signal WEP1 and the low level write control signal WEP2 are output. .

すると、データ信号生成回路40Aから、データ線WAにローレベルのデータ信号が出力され、データ線WAXにハイレベルのデータ信号が出力される。また、データ信号生成回路40Bから、データ線WA2にハイレベルのデータ信号が出力され、データ線WA2Xにハイレベルのデータ信号が出力される(ステップS32)。   Then, a low level data signal is output from the data signal generation circuit 40A to the data line WA, and a high level data signal is output to the data line WAX. Further, a high level data signal is output from the data signal generation circuit 40B to the data line WA2, and a high level data signal is output to the data line WA2X (step S32).

ビット線BLがローレベルまで十分にディスチャージされた後、書き込み制御信号WEP1がローレベルに立ち下がり、これに続いて書き込み制御信号WEP2がハイレベルに立ち上がる。 After the bit line BL A is sufficiently discharged to a low level, it falls to a low level write control signal WEP1, following which the write control signal WEP2 rises to the high level.

すると、データ信号生成回路40Aによってデータ線WAがフローティング状態となり、データ線WAXにはデータ信号生成回路40Aからハイレベルのデータ信号が出力される。また、データ信号生成回路40Bから、データ線WA2にローレベルのデータ信号が出力され、データ線WA2Xにハイレベルのデータ信号が出力される。   Then, the data line WA is brought into a floating state by the data signal generation circuit 40A, and a high level data signal is output from the data signal generation circuit 40A to the data line WAX. Further, the data signal generation circuit 40B outputs a low level data signal to the data line WA2, and outputs a high level data signal to the data line WA2X.

このとき、データ線WA2とデータ線WAとは容量素子C1によって容量結合されているため、データ線WA2の電圧が下がることによってフローティング状態のデータ線WAの電圧が引き下げられる。これにより、データ線WAの電圧がマイナス側にシフトする。同時に、データ線WAに接続されたビット線BLの電圧がマイナス側にシフトする。 At this time, since the data line WA2 and the data line WA are capacitively coupled by the capacitive element C1, the voltage of the data line WA in the floating state is lowered when the voltage of the data line WA2 decreases. As a result, the voltage of the data line WA is shifted to the negative side. At the same time, the voltage of the bit line BL A connected to the data line WA is shifted to the minus side.

この結果、ビット線BLとビット線/BLとの間の電位幅が電圧Vddと電圧Vssとの差分よりも大きくなる。すなわち、メモリセルMCへの書き込み電圧が相対的に大きくなり、メモリセルMCへの書き込み特性を向上することができる(ステップS33)。 As a result, the potential width between the bit lines BL A and the bit line / BL A is greater than the difference between the voltage Vdd and the voltage Vss. That is, the write voltage to the memory cell MC becomes relatively large, and the write characteristics to the memory cell MC can be improved (step S33).

この後、ワード線WLをローレベルに戻してNチャネルMOSトランジスタNQ3,NQ4をオフにし、メモリセルMCへの書き込みを完了する。また、ビット線BL,/BL,BL,/BLをプリチャージし、次のメモリセルMCの書き込みに備える(ステップS34)。 Thereafter, the word line WL is returned to the low level, the N-channel MOS transistors NQ3 and NQ4 are turned off, and the writing to the memory cell MC is completed. Further, the bit lines BL A , / BL A , BL B , / BL B are precharged to prepare for the next writing of the memory cell MC (step S34).

このような書き込みを、行アドレス及び列アドレスを変えて繰り返し行い、メモリセルアレイブロック10A,10Bへの書き込みを完了する。   Such writing is repeated by changing the row address and the column address, and the writing to the memory cell array blocks 10A and 10B is completed.

本参考例による半導体記憶装置の書き込み方法では、書き込み時に用いる負の電圧を発生させるために、各ビット線対に接続して容量素子C1,C2を設ける必要があり、大きな面積増加になる。   In the writing method of the semiconductor memory device according to this reference example, in order to generate a negative voltage used at the time of writing, it is necessary to provide the capacitive elements C1 and C2 connected to each bit line pair, resulting in a large area increase.

また、容量素子の容量値が大きすぎると、ビット線の電位が下がりすぎてしまい、ワード線がオフしているはずのメモリセルのトランスファーにゲートソース間電圧が生じて非選択セルへの書き込み電流が生じるなど、誤動作の原因になる。また、逆に小さすぎれば十分な書き込み補助効果が得られない。そのため、様々なワード数のレイアウトを展開作成するとき、ビット線の長さに応じて容量素子のサイズをチューニングする必要があり、れーアウトデータを作成しにくいのと同時に設計コストが増大する。   If the capacitance value of the capacitive element is too large, the potential of the bit line will drop too much, and a gate-source voltage will be generated in the transfer of the memory cell where the word line should have been turned off. Cause malfunctions. On the other hand, if it is too small, a sufficient writing assist effect cannot be obtained. For this reason, when developing and creating layouts with various numbers of words, it is necessary to tune the size of the capacitive element in accordance with the length of the bit line, which makes it difficult to create layout data and at the same time increases design cost.

[変形実施形態]
以上、半導体記憶装置及びその書き込み方法の実施形態を説明してきたが、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変形、追加、置換等が可能である。
[Modified Embodiment]
Although the embodiments of the semiconductor memory device and the writing method thereof have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications, additions, replacements, and the like are possible without departing from the spirit of the invention. .

10A,10B…メモリセルアレイブロック
12…行選択回路
14…書き込み補助回路
16…書き込み制御回路
20…書き込み制御信号生成回路
22,24,26…遅延回路
30A,30B…カラム制御信号生成回路
40,40A,40B…データ信号生成回路
10A, 10B ... Memory cell array block 12 ... Row selection circuit 14 ... Write auxiliary circuit 16 ... Write control circuit 20 ... Write control signal generation circuits 22, 24, 26 ... Delay circuits 30A, 30B ... Column control signal generation circuits 40, 40A, 40B ... Data signal generation circuit

Claims (10)

第1のメモリセルと、
前記第1のメモリセルに接続された第1のビット線対と、
第2のメモリセルと、
前記第2のメモリセルに接続された第2のビット線対と、
前記第1のビット線対の一方と前記第2のビット線対の一方との間の接続を制御する第1のスイッチ回路と、
前記第1のビット線対の他方と前記第2のビット線対の他方との間の接続を制御する第2のスイッチ回路と、
前記第1のビット線対の前記一方及び前記第2のビット線対の前記一方にローレベルの第1の電圧を印加し、前記第1のビット線対の前記他方及び前記第2のビット線対の前記他方にハイレベルの第の電圧を印加し、前記第1のスイッチ回路により前記第1のビット線対の前記一方と前記第2のビット線対の前記一方との間の接続を切り離し、前記第2のスイッチ回路により前記第1のビット線対の前記他方と前記第2のビット線対の前記他方との間の接続を切り離し、前記第2のビット線対の前記他方の電圧を前記第2の電圧よりも低い第3の電圧に降圧することにより前記第2のビット線対の前記他方に容量結合された前記第2のビット線対の前記一方の電圧を前記第1の電圧よりも低い第4の電圧に降圧し、前記第1のスイッチ回路により前記第2のビット線対の前記一方と前記第1のビット線対の前記一方とを接続することにより前記第1のビット線対の前記一方の電圧を前記第1の電圧よりも低い第5の電圧に降圧する書き込み制御回路と
を有することを特徴とする半導体記憶装置。
A first memory cell;
A first bit line pair connected to the first memory cell;
A second memory cell;
A second bit line pair connected to the second memory cell;
A first switch circuit for controlling a connection between one of the first bit line pair and one of the second bit line pair;
A second switch circuit for controlling a connection between the other of the first bit line pair and the other of the second bit line pair;
A low level first voltage is applied to the one of the first bit line pair and the one of the second bit line pair, and the other of the first bit line pair and the second bit line. A high-level second voltage is applied to the other of the pair, and the connection between the one of the first bit line pair and the one of the second bit line pair is established by the first switch circuit. The second switch circuit disconnects the connection between the other of the first bit line pair and the other of the second bit line pair, and the second voltage of the second bit line pair is disconnected. Is reduced to a third voltage lower than the second voltage, whereby the one voltage of the second bit line pair capacitively coupled to the other of the second bit line pair is reduced to the first voltage. Stepping down to a fourth voltage lower than the voltage, the first switch circuit By connecting the one of the second bit line pairs and the one of the first bit line pairs, the one voltage of the first bit line pair is made lower than the first voltage. And a write control circuit for stepping down to a voltage of 5. A semiconductor memory device comprising:
請求項1記載の半導体記憶装置において、
前記第1のスイッチ回路は、前記第1のビット線対の前記一方と前記第2のビット線対の前記一方との間に接続され、ゲート電極が前記第1のビット線対の前記他方に接続された第1のNチャネルMOSトランジスタであり、
前記第2のスイッチ回路は、前記第1のビット線対の前記他方と前記第2のビット線対の前記他方との間に接続され、ゲート電極が前記第2のビット線対の前記一方に接続された第2のNチャネルMOSトランジスタである
ことを特徴とする半導体記憶装置。
The semiconductor memory device according to claim 1.
The first switch circuit is connected between the one of the first bit line pair and the one of the second bit line pair, and a gate electrode is connected to the other of the first bit line pair. A first N-channel MOS transistor connected;
The second switch circuit is connected between the other of the first bit line pair and the other of the second bit line pair, and a gate electrode is connected to the one of the second bit line pair. A semiconductor memory device, wherein the second N-channel MOS transistor is connected.
請求項1又は2記載の半導体記憶装置において、
前記第1のビット線対と前記第1のスイッチ回路及び前記第2のスイッチ回路との間に接続された第1のカラム選択回路と、
前記第2のビット線対と前記第1のスイッチ回路及び前記第2のスイッチ回路との間に接続された第2のカラム選択回路とを更に有する
ことを特徴とする半導体記憶装置。
The semiconductor memory device according to claim 1 or 2,
A first column selection circuit connected between the first bit line pair and the first switch circuit and the second switch circuit;
A semiconductor memory device, further comprising: a second column selection circuit connected between the second bit line pair, the first switch circuit, and the second switch circuit.
第1のメモリセルと、
前記第1のメモリセルに接続された第1のビット線対と、
第2のメモリセルと、
前記第2のメモリセルに接続された第2のビット線対と、
前記第1のビット線対の一方と前記第2のビット線対の一方との間の接続を制御する第1のスイッチ回路と、
前記第1のビット線対の他方と前記第2のビット線対の他方との間の接続を制御する第2のスイッチ回路と、
前記第1のビット線対の前記一方及び前記第2のビット線対の前記一方にローレベルの第1の電圧を印加し、前記第1のビット線対の前記他方及び前記第2のビット線対の前記他方にハイレベルの第の電圧を印加し、前記第1のスイッチ回路により前記第1のビット線対の前記一方と前記第2のビット線対の前記一方との間の接続を切り離し、前記第2のスイッチ回路により前記第1のビット線対の前記他方と前記第2のビット線対の前記他方との間の接続を切り離し、前記第2のビット線対の前記一方の電圧を前記第1の電圧よりも高い第3の電圧に昇圧することにより前記第2のビット線対の前記一方に容量結合された前記第2のビット線対の前記他方の電圧を前記第2の電圧よりも高い第4の電圧に昇圧し、前記第2のスイッチ回路により前記第2のビット線対の前記他方と前記第1のビット線対の前記他方とを接続することにより前記第1のビット線対の前記他方の電圧を前記第2の電圧よりも高い第5の電圧に昇圧する書き込み制御回路と
を有することを特徴とする半導体記憶装置。
A first memory cell;
A first bit line pair connected to the first memory cell;
A second memory cell;
A second bit line pair connected to the second memory cell;
A first switch circuit for controlling a connection between one of the first bit line pair and one of the second bit line pair;
A second switch circuit for controlling a connection between the other of the first bit line pair and the other of the second bit line pair;
A low level first voltage is applied to the one of the first bit line pair and the one of the second bit line pair, and the other of the first bit line pair and the second bit line. A high-level second voltage is applied to the other of the pair, and the connection between the one of the first bit line pair and the one of the second bit line pair is established by the first switch circuit. The second switch circuit disconnects the connection between the other of the first bit line pair and the other of the second bit line pair, and the one voltage of the second bit line pair is disconnected. Is boosted to a third voltage higher than the first voltage, and the other voltage of the second bit line pair capacitively coupled to the one of the second bit line pair is set to the second voltage. The second switch circuit boosts the voltage to a fourth voltage higher than the voltage. By connecting the other of the second bit line pair and the other of the first bit line pair, the other voltage of the first bit line pair is set higher than the second voltage. And a write control circuit that boosts the voltage to 5.
請求項4記載の半導体記憶装置において、
前記第1のスイッチ回路は、前記第1のビット線対の前記一方と前記第2のビット線対の前記一方との間に接続され、ゲート電極が前記第1のビット線対の前記他方に接続された第1のPチャネルMOSトランジスタであり、
前記第2のスイッチ回路は、前記第1のビット線対の前記他方と前記第2のビット線対の前記他方との間に接続され、ゲート電極が前記第2のビット線対の前記一方に接続された第2のPチャネルMOSトランジスタである
ことを特徴とする半導体記憶装置。
The semiconductor memory device according to claim 4.
The first switch circuit is connected between the one of the first bit line pair and the one of the second bit line pair, and a gate electrode is connected to the other of the first bit line pair. A first P-channel MOS transistor connected;
The second switch circuit is connected between the other of the first bit line pair and the other of the second bit line pair, and a gate electrode is connected to the one of the second bit line pair. A semiconductor memory device, wherein the second P-channel MOS transistor is connected.
請求項4又は5記載の半導体記憶装置において、
前記第1のビット線対と前記第1のスイッチ回路及び前記第2のスイッチ回路との間に接続された第1のカラム選択回路と、
前記第2のビット線対と前記第1のスイッチ回路及び前記第2のスイッチ回路との間に接続された第2のカラム選択回路とを更に有する
ことを特徴とする半導体記憶装置。
The semiconductor memory device according to claim 4 or 5,
A first column selection circuit connected between the first bit line pair and the first switch circuit and the second switch circuit;
A semiconductor memory device, further comprising: a second column selection circuit connected between the second bit line pair, the first switch circuit, and the second switch circuit.
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の半導体記憶装置において、
前記第1のメモリセル及び前記第1のビット線対は、第1のメモリセルアレイブロックに属し、
前記第2のメモリセル及び前記第2のビット線対は、前記第1のメモリセルブロックアレイに隣接する第2のメモリセルアレイブロックに属する
ことを特徴とする半導体記憶装置。
The semiconductor memory device according to claim 1,
The first memory cell and the first bit line pair belong to a first memory cell array block,
The semiconductor memory device, wherein the second memory cell and the second bit line pair belong to a second memory cell array block adjacent to the first memory cell block array.
請求項7記載の半導体記憶装置において、
前記第1のメモリセルアレイブロックは、複数の前記第1のビット線対と、複数の前記第1のビット線のそれぞれに接続された複数の前記メモリセルを有し、
前記第2のメモリセルアレイブロックは、複数の前記第2のビット線対と、複数の前記第2のビット線のそれぞれに接続された複数の前記メモリセルを有する
ことを特徴とする半導体記憶装置。
The semiconductor memory device according to claim 7.
The first memory cell array block includes a plurality of the first bit line pairs and a plurality of the memory cells connected to the plurality of first bit lines,
The second memory cell array block includes a plurality of the second bit line pairs and a plurality of the memory cells connected to each of the plurality of second bit lines.
第1のメモリセルアレイブロックに属する第1のビット線対と、前記第1のビット線対に接続されたメモリセルと、前記第1のメモリセルアレイブロックに隣接する第2のメモリセルブロックアレイに属する第2のビット線対とを有する半導体記憶装置の書き込み方法であって、
前記第1のビット線対の一方及び前記第2のビット線対の一方に第1の電圧を印加し、前記第1のビット線対の他方及び前記第2のビット線対の他方に第2の電圧を印加し、
前記第1のビット線対の前記一方と前記第2のビット線対の前記一方との間の接続及び前記第1のビット線対の前記他方と前記第2のビット線対の前記他方との間の接続を切り離し、
前記第2のビット線対の前記他方の電圧を前記第2の電圧よりも低い第3の電圧にシフトすることにより、前記第2のビット線対の前記他方に容量結合された前記第2のビット線対の前記一方の電圧を前記第1の電圧よりも低い第4の電圧にシフトし、
前記第2のビット線対の前記一方と前記第1のビット線対の前記一方とを接続することにより、前記第1のビット線対の前記一方の電圧を前記第1の電圧よりも低い第5の電圧にシフトし、
前記第1のビット線対の一方に印加された前記第5の電圧と、前記第1のビット線対の前記他方に印加された前記第2の電圧により、前記メモリセルへの書き込みを行う
ことを特徴とする半導体記憶装置の書き込み方法。
A first bit line pair belonging to the first memory cell array block, a memory cell connected to the first bit line pair, and a second memory cell block array adjacent to the first memory cell array block A writing method of a semiconductor memory device having a second bit line pair,
A first voltage is applied to one of the first bit line pair and one of the second bit line pair, and a second voltage is applied to the other of the first bit line pair and the other of the second bit line pair. Apply a voltage of
The connection between the one of the first bit line pair and the one of the second bit line pair, and the other of the first bit line pair and the other of the second bit line pair. Disconnect the connection between
The second voltage of the second bit line pair is capacitively coupled to the other of the second bit line pair by shifting the other voltage of the second bit line pair to a third voltage lower than the second voltage. Shifting the one voltage of the bit line pair to a fourth voltage lower than the first voltage;
By connecting the one of the second bit line pair and the one of the first bit line pair, the one voltage of the first bit line pair is made lower than the first voltage. Shift to a voltage of 5,
Writing to the memory cell by the fifth voltage applied to one of the first bit line pair and the second voltage applied to the other of the first bit line pair; A writing method for a semiconductor memory device.
第1のメモリセルアレイブロックに属する第1のビット線対と、前記第1のビット線対に接続されたメモリセルと、前記第1のメモリセルアレイブロックに隣接する第2のメモリセルブロックアレイに属する第2のビット線対とを有する半導体記憶装置の書き込み方法であって、
前記第1のビット線対の一方及び前記第2のビット線対の一方に第1の電圧を印加し、前記第1のビット線対の他方及び前記第2のビット線対の他方に第2の電圧を印加し、
前記第1のビット線対の前記一方と前記第2のビット線対の前記一方との間の接続及び前記第1のビット線対の前記他方と前記第2のビット線対の前記他方との間の接続を切り離し、
前記第2のビット線対の前記一方の電圧を前記第1の電圧よりも高い第3の電圧にシフトすることにより、前記第2のビット線対の前記一方に容量結合された前記第2のビット線対の前記他方の電圧を前記第2の電圧よりも高い第4の電圧にシフトし、
前記第2のビット線対の前記他方と前記第1のビット線対の前記他方とを接続することにより、前記第1のビット線対の前記他方の電圧を前記第2の電圧よりも高い第5の電圧にシフトし、
前記第1のビット線対の一方に印加された前記第1の電圧と、前記第1のビット線対の前記他方に印加された前記第5の電圧により、前記メモリセルへの書き込みを行う
ことを特徴とする半導体記憶装置の書き込み方法。
A first bit line pair belonging to the first memory cell array block, a memory cell connected to the first bit line pair, and a second memory cell block array adjacent to the first memory cell array block A writing method of a semiconductor memory device having a second bit line pair,
A first voltage is applied to one of the first bit line pair and one of the second bit line pair, and a second voltage is applied to the other of the first bit line pair and the other of the second bit line pair. Apply a voltage of
The connection between the one of the first bit line pair and the one of the second bit line pair, and the other of the first bit line pair and the other of the second bit line pair. Disconnect the connection between
The second voltage line coupled to the one of the second bit line pair is shifted by shifting the one voltage of the second bit line pair to a third voltage higher than the first voltage. Shifting the other voltage of the bit line pair to a fourth voltage higher than the second voltage;
By connecting the other of the second bit line pair and the other of the first bit line pair, the other voltage of the first bit line pair is made higher than the second voltage. Shift to a voltage of 5,
Writing to the memory cell by the first voltage applied to one of the first bit line pair and the fifth voltage applied to the other of the first bit line pair; A writing method for a semiconductor memory device.
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