JP6424448B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents

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Description

本明細書で言及する実施例は、半導体装置および半導体記憶装置に関する。
近年、半導体製造技術の進歩に伴って、半導体素子(トランジスタ)も微細化および高集積化が進み、半導体チップ(LSI)に搭載するトランジスタの数も増加の一途をたどっている。
そして、微細化によるトランジスタ単体のリーク電流の増加、並びに、半導体チップに搭載するトランジスタの数の増加により、半導体チップ全体のリーク電流(リーク電力)は、ますます増大する傾向にある。
その一方において、半導体チップは、電池駆動による携帯機器への適用や省エネを実現するために、低消費電力化が求められている。
例えば、SRAM(Static Random Access Memory:半導体記憶装置)は、半導体チップ内に占める割合が多く、SRAMの低リーク化は、半導体チップ全体の消費電力を低減する上で重要なものとなっている。
すなわち、SRAMは、例えば、演算処理装置(プロセッサ)のキャッシュメモリや高速処理を実行するメモリとして使用されている。このようなSRAMにおいて、特に、ワード線ドライバのリーク電流は非常に大きく、例えば、SRAMマクロのリーク電流の大半を占めている。
ところで、従来、リーク電流を低減した半導体記憶装置としては、様々なものが提案されている。
特表2008−521157号公報 特開2001−176270号公報 特開平08−234877号公報
上述したように、例えば、SRAMにおけるワード線ドライバのリーク電流は、トランジスタの微細化および高集積化に伴って増加しており、近年の低消費電力化の求めに反するものとなっている。
例えば、SRAMのワード線ドライバにおいて、ワード線を駆動する最終段インバータの電源ラインは、寄生容量が大きいため充放電に時間がかかる。そのため、例えば、消費電力を低減するために、ワード線ドライバの電源ラインの電圧を動的に制御しようとすると、動作速度の低下を招くことになる。
なお、本実施例の適用は、SRAMに限定されるものではなく、例えば、DRAM(Dynamic Random Access Memory)を始めとする様々な半導体記憶装置に対して適用することができる。さらに、本実施例は、例えば、選択/非選択の切り替えが可能な回路ブロックを含む様々な半導体装置に対して幅広く適用することが可能である。
一実施形態によれば、選択および非選択が可能なワード線ドライバブロックと、前記ワード線ドライバブロックと第1電源線との間に設けられたリーク電流制限回路と、を有する半導体記憶装置が提供される。
前記リーク電流制限回路は、前記ワード線ドライバブロックと前記第1電源線との間に設けられた第1トランジスタと、前記ワード線ドライバブロックと前記第1電源線との間に設けられた第1抵抗素子と、前記ワード線ドライバブロックと前記第1電源線との間に、前記第1抵抗素子と直列接続された第2トランジスタと、を含む。前記ワード線ドライバブロックを選択して動作させるときは、前記第1トランジスタをオンして、前記第1電源線を前記ワード線ドライバブロックに接続し、前記ワード線ドライバブロックを非選択として停止させるときは、前記第1トランジスタをオフして、前記第1電源線を前記ワード線ドライバブロックから遮断し、前記第2トランジスタは、前記第1トランジスタがオンするときはオフし、前記第1トランジスタがオフするときはオンし、前記第1抵抗素子は、温度が高くなるに従って抵抗値が増大する特性を有する。
開示の半導体装置および半導体記憶装置は、非選択の回路ブロックのリーク電流を抑制しつつ、非選択から選択への切り替えを高速化することができるという効果を奏する。
図1は、半導体記憶装置の一例を示すブロック図である。 図2は、図1に示す半導体記憶装置におけるワード線ドライバの一例を示す回路図である。 図3は、図2に示すワード線ドライバの動作を説明するためのタイミング図である。 図4は、図1に示す半導体記憶装置におけるワード線ドライバの他の例を示す回路図である。 図5は、図4に示すワード線ドライバの動作を説明するためのタイミング図である。 図6は、図1に示す半導体記憶装置におけるワード線ドライバのさらに他の例を示す回路図である。 図7は、図6に示すワード線ドライバの動作を説明するためのタイミング図である。 図8は、図6に示すワード線ドライバの動作を説明するための図である。 図9は、半導体記憶装置の第1実施例におけるワード線ドライバの一例を示す回路図である。 図10は、図9に示すワード線ドライバの動作を説明するためのタイミング図である。 図11は、図9に示すワード線ドライバにおけるリーク電流制限回路を説明するための図である。 図12は、図11に示すリーク電流制限回路の変形例を説明するための図である。 図13は、図9に示すワード線ドライバの動作を説明するための図である。 図14は、図9に示すワード線ドライバを、図6に示すワード線ドライバと比較して説明するための図である。 図15は、半導体記憶装置の第2実施例におけるワード線ドライバの一例を示す回路図である。 図16は、図15に示すワード線ドライバの動作を説明するためのタイミング図である。 図17は、第1実施例を適用した半導体記憶装置におけるワード線ドライバの全体構成を示すブロック図である。 図18は、図17に示すワード線ドライバの動作を説明するためのタイミング図である。 図19は、第2実施例を適用した半導体記憶装置におけるワード線ドライバの全体構成を示すブロック図である。 図20は、図19に示すワード線ドライバの動作を説明するためのタイミング図である。
まず、半導体装置および半導体記憶装置の実施例を詳述する前に、図1〜図8を参照して、半導体記憶装置の例、並びに、その半導体記憶装置における問題点を説明する。図1は、半導体記憶装置の一例を示すブロック図であり、SRAMの一例を示すものである。
図1において、1はワード線ドライバ,2はメモリセルアレイ,3はデコーダ,4はタイミング生成回路,50,51,…5k(50〜5k)はセンスアンプ,そして,60,61,…6k(60〜6k)は書き込み回路を示す。また、参照符号MCはメモリセル(SRAMセル),WLはワード線,そして,BL,BLXは相補(差動)のビット線を示す。
図1に示されるように、SRAMは、ワード線ドライバ1,メモリセルアレイ2,デコーダ3,タイミング生成回路4,センスアンプ50〜5kおよび書き込み回路60〜6kを含む。メモリセルアレイ2は、それぞれがワード線WLおよびビット線BL,BLXに接続され、マトリクス状に設けられた複数のメモリセルMCを含む。
ここで、各メモリセルMCは、例えば、pチャネル型MOS(pMOS)トランジスタTP11,TP12およびnチャネル型MOS(nMOS)トランジスタTN11〜TN14の6トランジスタ構成とされている。なお、メモリセルMCは、6トランジスタ構成のものに限定されず、知られている様々な構成のメモリセル(SRAMセル)であってもよい。
タイミング生成回路4は、例えば、クロック信号CK,ライトイネーブル信号WEおよびアドレス信号ADを受け取って、各種タイミング信号を生成する。
デコーダ3は、例えば、ライトイネーブル信号WEおよびアドレス信号ADを受け取り、ワード線ドライバ1に対してデコード信号X0〜X2を出力し、ワード線ドライバ1は、デコード信号X0〜X2に対応する所定のワード線WLを選択する。
センスアンプ51〜5kは、それぞれ対応する相補のビット線BL,BLXに対して設けられ、読出し動作時に、ワード線ドライバ1により選択されたワード線WLに対応するメモリセルMCからのデータを読み出して出力する。
書き込み回路61〜6kは、それぞれ対応する相補のビット線BL,BLXに対して設けられ、書き込み動作時に、ワード線ドライバ1により選択されたワード線WLに対応するメモリセルMCに対して、与えられたデータを書き込む。
ここで、図1に示す半導体記憶装置(SRAM)において、ワード線ドライバ1に流れるリーク電流は非常に大きく、例えば、SRAMマクロのリーク電流の大半を占めている。なお、図1は、メモリセルMCの構成だけでなく、他の構成に関しても、単なる例を示すだけのものであり、様々な変形および変更が可能なのはいうまでもない。
図2は、図1に示す半導体記憶装置におけるワード線ドライバの一例を示す回路図である。図2に示されるように、図1のSRAMにおけるワード線ドライバ1において、例えば、最終段インバータINVWL0〜INVWLnは、それぞれ多数のメモリセルMCが接続されたワード線WL<0>〜WL<n>を駆動する。
なお、以下の説明において、参照符号VDDは、高電位電源線および高電位電源線の電圧(高電位電源電圧)を適宜示し、また、VSSは、低電位電源線および低電位電源線の電圧(低高電位電源電圧)を適宜示す。
そのため、最終段インバータINVWL0〜INVWLnのトランジスタは、駆動能力を大きくするために、サイズの大きなトランジスタとされている。すなわち、最終段インバータINVWL0〜INVWLnには、大きなサイズのトランジスタが使用され、各最終段インバータのリーク電流も大きなものとなる。
さらに、ワード線ドライバ1は、例えば、n+1本のワード線WL<0>〜WL<n>を駆動するために、ロウ側に設けられたn+1個の最終段インバータINVWL0〜INVWLnを含む。その結果、最終段インバータINVWL0〜INVWLnのリーク電流(リーク電力)は、非常に大きなものとなり、例えば、ワード線ドライバ1のリーク電流の内、90%以上を占めることにもなっている。
ここで、図1に示す半導体記憶装置におけるワード線ドライバは、例えば、図2に示すワード線ドライバ(ワード線ドライバブロック)1を複数含んで形成されてもよい。
なお、図2に示すワード線ドライバ1は、ワード線ドライバ自体は、通常動作モード(選択)およびスタンバイモード(非選択)は有しておらず、単に、デコーダ3からのデコード信号X0〜X2に従って、ワード線が選択される。すなわち、ワード線ドライバ自体の選択/非選択と、ワード線ドライバによるワード線の選択動作とは、異なることに注意されたい。
図3は、図2に示すワード線ドライバの動作を説明するためのタイミング図であり、例えば、デコーダ3からのデコード信号X0<0>,X1,X2が高レベル『H:VDD』のとき、ワード線WL<0>が選択(VDD:『H』)される場合を示すものである。
このワード線WL<0>が選択(VDD:『H』)されるとき、例えば、デコード信号X0<1>〜X0<n>は低レベル『L:VSS』とされ、ワード線WL<1>〜WL<n>は、全て非選択(VSS:『L』)となる。すなわち、デコーダ3からのデコード信号X0(X0<0>〜X0<n>),X1,X2のレベルに応じて、複数のワード線WL<0>〜WL<n>の内、いずれか1本が選択されてVDDとなる。
ここで、図3において、最終段インバータINVWL0〜INVWLnの電源電圧(pMOSトランジスタのソース電圧)WLVDは、SRAMの高電位電源線の電圧VDDに固定されている。すなわち、前述したように、ワード線ドライバ1は、通常動作モード(選択)およびスタンバイモード(非選択)を有していない。
なお、最終段インバータINVWL0〜INVWLnの接地電圧(nMOSトランジスタのソース電圧)、並びに、デコード信号X0〜X2の低レベル『L』は、SRAMの低電位電源電圧VSSとされている。
図4は、図1に示す半導体記憶装置におけるワード線ドライバの他の例を示す回路図であり、図5は、図4に示すワード線ドライバの動作を説明するためのタイミング図である。
図4に示すワード線ドライバ(ワード線ドライバブロック)1は、最終段インバータINVWL0〜INVWLnの電源電圧WLVDを供給する電源ラインPPと高電位電源線VDDの間に、リーク電流制限回路701が設けられている。
リーク電流制限回路701は、ゲートに制御信号SLPが入力されたpMOSトランジスタTP01を有し、制御信号SLPが『L』(VSS)のときにオンし、制御信号SLPが『H』(VDD)のときにオフするようになっている。
すなわち、図4および図5に示されるように、ワード線ドライバ1がスタンバイモード(スタンバイ:非選択)のとき、制御信号SLPをVDD(『H』)としてトランジスタTP01をオフして、最終段インバータINVWL0〜INVWLnによるリーク電流を遮断する。
そして、ワード線ドライバ1がスタンバイモードから通常動作モード(通常動作:選択)へ切り替わるとき、例えば、デコード信号X0<0>,X1,X2が『H』になってワード線WL<0>を選択するとき、制御信号SLPをVDDからVSSに立ち下げる。
この制御信号SLPをVDDからVSSに立ち下げることにより、pMOSトランジスタTP01をオンし、高電位電源電圧VDDを、トランジスタTP01を介して、最終段インバータの電源電圧WLVDとして電源ラインPPに印加する。
すなわち、トランジスタTP01のオン動作により、電源ラインPPの電位は、低電位電源電圧VSSから高電位電源電圧VDDに立ち上がり、最終段インバータINVWL0〜INVWLnの電源電圧WLVDがVDDとなる。
ここで、電源ラインPPの電位は、トランジスタTP01がオンした後、それまでのVSSから徐々にVDDまで変化する(図5におけるRR01を参照)ため、制御信号SLPは、例えば、通常動作モードを開始する前に『L』となるように制御することが求められる。
なお、通常動作モードが終了してスタンバイモードに切り替えるとき、制御信号SLPを『L』から『H』へ立ち上げることで、最終段インバータの電源電圧WLVDをVDDからVSSへ変化させ、スタンバイモードにおけるリーク電流を遮断する。
ところで、上述した図5のRR01に示されるように、例えば、スタンバイモードから通常動作モードへ切り替えるために制御信号SLPを『H』から『L』に立ち下げても、最終段インバータの電源電圧WLVDは、直ちにVDDまで変化しない。これは、例えば、WLVDを供給する電源ラインPPには、大きな寄生容量が存在することに起因している。
そのため、スタンバイモードから通常動作モードへ切り替えて直ちに読み出しまたは書き込み動作を行うには、通常動作モードを開始する前に制御信号SLPを『H』から『L』に立ち下げるといった専用の制御回路が求められることになる。
しかしながら、高速動作が求められるSRAM等において、事前にアクセスを予測して制御信号SLPを変化させるのは困難であり、また、WLVDがVDDになった後に通常動作モードを開始すると、遅延を招くことになる。
このように、図4に示すワード線ドライバは、スタンバイモードから通常動作モードに復帰する(切り替える)際に長時間を要するため、例えば、長時間SRAMが動作させない場合等以外には、適用するのが難しい。
図6は、図1に示す半導体記憶装置におけるワード線ドライバのさらに他の例を示す回路図であり、図7は、図6に示すワード線ドライバの動作を説明するためのタイミング図である。
図6に示すワード線ドライバは、例えば、スタンバイモードから通常動作モードに復帰する際の時間を短縮するものであり、図4におけるトランジスタTP01と並列にダイオード(ダイオード接続されたnMOSトランジスタ)TN01が設けられている。
図7と前述した図5との比較から明らかなように、図6に示すワード線ドライバによれば、図5における長時間を要するRR01の個所は、図7におけるRR02のように短縮することができる。
しかしながら、図6に示すワード線ドライバにおいて、スタンバイモードの最終段インバータの電源電圧WLVDは、トランジスタ(ダイオード)TN01が設けられているため、VSSではなく、VDD−Vthまでしか低下しない。そのため、スタンバイモードでも、最終段インバータによりある程度のリーク電流が流れることになる。なお、Vthは、トランジスタTN01の閾値電圧を示す。
図8は、図6に示すワード線ドライバの動作を説明するための図である。ここで、半導体デバイスは、例えば、プロセス(製造のばらつき)によって回路の遅延が変動する。図8において、参照符号LL01は、プロセスによる最も高速の動作条件(ファーストコーナー:Fast Corner)の特性を示し、LL02は、最も低速の動作条件(スローコーナー:Slow Corner)の特性を示す。
図8のLL01に示されるように、例えば、最終段インバータのリーク電流が多く流れるプロセスファーストコーナーでは、トランジスタTN01の閾値電圧Vthが低いため、最終段インバータの電源電圧WLVDは、あまり下がらず、リーク電流削減の効果は小さくなる。
すなわち、例えば、最終段インバータのリーク電流が大きいプロセスファーストコーナーでは、最終段インバータの電源電圧WLVDを大きく低下させて十分にリーク電流を削減することが難しい。
一方、図8のLL02に示されるように、例えば、最終段インバータのリーク電流が少なくトランジスタの性能が悪いプロセススローコーナーでは、トランジスタTN01の閾値電圧Vthが高いため、最終段インバータの電源電圧WLVDは、大きく下がる。そのため、スタンバイモードから通常動作モードへの復帰が遅くなってしまう。
すなわち、例えば、最終段インバータのリーク電流が小さいプロセススローコーナーでは、最終段インバータの電源電圧WLVDが大きく低下するため、スタンバイモードから通常動作モードへの復帰が遅くなる。
このように、図6に示すワード線ドライバは、例えば、最終段インバータの電源電圧WLVDを、プロセスコーナー毎に最適な電圧レベルに設定することが困難になっている。
以下、半導体装置および半導体記憶装置の実施例を、添付図面を参照して詳述する。図9は、半導体記憶装置の第1実施例におけるワード線ドライバの一例を示す回路図である。
ここで、図9に示すワード線ドライバは、図1を参照して説明した半導体記憶装置(SRAM)のワード線ドライバ1として適用することができる。また、図9に示すワード線ドライバをワード線ドライバブロック(回路ブロック)として複数設け、その複数のワード線ドライバブロックを、図1におけるワード線ドライバ1として適用することもできる。
さらに、以下に詳述する本実施例の適用は、SRAMに限定されるものではなく、例えば、DRAMを始めとする様々な半導体記憶装置に対して適用することができる。また、本実施例は、例えば、通常動作モード(選択)およびスタンバイモード(非選択)の切り替えが可能な回路ブロックを含む様々な半導体装置に対して幅広く適用することもできる。
図9と、前述した図2,図4および図6との比較から明らかなように、図9に示す第1実施例において、ワード線ドライバ(ワード線ドライバブロック)1の構成は、図2,図4および図6と同様であり、リーク電流制限回路71の構成が異なっている。
図9に示されるように、リーク電流制限回路71は、高電位電源線(第1電源線:VDD)と、それぞれがワード線WL<0>〜WL<n>を駆動する複数(n+1個)の最終段インバータINVWL0〜INVWLnの電源ライン(第1ローカルライン)PPとの間に設けられている。
ここで、電源ラインPPは、各最終段インバータINVWL0〜INVWLnにおけるpMOSトランジスタのソースに接続され、リーク電流制限回路71により、通常動作モードおよびスタンバイモードにおける電源ラインPPの電圧レベルが制御されるようになっている。
なお、各最終段インバータINVWL0〜INVWLnにおけるnMOSトランジスタのソース(第2ローカルライン)は、低電位電源電圧VSSが給電される低電位電源線(第2電源線:VSS)に接続されている。
リーク電流制限回路71は、2つのpMOSトランジスタTP0,TP1、抵抗素子(第1抵抗素子)R0およびインバータI0を含む。トランジスタ(第1トランジスタ)TP0は、高電位電源線(VDD)と電源ラインPPとの間に設けられ、そのゲートには、制御信号SLPXをインバータI0で反転した信号(SLP)が入力されている。なお、SLPXは、SLPの反転論理の信号を表している。
トランジスタ(第2トランジスタ)TP1は、抵抗素子R0と直列接続され、高電位電源線(VDD)と電源ラインPPとの間に設けられている。ここで、抵抗素子R0は、高電位電源線(VDD)側に設けられ、トランジスタTP1は、電源ラインPP側に設けられている。
すなわち、抵抗素子R0の一端は、高電位電源線(VDD)に接続され、抵抗素子R0の他端は、トランジスタTP1のソースに接続されている。トランジスタTP1のドレインは、電源ラインPPに接続され、トランジスタTP1のゲートには、制御信号SLPXが入力されている。
ここで、トランジスタTP0,TP1および抵抗素子R0を高電位電源線(VDD)と電源ラインPPとの間に設けるのは、ワード線WLを選択するとき、各最終段インバータINVWL0〜INVWLnは、高電位電源電圧VDDを出力するためである。
図10は、図9に示すワード線ドライバの動作を説明するためのタイミング図であり、例えば、デコーダ3からのデコード信号X0<0>,X1,X2が高レベル『H:VDD』のとき、ワード線WL<0>が選択(VDD:『H』)される場合を示すものである。
このワード線WL<0>が選択(VDD:『H』)されるとき、例えば、デコード信号X0<1>〜X0<n>は低レベル『L:VSS』とされ、ワード線WL<1>〜WL<n>は、全て非選択(VSS:『L』)となる。すなわち、デコーダ3からのデコード信号X0(X0<0>〜X0<n>),X1,X2のレベルに応じて、複数のワード線WL<0>〜WL<n>の内、いずれか1本が選択されてVDDとなる。
図9および図10に示されるように、通常動作モードでは、制御信号SLPXを『H』(VDD)とし、トランジスタTP0をオンしてトランジスタTP1をオフし、電源ラインPPに対して、トランジスタTP0を介した高電位電源電圧VDDを印加する。これにより、通常動作モードとされた(選択された)ワード線ドライバ1における最終段インバータINVWL0〜INVWLnの電源電圧WLVDは、高電位電源電圧VDDとなる。
一方、スタンバイモードでは、制御信号SLPXを『L』(VSS)とし、トランジスタTP0をオフしてトランジスタTP1をオンし、電源ラインPPに対して、抵抗素子R0およびトランジスタTP1を介したスタンバイ電圧Vstを印加する。これにより、スタンバイモードとされた(非選択された)ワード線ドライバ1における最終段インバータINVWL0〜INVWLnの電源電圧WLVDは、スタンバイ電圧Vstとなる。
図11は、図9に示すワード線ドライバにおけるリーク電流制限回路を説明するための図であり、スタンバイモード(非選択)におけるリーク電流制限回路71を説明するためのものである。
図11に示されるように、スタンバイモードでは、最終段インバータINVWL0〜INVWLnの電源ラインPP(電源電圧WLVD)は、抵抗素子R0およびトランジスタTP1を介したスタンバイ電圧Vstが印加される。
抵抗素子R0は、温度が高くなるに従って抵抗値が増大する特性を有する抵抗素子、例えば、シリサイド抵抗(silicide resistor)素子,或いは,ポリシリサイド抵抗(poly silicide resistor)素子とされている。なお、ポリシリサイド抵抗素子は、シリサイドポリ抵抗(silicide poly resistor)素子と表記されることもある。
ここで、シリサイド抵抗は、一般的に、温度変化に対して抵抗値がほとんど変化しない非シリサイド抵抗(non-silicide resistor)素子に対して規定されるものである。従って、本実施例の抵抗素子R0は、温度が高くなるに従って抵抗値が増大する特性を有する抵抗素子であれば、シリサイド抵抗素子(ポリシリサイド抵抗素子)に限定されないのはいうまでもない。
図12は、図11に示すリーク電流制限回路の変形例を説明するための図である。図12と図11の比較から明らかなように、図12に示す変形例において、リーク電流制限回路71'は、pMOSトランジスタTP1が削除され、抵抗素子(第1抵抗素子)R0のみとされている。
すなわち、抵抗素子R0は、通常動作モードおよびスタンバイモードに関わらず、高電位電源線(VDD)と最終段インバータの電源ラインPPに接続されている。そして、電源ラインPPの電圧(WLVD)は、通常動作モードではトランジスタTP0がオンすることで高電位電源電圧VDDとなり、スタンバイモードでは抵抗素子R0によるスタンバイ電圧Vstとなる。
なお、図12に示す変形例のリーク電流制限回路71'においても、抵抗素子R0は、温度が高くなるに従って抵抗値が増大する特性を有する抵抗素子、例えば、シリサイド抵抗素子,或いは,ポリシリサイド抵抗素子とされている。
ここで、図12に示すリーク電流制限回路71'を適用した場合、すなわち、スタンバイ電圧Vstをポリシリサイド抵抗素子R0だけで生成する場合、例えば、ポリシリサイド抵抗素子の形成に非常に大きな面積を割り当てることになる。
これに対して、図11(図9)に示すリーク電流制限回路71を適用した場合、すなわち、スタンバイ電圧VstをトランジスタTP1およびポリシリサイド抵抗素子R0により生成する場合、ポリシリサイド抵抗素子の占有面積を低減することができる。なお、この場合、ポリシリサイド抵抗素子R0を高電位電源線(VDD)側に接続し、pMOSトランジスタTP1を最終段インバータの電源ラインPP側に接続するのが好ましい。
すなわち、図11に示すリーク電流制限回路71を適用すると、ポリシリサイド抵抗素子R0により所定の電圧降下(IRドロップ)が生じてpMOSトランジスタTP1に逆バイアスがかかり、トランジスタTP1のオン抵抗が大きくなる。これにより、半導体チップにリーク電流制限回路を形成する場合、図12のポリシリサイド抵抗素子R0だけのものよりも占有面積を大幅に低減することができる。
具体的に、例えば、電源ラインPPに接続される最終段インバータINVWL0〜INVWLnが64個(n=63)のとき、スタンバイ電圧Vstのレベルを、高電位電源電圧VDDから10%下げる場合を考える。
このとき、図11に示すリーク電流制限回路71を適用する場合、ポリシリサイド抵抗素子R0の抵抗値は、約250Ω、トランジスタTP1のゲート幅(W)は、各最終段インバータ(例えば、INVWL0)のpMOSトランジスタゲート幅の約1/12程度でよい。
これに対して、図12に示すリーク電流制限回路71'を適用する場合、ポリシリサイド抵抗素子R0の抵抗値は、上述したリーク電流制限回路71における抵抗値の10倍程度、すなわち、約2500Ωと非常に大きなものが求められることになる。
このように、図12に示すリーク電流制限回路71'を適用する場合、ポリシリサイド抵抗素子R0を半導体チップに形成する面積オーバーヘッドが大きくなるため、図11に示すリーク電流制限回路71を適用するのが好ましい。
図13は、図9に示すワード線ドライバの動作を説明するための図であり、第1実施例の半導体記憶装置におけるワード線ドライバの動作を、図6および図8を参照して説明したワード線ドライバ(比較例)と共に示すものである。ここで、図13(a)は、プロセスファーストコーナーの動作を示し、図13(b)は、プロセススローコーナーの動作を示す。
なお、図13(a)において、参照符号LL01は、前述した図8のLL01に対応し、図6に示すリーク電流制限回路702によるプロセスファーストコーナーの動作を示し、LL1は、図9に示すリーク電流制限回路71によるプロセスファーストコーナーの動作を示す。
また、図13(b)において、参照符号LL02は、前述した図8のLL02に対応し、図6に示すリーク電流制限回路702によるプロセススローコーナーの動作を示し、LL2は、図9に示すリーク電流制限回路71によるプロセススローコーナーの動作を示す。
まず、図13(a)に示すプロセスファーストコーナーにおいて、特性曲線LL01に示されるように、図6に示すリーク電流制限回路702(比較例)によれば、トランジスタTN01の閾値電圧Vthが低いため、WLVDはあまり下がらず、リーク電流削減の効果は小さい。
これに対して、特性曲線LL1に示されるように、第1実施例のリーク電流制限回路71によれば、プロセススローコーナーに比較してリーク電流がたくさん流れるため、最終段インバータの電源電圧WLVDは、抵抗素子R0のIRドロップによって大きく低下する。
その結果、プロセスファーストコーナーでは、リーク電流が大幅に削減されることになる。なお、プロセスファーストコーナーは、例えば、トランジスタの性能が良くて高速動作が可能なため、最終段インバータの電源電圧WLVDの電圧が低くても、復帰までの時間は遅くなることはない。
次に、図13(b)に示すプロセススローコーナーにおいて、特性曲線LL02に示されるように、比較例のリーク電流制限回路702によれば、トランジスタTN01の閾値電圧Vthが高く、最終段インバータの電源電圧WLVDは、大きく低下する。そのため、スタンバイモードから通常動作モードへの復帰が遅くなってしまう。
すなわち、プロセススローコーナーは、例えば、トランジスタの性能が悪くて高速動作が難しいため、最終段インバータの電源電圧WLVDの電圧が低いと、復帰までの時間が遅くなってしまう。
これに対して、特性曲線LL2に示されるように、第1実施例のリーク電流制限回路71によれば、プロセススローコーナーでは、リーク電流がほとんど流れないため、最終段インバータの電源電圧WLVDは、ほとんど低下しない。
その結果、プロセススローコーナーでは、スタンバイモードから通常動作モードへの復帰が速くなる。なお、スタンバイモードから通常動作モードへの復帰が速いプロセススローコーナーでは、リーク電流がほとんど流れないため、最終段インバータの電源電圧WLVDはがそれほど下がらなくても、リーク電流が問題となることはない。
図14は、図9に示すワード線ドライバを、図6に示すワード線ドライバと比較して説明するための図であり、図13(a)および図13(b)を参照して説明した内容を纏めたものである。
図14から明らかなように、プロセスファーストコーナーにおいて、比較例によれば、電圧レベル(WLVD)は高くてリーク電流の削減効果は小さいが、スタンバイモードから通常動作モードへの復帰は速くすることができる。
これに対して、本第1実施例によれば、WLVDが低くなるため、目的とする大きなリーク電流の削減効果を得ることができる。また、スタンバイモードから通常動作モードへの復帰は、比較例よりは遅い(普通である)が、プロセスファーストコーナーでは、そもそもトランジスタは高速動作が可能なため、復帰動作は、問題になるほど遅くはならない。
このように、本第1実施例によれば、プロセスファーストコーナーにおいて、スタンバイモードから通常動作モードへの復帰は普通であるが、大きなリーク電流の削減効果を得ることができる。
次に、プロセススローコーナーにおいて、比較例によれば、WLVDは低いが、リーク電流の削減効果は少なく、また、スタンバイモードから通常動作モードへの復帰は遅い。すなわち、プロセススローコーナーでは、WLVDを低くしても大きなリーク電流の削減効果を得ることは難しい。さらに、プロセススローコーナーでは、トランジスタは高速に動作しないので、できるだけ復帰を速くするのが好ましいが、WLVDが低いため、それは困難である。
これに対して、プロセススローコーナーにおいて、本第1実施例によれば、WLVDは高くてリーク電流の削減効果はほとんど無いが、スタンバイモードから通常動作モードへの復帰を速く(短時間に)行うことができる。
このように、本第1実施例によれば、プロセススローコーナーに対応して、高速動作の難しいトランジスタでも、WLVDが高いので、スタンバイモードから通常動作モードへの復帰を速く行うことができる。
このように、第1実施例の半導体記憶装置(半導体装置)によれば、例えば、比較例との説明から明らかなように、トランジスタのプロセスコーナー毎に電源ラインPPの電圧WLVDを最適な電圧レベルに制御することが可能となる。その結果、リーク電流の削減とスタンバイモードから通常動作モードへの復帰の高速化を両立させることが可能となる。
なお、本実施例を適用することで、回路全体のスタンバイモードから通常動作モードへの復帰動作だけでなく、例えば、半導体記憶装置における複数のメモリブロックの内、選択ブロックと非選択ブロックの切り替えにおけるリーク電流の削減も可能になる。さらに、本実施例を適用することで、半導体装置の選択された動作回路ブロックと非選択の停止回路ブロックの切り替えにおけるリーク電流の削減に関しても同様である。
以上において、図11および図12を参照して説明したように、抵抗素子R0としては、例えば、シリサイド抵抗素子やポリシリサイド抵抗素子のように、温度が高くなるに従って抵抗値が増大する特性を有する抵抗素子を適用するのが好ましい。
これは、リーク電流が大きくなると、例えば、半導体チップの温度上昇を招くため、その半導体チップの温度上昇により抵抗素子R0の抵抗値が高くなり、その結果、抵抗素子R0は、リーク電流をより一層低減するように機能する。
従って、抵抗素子R0は、例えば、温度変化に対して抵抗値がほとんど変化しない非シリサイド抵抗素子よりも、シリサイド抵抗素子のような温度が高くなるに従って抵抗値が増大する特性を有する抵抗素子を適用するのが好ましい。
図15は、半導体記憶装置の第2実施例におけるワード線ドライバの一例を示す回路図である。図15と、前述した図9との比較から明らかなように、第2実施例の半導体記憶装置は、最終段インバータINVWL0〜INVWLnの前段に設けられたプリインバータINVP0〜INVPnに対してもリーク電流の削減を行うようにしたものである。
すなわち、例えば、スタンバイモードにおける消費電力(リーク電流)の問題に関して、一番大きいのは最終段インバータINVWL0〜INVWLnによるリーク電流であるが、その前段のプリインバータINVP0〜INVPnによるリーク電流も削減するのが好ましい。
ここで、プリインバータINVP0〜INVPnは、それぞれ対応する最終段インバータINVWL0〜INVWLnを駆動するものであり、そのトランジスタサイズは、ワード線WL<0>〜WL<n>を駆動する最終段インバータINVWL0〜INVWLnよりは小さいが、かなり大きい。
そのため、第2実施例の半導体記憶装置は、プリインバータINVP0〜INVPnに対しても、最終段インバータINVWL0〜INVWLnと同様に、前段に設けられたリーク電流の削減を行うようにしたものである。
図15に示されるように、リーク電流制限回路72は、プリインバータINVP0〜INVPnのnMOSトランジスタのソース(第3ローカルライン)QQと、低電位電源線(第2電源線:VSS)との間に設けられたnMOSトランジスタ(第3トランジスタ)TN0を含む。
さらに、リーク電流制限回路72は、第3ローカルラインQQと、低電位電源線(VSS)との間に、直列接続された抵抗素子(第2抵抗素子)R1およびnMOSトランジスタ(第4トランジスタ)TN1を含む。なお、プリインバータINVP0〜INVPnにおけるpMOSトランジスタのソース(第4ローカルライン)は、高電位電源線(VDD)に接続されている。
ここで、トランジスタTN0のゲートには、制御信号SLPXが入力され、また、トランジスタTN1のゲートには、制御信号SLPXをインバータI0で反転した信号(SLP)が入力されている。
従って、最終段インバータINVWL0〜INVWLnに設けられた第1トランジスタTP0がオンして第2トランジスタTP1がオフするときは、プリインバータINVP0〜INVPnに設けられた第3トランジスタTN0がオンして第4トランジスタTN1がオフする。
ここで、トランジスタTN0,TN1および抵抗素子R1を低電位電源線(VSS)と電源ラインQQとの間に設けるのは、ワード線WLを選択するとき、各プリインバータINVP0〜INVPnは、低電位電源電圧VSSを出力するためである。
また、前述したように、トランジスタTP0,TP1および抵抗素子R0を高電位電源線(VDD)と電源ラインPPとの間に設けるのは、ワード線WLを選択するとき、各最終段インバータINVWL0〜INVWLnは、高電位電源電圧VDDを出力するためである。
図16は、図15に示すワード線ドライバの動作を説明するためのタイミング図である。なお、参照符号WLVSは、プリインバータINVP0〜INVPnにおける第3ローカルラインQQの電圧を示す。また、参照符号Vst'は、スタンバイモードにおけるプリインバータINVP0〜INVPnの電源ラインQQの電圧、すなわち、抵抗素子R1およびトランジスタTN1を介して印加されるスタンバイ電圧を示す。
図16と、前述した図10との比較から明らかなように、例えば、デコーダ3からのデコード信号X0<0>,X1,X2が高レベル『H:VDD』になると、ワード線WL<0>が選択(VDD:『H』)される。
図15および図16に示されるように、通常動作モードでは、制御信号SLPXを『H』(VDD)とし、トランジスタTP0,TN0をオンしてトランジスタTP1,TN1をオフする。
これにより、最終段インバータINVWL0〜INVWLnの電源ラインPPに対して、トランジスタTP0を介した高電位電源電圧VDDを印加し、プリインバータINVP0〜INVPnの電源ラインQQに対して、トランジスタTN0を介した低電位電源電圧VSSを印加する。
一方、スタンバイモードでは、SLPXを『L』(VSS)とし、トランジスタTP0をオフしてトランジスタTP1をオンし、最終段インバータINVWL0〜INVWLnの電源ラインPPに対して、R0およびTP1を介したスタンバイ電圧Vstを印加する。
さらに、スタンバイモードでは、SLPXを『L』(VSS)とすることで、トランジスタTN0をオフしてトランジスタTN1をオンし、プリインバータINVP0〜INVPnの電源ラインQQに対して、R1およびTN1を介したスタンバイ電圧Vst'を印加する。
ここで、スタンバイモードにおけるプリインバータINVP0〜INVPnのリーク電流は、スタンバイモードにおける最終段インバータINVWL0〜INVWLnのリーク電流と同様に、低減することが可能になる。
すなわち、第2実施例の半導体記憶装置によれば、スタンバイモードにおいて、第1実施例の最終段インバータINVWL0〜INVWLnのリーク電流の低減効果に加えて、プリインバータINVP0〜INVPnのリーク電流の低減効果を得ることができる。
なお、第2抵抗素子R1も、前述した第1抵抗素子R0と同様に、例えば、シリサイド抵抗素子またはポリシリサイド抵抗素子といった温度が高くなるに従って抵抗値が増大する特性を有する抵抗素子で形成するのが好ましい。
図17は、第1実施例を適用した半導体記憶装置におけるワード線ドライバの全体構成を示すブロック図であり、図18は、図17に示すワード線ドライバの動作を説明するためのタイミング図である。
ここで、図17は、複数のワード線ドライバブロック10〜1mによりワード線ドライバを形成し、各ワード線ドライバブロックのリーク電流制限回路710〜71mとして、図9を参照して説明したリーク電流制限回路71を適用したものに相当する。
図17に示されるように、m+1個のワード線ドライバブロック10〜1mには、それぞれ対応するリーク電流制限回路710〜71mが設けられている。そして、例えば、ワード線WL<0>を駆動(選択)する場合、WL<0>を含むワード線ドライバブロック10のみ通常動作モードとし、他のワード線ドライバブロック11〜1mはスタンバイモード(非選択:停止)とされる。
すなわち、図17におけるワード線ドライバブロック10〜1mは、それぞれ図9におけるワード線ドライバ1に対応し、図17におけるリーク電流制限回路710〜71mは、それぞれ図9におけるリーク電流制限回路71に対応する。
また、図17におけるワード線ドライバブロック10〜1mの電源ラインPP<0>〜PP<m>は、それぞれ図9におけるワード線ドライバ1の電源ラインPPに対応し、その電圧WLVD<0>〜WLVD<m>は、それぞれ図9における電圧WLVDに対応する。
すなわち、図18に示されるように、選択WL<0>を含むワード線ドライバブロック10の最終段インバータの電源ラインPP<0>の電圧WLVD<0>は、トランジスタTP0がオンすることにより、スタンバイ(非選択)電圧Vstから高電位電源電圧VDDになる。
ここで、ワード線ドライバブロック10以外のワード線ドライバブロック11〜1mにおける電源ラインPP<1>〜PP<m>の電圧WLVD<1>〜WLVD<m>は、全てスタンバイ電圧Vstに保持され、前述したリーク電流の低減効果が発揮されることになる。
図19は、第2実施例を適用した半導体記憶装置におけるワード線ドライバの全体構成を示すブロック図であり、図20は、図19に示すワード線ドライバの動作を説明するためのタイミング図である。
ここで、図19は、複数のワード線ドライバブロック10〜1mによりワード線ドライバを形成し、各ワード線ドライバブロックのリーク電流制限回路720〜72mとして、図15を参照して説明したリーク電流制限回路72を適用したものに相当する。
図19に示されるように、m+1個のワード線ドライバブロック10〜1mには、それぞれ対応するリーク電流制限回路720〜72mが設けられている。そして、例えば、ワード線WL<0>を駆動(選択)する場合、WL<0>を含むワード線ドライバブロック10のみ通常動作モードとし、他のワード線ドライバブロック11〜1mはスタンバイモードとされる。
すなわち、図19におけるワード線ドライバブロック10〜1mは、それぞれ図15におけるワード線ドライバ1に対応し、図19におけるリーク電流制限回路720〜72mは、それぞれ図15におけるリーク電流制限回路72に対応する。
また、図19におけるワード線ドライバブロック10〜1mの電源ラインPP<0>〜PP<m>は、それぞれ図15におけるワード線ドライバ1の電源ラインPPに対応し、その電圧WLVD<0>〜WLVD<m>は、それぞれ図16における電圧WLVDに対応する。
さらに、図19におけるワード線ドライバブロック10〜1mの電源ラインQQ<0>〜QQ<m>は、それぞれ図15におけるワード線ドライバ1の電源ラインQQに対応し、その電圧WLVS<0>〜WLVS<m>は、それぞれ図16における電圧WLVSに対応する。
すなわち、図20に示されるように、選択WL<0>を含むワード線ドライバブロック10の最終段インバータの電源ラインPP<0>の電圧WLVD<0>は、トランジスタTP0がオンすることにより、スタンバイ電圧Vstから高電位電源電圧VDDになる。
さらに、選択WL<0>を含むワード線ドライバブロック10のプリインバータの電源ラインQQ<0>の電圧WLVS<0>は、トランジスタTN0がオンすることにより、スタンバイ電圧Vst'から低電位電源電圧VSSになる。
ここで、ワード線ドライバブロック10以外のワード線ドライバブロック11〜1mにおける電源ラインPP<1>〜PP<m>の電圧WLVD<1>〜WLVD<m>は、全てスタンバイ電圧Vst'に保持され、前述した最終段インバータのリーク電流低減効果が発揮されることになる。
さらに、ワード線ドライバブロック10以外のワード線ドライバブロック11〜1mにおける電源ラインQQ<1>〜QQ<m>の電圧WLVS<1>〜WLVS<m>は、全てスタンバイ電圧Vst'に保持され、前述したプリインバータのリーク電流低減効果が発揮されることになる。
なお、リーク電流制限回路は、SRAMの複数のワード線を単位としたワード線ドライバブロックに限定されず、DRAMを始めとする他の半導体記憶装置、或いは、選択および非選択が可能な複数の回路ブロックを有する半導体装置に対して設けてもよい。
このように、本実施例によれば、ブロック回路(ワード線ドライバ、ワード線ドライバブロック)のリーク電流を抑制しつつ、スタンバイモードから通常動作モードへの切り替えを高速に行うことが可能になる。
さらに、本実施例によれば、トランジスタのプロセスコーナー毎に、各ブロック回路の電源ラインの電圧を最適な電圧レベルに制御することで、スタンバイモードから通常動作モードへの復帰時間の高速化と、リーク電流の削減を両立させることができる。なお、スタンバイモードおよび通常動作モードは、非選択状態および選択状態であってもよい。
以上、実施形態を説明したが、ここに記載したすべての例や条件は、発明および技術に適用する発明の概念の理解を助ける目的で記載されたものであり、特に記載された例や条件は発明の範囲を制限することを意図するものではない。また、明細書のそのような記載は、発明の利点および欠点を示すものでもない。発明の実施形態を詳細に記載したが、各種の変更、置き換え、変形が発明の精神および範囲を逸脱することなく行えることが理解されるべきである。
以上の実施例を含む実施形態に関し、さらに、以下の付記を開示する。
(付記1)
選択および非選択が可能な回路ブロックと、
前記回路ブロックと第1電源線との間に設けられたリーク電流制限回路と、を有し、
前記リーク電流制限回路は、
前記回路ブロックと前記第1電源線との間に設けられた第1トランジスタと、
前記回路ブロックと前記第1電源線との間に設けられた抵抗素子と、を含む、
ことを特徴とする半導体装置。
(付記2)
前記回路ブロックを選択して動作させるときは、前記第1トランジスタをオンして、前記第1電源線を前記回路ブロックに接続し、
前記回路ブロックを非選択として停止させるときは、前記第1トランジスタをオフして、前記第1電源線を前記回路ブロックから遮断する、
ことを特徴とする付記1に記載の半導体装置。
(付記3)
前記リーク電流制限回路は、さらに、
前記回路ブロックと前記第1電源線との間に、前記抵抗素子と直列接続された第2トランジスタを含み、
前記第2トランジスタは、前記第1トランジスタがオンするときはオフし、前記第1トランジスタがオフするときはオンする、
ことを特徴とする付記2に記載の半導体装置。
(付記4)
前記抵抗素子は、温度が高くなるに従って抵抗値が増大する特性を有する、
ことを特徴とする付記1乃至付記3のいずれか1項に記載の半導体装置。
(付記5)
前記抵抗素子は、シリサイド抵抗である、
ことを特徴とする付記4に記載の半導体装置。
(付記6)
選択および非選択が可能なワード線ドライバブロックと、
前記ワード線ドライバブロックと第1電源線との間に設けられたリーク電流制限回路と、を有し、
前記リーク電流制限回路は、
前記ワード線ドライバブロックと前記第1電源線との間に設けられた第1トランジスタと、
前記ワード線ドライバブロックと前記第1電源線との間に設けられた第1抵抗素子と、を含む、
ことを特徴とする半導体記憶装置。
(付記7)
前記ワード線ドライバブロックを選択して動作させるときは、前記第1トランジスタをオンして、前記第1電源線を前記ワード線ドライバブロックに接続し、
前記ワード線ドライバブロックを非選択として停止させるときは、前記第1トランジスタをオフして、前記第1電源線を前記ワード線ドライバブロックから遮断する、
ことを特徴とする付記6に記載の半導体記憶装置。
(付記8)
前記リーク電流制限回路は、さらに、
前記ワード線ドライバブロックと前記第1電源線との間に、前記第1抵抗素子と直列接続された第2トランジスタを含み、
前記第2トランジスタは、前記第1トランジスタがオンするときはオフし、前記第1トランジスタがオフするときはオンする、
ことを特徴とする付記7に記載の半導体記憶装置。
(付記9)
前記リーク電流制限回路は、さらに、
前記第2トランジスタのゲートに入力する第1制御信号を反転して前記第1トランジスタのゲートに入力するインバータを含む、
ことを特徴とする付記8に記載の半導体記憶装置。
(付記10)
前記ワード線ドライバブロックは、それぞれがワード線を駆動する複数の最終段インバータを含み、
前記第1トランジスタおよび前記第1抵抗素子は、高電位電源電圧を給電する前記第1電源線と、複数の前記最終段インバータにおけるpチャネル型MOSトランジスタのソースに接続される第1ローカルラインとの間に設けられる、
ことを特徴とする付記8または付記9に記載の半導体記憶装置。
(付記11)
前記第1抵抗素子は、前記第1電源線に接続され、
前記第2トランジスタは、前記第1ローカルラインに接続され、
複数の前記最終段インバータの第2ローカルラインは、低電位電源電圧を給電する第2電源線に接続される、
ことを特徴とする付記9に記載の半導体記憶装置。
(付記12)
前記ワード線ドライバブロックは、さらに、
複数の前記最終段インバータの前段に設けられ、それぞれ対応する前記最終段インバータを駆動する複数のプリインバータを含み、
前記リーク電流制限回路は、さらに、
前記第2電源線と、複数の前記プリインバータにおけるnチャネル型MOSトランジスタのソースに接続される第3ローカルラインとの間に設けられた第3トランジスタと、
前記第2電源線と、前記第3ローカルラインとの間に、直列接続された第2抵抗素子および第4トランジスタと、を含み、
前記ワード線ドライバブロックを選択して動作させるときは、前記第3トランジスタをオンして前記第4トランジスタをオフし、
前記ワード線ドライバブロックを非選択として停止させるときは、前記第3トランジスタをオフして前記第4トランジスタをオンする、
ことを特徴とする付記11に記載の半導体記憶装置。
(付記13)
前記第2抵抗素子は、前記第2電源線に接続され、
前記第4トランジスタは、前記第3ローカルラインに接続され、
複数の前記プリインバータの第4ローカルラインは、前記第1電源線に接続される、
ことを特徴とする付記12に記載の半導体記憶装置。
(付記14)
前記第1トランジスタおよび前記第2トランジスタは、pチャネル型MOSトランジスタであり、
前記第3トランジスタおよび前記第4トランジスタは、nチャネル型MOSトランジスタである、
ことを特徴とする付記12または付記13に記載の半導体記憶装置。
(付記15)
前記第1抵抗素子は、温度が高くなるに従って抵抗値が増大する特性を有する、
ことを特徴とする付記6乃至付記14のいずれか1項に記載の半導体記憶装置。
(付記16)
前記第1抵抗素子は、シリサイド抵抗である、
ことを特徴とする付記15に記載の半導体記憶装置。
(付記17)
前記第2抵抗素子は、温度が高くなるに従って抵抗値が増大する特性を有する、
ことを特徴とする付記12乃至付記14のいずれか1項に記載の半導体記憶装置。
(付記18)
前記第2抵抗素子は、シリサイド抵抗である、
ことを特徴とする付記17に記載の半導体記憶装置。
(付記19)
前記半導体記憶装置は、SRAMである、
ことを特徴とする付記6乃至付記18のいずれか1項に記載の半導体記憶装置。
(付記20)
前記ワード線ドライバブロックは、複数設けられ、
それぞれの前記ワード線ドライバブロックに対して、前記リーク電流制限回路が設けられる、
ことを特徴とする付記6乃至付記19のいずれか1項に記載の半導体記憶装置。
1,10〜1m ワード線ドライバ(ワード線ドライバブロック)
2 メモリセルアレイ
3 デコーダ
4 タイミング生成回路
50〜5k センスアンプ
60〜6k 書き込み回路
71,71',72,701,702,710〜71m,720〜72m リーク電流制限回路
BL,BLX ビット線
INVWL0〜INVWLn 最終段インバータ
INVP0〜INVPn プリインバータ
MC メモリセル(SRAMセル)
PP 第1ローカルライン
QQ 第3ローカルライン
TN0 第3トランジスタ(nMOSトランジスタ)
TN1 第4トランジスタ(nMOSトランジスタ)
TP0 第1トランジスタ(pMOSトランジスタ)
TP1 第2トランジスタ(pMOSトランジスタ)
VDD 高電位電源線(第1電源線:高電位電源電圧)
VSS 低電位電源線(第2電源線:低電位電源電圧)
WL,WL<0>〜WL<n>,WL<0:n>〜WL<(m-1)*n:m*n> ワード線

Claims (6)

  1. 選択および非選択が可能なワード線ドライバブロックと、
    前記ワード線ドライバブロックと第1電源線との間に設けられたリーク電流制限回路と、を有し、
    前記リーク電流制限回路は、
    前記ワード線ドライバブロックと前記第1電源線との間に設けられた第1トランジスタと、
    前記ワード線ドライバブロックと前記第1電源線との間に設けられた第1抵抗素子と、
    前記ワード線ドライバブロックと前記第1電源線との間に、前記第1抵抗素子と直列接続された第2トランジスタと、を含み、
    前記ワード線ドライバブロックを選択して動作させるときは、前記第1トランジスタをオンして、前記第1電源線を前記ワード線ドライバブロックに接続し、
    前記ワード線ドライバブロックを非選択として停止させるときは、前記第1トランジスタをオフして、前記第1電源線を前記ワード線ドライバブロックから遮断し、
    前記第2トランジスタは、前記第1トランジスタがオンするときはオフし、前記第1トランジスタがオフするときはオンし、
    前記第1抵抗素子は、温度が高くなるに従って抵抗値が増大する特性を有する、
    ことを特徴とする半導体記憶装置。
  2. 前記ワード線ドライバブロックは、それぞれがワード線を駆動する複数の最終段インバータを含み、
    前記第1トランジスタおよび前記第1抵抗素子は、高電位電源電圧を給電する前記第1電源線と、複数の前記最終段インバータにおけるpチャネル型MOSトランジスタのソースに接続される第1ローカルラインとの間に設けられる、
    ことを特徴とする請求項に記載の半導体記憶装置。
  3. 前記第1抵抗素子は、前記第1電源線に接続され、
    前記第2トランジスタは、前記第1ローカルラインに接続され、
    複数の前記最終段インバータの第2ローカルラインは、低電位電源電圧を給電する第2電源線に接続される、
    ことを特徴とする請求項に記載の半導体記憶装置。
  4. 前記ワード線ドライバブロックは、さらに、
    複数の前記最終段インバータの前段に設けられ、それぞれ対応する前記最終段インバータを駆動する複数のプリインバータを含み、
    前記リーク電流制限回路は、さらに、
    前記第2電源線と、複数の前記プリインバータにおけるnチャネル型MOSトランジスタのソースに接続される第3ローカルラインとの間に設けられた第3トランジスタと、
    前記第2電源線と、前記第3ローカルラインとの間に、直列接続された第2抵抗素子および第4トランジスタと、を含み、
    前記ワード線ドライバブロックを選択して動作させるときは、前記第3トランジスタをオンして前記第4トランジスタをオフし、
    前記ワード線ドライバブロックを非選択として停止させるときは、前記第3トランジスタをオフして前記第4トランジスタをオンする、
    ことを特徴とする請求項に記載の半導体記憶装置。
  5. 前記第2抵抗素子は、前記第2電源線に接続され、
    前記第4トランジスタは、前記第3ローカルラインに接続され、
    複数の前記プリインバータの第4ローカルラインは、前記第1電源線に接続される、
    ことを特徴とする請求項に記載の半導体記憶装置。
  6. 前記ワード線ドライバブロックは、複数設けられ、
    それぞれの前記ワード線ドライバブロックに対して、前記リーク電流制限回路が設けられる、
    ことを特徴とする請求項乃至請求項のいずれか1項に記載の半導体記憶装置。
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