JPH01162296A - Dram - Google Patents

Dram

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JPH01162296A
JPH01162296A JP62322199A JP32219987A JPH01162296A JP H01162296 A JPH01162296 A JP H01162296A JP 62322199 A JP62322199 A JP 62322199A JP 32219987 A JP32219987 A JP 32219987A JP H01162296 A JPH01162296 A JP H01162296A
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JP
Japan
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voltage
level
word line
signal
time
Prior art date
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Application number
JP62322199A
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Japanese (ja)
Inventor
Masataka Wakamatsu
正孝 若松
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To reduce a load to an oxide film and to improve the reliability of an element by providing a means to boost a word line from supply voltage only when an row address strobe (RAS) cycle is completed. CONSTITUTION:The title device is equipped with a boosting means to boost the word line from the supply voltage only when the RAS cycle is completed. When voltage VWL of the word line is boosted from the supply voltage only at the time of completing the RAS cycle in this manner, the time in which the boosted high voltage is impressed to a gate oxide film, etc., becomes shorter, and the load to the oxide film is reduced. Thus, the destruction of insulation, etc., can be prevented beforehand, and further, the destruction of insulation with the lapse of time can be prevented also, and the reliability of the element can be improved widely.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はDRAM (ダイナミックランダムアクセスメ
モリ)に関するものであり、特にそのワード線に昇圧手
段を有したDRAMに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a DRAM (dynamic random access memory), and particularly to a DRAM having boosting means on its word line.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、ワード線を電源電圧より高い電圧に昇圧する
昇圧手段を有したDRAMにおいて、その昇圧動作をR
ASサイクルの終了時にのみ関連させたものとすること
により、酸化膜等への負担を軽減して素子の信顛性の向
上環を実現するものである。
The present invention provides a DRAM having a voltage boosting means for boosting a word line to a voltage higher than a power supply voltage.
By making it relevant only at the end of the AS cycle, the load on the oxide film etc. is reduced and the reliability of the device is improved.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

DRAMとして、第4図に示すメモリセルを有する構成
のものが周知である。すなわち、各メモリセル40は、
アクセストランジスタ41とキャパシタ42より構成さ
れる。アクセストランジスタ41のゲートはワード線W
Lとされ、そのアクセストランジスタ41のソース・ド
レインの一方はビットkIABLに接続し、他方は上記
キャパシタ42に接続する。
A DRAM having a configuration having memory cells shown in FIG. 4 is well known. That is, each memory cell 40 is
It is composed of an access transistor 41 and a capacitor 42. The gate of the access transistor 41 is connected to the word line W
One of the source and drain of access transistor 41 is connected to bit kIABL, and the other is connected to capacitor 42.

このような構造のメモリセルでは、キャパシタ42に電
源電圧Vddの電圧で書き込みを行う場合には、上記ア
クセストランジスタ41で閾値電圧Vい分たけの電圧降
下が生ずるため、ワード線WLを昇圧する必要が生ずる
。このため、従来のDRAMの中には、ワード線の昇圧
手段として、例えば第5図に示すようなプートストラッ
プ回路を設けたものが知られている。
In a memory cell having such a structure, when writing to the capacitor 42 with the power supply voltage Vdd, a voltage drop equivalent to the threshold voltage V occurs in the access transistor 41, so it is necessary to boost the word line WL. arise. For this reason, it is known that some conventional DRAMs are provided with a bootstrap circuit as shown in FIG. 5, for example, as word line boosting means.

このブートストラップ回路を具備するDRAMについて
簡単に説明すると、デコーダ54からの信号によってト
ランジスタ58が1つだけ選択されてオンになる。この
ためメモリセル52に接続され且つ選択されたワード線
51は接続線57に接続するが、この接続線57には、
ブートストラップ回路を構成する昇圧回路55及びその
スイッチング回路56が接続されており、ワード線が選
択される場合には接続線57は電源電圧Vdd(例えば
5V)より高い電圧(例えば6〜7■程度)とされる。
Briefly explaining a DRAM equipped with this bootstrap circuit, only one transistor 58 is selected and turned on by a signal from the decoder 54. Therefore, the word line 51 connected to the memory cell 52 and selected is connected to the connection line 57, but this connection line 57 has
A booster circuit 55 and its switching circuit 56 constituting a bootstrap circuit are connected, and when a word line is selected, a connection line 57 is connected to a voltage higher than the power supply voltage Vdd (for example, 5V) (for example, about 6 to 7V). ).

上記昇圧回路55は、キャパシタ58を有し、信号ΦB
により高電圧(例えば8〜9■程度)を発生させる。上
記スイッチング回路56は、ワード線の選択信号を利用
した信号ΦWL’。
The booster circuit 55 has a capacitor 58, and has a signal ΦB
A high voltage (for example, about 8 to 9 cm) is generated. The switching circuit 56 generates a signal ΦWL' using a word line selection signal.

ΦWL′によって、トランジスタ59を介して接続線5
7を放電させ、或いはキャパシタ60によってトランジ
スタ61のゲート電圧を引き上げながら動作する。
ΦWL′ connects the connection line 5 through the transistor 59.
The transistor 61 operates by discharging the transistor 7 or by raising the gate voltage of the transistor 61 using the capacitor 60.

さらに上記DRAMの動作について、第6図を参照して
簡単に説明すると、当初、RAS信号(ロウアドレスス
トローブ信号)、信号ΦWL’及び信号ΦBが各々゛H
”レベル(高レベル;例えば電源電圧Vdd)であり、
信号ΦWL′は“L”レベル(低レベル:接地電圧GN
D)とされる。
Furthermore, to briefly explain the operation of the DRAM with reference to FIG. 6, initially, the RAS signal (row address strobe signal), the signal ΦWL', and the signal ΦB are
"level (high level; for example, power supply voltage Vdd),
The signal ΦWL' is at “L” level (low level: ground voltage GN
D).

このとき上記接続線57は、トランジスタ59がオン状
態にあり、L”レベルにされる。次に、RAS信号が立
ち下がり、昇圧された電圧を発生させる信号ΦBもL”
レベルに変化する。すると、選択されるワード線が確定
すると共に、上記信号ΦBにより上記昇圧回路55のキ
ャパシタ58の一方の端部の電圧も上昇する。そして、
昇圧回路55からは例えば8〜9■程度の高電圧が出力
される。続いて、信号ΦWL’、 ΦWL’からトラン
ジスタ59.62がオフとなり、接続線57が接地電圧
GNDから切り離されると共に、キャパシタ60もその
電位差を維持したまま、低電圧側の電極が昇圧回路55
により昇圧されるように切り替わる。従って、接続線5
7は、上記キャパシタ60によりオン状態に維持される
トランジスタ61を介して昇圧された電圧にされ、その
電圧がトランジスタ58を介してワード線51の電圧V
Wtを上昇させることになる。
At this time, the transistor 59 is in the on state, and the connection line 57 is set to the L" level. Next, the RAS signal falls, and the signal ΦB that generates the boosted voltage also goes to the L" level.
Change in level. Then, the word line to be selected is determined, and the voltage at one end of the capacitor 58 of the booster circuit 55 is also increased by the signal ΦB. and,
The booster circuit 55 outputs a high voltage of, for example, about 8 to 9 cm. Subsequently, the transistors 59 and 62 are turned off from the signals ΦWL' and ΦWL', and the connection line 57 is disconnected from the ground voltage GND, and the low voltage side electrode is connected to the booster circuit 55 while maintaining the potential difference of the capacitor 60.
The voltage is switched to be boosted by Therefore, connecting line 5
7 is raised to a voltage via a transistor 61 kept in an on state by the capacitor 60, and this voltage is applied to the voltage V of the word line 51 via a transistor 58.
This will increase Wt.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上述のようなりRAMでは、例えば4Mビット516M
ビットとその微細化が進み、ウェハ上に形成される素子
自体もその寸法が小さくなってきている。
As mentioned above, in the RAM, for example, 4M bits 516M
Bits and their miniaturization have progressed, and the dimensions of the elements themselves formed on wafers have also become smaller.

ところが、上述のような構成のDRAMにおいては、素
子の寸法が小さくなる一方で、電源電圧については必ず
しも小さくなってきていない。このため、例えばゲート
酸化膜に印加される電界は、酸化膜厚の縮小化に反比例
して増大し、上記ブートストラップ回路を用いてワード
線51を昇圧した分だけ更にゲート酸化膜の破壊が問題
となる。また、絶縁耐圧以下の印加電圧であっても、長
時間の使用による経時的な絶縁破壊(TDDB;tim
e dependent dielectric br
eakdown )の問題も生ずることになり、素子の
信顛性が劣化することになる。
However, in DRAMs having the above-described configuration, while the dimensions of the elements have become smaller, the power supply voltage has not necessarily become smaller. For this reason, for example, the electric field applied to the gate oxide film increases in inverse proportion to the reduction in the oxide film thickness, and as the word line 51 is boosted using the bootstrap circuit described above, further damage to the gate oxide film becomes a problem. becomes. In addition, even if the applied voltage is lower than the dielectric strength voltage, dielectric breakdown (TDDB; tim) due to long-term use can occur.
e dependent dielectric br
The problem of eakdown) will also occur, and the reliability of the device will deteriorate.

そこで、本発明は上述の問題点に鑑み、酸化膜等への負
担を軽減して素子の信頼性の向上環を実現するようなり
RAMの提供を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, the present invention aims to provide a RAM that reduces the burden on the oxide film and improves the reliability of the device.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明のDRAMは、上述の問題点を解決するために、
RASサイクルの終了時にのみワード線を電源電圧より
昇圧する昇圧手段を備える構成としたことを特徴として
いる。
In order to solve the above-mentioned problems, the DRAM of the present invention has the following features:
The present invention is characterized in that it includes a boosting means that boosts the voltage of the word line above the power supply voltage only at the end of the RAS cycle.

ここで、RASサイクルの終了時にのみとは、少なくと
も再書き込み動作が行われる時を含み、且つRASサイ
クルの終了時に関連してワード線の電圧の昇圧が行われ
ることを意味する。
Here, "only at the end of the RAS cycle" means that the word line voltage is increased at the end of the RAS cycle, including at least when a rewrite operation is performed.

〔作用] 従来の上記ブートストラップ回路を用いたDRAMでは
、第6図のワード線の電圧VIGILのように、RAS
サイクルの時間t IIA!のときは多少の時間のずれ
はあるものの常に昇圧されたものになる。しかし、本発
明のDRAMでは、実施例に基づく第1図に示すように
、RASサイクルの終了時にのみワード線の電圧VWt
を電源電圧より昇圧する。従って、昇圧された高い電圧
がゲート酸化膜等に印加される時間は短くなり、酸化膜
等への負担が軽減されることになる。
[Function] In the conventional DRAM using the bootstrap circuit described above, the voltage of the word line VIGIL in FIG.
Cycle time t IIA! When , there is a slight time lag, but the voltage is always boosted. However, in the DRAM of the present invention, as shown in FIG. 1 based on the embodiment, the word line voltage VWt is applied only at the end of the RAS cycle.
is boosted from the power supply voltage. Therefore, the time during which the boosted high voltage is applied to the gate oxide film etc. is shortened, and the burden on the oxide film etc. is reduced.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施例のDRAMは、RAS (ロウアドレスストロ
ーブ)サイクルの終了時にのみワード線を電源電圧より
昇圧する昇圧手段を備えるために、ゲート酸化膜等への
負担を軽減して、素子の借問性を高めることができる。
The DRAM of this embodiment is equipped with a voltage boosting means that boosts the voltage of the word line above the power supply voltage only at the end of the RAS (row address strobe) cycle, which reduces the load on the gate oxide film, etc., and reduces the borrowing property of the element. can be increased.

はじめに、その基本的な構成について、波形図である第
1図を参照しながら説明すると、まず、本実施例のDR
AMは、RAS信号の立ち下がりによって、ワード線を
駆動するための信号ΦWLが立ち下がり、その信号ΦW
Lによって任意の一行のワード線の電圧V、Lも電源電
圧Vddである“H”レベル(例えば5v程度)まで上
昇する。このようにワード線の電圧VWLが“H″レベ
ルなったところで、メモリセルからの読み出しやセンス
アンプへのデータの入力が行われるが、まだ、再書き込
み動作は行われない、なお、メモリセルからの読み出し
時のワード線の電圧vwLは、後述するような高い電圧
で再書き込みされるために、たとえ“H”レベルであっ
ても十分にセンスアンプを用いて感知することが可能で
ある。
First, the basic configuration will be explained with reference to FIG. 1, which is a waveform diagram.
In AM, when the RAS signal falls, the signal ΦWL for driving the word line falls, and the signal ΦW
Due to L, the voltages V and L of the word lines in any row also rise to the "H" level (for example, about 5 V) which is the power supply voltage Vdd. When the word line voltage VWL reaches the "H" level in this way, data is read from the memory cell and data is input to the sense amplifier, but no rewrite operation is performed yet. Since the word line voltage vwL during reading is rewritten with a high voltage as described later, even if it is at "H" level, it can be sufficiently sensed using a sense amplifier.

次にRASサイクルの終了時である■τ丁倍信号立ち上
がりで、リストア信号ΦRSTを接地電圧GNDである
“L”レベルから“H″レベル変化させる。そして、こ
のリストア信号R3Tを利用して、上記ワード線の電圧
V。Lを°°H”レベルからさらに昇圧された“EH”
レベルへ変化させる。ここで、H”レベルと“EH″レ
ベルの電位差は例えばアクセストランジスタの闇値電圧
V□以上とされる。このように選択されたワード線の電
圧V。Lを“EH”レベルにすることで、メモリセルの
アクセストランジスタによって閾値電圧Vい分だけ下が
った電位での書き込みがなされた場合であっても、その
キャパシタには十分な電圧が与えられることになる。
Next, at the rising edge of the ■τ signal at the end of the RAS cycle, the restore signal ΦRST is changed from the "L" level, which is the ground voltage GND, to the "H" level. Then, using this restore signal R3T, the voltage V of the word line is increased. “EH” which further boosts L from the “°°H” level
change to the level. Here, the potential difference between the "H" level and the "EH" level is, for example, greater than the dark value voltage V□ of the access transistor.By setting the voltage V.L of the word line selected in this way to the "EH" level, Even if writing is performed at a potential lowered by the threshold voltage V by the access transistor of the memory cell, a sufficient voltage will be applied to the capacitor.

以下、リストア信号ΦRSTが“H″レベルら“L”レ
ベルに変化して、ワード線の電圧VWtが°”EH”レ
ベルからH”レベルへ変化し、ワード線の電圧VWtが
“■1”レベルになる。そして、さらに信号ΦWLが°
“L”レベルから#Hnレベルへ変化して、ワード線の
電圧■、4LがL”レベルに戻って、昇圧されたワード
線による書き込みが終了することになる。
Thereafter, the restore signal ΦRST changes from "H" level to "L" level, the word line voltage VWt changes from °"EH" level to H" level, and the word line voltage VWt changes from "■1" level. Then, the signal ΦWL becomes °
The word line voltage changes from the "L" level to the #Hn level, and the voltage 4L of the word line returns to the "L" level, thereby completing the writing by the boosted word line.

このような波形図で示した構成を有する本実施例のDR
AMでは、ワード線の電圧V。Lが、信号ΦWLがL”
レベルの時全般に亘って昇圧された″EH”レベルとな
るのではなく、リストア信号ΦR3Tを“H”レベルと
している期間にのみ昇圧された“EH”レベルとなる。
DR of this example having the configuration shown in such a waveform diagram
In AM, the word line voltage V. L is L, and signal ΦWL is L”
When the restore signal ΦR3T is at the "H" level, the level is not at the boosted "EH" level throughout the entire period, but at the "EH" level, which is boosted only during the period when the restore signal ΦR3T is at the "H" level.

このため、書き込みの特性については昇圧するタイプの
DRAMと同等の特性が得られ、これと同時に、アクセ
ストランジスタのゲート酸化膜への負担は小さくなり、
その絶縁破壊や経時的な劣化等についても良好なものと
なり、素子の信幀性が向上する。
For this reason, write characteristics equivalent to those of a boost type DRAM can be obtained, and at the same time, the load on the gate oxide film of the access transistor is reduced.
The dielectric breakdown and deterioration over time are also good, and the reliability of the device is improved.

以上のような基本的な構成を有する本実施例のDRAM
についての更に具体的な例について、第2図および第3
図を参照しながら説明する。
DRAM of this embodiment having the basic configuration as described above
For more specific examples, see Figures 2 and 3.
This will be explained with reference to the figures.

第2図はそのDRAMの回路構成である。メモリセル2
は、ワード線lにゲートが接続するアクセストランジス
タ3と、キャパシタ4により構成される。そのキャパシ
タ4にはデータが記憶され、上記アクセストランジスタ
3を介してデータはビット線BLに読み出される。この
メモリセル2は、図中省略しているが、マトリクス状に
配列される。
FIG. 2 shows the circuit configuration of the DRAM. memory cell 2
is composed of an access transistor 3 whose gate is connected to the word line l, and a capacitor 4. Data is stored in the capacitor 4 and read out to the bit line BL via the access transistor 3. Although not shown in the figure, the memory cells 2 are arranged in a matrix.

マトリクス状に配列されるうちの一行のメモリセル2を
選択するためのワード線1は、選択トランジスタ22を
介して各ワード線で共通に用いられる接続線13に接続
する。上記選択トランジスタ22のゲートは、トランジ
スタ25を介してデコーダ21に接続する。このデコー
ダ21は、アドレス信号が与えられて、そのアドレス信
号に基づいてワード線を選択する。その選択は、トラン
ジスタ22をオン状態にすることで行われる。また、デ
コーダ21は、インバーター23を介し、非選択のワー
ド線をトランジスタ24を通じて接地電圧GNDにする
A word line 1 for selecting one row of memory cells 2 arranged in a matrix is connected via a selection transistor 22 to a connection line 13 commonly used by each word line. The gate of the selection transistor 22 is connected to the decoder 21 via a transistor 25. This decoder 21 is supplied with an address signal and selects a word line based on the address signal. The selection is performed by turning on the transistor 22. Further, the decoder 21 connects the unselected word line to the ground voltage GND through the transistor 24 via the inverter 23 .

上記接続線13は、各ワード線で共通に用いられ、特に
本実施例のDRAMでは、RASサイクルの終了時のみ
特に昇圧された“’ E H”レベルの電圧を供給する
。その昇圧手段としての昇圧回路は、昇圧用キャパシタ
10と、リストア信号ΦR3Tに駆動されるインバータ
ー11.12と、同様にリストア信号ΦR3Tがゲート
に供給される2MO3)ランジスタ14と、ワード線を
駆動するための信号ΦWLにより制御されるPMOSト
ランジスタ15.NMO3)ランジスタ16より構成さ
れている。
The connection line 13 is commonly used for each word line, and especially in the DRAM of this embodiment, supplies a particularly boosted voltage at the "' E H" level only at the end of the RAS cycle. The boost circuit as the boost means drives a boost capacitor 10, an inverter 11.12 driven by the restore signal ΦR3T, a 2MO3) transistor 14 whose gate is similarly supplied with the restore signal ΦR3T, and a word line. PMOS transistor 15. controlled by signal ΦWL. NMO3) transistor 16.

ここで、この昇圧回路について更に説明すると、上記昇
圧用キャパシタ10は、一方の端子が上記接続線13に
接続され、他方の端子がインバーター11の出力側に接
続する。この昇圧用キャパシタ10は、例えばワード線
の昇圧する電圧を2v程度とすれば、従来のものに比較
して3分の1程度のサイズでよい。そのインバーター1
1の入力側にはインバーター12の出力側が接続され、
そのインバーター12の入力側にはりストア信号ΦR3
Tが供給される。上記PMO3)ランジスタ14は、ゲ
ートに上記リストア信号ΦR3Tが供給されると共にソ
ースに例えば電源電圧Vddが供給される。この2MO
3)ランジスタ14のドレインには上記PMO3)ラン
ジスタ15のソースが接続され、2MO3)ランジスタ
15のドレインにはNMO3)ランジスタ16のドレイ
ンが接続する。そのNMO3)ランジスタ16のソース
には接地電圧GNDが供給されており、上記PMOS)
ランジスタ15とそのNMO3)ランジスタ16で、信
号ΦWLがゲートに供給されるCMOSインバーターが
構成され、上記接続線13に出力信号が現れる。
Here, to further explain this booster circuit, one terminal of the booster capacitor 10 is connected to the connection line 13, and the other terminal is connected to the output side of the inverter 11. This boosting capacitor 10 may be about one-third the size of a conventional capacitor if the voltage to boost the word line is, for example, about 2V. The inverter 1
The output side of the inverter 12 is connected to the input side of the inverter 1.
The input side of the inverter 12 has a beam store signal ΦR3.
T is supplied. The PMO3) transistor 14 has its gate supplied with the restore signal ΦR3T, and its source supplied with, for example, the power supply voltage Vdd. This 2MO
3) The drain of the transistor 14 is connected to the source of the PMO3) transistor 15, and the drain of the 2MO3) transistor 15 is connected to the drain of the NMO3) transistor 16. The ground voltage GND is supplied to the source of the NMO3) transistor 16, and the above PMOS)
The transistor 15 and its NMO transistor 16 constitute a CMOS inverter whose gate is supplied with the signal ΦWL, and an output signal appears on the connection line 13.

次に、第3図の波形図を参照しながら、本実施例にかか
るDRAMの動作の一例について説明すまず、時刻t0
で、RAS信号が立ち下がりRASサイクルが開始する
。このときワード線を選択するための信号ΦWLは“H
”レベル(例えば電源電圧Vdd)にあり、ワード線1
の電圧VWLはL”レベル(例えば接地電圧GND)と
なっている。また、ビット線BL(bit)は、一対の
ビット線がイコライズされて中間レベルにあり、リスト
ア信号ΦR3Tは“L″レベルされている。時刻t0で
RAS信号が立ち下がり、その時のアドレス信号(ll
ddress)によってROWアドレスが確定する。そ
して、時刻り、では、その確定したROWアドレスに基
づいてワード線を選択するための信号ΦWLが“°H″
レベルから“′L゛ルベルへ変化し、その信号ΦWLの
変化に基づいてワード線の電圧VWLも“L”レベルか
ら“′H”レベルへ変化して行く。
Next, an example of the operation of the DRAM according to this embodiment will be explained with reference to the waveform diagram in FIG.
Then, the RAS signal falls and the RAS cycle starts. At this time, the signal ΦWL for selecting the word line is “H”.
” level (for example, power supply voltage Vdd), word line 1
The voltage VWL is at the "L" level (for example, the ground voltage GND). Further, the bit line BL (bit) is at an intermediate level as a pair of bit lines are equalized, and the restore signal ΦR3T is at the "L" level. At time t0, the RAS signal falls, and the address signal (ll
The ROW address is determined by ddress). Then, at the time, the signal ΦWL for selecting the word line based on the determined ROW address is "°H".
The word line voltage VWL also changes from the "L" level to the "'H" level based on the change in the signal ΦWL.

再び第2図に示した回路を参照しながら説明すると、ま
ず時刻t0では、信号ΦWLは“H″゛゛レヘルり、リ
ストア信号ΦRSTは” L ”レベルであって、PM
OSトランジスタ14.NMOSトランジスタ16はオ
ン状態とされ、PMOSトランジスタ15はオフ状態と
される。従って、昇圧用キャパシタ10の接続線13例
の電圧及び該キャパシタIOのインバーター11側の電
圧はL”レベルとされる。また、このときデコーダ21
の出力は全て″L″Loルであり、全部の行のトランジ
スタ24はオン状態とされて、各ワード線の電圧V、I
Lは“Lo”レベルにされる。次に、時刻t1では、信
号ΦWLが“L゛レベル変化する。すると、デコーダ2
1があるワード線1を選択し、その選択されたワード線
にかかるトランジスタ22がオン状態になる。これと同
時に、2MO3)ランジスタ15がオン、NMOSトラ
ンジスタ16がオフに変わり、昇圧用キャパシタ10の
接続線13側の電圧が“■1”レベルに変化すると共に
、接続線13の電位も上昇する。これが選択されたワー
ド線に至り、ワード線の電圧v@。
Referring again to the circuit shown in FIG. 2, first, at time t0, the signal ΦWL is at the "H" level, the restore signal ΦRST is at the "L" level, and the PM
OS transistor 14. The NMOS transistor 16 is turned on, and the PMOS transistor 15 is turned off. Therefore, the voltage of the connection line 13 of the boost capacitor 10 and the voltage of the inverter 11 side of the capacitor IO are set to L'' level.
The outputs of all of the transistors 24 in all rows are turned on, and the voltages V and I of each word line are
L is set to "Lo" level. Next, at time t1, the signal ΦWL changes to "L" level. Then, the decoder 2
1 selects a certain word line 1, and the transistor 22 connected to the selected word line is turned on. At the same time, the 2MO3) transistor 15 is turned on and the NMOS transistor 16 is turned off, the voltage on the connection line 13 side of the boosting capacitor 10 changes to the "■1" level, and the potential of the connection line 13 also rises. This leads to the selected word line and the word line voltage v@.

も°°L”し゛ベルから”°H′°レベルへ変化して行
くことになる。
The level also changes from the °°L" level to the "°H'° level.

このようなワード線の選択が行われた後、第3図に示す
ように、時刻Lxでビット線(bit)にメモリセル内
のデータの差信号が現れる。次に時刻t、でセンスアン
プが駆動し、その差信号がビット線の対の間で互いに増
幅されて行く。また、このセンシング動作と前後して、
例えばライトイネーブル信号WEが時刻tw+で“L”
レベルに変化したものとする(図中破線で示す、)、す
るとDRAMは書き込み動作を行い、データ入力信号D
 i hの値を採り込むことができ、その採り込んだ値
によって時刻t@tではビット線のデータを反転若しく
はそのままにすることができる。なお、上記信号WEが
“H”レベルのままであるときは、データの採り込みを
伴った書き込み動作は行われない。また、時刻り、では
CAS信号(カラムアドレスストローブ信号)が立ち下
がり、時刻、でそのCAS信号が立ち上がる。その時の
アドレス信号が列アドレスを確定させ、読み出し時や書
き込みの際には、既に選択されたワード線およびその確
定した列アドレスに基づいた動作が行われることになる
After such word line selection is performed, as shown in FIG. 3, a difference signal of data in the memory cell appears on the bit line (BIT) at time Lx. Next, at time t, the sense amplifier is driven, and the difference signals are mutually amplified between the pair of bit lines. Also, before and after this sensing operation,
For example, the write enable signal WE is “L” at time tw+.
level (indicated by the broken line in the figure), then the DRAM performs a write operation, and the data input signal D
The value of i h can be taken in, and depending on the taken value, the data on the bit line can be inverted or left unchanged at time t@t. Note that when the signal WE remains at the "H" level, a write operation that involves data capture is not performed. Also, at the time, the CAS signal (column address strobe signal) falls, and at the time, the CAS signal rises. The address signal at that time determines the column address, and when reading or writing, an operation is performed based on the already selected word line and the determined column address.

次に、時刻t、で、RAS信号が“L”レベルから“H
”レベルへ立ち上がり、RASサイクルが終了する。こ
のRASサイクルの終了によって、データの保持動作が
行われていく。まず、リストア信号ΦRSTが時刻t、
で″L″レベルから“H”レベルへ立ち上がる。すると
、第2図の回路においては、PMOSトランジスタ14
がオフ状態にされ、続いて昇圧用キャパシタ10のイン
バーター11側の端子がL”レベルから°°H”レベル
に持ち上げられる。このとき昇圧用キャパシタ10は、
その両端で閾値電圧Vい以上の電位差を有していたこと
から、その昇圧用キャパシタlOの接続線13側の端子
の電圧は、ll HI+レベルからより高い電圧に昇圧
された電圧まで持ち上げられることになり、これがワー
ド線に伝達して、時刻t8で、ワード線の電圧VWtを
電源電圧Vddである°“H”レベルより昇圧された“
EH”レベルまで押し上げることになる。
Next, at time t, the RAS signal changes from the "L" level to the "H" level.
" level, and the RAS cycle ends. With the end of this RAS cycle, the data retention operation is performed. First, the restore signal ΦRST rises to the time t,
The signal rises from the "L" level to the "H" level. Then, in the circuit of FIG. 2, the PMOS transistor 14
is turned off, and then the terminal of the boosting capacitor 10 on the inverter 11 side is raised from the L'' level to the °°H'' level. At this time, the boost capacitor 10 is
Since there was a potential difference greater than or equal to the threshold voltage V between both ends, the voltage at the terminal on the connection line 13 side of the boosting capacitor IO was raised from the HI+ level to a higher voltage. This is transmitted to the word line, and at time t8, the word line voltage VWt is boosted from the "H" level, which is the power supply voltage Vdd.
This will push it up to the "EH" level.

このようにワード線の電圧v、1.が“EH”レベルま
で上昇した場合には、メモリセル2のアクセストランジ
スタ3によって闇値電圧Vい分の電圧降下が生じた場合
であっても、簡単にキャパシタ4に電源電圧Vdd程度
の電圧で再書き込みすることができる。すなわち、従来
のようにワード線の電圧を選択している時間の全時間に
亘って昇圧したものとするのではなくとも、十分に昇圧
したものと同等の再書き込み特性を得ることができる。
In this way, the word line voltage v, 1. When the voltage rises to the "EH" level, even if a voltage drop equivalent to the dark value voltage V occurs due to the access transistor 3 of the memory cell 2, the capacitor 4 is easily connected to a voltage approximately equal to the power supply voltage Vdd. Can be rewritten. That is, even if the word line voltage is not boosted for the entire selection time as in the conventional case, rewrite characteristics equivalent to those obtained by sufficiently boosting the voltage can be obtained.

従って、ゲート酸化膜等への負担も軽減されることにな
る。
Therefore, the burden on the gate oxide film and the like is also reduced.

次に、時刻t、で、リストア信号ΦR3Tが“H”レベ
ルから“L”レベルに変化し、それに従って、時刻t1
゜でワード線の電圧VIIILも“EH”レベルから“
H”レベルへ降下する。ここで、時刻L8と時刻り、の
時間は、再書き込みに必要な時間である。また、時刻1
++で信号ΦWLが°“L”レベルから″“H11レベ
ルへ変化し、時刻tI!でワード線の電圧V@tも“H
″レベルら“L”レベルへ変化して再書き込み動作を終
了する。以下、例えば時刻t’sでビット線のイコライ
ズ等が行われる。
Next, at time t, the restore signal ΦR3T changes from "H" level to "L" level, and accordingly, at time t1
At °, the word line voltage VIII also changes from the “EH” level to “
H" level. Here, the time between time L8 and time is the time required for rewriting.
At ++, the signal ΦWL changes from the "L" level to the "H11" level, and at time tI! The word line voltage V@t also becomes “H”.
" level changes from "L" level to end the rewrite operation. Thereafter, for example, at time t's, equalization of the bit line etc. is performed.

このような動作を行う本実施例のDRAMは、まず、再
書き込み時の電圧を昇圧手段によって、昇圧させており
、従って、アクセストランジスタにおける闇値電圧Vい
分の電圧降下を補償することができ、従来のプートスト
ラップ回路を設けたもの(第5図参照)と同等のデータ
保持特性を得ることができる。
In the DRAM of this embodiment that operates in this manner, first, the voltage at the time of rewriting is boosted by a boosting means, and therefore it is possible to compensate for the voltage drop corresponding to the dark value voltage V in the access transistor. , it is possible to obtain data retention characteristics equivalent to those provided with a conventional Pootstrap circuit (see FIG. 5).

そして、特に本実施例のDRAMでは、ワード線が“H
”レベル以上に昇圧される時間は、再書き込みに関する
時間のみであり、例えば10〜20 n5ec程度の時
間だけである。これは従来100〜120nsec程度
の時間常に”H’レベル以上に昇圧していたものと比較
して、ゲート酸化膜等に対するストレスが緩和されるこ
とになり、絶縁破壊等を未然に防止することができ、ま
た、経時的な絶縁破壊も防止できる。このため、素子の
信転性が大幅に向上する。
In particular, in the DRAM of this embodiment, the word line is “H”.
The only time the voltage is raised above the "H" level is the time related to rewriting, for example, about 10 to 20 n5ec. This is because conventionally the voltage was always raised above the "H" level for a period of about 100 to 120 nsec. The stress on the gate oxide film and the like is alleviated compared to the conventional structure, and dielectric breakdown and the like can be prevented, and dielectric breakdown over time can also be prevented. Therefore, the reliability of the element is greatly improved.

また、従来のプートストラップ回路を設けたもの(第5
図参照)では、回路の素子数が多くなり、また、昇圧用
のキャパシタについても大きくする必要があった。しか
し、第2図に示す回路では、接地電圧GNDから昇圧す
るのではなく電源電圧Vddから昇圧させるのみで良い
ために、その構成も簡素化され、その占有面積も小さ(
なり、例えば、昇圧用キャパシタ10も3分の1程度で
良いことになる。さらに、第5図の回路では、トランジ
スタ61のゲートの電圧が電源電圧Vdd+2闇値電圧
■い以上と高電圧になるが、第2図に示す回路では、こ
のような信鎖性上の問題も解決することができる。
In addition, one equipped with a conventional Pootstrap circuit (fifth
(see figure), the number of circuit elements increased, and the boosting capacitor also needed to be larger. However, in the circuit shown in FIG. 2, it is only necessary to boost the voltage from the power supply voltage Vdd instead of from the ground voltage GND, so the configuration is simplified and the area occupied is small (
Therefore, for example, the number of boost capacitors 10 can be reduced to about one-third. Furthermore, in the circuit shown in FIG. 5, the voltage at the gate of the transistor 61 becomes a high voltage, exceeding the power supply voltage Vdd+2 dark value voltage, but in the circuit shown in FIG. It can be solved.

また、第5図に示した従来のプートストラップ回路を設
けたDRAMでは、長いRASサイクル、例えばページ
モードやスタティックコラムモードで昇圧した接続線5
7のリークによる電圧の低下が問題となるが、本実施例
のDRAMでは、昇圧されるのは、RASサイクルの終
了時のみであり、長いRASサイクルであってもその低
下等の問題は生じない。
Furthermore, in the DRAM equipped with the conventional putot strap circuit shown in FIG.
However, in the DRAM of this embodiment, the voltage is boosted only at the end of the RAS cycle, and no problem such as voltage drop occurs even during a long RAS cycle. .

なお、本発明は上述の実施例に限定されることなく、そ
の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes can be made without departing from the spirit thereof.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明のDRAMは、RASサイクルの終了時のみ昇圧
する構成を有することから、絶縁破壊等を未然に防止す
ることができ、また、経時的な絶縁破壊も防止できる。
Since the DRAM of the present invention has a configuration in which the voltage is increased only at the end of the RAS cycle, it is possible to prevent dielectric breakdown and the like, and also to prevent dielectric breakdown over time.

このため、素子の信顛性を大幅に向上させることができ
る。また、回路構成を簡素化することが可能であり、長
いRASサイクルにおける問題も未然に防止することが
可能となる。
Therefore, the reliability of the device can be significantly improved. Further, it is possible to simplify the circuit configuration, and it is also possible to prevent problems caused by long RAS cycles.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明のDRAMの一例の基本的構成を説明す
るための波形図、第2図はその具体的な回路構成を説明
するための回路図、第3図は第2図のDRAMの動作を
説明するための波形図、第4図は一般的なりRAMのメ
モリセルの回路図、第5図は従来のプートストラップ回
路を有するDRAMの回路図、第6図は第5図のDRA
Mの動作を説明するための波形図である。 1・・・ワード線 2・・・メモリセル 3・・・アクセストランジスタ 10・・・昇圧用キャパシタ 11.12・・・インバーター 13・・・接続線 14.15・・・PMOSトランジスタ16・・・NM
O3I−ランジスタ RAS・・・ローアドレスストローブ VWL・・・ワード線の電圧 ΦR3T・・・リストア信号 特許出願人   ソニー株式会社 代理人弁理士 小部 晃(他2名)
FIG. 1 is a waveform diagram for explaining the basic configuration of an example of the DRAM of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram for explaining its specific circuit configuration, and FIG. A waveform diagram for explaining the operation, FIG. 4 is a circuit diagram of a general RAM memory cell, FIG. 5 is a circuit diagram of a DRAM with a conventional bootstrap circuit, and FIG. 6 is a circuit diagram of a DRAM shown in FIG. 5.
FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the operation of M. 1... Word line 2... Memory cell 3... Access transistor 10... Boosting capacitor 11.12... Inverter 13... Connection line 14.15... PMOS transistor 16... N.M.
O3I - Transistor RAS...Low address strobe VWL...Word line voltage ΦR3T...Restore signal Patent applicant Akira Kobe, patent attorney representing Sony Corporation (and 2 others)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] RASサイクルの終了時にのみワード線を電源電圧より
昇圧する昇圧手段を備えたDRAM。
A DRAM equipped with boosting means that boosts the word line voltage above the power supply voltage only at the end of a RAS cycle.
JP62322199A 1987-12-19 1987-12-19 Dram Pending JPH01162296A (en)

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