JPH01196791A - Semiconductor memory device - Google Patents

Semiconductor memory device

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JPH01196791A
JPH01196791A JP63021219A JP2121988A JPH01196791A JP H01196791 A JPH01196791 A JP H01196791A JP 63021219 A JP63021219 A JP 63021219A JP 2121988 A JP2121988 A JP 2121988A JP H01196791 A JPH01196791 A JP H01196791A
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bli
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pair
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Yasuo Ito
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Abstract

PURPOSE:To rapidly read the quartered multivalued data without using a stair step signal by connecting a memory cell for every bit line of the first and the second bit line pair of a prescribed capacity and reading the contents of a writing for every bit line pair. CONSTITUTION:The first bit line pair of a bit line BL1 and an anti BL1 and the second bit line pair of a bit line BL2 and an anti BL2 having the capacity of about 1/2 of the 1st bit line pair are connected to the transistors Q9, Q10 of a transfer gate. Dynamic memory cells M1, M2 are respectively connected to the bit line BL1 and the anti BL1 to write the binary data in the quartered value. The writing data of the cells M1 or M2 selected by a word line WL1 or WL2 refers to a reference voltage by a dummy cell D1 or D1' and is read through a sense amplifier SA1 connected to the bit lines BL1, BL2 operating in response to a precharge circuit PRE1. To the memory cells M3, M4 of the bit line BL2, anti BL2, similarly, the stair step signal is not applied to the word line to rapidly read the multivalued data of the quartered value.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的コ (産業上の利用分野) 本発明は、半導体記憶装置に係り、特にダイナミックに
ランダムアクセス可能な大容量の記憶装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Objective of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to a semiconductor memory device, and particularly to a large capacity memory device that can be dynamically and randomly accessed.

(従来の技術) MO3型半導体メモリのうち特にダイナミック型RAM
 (DRAM)は、その容量が4倍/3年の割合いで増
加の一途を辿ってきた。最近、IMビットDRAMが量
産段階に入り、4〜1ビットDRAMの商品化も近い。
(Prior art) Among MO3 type semiconductor memories, especially dynamic type RAM
The capacity of DRAM (DRAM) has been steadily increasing at a rate of four times every three years. Recently, IM bit DRAM has entered the mass production stage, and 4 to 1 bit DRAM will be commercialized soon.

DRAMの集積度は今後用に、16Mビット、64Mビ
ットと増加するもの考えられる。DRAMの更なる高集
積化のために、高精度の微細加工技術が要求され、また
小さい占有面積で大きいキャパシタ容量を得るために溝
掘り型キャパシタ等の新しい技術も要求されている。
It is thought that the degree of integration of DRAM will increase to 16 Mbits and 64 Mbits in the future. High-precision microfabrication technology is required for higher integration of DRAMs, and new technologies such as grooved capacitors are also required to obtain large capacitor capacitance with a small occupied area.

DRAMの大容量化のため、現在の技術の単なる延長で
はなく、1個のメモリセルで多ビツト情報を記憶可能と
したDRAMも提案されている(例えば、1987年V
SLIシンポジウム予稿集p、49〜50)。この様な
多値セルを用いたDRAMは、プロセス技術としては確
立されたものを用いるため、製造は比較的容易である。
In order to increase the capacity of DRAM, DRAMs that are not just extensions of current technology but can store multi-bit information in a single memory cell have also been proposed (for example, in 1987, V
SLI Symposium Proceedings p. 49-50). A DRAM using such a multilevel cell is relatively easy to manufacture because it uses an established process technology.

しかしながら、多値セルをセンスする回路は一般に複雑
になり、アクセスタイムも長くなる。例えば、多値セル
の情報読出しおよび書込みに階段状のワード線信号を用
いると、アクセスタイムは通常のDRAMに比べて数1
00倍にもなってしまう。
However, a circuit for sensing multilevel cells is generally complicated and access time is also long. For example, if a stepped word line signal is used to read and write information in a multilevel cell, the access time will be several orders of magnitude faster than in a normal DRAM.
It becomes 00 times more.

(発明が解決しようとする課題) 以上のように従来提案されている多値セルを用いたDR
AMでは、アクセス時間が長くなる、という問題があっ
た。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, DR using multilevel cells that has been proposed in the past
AM has the problem of long access time.

本発明は、この様な問題を解決した、全く新しい原理に
よる多値セルを用いたDRAMを提供することを目r白
とする。
An object of the present invention is to provide a DRAM using a multilevel cell based on a completely new principle, which solves these problems.

[発明の構成コ (課題を解決するための手段) 本発明にかかるDRAMは、第1のビット線対と、容量
が第1のビット線対のそれの約1/2である第2のビッ
ト線対とがトランスファゲートを介して接続された分割
ビット線構造を有する。
[Configuration of the Invention (Means for Solving the Problems) A DRAM according to the present invention includes a first bit line pair and a second bit whose capacity is approximately 1/2 that of the first bit line pair. It has a divided bit line structure in which line pairs are connected via transfer gates.

各ビット線対にはそれぞれ、記憶ノードに4値の電位の
いかれかが書込まれるダイナミック型メモリセルが複数
個接続される。また第1.第2のビット線対にそれぞれ
、第1および第2のダミーセルが接続される。ダミーセ
ルには、前記4値の電位の上位2値と下位2値の中間に
設定された第1の参照電位が書込まれる。第1およ°び
第2のビット線対にはそれぞれ、第1および第2のセン
スアンプが設けられる。第1のセンスアンプは、第1の
参照電位を基準として情報電位を“H”レベルまたは′
L″レベルに振分けて検出するものである。また第2の
ビット線対には、前記4値の電位上位2値間を識別する
ための第2の参照電位または下位2]直間を識別するた
めの第3の参照電位を得るために、第3のダミーセルが
設けられる。即ち、第3のダミーセルと第2のダミーセ
ルを同時に選択駆動して電位分配により、前記第2の参
照電位または第3の参照電位を得るようにし、これを基
桑として第2のセンスアンプによって上位2値または下
位2値の識別を行う。
A plurality of dynamic memory cells each having one of four potentials written into a storage node are connected to each bit line pair. Also number 1. First and second dummy cells are connected to the second bit line pair, respectively. A first reference potential set between the upper two values and the lower two values of the four-valued potentials is written into the dummy cell. First and second sense amplifiers are provided for the first and second bit line pairs, respectively. The first sense amplifier sets the information potential to "H" level or '' with reference to the first reference potential.
The second bit line pair has a second reference potential for discriminating between the upper two values of the four potentials, or a second reference potential for discriminating between the two lower potentials. A third dummy cell is provided in order to obtain a third reference potential for the purpose of Using this reference potential as a basis, the second sense amplifier identifies the upper two values or the lower two values.

(作用) 本発明によれば、分割ビット線構造と電荷の分配を利用
して、一つのメモリセル内に4値で表わされる2ビツト
情報を蓄積することができる。
(Operation) According to the present invention, 2-bit information expressed in 4 values can be stored in one memory cell by utilizing the divided bit line structure and charge distribution.

回路構成は、従来のDRAMのそれに住かな変更を加え
るだけで実現することができ、またワード線駆動に階段
状信号波形を用いる必要はなく、通常のワード線駆動回
路を用いることができる。そ・して、一つのメモリセル
で2ビツト情報を読み書きできるため、従来と同じメモ
リセル数で2倍の容量が得られ、また従来と同じ容量を
小さいメモリチップ面積で実現することができる。
The circuit configuration can be realized by simply making minor changes to that of a conventional DRAM, and there is no need to use a stepped signal waveform for word line driving, and a normal word line driving circuit can be used. Since 2-bit information can be read and written with one memory cell, twice the capacity can be obtained with the same number of memory cells as in the past, and the same capacity as in the past can be achieved with a smaller memory chip area.

(実施例) 以下、本発明の詳細な説明する。(Example) The present invention will be explained in detail below.

第1図は、一実施例のDRAMの要部構成を示す。ビッ
ト線対は、第1のビット線対BLI。
FIG. 1 shows the main structure of a DRAM according to an embodiment. The bit line pair is a first bit line pair BLI.

BLIと第2のビット線対BL2.BL2に分けられ、
これらがトランスファゲートQ 91  Q +。
BLI and the second bit line pair BL2. Divided into BL2,
These are transfer gates Q 91 Q +.

により接続された分割ビット線構成となっている。ここ
で、BLI、BLIの容量をCal  とし、BL2.
BL2の容量をCB2としたとき、CIJ□はおよそC
BIの1/2になるように、容量に重みがつけられる。
It has a divided bit line configuration connected by. Here, let the capacities of BLI and BLI be Cal, and BL2.
When the capacity of BL2 is CB2, CIJ□ is approximately C
The capacity is weighted to be 1/2 of BI.

具体的に、メモリセル容量をC5として、CB、+CS
と08□+CSの比が2:1になるようにする。第1の
ビット線対BLI、BLIには、第1のセンスアンプS
AIおよびプリチャージ回路PREIが設けられている
。第2のビット線対BL2.BL2には第2のセンスア
ンプSA2およびプリチャージ回路PRE2が設けられ
ている。センスアンプSAI。
Specifically, assuming the memory cell capacity as C5, CB, +CS
and 08□+CS so that the ratio is 2:1. A first sense amplifier S is connected to the first bit line pair BLI, BLI.
AI and precharge circuit PREI are provided. Second bit line pair BL2. BL2 is provided with a second sense amplifier SA2 and a precharge circuit PRE2. sense amplifier SAI.

SA2の内部構成例は、第2図に示す。またプリチャー
ジ回路PREI 、PRE2の内部構成例は第3図に示
す。いずれも、従来のDRAMでよく用いられているも
のと変わらない。
An example of the internal configuration of SA2 is shown in FIG. Further, an example of the internal configuration of the precharge circuits PREI and PRE2 is shown in FIG. Both are the same as those commonly used in conventional DRAMs.

ビット線対には、MOSトランジスタとMOSキャパシ
タからなるDRAMメモリセルが複数個配列接続されて
いる。第1図では、第1のビット線対BLI、BLIに
それぞれ一個ずつのメモリセルMl 、M2を示し、第
2のビット線対BL2゜BL2にそれぞれ一個ずつのメ
モリセルM3゜M4を示している。これらのメモリセル
は、後述するように4値の電位のうちいずれかの電位が
書込まれる。これらのメモリセル・キャパシタC3゜C
−1+ ・・・の容量はC8である。第1のビット線対
BLI、BLIには、第1のダミーセル対Di。
A plurality of DRAM memory cells each consisting of a MOS transistor and a MOS capacitor are connected to each bit line pair. In FIG. 1, one memory cell Ml, M2 is shown on each of the first bit line pair BLI, BLI, and one memory cell M3, M4 is shown on each of the second bit line pair BL2, BL2. . As described later, one of four potentials is written into these memory cells. These memory cell capacitors C3°C
-1+... has a capacity of C8. A first dummy cell pair Di is connected to the first bit line pair BLI, BLI.

D2が接続されている。このダミーセルDl。D2 is connected. This dummy cell Dl.

D2には、メモリセルに蓄積される4値の電位を上位2
値と下位2値に分けて検出するための第1の参照電位、
この実施例では(1/2)Vccが書込まれる。これら
第1のダミーセルDi、D2のキャパシタCI r  
C2の容量もメモリセルの容量と同じC8である。第2
のビット線対BL2゜BL2には、第2のダミーセル対
D3.D4および第3のダミーセル対D3’、D4’が
設けられている。第2のダミーセルD3.D4は、第1
のダミーセル対Di、D2と同様、第1の参照電位が書
込まれる。第3のダミーセル対D3′。
D2 stores the four-value potential stored in the memory cell, and stores the upper two potentials.
a first reference potential for detecting the value and the lower two values;
In this embodiment, (1/2)Vcc is written. The capacitors CI r of these first dummy cells Di and D2
The capacitance of C2 is also C8, which is the same as the capacitance of the memory cell. Second
A second dummy cell pair D3. D4 and a third dummy cell pair D3', D4' are provided. Second dummy cell D3. D4 is the first
Similarly to the dummy cell pair Di, D2, the first reference potential is written. Third dummy cell pair D3'.

D4’は、第2のダミーセルD3.D4と同じダミーワ
ード線DWL2 、DWL2で駆動されるもので、キャ
パシタC5と07の容量の合計値、キャパシタC6と0
7の容量の合計値がそれぞれC8となるように、後に詳
細に説明するように容量比が設定される。第3のダミー
セルD3′。
D4' is the second dummy cell D3. The dummy word line DWL2, which is the same as D4, is driven by DWL2, and the total capacitance of capacitors C5 and 07, capacitors C6 and 0
The capacity ratio is set so that the total value of the capacities of C7 and C8 is C8, respectively, as will be explained in detail later. Third dummy cell D3'.

D4’ は、MOS)ランジスタQ目、Q12を介して
第2のビット線対BL2.BL2に接続されると同時に
、MOSトランジスタQ 25+  Q 26を介して
第1のビット線対BLI、BLIに接続されている。こ
れは、第3のダミーセルD3’、D4’が、第1のビッ
ト線対BLI、BLIに読み出された情報電位を読み込
んで、これと第2のダミーセルD3.D4との間で電位
の分配を行って後述するような第2または第3の参照電
位を作るために設けられているためである。
D4' is connected to the second bit line pair BL2. through the Qth MOS transistor, Q12. It is connected to BL2, and at the same time, it is connected to the first bit line pair BLI, BLI via MOS transistors Q25+Q26. This is because the third dummy cells D3', D4' read the information potential read out to the first bit line pair BLI, BLI, and the second dummy cell D3. This is because it is provided for distributing potential between D4 and creating a second or third reference potential as described later.

第1のビット線対BLI、BLIは、ランスファゲート
Q7.Q8を介して入出力線110f。
The first bit line pair BLI, BLI is connected to the transfer gate Q7. Input/output line 110f via Q8.

1101に接続されている。第2のビット線対BL2.
BL2は同様にトランスフアゲ−)Q10゜Q20を介
して入出力線l102.1102に接続されている。
1101. Second bit line pair BL2.
Similarly, BL2 is connected to input/output lines 1102 and 1102 via transfer gates Q10 and Q20.

第゛1のビット線対BLI、BLIには更に補助のダミ
ーセルDi’、D2’が設けられ、第2のビット線対B
L2.BL2にも同様に補助のダミーセルD3’、D4
’が設けられている。これら補助ダミーセルは、ビット
線の容量バランスを保持するために用いられるものであ
る。
The first bit line pair BLI, BLI is further provided with auxiliary dummy cells Di', D2', and the second bit line pair BLI is further provided with auxiliary dummy cells Di', D2'.
L2. Similarly, auxiliary dummy cells D3' and D4 are provided in BL2.
' is provided. These auxiliary dummy cells are used to maintain the capacitance balance of the bit lines.

このように構成されたDRAMの動作を次に説明する。The operation of the DRAM configured in this way will be described next.

第4図〜第6図は読出し時の参照電位を説明するための
図であり、第7図は全体の動作波形図である。メモリセ
ルMl 、 M2 、・・・の記憶ノードには、4値の
電位のいずれかが書込まれる。この実施例では、OV、
(1/3)Vc c 。
FIGS. 4 to 6 are diagrams for explaining reference potentials during reading, and FIG. 7 is an overall operational waveform diagram. One of four potentials is written into the storage nodes of the memory cells M1, M2, . . . . In this example, OV,
(1/3)Vcc.

(2/3)VccおよびVCCの4値である。これら4
値の電位は、2ビツト情報に対応する。
(2/3) There are four values of Vcc and VCC. These 4
The value potential corresponds to 2-bit information.

即ち、0■は(0,O)、(1/3)、Vccは(0,
1)、(2/3)’Vccは(1,0)、VCCは(1
,1)である。
That is, 0■ is (0, O), (1/3), Vcc is (0,
1), (2/3)'Vcc is (1,0), VCC is (1
, 1).

先ず、読出し時には、選択されたワード線が一本、“L
#レベル(例えばOV)からH”レベル(例えば7V)
に立上がる。いま第1図のワード線WLIが選択された
とする。このとき、メモリセルM1の記憶ノードN3の
情報がビット線BLIに転送される。この時第7図に示
すように、クロックφTは′H″レベルであり、トラン
スファゲートQg +  Q 、oがオン状態になって
いて、読出した情報はBLIのみならず、BL2にも転
送される。またこのビット線BLIのメモリセル選択と
同時に、ビット線BL2に設けられた補助のダミーセル
D3’を同時に選ぶ。補助ダミーセルD3’、D4’は
、プリチャージ時に予め(1/2)Vccが書込まれた
容Q Csを持つダミーセルである。この様な選択駆動
により、BLIの容量はCB 1+Cs 、BE2の容
量はcs2+csとなる。
First, during reading, one selected word line is “L”.
# level (e.g. OV) to H” level (e.g. 7V)
stand up. Assume now that the word line WLI in FIG. 1 is selected. At this time, information on storage node N3 of memory cell M1 is transferred to bit line BLI. At this time, as shown in FIG. 7, the clock φT is at the ``H'' level, the transfer gates Qg + Q, o are in the on state, and the read information is transferred not only to the BLI but also to the BL2. At the same time as selecting the memory cell on the bit line BLI, the auxiliary dummy cell D3' provided on the bit line BL2 is simultaneously selected. This is a dummy cell having a built-in capacitance Q Cs.By such selective driving, the capacitance of BLI becomes CB 1+Cs and the capacitance of BE2 becomes cs2+cs.

なお、ビット線BL2側のメモリセルを選択するワード
線が立ち上がった場合には、□これと同時にBLl側の
補助ダミーセルD1′を同時に選択する。これにより、
やはりビット線容量比が上述のように保持される。
Note that when the word line that selects the memory cell on the bit line BL2 side rises, □ simultaneously selects the auxiliary dummy cell D1' on the BL1 side. This results in
Again, the bit line capacitance ratio is maintained as described above.

全てのビット線対は予めプリチャージ回路PREI、P
RE2により(1/2)Vccにプリチャージされてお
り、上述のようにワード線が選択された時、ビット線に
得られる電位は、メモリセルの書込まれた4値の電位に
応じて、第4図に示すような4つの電位VaLi  (
i−1,2,3,4)をとる。この電位vBL 1は、
より具体的に示せば次のようになる。即ち、メモリセル
・データの電位をVl  (Vl−0,V2−(1/3
)  Vcc、  V3  =  (2/3)Vcc。
All bit line pairs are connected to precharge circuits PREI, P in advance.
It is precharged to (1/2) Vcc by RE2, and when the word line is selected as described above, the potential obtained on the bit line is according to the four-value potential written in the memory cell. There are four potentials VaLi (
i-1, 2, 3, 4). This potential vBL1 is
More specifically, it is as follows. That is, the potential of memory cell data is set to Vl (Vl-0, V2-(1/3
) Vcc, V3 = (2/3)Vcc.

V4−Vcc)とすると、 (CD 十Cs ) (1/2)Vcc+Cs vi=
  (CB +2Cs  )  V[lLl     
       −(1)から、 VBLI −(1/2)Vcc (CB+ C5)/ 
(C8+ 2 Cs )+Vi Cs / (Cs +
2Cs )   −(2)となる。但し、cB””C1
l l +C[l 2である。
V4-Vcc), (CD 10Cs) (1/2)Vcc+Cs vi=
(CB +2Cs) V[lLl
- From (1), VBLI - (1/2)Vcc (CB+C5)/
(C8+ 2 Cs)+Vi Cs/(Cs+
2Cs) - (2). However, cB””C1
l l +C[l 2.

ここで、 (CRI+CS )  :  (C[12+C8) =
2:L −(3)なる関係があることは、既に述べた通
りである。
Here, (CRI+CS): (C[12+C8) =
As already stated, there is a relationship of 2:L-(3).

具体的な数値例を挙げる。例えば、CS+−250f 
F、 c、 2−100  f F、 C5−50f 
Fとすると、 (Cn++Cs )  :  (C[+2+C5) −
300: 150=2:1 である。そして、これらの数値を(2)式に代入すると
、 V Bt、I −2,2222+ 0.1111V j
       ・・・(4)となる。(3)式にそれぞ
れVlを代入すると、■80−2.2222 [V ] V BE2−2.4074 [V ] VBL3−2.5926 [Vl VBL4−2.7778 [Vl となる。
A specific numerical example will be given. For example, CS+-250f
F, c, 2-100 f F, C5-50f
If F, (Cn++Cs) : (C[+2+C5) −
300:150=2:1. Then, by substituting these values into equation (2), we get: V Bt, I −2,2222+ 0.1111V j
...(4). Substituting Vl into each equation (3) yields: ■80-2.2222 [V] VBE2-2.4074 [V] VBL3-2.5926 [Vl VBL4-2.7778 [Vl].

次にこの様なビット線の電位をセンスする。先ずメモリ
セルのデータが上述のように完全にビット線に伝送され
た後、第1のビット線対BLI。
Next, the potential of such a bit line is sensed. First, after the data of the memory cell is completely transferred to the bit line as described above, the first bit line pair BLI.

BLIと第2のビット線対BL2.BLZ間のトランス
ファゲートQ91QIOをオフにし、これらのビット線
間を分離する。そして第1のビット線対BLI、BLL
および第2のビット線対BL2゜BE2に伝送されたデ
ータが次のように別々にセンスされて、最終的に2ビツ
トのディジタル値にA/D変換される。
BLI and the second bit line pair BL2. Transfer gate Q91QIO between BLZs is turned off to isolate these bit lines. and the first bit line pair BLI, BLL
The data transmitted to the second bit line pair BL2°BE2 is sensed separately as follows, and finally A/D converted into a 2-bit digital value.

先ずセンス動作は、第1のビット線対BLL。First, the sensing operation is performed on the first bit line pair BLL.

BLIのセンスから始める。ダミーワード線DWLIが
′L”レベルから“Hルーベルになることにより、ダミ
ーセルD2のデータがビット線BLIに読み出される。
Let's start with the sense of BLI. When the dummy word line DWLI changes from the 'L' level to the 'H' level, the data of the dummy cell D2 is read onto the bit line BLI.

ダミーセルD2のプリチャージ電位は(1/2)Vcc
であるから、ビット線は電位変化が生じない。このとき
、第1のビット線対BLI、BLIのうちBLIの浮遊
容量は、それ自身の容量CB1とメモリセル容In C
sの和C81+C5である。他方のビット線BLIの浮
遊容量は、それ自身の容ff1co + とデミ−セル
の容fil c sとなっている。即ち容量バランスは
とれている。次に、センスアンプ駆動信号として、nチ
ャネルフリップフロップ駆動信号5ANIおよびpチャ
ネルフリップフロップ駆動信号5APIを立ち上げる。
The precharge potential of dummy cell D2 is (1/2)Vcc
Therefore, no potential change occurs on the bit line. At this time, the stray capacitance of BLI of the first bit line pair BLI, BLI is equal to its own capacitance CB1 and memory cell capacitance In C
The sum of s is C81+C5. The stray capacitance of the other bit line BLI is its own capacitance ff1co + and the demi-cell's capacitance fil c s. In other words, the capacity is balanced. Next, the n-channel flip-flop drive signal 5ANI and the p-channel flip-flop drive signal 5API are raised as sense amplifier drive signals.

この結果、ビット線BLIの電位が、VBLIまたはV
BL2の場合、即ち4値のうち下位2値のいずれかであ
る場合には、BLIの電位が(1/2)Vccであるた
め、BLIが0 [Vlへ、BE、1が5[Vlへそれ
ぞれ増幅される。BLIの電位が上位2値VBL3また
はVLIL−1のいずれかである場合は、BLlが5[
Vlへ、BLlが0[v]へそれぞれ増幅される。この
様子は第4図に示す通りである。
As a result, the potential of bit line BLI becomes VBLI or V
In the case of BL2, that is, when it is one of the lower two values among the four values, the potential of BLI is (1/2) Vcc, so BLI goes to 0 [Vl, BE, 1 goes to 5 [Vl]. Each is amplified. When the potential of BLI is either the upper two values VBL3 or VLIL-1, BL1 is 5[
Vl and BLl are respectively amplified to 0[v]. This situation is shown in FIG.

第1のビット線対BLI、BLIでのセンスが終了した
後、そのデータを第3のダミーセルD3’、D4’ に
転送する。即ちクロックφTを“H″ レベルにしてト
ランスファゲートQ2.。
After the sensing on the first bit line pair BLI, BLI is completed, the data is transferred to the third dummy cells D3', D4'. That is, the clock φT is set to "H" level and the transfer gate Q2. .

Q 26をオンにし、BLlのデータをダミーセルD4
’ のノードN6に、BLIのデータをダミーセルD3
’のノードN5にそれぞれ書込む。例えば、BLIがV
。0であれば、ノードN5はVCCに、BLIが0[■
]であればノードN5は0 [v]になる。ノードN6
はノードN5と反対になる。この後、トランスファゲー
トQ2.。
Turn on Q26 and transfer the data of BLl to dummy cell D4.
' Transfer the BLI data to the node N6 of the dummy cell D3.
' are respectively written to node N5. For example, BLI is V
. If 0, node N5 goes to VCC and BLI goes to 0 [■
], node N5 becomes 0 [v]. Node N6
is opposite to node N5. After this, transfer gate Q2. .

Q 26はオフとなる。Q26 is turned off.

こうして、第1のビット線対BLI、BLIのデータを
第3のダミーセルD3’、D4’ に書込んだ後、第2
のビット線対BL2.BL2でのセンス動作に移る。こ
こでのセンス動作は、第1のビット線BLL、BLIで
のセンス結果である“H”レベルがvs L 3とVB
L4のいずれであるか、また“L”レベルがVBLlと
VBL2のいずれであるかを判別する。そのために、第
3のダミーセルD3’、D4’ を利用して、これと第
2のダミーセルD3.D4の信号電荷を混合して読み出
すことにより、v8L lとVBL2の間の参照電位V
RE F L sまたはVBL3とVBL4の間の参照
電位VItEFHを作る。そのためには、第2のダミー
セルD3.D4のキャパシタC7゜C8の容量と第3の
ダミーセルD3’、D4’のキャパシタC,5,Coの
容量の大きさがある関係を満たすように設定されている
ことが必要になる。
In this way, after writing the data on the first bit line pair BLI, BLI into the third dummy cells D3', D4',
bit line pair BL2. Let's move on to the sensing operation in BL2. In the sensing operation here, the "H" level which is the sensing result on the first bit lines BLL and BLI is vs. L3 and VB.
It is determined whether the "L" level is VBL1 or VBL2. For this purpose, third dummy cells D3', D4' are used, and second dummy cells D3. By mixing and reading the signal charges of D4, the reference potential V between v8L l and VBL2
A reference potential VItEFH between REFLs or VBL3 and VBL4 is created. For this purpose, a second dummy cell D3. It is necessary that the capacitances of the capacitors C7 to C8 of D4 and the capacitances of the capacitors C, 5, and Co of the third dummy cells D3' and D4' are set to satisfy a certain relationship.

具体的には次の通りである。第2のダミーセルD3.D
4の容量をVCsとし、第3のダミーセルD3’、D4
’の容量をxC3とする。但し、x+y−1である。第
2のダミーセルD3.D4には前述のように(1/2)
Vccが書込まれ、第3のダミーセルD3’、D4′に
は第1のビット線対BLI 、BLIでの結果である0
[V]またはVCCが書込まれる。従って第2のダミー
セルD3と第3のダミーセルD3’を同時にビット線B
L2に読出し、第2のダミーセルD4と第3のダミーセ
ルD4’を同時にビット線BL2に読出したとき、次の
関係が得られる。
Specifically, it is as follows. Second dummy cell D3. D
4 as VCs, and the third dummy cells D3' and D4
Let the capacity of ' be xC3. However, x+y-1. Second dummy cell D3. As mentioned above, D4 has (1/2)
Vcc is written, and 0, which is the result on the first bit line pair BLI and BLI, is written into the third dummy cells D3' and D4'.
[V] or VCC is written. Therefore, the second dummy cell D3 and the third dummy cell D3' are connected to the bit line B at the same time.
When the second dummy cell D4 and the third dummy cell D4' are simultaneously read to the bit line BL2, the following relationship is obtained.

x Cs ・0 +y Cs (L/2)Vcc−Cs
 VL・・・(5) x Cs  −Vcc+Y Cs  (1/2)Vcc
−C9VH・・・(6) ここで、vL、VHは、第2のダミーセルと第3のダミ
ーセルの中に書込まれている平均の電位である。第2の
ビット線対BL2.BL2のセンスを行うには、参照電
位VREFH+ VREFLとしてそれぞれ、第5図、
第6図に示すように、V Rgp++−(V BL3 
+ V BL4 ) / 2V REFll−(V B
LI + V BL2 ) / 2となっていることが
最も好ましい。このとき次式が成立つ。
x Cs ・0 +y Cs (L/2)Vcc-Cs
VL...(5) x Cs -Vcc+Y Cs (1/2)Vcc
-C9VH (6) Here, vL and VH are average potentials written in the second dummy cell and the third dummy cell. Second bit line pair BL2. To sense BL2, set the reference potential VREFH+VREFL as shown in FIG.
As shown in FIG. 6, V Rgp++-(V BL3
+VBL4)/2VREFll-(VB
Most preferably, LI + VBL2)/2. At this time, the following formula holds true.

C82(1/ 2)V cc+ Cs V H= (C
B2+Cs ) (L/2) (VBL3 +VBL4
 )・・・(7) CB2(1/ 2)V cc+ Cs V L=  (
CB2+C5)  (1/2) (VBLI  +VB
L2 )・・・(8) これらから、 Vll +VL =Vcc            −
(9)という関係がある。また、(5)、(6)式から
、VHVL−XC8−(10) (7)、(8)式から、 Cs  (Vu  V+、) −(Ca 2 + Cs ) (1/ 2 ) f (
VB L 3 + VB L 4 ) −(Vn t 
I” VBL 2 ) 1・・・(11) C8(VHVL) =(2/3)(CB2+ Cs ) Cs Vcc/ 
(CB + 2 C3)・・・(12) ここで、(3)式より、 (C112+ Cs ) / (Co + 2 Cs 
)=  (CB2+ C9)/ f(Cn++ C3)
+  (CB2+ Cs)]=α/(2α+α) −1
/3 という関係が成立する。但し、αは定数である。
C82(1/2)V cc+ Cs V H= (C
B2+Cs) (L/2) (VBL3 +VBL4
)...(7) CB2(1/2)V cc+ Cs V L= (
CB2+C5) (1/2) (VBLI +VB
L2)...(8) From these, Vll +VL = Vcc -
There is the following relationship (9). Also, from equations (5) and (6), VHVL-XC8-(10) (7) and (8), Cs (Vu V+,) - (Ca 2 + Cs ) (1/2) f (
VB L 3 + VB L 4 ) −(Vnt
I” VBL 2 ) 1...(11) C8 (VHVL) = (2/3) (CB2+ Cs ) Cs Vcc/
(CB + 2 C3)...(12) Here, from formula (3), (C112+ Cs) / (Co + 2 Cs
) = (CB2+ C9)/f(Cn++ C3)
+ (CB2+ Cs)]=α/(2α+α) −1
/3 holds true. However, α is a constant.

従って(lO)式から、 X−2/9            ・・・(14)と
なり、また、 y−7/9             ・・・(15)
となる。
Therefore, from formula (lO), it becomes X-2/9...(14), and y-7/9...(15)
becomes.

以上により、ビット線容icB、やC8□、セル容量C
8の大きさによらず、第2のダミーセルD3.D4のキ
ャパシタC7,C8の容量は(2/9)Csに設定され
、第3のダミーセルD3’、D4’ のキャパシタC5
,C6の容量は(7/9)Csに設定される。
From the above, the bit line capacitance icB, C8□, and cell capacitance C
8, the second dummy cell D3. The capacitance of capacitors C7 and C8 of D4 is set to (2/9)Cs, and the capacitance of capacitor C5 of third dummy cell D3' and D4' is set to (2/9)Cs.
, C6 is set to (7/9)Cs.

そこで、ダミーワード線DWL2により第2のダミーセ
ルD4.第3のダミーセルD4’の情報が第2のビット
線BL2に伝わると、第1のビット線BLI、BLL(
7)電位がツレぞれ5 [Vl。
Therefore, the dummy word line DWL2 connects the second dummy cell D4. When the information of the third dummy cell D4' is transmitted to the second bit line BL2, the first bit lines BLI, BLL(
7) The potential is distorted 5 [Vl.

0[Vlである場合には、この第2のビット線BL2の
電位は、第5図に示す高い方の参照電位V It E 
F Hとなる。この結果、第2のビット線BL2の電位
がV13L3であれば、センスアンプSA2の駆動によ
り、この第2のビット線BL2の電位は0[Vlに、も
う一方の第2のビット線BL2の電位は5 [Vlにそ
れぞれ増幅される。
0 [Vl, the potential of this second bit line BL2 is the higher reference potential V It E shown in FIG.
It becomes FH. As a result, if the potential of the second bit line BL2 is V13L3, the potential of the second bit line BL2 becomes 0 [Vl by driving the sense amplifier SA2, and the potential of the other second bit line BL2 becomes V13L3. are amplified to 5 [Vl, respectively.

第2のビット線BL2の電位がVBL4であれば、セン
スアンプSA2の駆動によって上記と逆に、BL2の電
位が5 [Vl rこ、BL2の電位が0 [Vlにそ
れぞれ増幅される。この様子は第5図に示される通りで
ある。第1のビット線BLI、BLM7)電位カッれツ
レ、O[Vl 。
If the potential of the second bit line BL2 is VBL4, the potential of BL2 is amplified to 5[Vlr] and the potential of BL2 is amplified to 0[Vl], contrary to the above, by driving the sense amplifier SA2. This situation is as shown in FIG. First bit line BLI, BLM7) Potential cutoff, O[Vl.

5[Vlである場合には、第2のビット線BL2の電位
は、第6図に示す低い方の参照電位vn E F Lと
なる。この結果、第2のビット線Bt2の電位がVBし
1であれば、センスアンプSA2の駆動により、この第
2のビット線BL2の電位は0[Vlに、もう一方の第
2のビット線BL2の電位は5[■]にそれぞれ増幅さ
れる。
5[Vl, the potential of the second bit line BL2 becomes the lower reference potential vnEFL shown in FIG. As a result, if the potential of the second bit line Bt2 is VB=1, the potential of the second bit line BL2 becomes 0 [Vl by driving the sense amplifier SA2, and the potential of the other second bit line BL2 The potentials of are each amplified to 5 [■].

第2のビット線BL2の電位がVBL2であれば、セン
スアンプSA2の駆動によって上記と逆に、BL2の電
位が5[Vlに、BL2の電位が0[v]にそれぞれ増
幅される。この様子は第6図に示される通りである。
If the potential of the second bit line BL2 is VBL2, the potential of BL2 is amplified to 5[Vl] and the potential of BL2 is amplified to 0[V] by driving the sense amplifier SA2, contrary to the above. This situation is as shown in FIG.

以上により、読出し後の電位がVBLI(−2,222
2[Vl )であれば、BLIとBL2の電位は共に0
[v]に、Vo L 2  (−2,4074[Vl 
)であれば、BLIは0[Vlで、BL2は5[Vlに
、Vs L 3  (−2,5926EV] )であれ
ば、BLIとBL2の電位は共に5[Vlに、Vo L
 4  (−2,7778[Vl )であれば、BLI
は5[VlでBL2は0 [Vlに、それぞれ増幅され
る。つまりメモリセルのデータがVl−0[Vlであれ
ば、工101とl102から共に0[Vlが、V2− 
(1/3)Vccであれば、l10fから0 [Vl 
、l102から5[v]が、Vl−(2/3)Vccで
あれば、l101から5 〔Vl 、l102 カラ0
 [¥コが、V4−VCCであれば、l101とl10
2から共に5 [Vlが出力される。換言すれば、1個
のメモリセルに書かれた4値の電位が2ビツトのディジ
タル情報に変換されて出力されることになる。
As a result of the above, the potential after reading becomes VBLI(-2,222
2 [Vl ), the potentials of BLI and BL2 are both 0.
[v], Vo L 2 (-2,4074[Vl
), then BLI is 0[Vl, BL2 is 5[Vl, Vs L 3 (-2,5926EV]), then the potentials of BLI and BL2 are both 5[Vl, Vo L
4 (-2,7778[Vl), then BLI
is amplified to 5 [Vl and BL2 is amplified to 0 [Vl, respectively. In other words, if the data in the memory cell is Vl-0[Vl, both the data from the process 101 and l102 are 0[Vl is V2-
(1/3) Vcc, from l10f to 0 [Vl
, l102 to 5[v] is Vl-(2/3)Vcc, l101 to 5 [Vl, l102 color 0
[If ¥ko is V4-VCC, l101 and l10
Both 5 [Vl are output from 2. In other words, the 4-value potential written in one memory cell is converted into 2-bit digital information and output.

次に、外部からの2ビツトのデータをメモリセルに4値
のデータとして書込む方法について説明する。
Next, a method for writing external 2-bit data into a memory cell as 4-value data will be explained.

(1)  !101.l102を共に5[■]として(
1,1)を書込む場合 このとき、第1のビット線BLIおよび第2のビット線
BL2はそれぞれセンスアンプSAI。
(1)! 101. Let l102 be both 5 [■] (
1, 1) At this time, the first bit line BLI and the second bit line BL2 are each sense amplifier SAI.

SA2により5 [Vlにセンスされる。第1のビット
線BLIの容量と第2のビット線BL2の容量は、前述
のようにほぼ2/1に設定されている。(前述の(4)
式)。センスアンプSAI。
SA2 senses 5 [Vl. The capacitance of the first bit line BLI and the capacitance of the second bit line BL2 are set to approximately 2/1 as described above. ((4) above)
formula). sense amplifier SAI.

SA2のセンス動作が終了すると、センスアンプnチャ
ネル側活性化信号5ANIおよび5AN2を“L°レベ
ルから中間レベル(例えば2.5[Vl)に変化させ、
またpチャネル側活性化信号5API 、5AP2は“
H″レベルら中間レベルに変化させる。これにより、ビ
ット線BLIとBL2はフローティングになる。その後
、トランスファゲートQ9.Q[をオンにすると、BL
IとBL2は短絡して共に5[Vlになり、BLIとB
L2は短絡して共に0[■]になる。
When the sensing operation of SA2 is completed, the sense amplifier n-channel side activation signals 5ANI and 5AN2 are changed from the "L° level to an intermediate level (for example, 2.5[Vl]),
In addition, the p-channel side activation signals 5API and 5AP2 are “
H'' level to an intermediate level. As a result, bit lines BLI and BL2 become floating. After that, when transfer gate Q9.Q[ is turned on, BL
I and BL2 are shorted together and become 5 [Vl, and BLI and B
L2 is short-circuited and both become 0 [■].

そしてこの後、書込みたいメモリセルのワード線を閉じ
ることにより、そのメモリセルに5 [Vl、即ちデー
タ(1,1)が記憶される。この様子を第8図に示す。
Then, by closing the word line of the memory cell to which data is to be written, 5 [Vl, ie, data (1, 1), is stored in that memory cell. This situation is shown in FIG.

(2)  l101をVc c =5 [V) 、  
I102を0[■]として(1,0)を書込む場合この
とき、第1のビット線BLIはセンスアンプSAIによ
り5[v]に、第2のビット線BL2はSA2により0
[V]にそれぞれセンスされる。センス終了後センスア
ンプを非活性化すると、ビット線BLIとBL2はフロ
ーティングになる。その後、トランスフアゲ−)Q9.
B+。
(2) l101 as Vc c =5 [V],
When writing (1, 0) with I102 set to 0 [■], the first bit line BLI is set to 5 [V] by the sense amplifier SAI, and the second bit line BL2 is set to 0 by SA2.
[V] is sensed respectively. When the sense amplifier is deactivated after sensing ends, the bit lines BLI and BL2 become floating. After that, transfer game) Q9.
B+.

をオンにすると、BLlとBL2は短絡してその電位は
次式により、 (CB1+ cs) HVCC/(CB”2 C5)”
(CB2+ C5) ・0/(CB”2 C5)=  
(2/ 3)  Vcc−3,333[Vコとなる。一
方、BLL、BL2は、 (1/ 3) Vc c =1.QQ7  [V]とな
る。この後、書込みたいメモリセルのワード線を閉じる
ことにより、そのメモリセルに(2/3)Vcc1即ち
データ(1,0)が記憶される。この様子を第9図に示
す。
When turned on, BLl and BL2 are short-circuited and their potential is determined by the following formula: (CB1+ cs) HVCC/(CB"2 C5)"
(CB2+ C5) ・0/(CB”2 C5)=
(2/3) Vcc-3,333 [Vco. On the other hand, for BLL and BL2, (1/3) Vc c =1. QQ7 becomes [V]. Thereafter, by closing the word line of the memory cell to be written, (2/3)Vcc1, that is, data (1, 0) is stored in that memory cell. This situation is shown in FIG.

(3)     l101  をVcc−0[V コ 
、   l102を5[v]として(0,1)を書込む
場合このとき、第1のビット線BLIはセンスアンプS
AIにより0[V]に、第2のビット線BL2はSA2
により5[V]にそれぞれセンスされる。センス終了後
センスアンプを非活性化すると、ビット線BLIとBL
2はフローティングになる。その後、トランスファゲー
トQ9.B+。
(3) l101 to Vcc-0 [V co
, When writing (0, 1) with l102 at 5 [V], the first bit line BLI is connected to the sense amplifier S
The second bit line BL2 is set to 0 [V] by AI, and the second bit line BL2 is set to SA2.
are sensed at 5 [V] by each. When the sense amplifier is deactivated after sensing, the bit lines BLI and BL
2 becomes floating. After that, transfer gate Q9. B+.

をオンにすると、BLlとBL2は短絡してその電位は
次式により、 (C1,I+ 十Cs) ・0/(CB+2 C5)”
(CB2+ C3) ・Vcc/(Cs+2 C5)−
(1/3) Vcc−1,0G7  [V]となる。一
方、BLL、BL2は、 (2/ 3)Vc  c  =3.333  [Vコと
なる。この後、書込みたいメモリセルのワード線を閉じ
ることにより、そのメモリセルに(1/3)Vcc−即
ちデータ(0,1)が記憶される。この様子を第10図
に示す。
When turned on, BLl and BL2 are short-circuited and their potential is determined by the following formula: (C1, I+ 0Cs) ・0/(CB+2 C5)"
(CB2+ C3) ・Vcc/(Cs+2 C5)-
(1/3) Vcc-1,0G7 [V]. On the other hand, for BLL and BL2, (2/3)Vcc = 3.333 [Vco. Thereafter, by closing the word line of the memory cell to be written, (1/3)Vcc-, that is, data (0, 1) is stored in that memory cell. This situation is shown in FIG.

(4)  l101.l102を共1:0[V]として
(0,O)を書込む場合 このとき、第1のビット線BLIおよび第2のビット線
BL2はそれぞれセンスアンプSAI。
(4) l101. When writing (0, O) with both l102 set to 1:0 [V], the first bit line BLI and the second bit line BL2 are each connected to the sense amplifier SAI.

SA2により0[v]にセンスされる。センス終了後、
センスアンプSAI、SA2を非活性化する。これによ
り、ビット線BLlとBL2はフローティングになる。
It is sensed to 0[v] by SA2. After the sense ends,
Sense amplifiers SAI and SA2 are deactivated. As a result, bit lines BLl and BL2 become floating.

その後、トランスファゲートQ9.B+oをオンにする
と、BLIとBL2は短絡して共に0 [V]になり、
BLIとBL2は短絡して共に5[V]になる。この後
、書込みたいメモリセルのワード線を閉じることにより
、そのメモリセルに0[v]、即ちデータ(0,0)が
記憶される。この様子を第11図に示す。
After that, transfer gate Q9. When B+o is turned on, BLI and BL2 are shorted and both become 0 [V],
BLI and BL2 are short-circuited and both become 5 [V]. Thereafter, by closing the word line of the memory cell to which data is to be written, 0[v], that is, data (0, 0), is stored in that memory cell. This situation is shown in FIG.

以上述べたようにこの実施例によれば、2ビツトのディ
ジタル情報を1メモリセルに蓄積してランダムアクセス
できる大容量DRAMが実現する。
As described above, according to this embodiment, a large-capacity DRAM that stores 2-bit digital information in one memory cell and can be randomly accessed is realized.

プロセス技術は従来のDRAMと変わらず、集積度を実
質的に従来のほぼ2倍に上げることができるので、極め
て実用上有利である。また書込みが可能であるから当然
リフレッシュも可能であり、従来のDRAMと同様の操
作で制御することができ、ユーザーにとっても使い易い
。更に従来提案されている多値セルと比べると、ワード
線の駆動に階段状信号を用いる必要がなく、数100倍
の高速性能が得ら、れる。アクセスタイムは、−殻内な
1ビツト/セルのDRAMに比べて、1回のアクティブ
・サイクルに2回のセンス動作を行う必要上遅くなるが
、それは高々2〜3倍に過ぎない。
The process technology is the same as that of conventional DRAMs, and the degree of integration can be substantially doubled compared to conventional DRAMs, which is extremely advantageous in practical terms. Furthermore, since it is writable, it is naturally possible to refresh it, and it can be controlled in the same manner as conventional DRAMs, making it easy for users to use. Furthermore, compared to conventionally proposed multi-level cells, there is no need to use step-like signals to drive word lines, and high-speed performance several hundred times faster can be achieved. The access time is slower than that of an in-shell 1 bit/cell DRAM due to the need to perform two sense operations in one active cycle, but it is only two to three times as slow at most.

本発明は、上記実施例に限られるものではない。The present invention is not limited to the above embodiments.

例えば実施例では、第1のビット線対と第2のビット線
対の容量を、それらにそれぞれ−個のメモリセルが接続
された状態で2/1になるように設定した。これは実施
例の説明か明らかなように、この容量比によって等分さ
れた4値の記憶電位を得るためである。しかし4値の記
憶電位は必ずしも等分でなくてもよいのであって、従っ
てビット線の容量比は厳密に実施例のように設定されな
くてもよい。ff12のダミーセルと第3のダミーセル
のキャパシタ容量比に関しても同様に、必要な参照電位
が得られればよく、実施例の値に限定されない。
For example, in the embodiment, the capacitances of the first bit line pair and the second bit line pair are set to be 2/1 when - number of memory cells are connected to each of them. As is clear from the description of the embodiment, this is to obtain four-value storage potential equally divided by this capacitance ratio. However, the four-value storage potentials do not necessarily have to be equally divided, and therefore the capacitance ratio of the bit lines does not have to be set strictly as in the embodiment. Similarly, the capacitor capacitance ratio between the dummy cell of ff12 and the third dummy cell is not limited to the values in the example, as long as a necessary reference potential can be obtained.

その池水発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形
して実施することができる。
The pond water invention can be implemented with various modifications without departing from the spirit thereof.

[発明の効果] 以上のように本発明によれば、1メモリセルに4値の電
位で2ビツト情報を蓄えることが可能でしかも、ワード
線駆動信号に階段状波形を用いることなく4値の電位を
センスすることを可能としたDRAMを得ることができ
る。また本発明によれば、従来のプロセス技術を変更す
ることなく、DRAMの大容量化を図ることができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to store 2-bit information in one memory cell with 4-value potentials, and also to store 2-bit information in 4-value potentials without using a stepped waveform for the word line drive signal. A DRAM capable of sensing potential can be obtained. Further, according to the present invention, it is possible to increase the capacity of a DRAM without changing conventional process technology.

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

第1図は本発明の一実施例のDRAMの要部構成を示す
図、第2図はそのセンスアンプの構成例を示す図、第3
図は同じくプリチャージ回路の構成例を示す図、第4図
は第1のビット線対によるセンス動作を説明するための
図、第5図および第6図は第2のビット線対によるセン
ス動作を説明するための図、第7図は全体のセンス動作
の流れを示す波形図、第8図〜第11図はデータ書込み
の動作を説明するための図である。 BLI、BLI・・・第1のビット線対、BL2゜BL
2・・・第2のビット線対、Ml、M2.M3゜M4・
・・メモリセル、Di 、D2・・・第1のダミーセル
、D3.D4・・・第2のダミーセル、D3′。 D4’ ・・・第3のダミーセル、Di’、D2’。 D3’、D4’・・・補助ダミーセル、WLI 。 WL2 、WL3 、WL4・・・ワード線、DWLI
 。 ド線、SAI・・・第1のセンスアンプ、PREI・・
・第1のプリチャージ回路、SA2・・・第2のセンス
アンプ、PRE2・・・第2のプリチャージ回路、出願
人代理人 弁理士 鈴江武彦 i コ ニ 〇− 第3図 Li Li 時間 第8図 第9 図 第10図 竹   ++     Ctイ
FIG. 1 is a diagram showing the main part configuration of a DRAM according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the sense amplifier, and FIG.
The figure also shows a configuration example of the precharge circuit, FIG. 4 is a diagram for explaining the sensing operation by the first bit line pair, and FIGS. 5 and 6 show the sensing operation by the second bit line pair. FIG. 7 is a waveform diagram showing the flow of the entire sensing operation, and FIGS. 8 to 11 are diagrams explaining the data writing operation. BLI, BLI...first bit line pair, BL2°BL
2... second bit line pair, Ml, M2. M3゜M4・
...Memory cell, Di, D2...First dummy cell, D3. D4... second dummy cell, D3'. D4'...Third dummy cell, Di', D2'. D3', D4'... Auxiliary dummy cells, WLI. WL2, WL3, WL4...word line, DWLI
. line, SAI...first sense amplifier, PREI...
・First precharge circuit, SA2...Second sense amplifier, PRE2...Second precharge circuit, Applicant's representative Patent attorney Takehiko Suzue Konichi〇- Figure 3 Li Li Time Figure 8 Figure 9 Figure 10 Bamboo ++ Ct I

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 記憶ノードに4値の電位のいずれかが書込まれる複数の
ダイナミック型メモリセルおよび、前記4値電位の上位
2値と下位2値の中間値に設定された第1の参照電位が
書込まれる第1のダミーセル対が接続された第1のビッ
ト線対と、記憶ノードに前記4値の電位のいずれかが書
込まれる複数のダイナミック型メモリセルおよび前記第
1の参照電位が書込まれる第2のダミーセル対が接続さ
れた、容量が第1のビット線対の約1/2である第2の
ビット線対と、第1のビット線対と第2のビット線対を
選択的に接続するトランスファゲートと、第1のビット
線対に接続され、前記メモリセルの情報電位を前記第1
の参照電位で“H”レベルと“L”レベルに振分けて情
報検出を行う第1のセンスアンプと、第2のビット線対
に接続され、前記メモリセルの情報電位を前記トランス
ファゲートをオンして第1および第2のビット線対に分
配して、その上位2値の中間または下位2値の中間に設
定された第2または第3の参照電位で“H”レベルと“
L”レベルに振分けて情報検出を行う第2のセンスアン
プと、前記第2のダミーセル対と同時に選択駆動されて
第2のビット線に接続され、前記第2または第3の参照
電位を得るための第3のダミーセル対とを備えたことを
特徴とする半導体記憶装置。
A plurality of dynamic memory cells in which one of four-valued potentials is written to a storage node, and a first reference potential set to an intermediate value between the upper two values and the lower two values of the four-valued potentials are written. A first bit line pair to which a first dummy cell pair is connected, a plurality of dynamic memory cells to which one of the four potentials is written to the storage node, and a first bit line pair to which the first reference potential is written. Selectively connect the first bit line pair and the second bit line pair to a second bit line pair to which two dummy cell pairs are connected and whose capacity is approximately 1/2 that of the first bit line pair. a transfer gate connected to a first bit line pair to transfer the information potential of the memory cell to the first bit line pair;
A first sense amplifier detects information by distributing it to "H" level and "L" level using a reference potential of the memory cell, and is connected to a second bit line pair and turns on the transfer gate to turn on the information potential of the memory cell. is distributed to the first and second bit line pair, and the "H" level and "
A second sense amplifier that performs information detection by distributing to the L'' level and the second dummy cell pair are selectively driven simultaneously and connected to the second bit line to obtain the second or third reference potential. A semiconductor memory device comprising a third dummy cell pair.
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