JPH0152835B2 - - Google Patents

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JPH0152835B2
JPH0152835B2 JP56108735A JP10873581A JPH0152835B2 JP H0152835 B2 JPH0152835 B2 JP H0152835B2 JP 56108735 A JP56108735 A JP 56108735A JP 10873581 A JP10873581 A JP 10873581A JP H0152835 B2 JPH0152835 B2 JP H0152835B2
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JP
Japan
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memory
capacitance
mos
level
variable impedance
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JP56108735A
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JPS589289A (ja
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Kazuyasu Fujishima
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/401Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
    • G11C11/4063Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing
    • G11C11/407Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
    • G11C11/4074Power supply or voltage generation circuits, e.g. bias voltage generators, substrate voltage generators, back-up power, power control circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は基板電位発生回路を内蔵した1トラ
ンジスタ形のMOSダイナミツクメモリに関する
ものである。
第1図a、第1図bおよび第1図cは従来の基
板電位発生回路内蔵のMOSダイナミツクメモリ
のメモリアレイを示す構成図、その回路図および
その等価回路を示す図である。同図において、1
は左側および右側にそれぞれマトリツクス状に配
置したメモリセルであり、その詳細な断面を第2
図aに示し、その等価回路を第2図bに示すよう
に、そのメモリ容量は容量C0のMOS容量1Aと
容量CDの空乏層容量1Bの並列容量となる。2
はマトリツクス状に配置したメモリセル1の各行
ごとに設けたセンスアンプ、3はこのメモリセル
1の各行ごとに設けると共にそのセンスアンプ2
をはさんで左側および右側に設けたダミーセルで
あり、その詳細な断面を第3図aに示し、その等
価回路を第3図bに示すように、そのダミー容量
は容量CpDのMOS容量3Aと容量CDDの空乏層容
量3Bの並列容量となり、前記メモリセル1のメ
モリ容量のほぼ1/2に設定されている。4はメモ
リセル1およびダミーセル3の行ごとに設けら
れ、センスアンプ2をはさんで左側および右側に
それぞれ配置したビツト線、5は左側および右側
のメモリセル1の各列ごとに配置したワード線、
6は左側および右側のダミーセル3にそれぞれ配
置したダミーワード線、7は左側および右側のメ
モリセル1およびダミーセル3に接続する電圧
VGGの電源線、8は左側および右側のダミーセル
3にそれぞれ接続し、第4図aに示すφp信号が
送られるφp線である。また、第1図bに示す回
路図において、9は第4図hに示すリチヤージ用
信号φRの入力によりセンスアンプ2によるセン
ス完了後に“H”側のビツト線をVDDレベルにリ
チヤージするアクテイブリストア回路、10は左
側および右側のビツト線4を等しい電位Vpにプ
リチヤージするトランジスタ、11は第4図Cに
示すφS信号が入力することにより導通状態にな
り、クロスカツプルしたセンスアンプ2をラツチ
するセンシング用トランジスタ、12はコモンラ
ツチノード、13はビツト線容量CBである。ま
た、第1図Cに示す等価回路において、14はコ
モンラツチノード12から下記のシリコン基板1
6(第2図a参照)への等価的な容量1/2ΣCB
もつ等価容量、15は基板電位発生回路内蔵のダ
イナミツクRAMでは下記のシリコン基板16
(第2図a参照)はメモリサイクルにおいて近似
的にフローテイングと考えられるので、下記のシ
リコン基板16とVSSの間で形成される容量CSS
コンデンサである。また、第2図aに示すメモリ
セルの断面図および第2図bに示すその等価回路
において、16は電圧VBBが印加するp型のシリ
コン基板、17はビツトライン4を構成するN+
拡散領域、18はワードライン5を構成する第2
層ポリシリコンゲート、19は第1層ポリシリコ
ンゲート、20はゲート酸化膜、21は分離用の
厚いフイールド酸化膜、22はチヤネルストツプ
P+領域、23はメモリノード、24はMOSトラ
ンジスタである。また、第3図aに示すダミーセ
ルおよび第3図bに示す等価回路において、25
はダミーノード、26はMOSトランジスタ、2
7はダミーセル3にVSSレベルを書き込むための
MOSトランジスタである。
なお、コモンラツチノード12から下記のシリ
コン基板16への等価的容量について、φP信号
により充電されるのは左側および右側のビツト線
4のうち、“L”側のものだけであるから、セン
ス時にφS信号により放電されるのも左側および右
側のビツト線4のうち“L”側のみであるから1/
2ΣCBとなる。
次に、上記構成に係るMOSダイナミツクメモ
リの動作について第4図a〜第4図h、第5図、
第6図a〜第6図eおよび第7図a〜第7図eを
参照して説明する。
まず、1トランジスタ形のMOSダイナミツク
メモリはMOSキヤパシタに蓄積された電荷の有
無を情報の“1”、“0”に対応させている。メモ
リセル1からの電荷をビツト線4に出力し、メモ
リセル1のほぼ1/2の容量を持つダミーセル3か
らの基準電荷を等しい電圧にプリチヤージされた
センスアンプ2に対して反対側のビツト線4に出
力し、左側のビツト線4と右側のビツト線間の微
少電圧をセンスアンプ2でセンスするものであ
る。そして、φP信号が“H”レベルの期間、左
側および右側のビツト線4を等電位プリチヤージ
すると共にダミーセル3にVSSレベルを書き込む。
次に、第4図aに示すように、プリチヤージの時
間t1においてφP信号が“L”レベルになると、ビ
ツト線4がフローテイングになつたのちに、ワー
ド線5が“H”レベルになり、メモリセル1の情
報を左側のビツト線4に転送し、ダミーセル3の
情報を右側のビツト線4に転送する。次に、リー
ドの時間t2において、第4図Cに示すように、φS
信号を立ち上げ、左側のビツト線4と右側のビツ
ト線4との微少電位差を検出し、“L”側のビツ
ト線をVSSレベルまで放電させる(第4図d参
照)。このとき、近似的にフローテイングである
シリコン基板16の電位VBBは第4図eに示すよ
うに、負方向へ容量結合により変動する。この大
きさは第1図cに示す等価回路から明らかなよう
に、1/2ΣCBとCSSの比により決定する。そして、
センス動作が完了したのち、第4図hに示すよう
にリチヤージ用パルスφRが高レベルになると、
“H”レベル側のビツト線4はVDDレベルまで上
昇する。この時、ワード線5がVDDレベルであれ
ばメモリセル1にはワード線信号が印加するトラ
ンスフアトランジスタのしきい値電圧VTだけ低
い電圧VDD−VTが伝達される。そして、“L”側
のビツト線4は“L”レベルのままなので、メモ
リセル1にはVSSレベルが伝達される。この状態
で、ワード線5が“L”レベルになると、メモリ
セル1のメモリノード23には第4図fに示すよ
うに“H”レベルのときVDD−VTボルトが書き込
まれ、“L”レベルのときVSSボルトが書き込まれ
る。つづいて、プリチヤージの時間t3において、
φP信号が第4図aに示すように、“H”レベルに
なると、“L”レベル側のビツト線4がVPまでプ
リチヤージされるので、近似的にフローテイング
であるシリコン基板16の電位VBBは第4図eに
示すように正方向へ容量結合により変動する。こ
のシリコン基板16の電位VBBの正方向への変動
はメモリノード23に正方向の変動を与える。こ
の大きさは基板電位VBBの変動の大きさに依存
し、電源電圧VGGが高インピーダンスで、基板電
位VBBの変動と共に変動する場合はさらに大きく
なる。すなわち、第5図は第1図aにおける電位
VBBの変動ΔVBB、コモンラツチノード−VSS間の
容量CCSのシリコン基板−VSS間容量CSS依存性を
示す図である。
ΔVBB=1/2ΣCB×VP/1/2ΣCB+CSS で示され、その変化を曲線イで示す。
CCS=1/1/1/2ΣCB+1/CSS で示され、その変化を曲線ロで示す。
この第5図から、基板電位VBBの変動ΔVBBを小
さくするために、シリコン基板−VSS間容量CSS
大きくすると、コモンラツチノード−VSS間の容
量CCSが大きくなり、ビツト線4のプリチヤージ
に時間がかかると共に、センスアンプ2によるコ
モンラツチノード12の放電に時間がかかるの
で、高速動作に適さない。また、電源電圧VGG
高インピーダンス(内蔵電源など)の場合、第6
図a〜第6図eに示すように、電源電圧VGGが基
板電位VBBと共に振動している。一方、電源電圧
VGGが低インピーダンスの場合第7図a〜第7図
eに示すように、メモリ容量が基板電位VBBのデ
カツプル容量(CSS)の成分として働いている。
このように、従来の基板電位発生回路内蔵の
MOSダイナミツクメモリでは基板−VSS間容量
CSSが小さければ基板電位VBBの変動に伴うメモリ
電圧の変動が大きくなり、基板−VSS間容量CSS
大きければ基板電位VBBの変動は小さくなるかわ
りに、コモンラツチノード−VSS間の容量CCSが大
きくなり、高速動作に適しなくなるなどの欠点が
あつた。
したがつて、この発明の目的はメモリ動作の高
速性を損なうことなく、基板電位VBBの変動に伴
なうメモリ電圧の変動を軽減することが可能な基
板電位発生回路を内蔵するMOSダイナミツクメ
モリを提供するものである。
このような目的を達成するため、この発明はメ
モリセルからの情報をセンスアンプでセンスする
直前に高インピーダンスになり、センス動作完了
後に低インピーダンスになる可変インピーダンス
手段と、この可変インピーダンス手段に直列に接
続するデカツプリング容量とを備え、この直列に
接続した可変インピーダンス手段とデカツプリン
グ容量とを電源端子とメモリセルの基板との間に
接続するものであり、以下実施例を用いて詳細に
説明する。
第8図はこの発明に係るMOSダイナミツクメ
モリの一実施例を示すメモリアレイの構成図であ
る。同図において、28は一端が電圧VGGの電源
線7に接続し、他端がメモリアレイの内部電源端
子29に接続する可変インピーダンス手段であ
り、センスアンプ2の動作開始直前に高インピー
ダンス状態になり、動作完了後に低インピーダン
ス状態になるように制御される。なお、通常は第
9図に示すように、可変インピーダンス手段28
にデカツプリング容量30を接続するが、この実
施例の場合にはこのデカツプリング容量30の代
りにメモリ容量を用いるものである。そして、こ
の可変インピーダンス手段28とデカツプリング
容量30との接続点をノード31とする。
次に、上記構成によるMOSダイナミツクメモ
リの動作について、第10図a〜第10図fを参
照して説明する。まず、リード時の時間t2におい
ては第10図dに示すφC信号が低レベルであり、
ノード31をフローテイングにし、デカツプリン
グ容量30を実質的に切り離し、シリコン基板−
VSS間容量CSSを小さくするため、基板電位VBB
変動は第10図eに示すように大きくなり、コモ
ンラツチノード−VSS間容量CCSが小さくなるため
高速動作に適するようになる。このとき、ノード
31の電位は第10図fに示すように、基板電位
VBBの変動と共に大きく変動する。
次に、センス動作完了後に、第10図dに示す
φC信号を高レベルにすると、ノード31は外部
電源レベルまで再充電される。その結果、デカツ
プリング容量30を通して基板電位VBBレベルに
正の変動を与える。その後、ワード線5が低レベ
ルになり、メモリセル1への“H”レベルおよび
“L”レベルの書き込みが行なわれるので、基板
電位VBBの変動に伴なうメモリ電圧の変動を軽減
することができる。
第11図はこの発明に係るMOSダイナミツク
メモリの他の実施例を示すメモリアレイの構成図
である。同図において、可変インピーダンス手段
28としてMOSトランジスタ32を用いたもの
である。なお、通常は第12図に示すように、こ
のMOSトランジスタ32にデカツプリング容量
30を接続するが、この実施例の場合にはデカツ
プリング容量30の代りにメモリ容量を用いるも
のである。そして、MOSトランジスタ32のソ
ースとデカツプリング容量30との接続点を31
とする。
なお、動作については第8図と同様であること
はもちろんである。
また、可変インピーダンス手段を固定抵抗に
し、この固定抵抗の抵抗値とコンデンサの容量値
の積がセンスアンプの動作速度(10ns程度)より
十分大きく、メモリ動作のサイクルタイム
(100ns程度)より小さくしても、同様にできるこ
とはもちろんである。
以上詳細に説明したように、この発明に係る
MOSダイナミツクメモリによればメモリ電圧の
変動を軽減することができるとともに、高速動作
が可能になる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図a、第1図bおよび第1図cは従来の基
板電位発生回路内蔵のMOSダイナミツクメモリ
のメモリアレイを示す構成図、第2図aおよび第
2図bは第1図のメモリセルの詳細な断面図およ
びその等価回路、第3図aおよび第3図bは第1
図のダミーセルの詳細な断面図およびその等価回
路、第4図a〜第4図hは第1図の各部の動作波
形を示す図、第5図は第1図のVBBの変動、容量
CCSの容量CSS依存性を示す図、第6図a〜第6図
eおよび第7図a〜第7図eは第1図の各部の波
形を示す図、第8図はこの発明に係るMOSダイ
ナミツクメモリの一実施例を示すメモリアレイの
構成図、第9図は第8図の可変インピーダンス手
段にデカツプリング容量を接続した回路図、第1
0図a〜第10図fは第8図の各部の波形を示す
図、第11図はこの発明に係るMOSダイナミツ
クメモリの他の実施例を示すメモリアレイの構成
図、第12図は第11図のMOSトランジスタに
デカツプリング容量を接続した回路図である。 1……メモリセル、1A……MOS容量、1B
……空乏層容量、2……センスアンプ、3……ダ
ミーセル、3A……MOS容量、3B……空乏層
容量、4……ビツト線、5……ワード線、6……
ダミーワード線、7……電源線、8……φP線、
9……アクテイブリストア回路、10……トラン
ジスタ、11……センシング用トランジスタ、1
2……コモンラツチノード、13……コンデン
サ、14……等価容量、15……コンデンサ、1
6……シリコン基板、17……N+拡散領域、1
8……第2層ポリシリコンゲート、19……第1
ポリシリコンゲート、20……ゲート酸化膜、2
1……厚いフイールド酸化膜、22……チヤネル
ストツプP+領域、23……メモリノード、24
……MOSトランジスタ、25……ダミーノード、
26および27……MOSトランジスタ、28…
…可変インピーダンス手段、29……内部電源端
子、30……デカツプリング容量、31……ノー
ド、32……MOSトランジスタ。なお、図中、
同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 基板電位発生回路を内蔵した1トランジスタ
    形メモリセルを有するMOSダイナミツクメモリ
    において、メモリセルからの情報をセンスアンプ
    でセンスする直前に高インピーダンスになり、セ
    ンス動作完了後に低インピーダンスになる可変イ
    ンピーダンス手段と、この可変インピーダンス手
    段に直列に接続されたデカツプリング容量とを備
    え、前記直列に接続された可変インピーダンス手
    段とデカツプリング容量とを電源端子とメモリセ
    ルの基板との間に接続することを特徴とする
    MOSダイナミツクメモリ。 2 前記可変インピーダンス手段はMOSトラン
    ジスタであることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載のMOSダイナミツクメモリ。 3 前記メモリセルのメモリ容量をデカツプリン
    グ容量として用いることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項または第2項記載のMOSダイナミツ
    クメモリ。
JP56108735A 1981-07-09 1981-07-09 Mosダイナミツクメモリ Granted JPS589289A (ja)

Priority Applications (1)

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JP56108735A JPS589289A (ja) 1981-07-09 1981-07-09 Mosダイナミツクメモリ

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JP56108735A JPS589289A (ja) 1981-07-09 1981-07-09 Mosダイナミツクメモリ

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JPS589289A JPS589289A (ja) 1983-01-19
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0731908B2 (ja) * 1985-10-09 1995-04-10 株式会社東芝 半導体記憶装置
JP2721909B2 (ja) * 1989-01-18 1998-03-04 三菱電機株式会社 半導体記憶装置
JP3406127B2 (ja) * 1995-09-04 2003-05-12 三菱電機株式会社 半導体装置
JPH1012838A (ja) * 1996-06-21 1998-01-16 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置

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