JPH02161686A - Mos型半導体記憶装置 - Google Patents

Mos型半導体記憶装置

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JPH02161686A
JPH02161686A JP63314357A JP31435788A JPH02161686A JP H02161686 A JPH02161686 A JP H02161686A JP 63314357 A JP63314357 A JP 63314357A JP 31435788 A JP31435788 A JP 31435788A JP H02161686 A JPH02161686 A JP H02161686A
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JP
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memory cell
word line
sense
circuit
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JP63314357A
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English (en)
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Junichi Suyama
淳一 須山
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、分割された複数のメモリセルマトリクスを備
え、それらに接続されたセンスアンプの動作を制御する
センス制御回路を有するダイナミックRAM (ランダ
ム・アクセス・メモリ)等の半導体記憶装置に関す−る
ものである。
(従来の技術) b’を来、この種のMOS型半導体記憶装置としては、
例えば第2図のようなものがあった。以下、その構成を
図を用いて説明する。
第2図は11r来のIVI OS型半専体記・填装置の
〜構成例を示す概略構成図である。
このMOS型半導体記・[☆装置は、ダイナミックRA
Mを示すもので、行アト1/ス及び列アドレスにより分
割さ)tl、こ複数のメモリセルマド・レリクス]−0
−i−−へ−]−(1−4を備えている。各メモリセル
マトリクス10−1− = 1.0−4は、複数のワー
ド線11及びピッI・線12a、、、12b対にそれぞ
れ接続された複数の1−1−ランジスタ型メモリセル1
3と、複数のダミーワード線14及びピッ[へ線12a
、12b対にそれぞtl−接続され;ahMOS)−ラ
ン′ジスタからなる複1にの、ノイズ′キ・ヤンセラ1
5とより構成されている。
名メモリセルマトリクスI C)−1−〜]−0−4の
近傍には、それに対応して、行アドレスデコーダ20−
1 = 20−4と、それ(こ接続され/:ニワ・−ド
線駆動回路2]−−1−21−11及びノイズキャンセ
ラ制御回路22−1〜22−4とが設けられている。ワ
ード線駆動回路21−1−21−.4及びノイズキャン
セラ制御回路22−:+−−〜22−4は、ワード線昇
圧回路23により昇圧さノ土る回路τ′あり、そのうち
ワード線駆動回路21−−1−−一〜1を14が各メモ
リセルマ[・リクス]、 O−1へ−10−4のソー1
−線11に接続され、ノイズキA・ンセラ制御回路22
−1へ7−22−4が各ダミーツー1’線]4に接続さ
れている。
各ピッ■・線12a、1.2h対間には、Nチャ本ル型
センスアンプ2/1及びPチャネル型センスアンプ25
がそノ゛シそ゛れ接続され、そtr−1”、>のセンス
アンプ24.25力吃I′i−は化信号線26.27、
Nナヤネル型MOSトランジスタ28、[)チャネル型
M OS i=ランジスタ29を介してセンス制御卸回
路30−1−30−6にそれぞれ接続さhている。
各センス制御回:1830−l−・〜30−6は、アド
レス信号l\1.・・・Ai、・・・Ajl・・・An
中のA iAjとその逆相信号Xi、八jにより選択さ
t″jるちので、ワード線モニタ回路3]−を・介して
ワード線昇圧回路23に共通接続されている。
なお、第2図中の3O3,308は各センス制御回路3
0−1−へ−30−6,の相補的な出力、■ccは電源
電位、Vcp (=Vce/2>は基準電位である。
第3図は第2図の動作波形図で゛あり、この図を参照し
つつ第2図の動作を説明する。
アドレス信号7N1へ−Anにより選択されたメモリセ
ルマ[・リクス、例えば10−1において、ワード線昇
圧回路23の出力と行アドレスデコーダ20−1−の出
力とがワード線駆動回路21−1−に人力さh、そのワ
ード線駆動回路21−1の出力によって1本のワード線
11−が選択されて高レベル(以下、H”という)に立
上がる。この時、1本のワード線11に接続された全メ
モリセル]3にそれぞれ接続された全選択しツ■・線1
−2 a(但し2、メモリセル1−3と非接続のビット
・線12bを非選択ピッIへ線という)には、ワード線
11のカップリンタ゛(寄生容は) 6.xよるノイズ
が発生ずる。このノイズを除去するなめに、行アト1/
スデコーダ20−1の出力とワード線昇圧回路23の出
力とが入力されたノイズキャンセラ制御回路22−3の
出力により、ダミーワード線14が低レベル(以下、I
I l−、IIという)に立下がり、ノイズキャンセラ
15を動作させる。
メモリセル13の情報が例えば論Jlす゛1−パの場合
、ワ・−ド線1−1のレベルが(基準電位■Cp]NM
OS閾値電位”1−N)以−1−になった時、選択され
たピッ[−線12a、12b対に電位差へ■(−;選択
ビット線1−2a電位−非選択ビッI−線12b電位l
)が生じる。なお、メモリセル13の情報が論理″°0
“の場合は、ワード線1−1のレベルか電圧■IN以[
−になると、電位差へ■が生じる。
電位差へ■が十分に生じるまで待つために、ワード線昇
圧回路23の出力が入力されたワード線モJニタ回路3
1は、所定時間遅らぜな出力を、選択メモリセルマトリ
クス]、、 O−1に対応するセンス制御回路、例えば
30−2へ供給する。このセンス制御回路30−2は、
予めアドレス信号AiA、j〜Xiへ、jにより選択さ
れている。ワード線モニタ回路31−の出力が入力され
たセンス制御回路30−2は、一方の出力303をパト
1”に立上げろと共に、他方の出力303を゛’y−’
M;:立下げる1、出力3OSが立上がると NMOS
28がオフ 1、 テ活性fr、信号線26 i、+<
 ” L ゛(−、接地電位)J\〜7T、’がると共
に、出力30Rがケ下がると、PMOS29がオンして
活性化信号線27が”1(’“(・−電源電位VO(−
・)に立りがる。4′7.i目こより、Nチャネル型セ
ンスアンプ24及びPチャネル型センスアンプ25が動
作し、ビット線12a1、2 b itの充放電が開始
され、そのピッl−線12a、12bのレベルが確定す
ると、センス動作が完rする。
−1のビ・・i)・線12a、]、、2b対トの情報は
、図示しない行アト1/スデコーダの出力によりオンオ
フするトラン′ス′7アゲーI−を通り データバス等
を介(、て外部に読出される、 (発明が解決し2よらと11−る課題〉しかしながら、
−1−犀、構成の装置では、メモリセルマトリクス対1
0−1と1(1−2,10−3と10−4の各々に専用
のセンス制御回路30−1〜30 6を必要とするため
、回路構成素子数が多くなると共に、配線、の引廻し5
数が多くなる/:「め高集積化に適しておらず、それら
を解決ずろ、−とが困難であった・ 本発明は前記i+5−>1技術が持っていl:課題とj
9、て、回路構成素子数及び配線引廻し数が多い点につ
いて解決しなIVl 0 S型IF、導体記憶装置を提
供するものである。
(課題を解決する/′、:めの手段) 前記課題を解決すと)ために、請求項1の発明では、ピ
ッ1へ線対に接続されワード線により書込みまたは読出
し動作か制御されるM OS !−ウシベノスタ構成の
メモリセル、及び前記ビット線材(、゛接続さ)1.ダ
ミー−ワード信♀t、、”x 、よj+制御さノ1.ふ
M O”; )−ランジスタか4.なろ・′イノ:゛査
−ヤンセラを有;7、アト1/スに、より分割さノz7
′、−少なくとも−I−2)の第16よび第2のメモリ
セルフ1ヘリクズと、前記第1−および′第2のメモリ
セルマI〜リク、スにお(するビット季泉対にそれぞれ
接続され、活性化13号により各ビット・線対間の電位
差をそhぞれ増幅する第1および第2のセンスアンプと
を、備え)、HM OS型半導体記憶装置において、メ
モリの書込みまl:は読出し7千−ドにおい゛ζ選択さ
れ/:コ前記第1または第2のメー1とりセル7L・リ
タスのダミーワード線における所定時間の遅延信号に応
答して前記第1ま/:Sは第217)センスアンプを活
性化させるセンス制御回路を設けたものて゛ある。。
1請求項2の発明では、前記センス制御回路は、メモリ
の書込みまたは読出しモ・−ドにおいて選択さノまた前
記第1または第2のメモリセルマトリタスのダミーワー
ド線における所定時間の遅延信号に対応した切換信号を
出力する切換回路と、前記切換信号を入力して選択され
/;コ前記第1または第2のメモリセルマI・リクスに
対する前記第1または第2のセンスアンプを活性化させ
る活性化信号を出力するセンスクロック駆動Uii1i
t’各とを、fWiえ/J:ものである、。
(作用) 請求項1の発明66二よhば、rしトのよう(5こMO
S型半導体装置を4′j^bji ’I、、 7’:・
ので、センス制御回路は、書込みまたは読出1モードに
おいて、メモリセ、゛トマl−=リクス対におけるダミ
ーワード線の3’l延信号に応答t、てメモリ1ニルマ
I・リクス対の−・方の活性化信号線を切換えiX択す
る働きをする61、ミノ1により、センス制御回路の削
減が図れる。
請求項2の発明により、ば、センス制御回路の切換回路
は、タミー’7−  ド線の遅延信号C1二より選択信
号を生成し、その選択信号によりセンスクL7ツク駆動
回路が選択された活性化信号線を活性化する。これによ
り、センス制御回路の構成の簡tji(ヒと、構成素子
数の削減化か図れる。
従って、前記課題を解決できるのである。
(実施例) 第1図は本発明の一実施例を示すMOS型半専体記憶装
置の概略構成図、及び第4図は第1図中のセンス制御回
路の一構成例を示す回路図である。
第1図に示すように、このMOS型半導体記憶装置は、
CMOS″c’構成されたダイナミックRAMを示すも
ので、行アドレス及び列アドレスにより分割された複数
のメモリセルマトリクス401〜40−4をl111え
−〔いる。各メモリセルマトリクス40−1〜40−4
は、複数の金属製ワード線41.及びビット線42a、
、42b対にそれぞれ接続されたM OS容ff143
a及びNMOS,13bからなる複数の1トランジスタ
型メモリセル43と、複数のダミーワード線44及びビ
ット線42a、42b対にそれぞtし接続された複数の
ノイズキャンセラ・15どより構成されている。各MO
S容M43aは基準電位Vcp(−電源電位V c c
 / 2 >に接続されている。各ダミーワード線44
は、ワード線・ご11と同一の形状及び金属材質で形成
され、その寄生抵抗及び容量による抵抗遅延によって信
号を所定時間遅らせる機能を有している。各ノイズキャ
ンセラ45は、メモリセル43内のN M OSと同一
構成のNMOSを有し、そのN IVI OSのゲー1
へがダミーワード線44に、ドレインがビット線42a
にそ〕1ぞれ接続されると共に、ソースが開放状態ある
いはビット線42bに接続されている。
各メモリセルマトリクス40−1〜4(1−4の近傍に
は、それに対応して、アドレス信号A1〜Anを解読す
るための行アドレスデコーダ501〜50−4と、それ
に接続されたワード線駆動回路51−1−〜−51−4
及びノイズキャンセラ制御回路52−1. □〜52〜
4とが設けられている。
ワード線駆動回路511−〜51−4及びメイズキャン
セラ制御回路52−1〜52−4は、ワード線昇圧回路
53により昇圧される回路であり、その−うちワード線
駆動回路51−1−〜51−4が各メモリセルマトリク
ス40−1〜40−4のワード線41に接続され、ノイ
ズキャンセラ制御回路52−1〜52−4が各ダミーワ
ード線44に接続されている。
各ビット線42a、、42b対間には、Nチャネル型セ
ンスアンプ54及びPチャネル型センスアンプ55がそ
れぞれ接続され、それらのセンスアンプ54,55が列
になった活性化信号線561、〜56−6.57−i〜
57−6を介してセンス制御回路58−1〜58−3に
それぞれ接続されている。
各センス11律1回路58−1〜58−3は同一の回路
構成をなし、そのうちセンス制御回路58−2は、第4
図に示すように、2個のワード線モニタ回路60−1.
60−2、切換回路70、及びセンスクロック駆動回路
80より構成されている。
ワード線モニタ回路60−4.60−2は、対向するメ
モリセルアレイ40=1.40−3のダミーワード線・
14からの信号4.48を所定時間遅らせる機能を有し
、複数段のインバータ61で構成されている。切換回路
70は、対向するワード線モニタ回16o−t、60−
2の出力60S1゜60S2と、隣接するセンス制御回
路58−3内のワード線モニタ回路60−1.60−2
の出力60S3.60S4とを入力して活性化信号線5
6−2.57−2または56−5.57−5を選択する
機能を有し、2人力NORゲート71゜72及び2人力
NORゲート71からなる論理回路で構成されている。
センスクロック駆動回路80は、NORゲート71.7
2の出カフ1S。
728とNANDゲート73の出カフ3Sを入力し、活
性化信号線56−2.57−2または565.57−5
のいずれかを活性化する回路であり、インバータ81−
及び2人力NORゲート82゜83からなる信号選択部
を有し、その出力側に複数段のインバータ81−1.8
4−2及び85−1.85−2がそれぞれ接続されてい
る。インバータ84−2の出力84SはNMOS88を
介して活性化信号線56−2に接続されると共に、その
出力84Sはインバータ86で反転されて出力84亘と
なり、その出力848がPMOS89を介して活性化信
号線57−2に接続されている。
同様に、インバータ85−2の出力85SはNMOS9
0を介して活性化信号線56−5に接続されると共に、
その出力85Sはインバータ87で反転されて出力85
百となり、その出力853がPMOS91を介して活性
化信号線57−5に接続されている。
第5図は第1図及び第4図の動作波形図であり、この図
を参照しつつ第1図及び第4図の動作を説明する。
アドレス信号A1〜Anが行アドレスデコーダ50−1
〜50−4に供給されると、行アドレスデコーダ50−
1〜50−4はアドレス信号A1〜Anを解読してワー
ド線駆動回路511〜51−4及びソイズキャンセラ制
御回B52−=1〜52−4の各1個、例えば51−1
.5:2−1を選択し、アクセスずべきメモリセルマト
リクス40−1−を選択させる。この;E択されたメモ
リセルマトリクス40−1において、ワード線昇圧回路
53の出力と行アドレスデコーダ50−1の出力とがワ
ード線駆動回路51−1及びノイズキャンセラ制御回路
52−1に入力されると、ワード線駆動回路514によ
って1木のワード線41が選択され、そのワード線41
がit H++に立」二がる。この時、全ビット線42
a、、42b対のうちのメモリセル43に接続された全
選択ビット線42aにワード線41のカップリングによ
るノイズが発生する。このノイズを除去するために、選
択されt:ノイズキャンセラ制御回路52−1の出力に
より、ダミーワード線44がII l= ++に立下が
り、ノイズキャンセラ45が動作してワード線41上の
ノイズが除去される。
選択されたワード線41に接続されたメモリセル43の
情報が“1′°の場合、そのワード線41のレベルが(
基準電位Vcp+NMOS開値電圧VTN)以上になっ
た時に、メモリセル43中のNMOS43bがオンし、
MOS容¥43 aの電荷によってビット線42a1,
42b対に微小電位差Δ■が生じ始める。なお、メモリ
セル43の情報が’ 0 ”の場合は、ワード線41.
のレベルがNMOS閾値電圧■TN以上になった時に微
小電位差ΔVが生じる。このような微小電位差ΔVが生
じると、それが活性化されたNチャネル型センスアンプ
54及びPチャネル型センスアンプ55により増幅され
、II HIT側ピッ1〜線42 aが電源電位Vcc
へ、“L“側ビット線42bが接地電位へと増幅される
ことになる。
ところが、前記の微小電位差ΔVが小さいと、センスア
ンプ54.55が誤動作を起すおそれが生じる。そのた
め、センスアンプ54.55が誤動作を起すことのない
十分な電位差が生じるまで、センスアンプ54.55を
活性化させる動作を待たなくてはならない。そこで本実
施例では、ノイズキャンセラ制御回路52−1−の出力
を、ダミーワード線44の寄生抵抗及び容量による抵抗
遅延を利用して所定時間遅らせ、さらにその遅延信号4
4Sを選択されたセンス制御回路58−2内のワード線
モニタ回路70で遅らぜることにより、センスアンプ5
4.55を活性化させるための待機時間を確保するよう
にしている。
そして、選択されたワード線モニタ回路61の出力60
S1がH′°に立上がると、その出力60S1が切換回
路70内のNORゲート71に入力される。この時、非
選択メモリセルマトリクス40−2〜40−4に対応す
るワード線モニタ回路出力60S2〜60S4はII 
l、 II状態を維持している。選択ワード線モニタ回
路61の出力II H++が切換回路70中のNORゲ
ート71に入力されると、そのNORゲート7]の出カ
フ1Sが1−′″に立下がる。他のNORゲート72の
出カフ2Sは+1)ゼ状態を維持している。そのため、
NANDゲー1−73の出カフ3Sが”H” に立」−
がり、それがセンスクロック駆動回路80中のインバー
タ81−で反転され、NORゲーl〜82及びインバー
タ84−1を通してインバータ84−2の出力84Sが
“H”に立上がると共に、インバータ86の出力84S
が°L゛°に立下がる。
出力8・ISが立−トがると、NMOS88がオンし、
Nチャネル型センスアンプ54側の活性化信号線56−
2が′″i=”  (−接地電位)に立下がる。
同時に、出力84百が立下がると、PMOS80がオン
し、Pチャネル型センスアンプ55側の活性化信号線5
7−2が”H”  (−Vcc)に立上がる。これによ
り、両センスアンプ54.55が動作し、ビット線42
a、42b対の充放電が開始され、そのピッI・線42
a、42b対の微小電位差ΔVか“I(“′側と“L”
側へ増・幅さ?1てビット線レベルが確定し、センス動
作が完了する。
ま′/′:  アドレス信号A1−ANにより、選択メ
モリセルマトリクスが変化した場合には、例えばセンス
制御回路58内の動作する出力60S1が6033 (
もしくは6O82,60S4)に変わり、出カフ1S(
しし、くは72S)が動作し、出力84S及び84汀(
もしくは、85S及び85K)が動作し、前記と同様の
センス動作を行つ。
センス動作が完了すると、ビット線42a。
42b対寸−の情報は、図示しない行アドレスデコーダ
の出力によりオン、オフするトランスファゲートを通り
、データバス等を介して外部に読出される。
なお、書込み動作は、図示しない行アドレスデコーダ°
(選(尺したピッt−f泉42a、42b′!:tに書
込み情報を入力し、それをセンスアンプ54゜55で増
幅した後、行アドレスデコーダ50−]へ−50−4で
選択し2.なワード線41に接続さノ′L/、r所定ア
ドレスのメモリセル43へ情報を書込めばよい。
本実施例では、次のような利点を有している。
主としてダミーワード線44による抵抗遅延を利用して
微小電位差Δ■の確定までの待機時間を確保するように
し/ごので、各センス制御回路581〜58−3内にお
けるワード線モニタ回路601.60−2の回路構成を
簡単にでき、あるいはそのワード線モニタ回&f160
1,602を省略できる。その−し、切換回路70を用
いて活性化すべき活性化信号線56−1〜56−657
−1〜57−6対を選択するように17なので、センス
制御回路511〜58−3の数を減少でき、しかも回路
構成が簡単であるから、回路構成素子数、及び引廻し配
線数を削減でき、集積度の向上が図れる。
なお、本発明は図示の実施例限定さねず、例えばメモリ
セル43を31−ランジスタ型や4トランジスタ型等の
メモリセルで構成したり、装置を0MOS以外のNMO
SやP Al OS等で構成しまたり、あるいはセンス
制御回路l:58−1−・・・−58−3の内部を他の
回路で、構成してもよい。また、メモリセルマトリクス
40−1−〜40−4等の数は他の数でもよく、さらに
本発明をダイナミックRAN1以外の半導体装置にも適
用できる。
(発明の効果) 以」−詳細に説明したように、請求項〕−の弁明によれ
ば、センス制御回路を用いて複数の活性化信号線を選択
するようにし7′、:、ので、センス制御回路数の削;
戊により、回路構成素子数及び引廻し7配線数を大幅に
減少でき、集積度の1h口ニが図れる。
請求項2の発明では、センス制御回路を少なくとも、切
換回路及び゛センスフ1コツク駆動回路で構成したので
、センス制御回路の構成の簡単化と、回路構成素子数の
削除が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示すMOS型半導体記憶装置
の構成図、第2図は従来のMOS型半導体記憶装置の構
成図、第3図は第2図の動作波形図、第4図は第1図の
センス制御回路の回路図、第5図は第1図及び第4図の
動作波形図である。 40−1〜40−4・・・・・・メモリセルマトリクス
、41・・・・・・ワード線、42a、42b・・・・
・・ビット線、43・ メモリセル、44・・・・・・
ダミーワード線、45・・・・・・ノイズキャンセラ、
50−1〜5(1−4・・・・・・行アドレスデコーダ
、51−1〜51−4・・・・・・ワ・−ド線駆動回路
、52−1〜52−4・・・・・・ノイズコ〜A・ンセ
ラ制御回路、54.55・・・・・・センスアンプ、5
6−1〜56−6.57−1−〜−576・・・ 活性
化信号線、58−1−58−3・・・・・・センス制御
回路、60−1,602・・・・・・ワ・−ド線モニタ
回路、70・・・・・・切換回路、80・・・・・・セ
ンスクロック駆動回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ビット線対に接続されワード線により書込みまたは
    読出し動作が制御されるMOSトランジスタ構成のメモ
    リセル、及び前記ビット線対に接続されダミーワード線
    により制御されるMOSトランジスタからなるノイズキ
    ャンセラを有し、アドレスにより分割された少なくとも
    二つの第1および第2のメモリセルマトリクスと、 前記第1および第2のメモリセルマトリクスにおけるビ
    ット線対にそれぞれ接続され、活性化信号により各ビッ
    ト線対間の電位差をそれぞれ増幅する第1および第2の
    センスアンプとを、 備えたMOS型半導体記憶装置において、 メモリの書込みまたは読出しモードにおいて選択された
    前記第1または第2のメモリセルマトリクスのダミーワ
    ード線における所定時間の遅延信号に応答して前記第1
    または第2のセンスアンプを活性化させるセンス制御回
    路を設けたことを特徴とするMOS型半導体記憶装置。 2、請求項1記載のMOS型半導体記憶装置において、 前記センス制御回路は、 メモリの書込みまたは読出しモードにおいて選択された
    前記第1または第2のメモリセルマトリクスのダミーワ
    ード線における所定時間の遅延信号に対応した切換信号
    を出力する切換回路と、前記切換信号を入力して選択さ
    れた前記第1または第2のメモリセルマトリクスに対す
    る前記第1または第2のセンスアンプを活性化させる活
    性化信号を出力するセンスクロック駆動回路とを、備え
    たMOS型半導体記憶装置。
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