JPH03225696A - Semiconductor memory device - Google Patents

Semiconductor memory device

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JPH03225696A
JPH03225696A JP2020170A JP2017090A JPH03225696A JP H03225696 A JPH03225696 A JP H03225696A JP 2020170 A JP2020170 A JP 2020170A JP 2017090 A JP2017090 A JP 2017090A JP H03225696 A JPH03225696 A JP H03225696A
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JP
Japan
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memory
data
section
arrays
plural
Prior art date
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Application number
JP2020170A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshii Oota
佳似 太田
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Abstract

PURPOSE:To more accelerate the read/write of data by three-dimensionally laminating plural plane-shaped memory arrays arranging plural memory cells, forming a memory part and parallelly inputting/outputting the data from the respective arrays. CONSTITUTION:Memory arrays 241-24n are formed by respectively arranging the plural memory cells in the shape of a matrix on on the plane-shaped surfaces. The plural memory arrays are multi layer laminated so as to form a memory part 24. Paired bit lines 22a and 22b are commonly provided to all the memory arrays and commonly connected to the memory cells at the prescribed positions of the respective memory arrays. All the paired bit lines are parallelly connected to a data output part 26. This semiconductor memory device can parallelly drive the plural memory arrays through the operations of another control part 29, signal amplifier part 21, word line decode part 28 and sense amplifier part 25, etc., and the data can be inputted/outputted at high speed.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は、複数のメモリセルを有する半導体記憶装置に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor memory device having a plurality of memory cells.

[従来の技術] 半導体記憶装置においては、従来より高集積化及び高速
化が図られている。しかしながら、CPU(中央処理装
置)の処理速度の高速化、記憶装置の画像処理への適用
等によって、近年、より一層の高集積化及び高速化が要
求されている。
[Prior Art] In semiconductor memory devices, higher integration and higher speed have been achieved in the past. However, in recent years, there has been a demand for higher integration and higher speed due to the increase in the processing speed of CPUs (central processing units) and the application of storage devices to image processing.

このような要求に答えるため、例えばDRAM(ダイナ
ミックランダムアクセスメモリ)において、行アドレス
入力により特定の行を選択し、その行の全メモリセルと
ビット線群とを接続した後、ビット線群に連続してアク
セスすることにより同一行のメモリセルに連続、高速に
アクセスする動作モードが各種開発されている。例えば
、高速ページモード、スタティックコラムモード、拡張
ニブルモード等である。
In order to meet such demands, for example, in a DRAM (dynamic random access memory), a specific row is selected by inputting a row address, all memory cells in that row are connected to a bit line group, and then consecutive bit lines are connected to the bit line group. Various operating modes have been developed in which memory cells in the same row are accessed continuously and at high speed by accessing them. For example, fast page mode, static column mode, extended nibble mode, etc.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら従来の半導体記憶装置は、いずれも各メモ
リセルをシリアルアクセスするように構成されており、
上述の如き動作モードを採用したとしてもアクセス動作
の高速化には限界がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, all conventional semiconductor memory devices are configured so that each memory cell is serially accessed.
Even if the above-mentioned operation mode is adopted, there is a limit to speeding up the access operation.

従って本発明の目的は、データの読み出し及び書き込み
をより高速化することができる半導体記憶装置を提供す
ることにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor memory device that can read and write data at higher speeds.

[課題を解決するための手段] 上述の目的を達成する本発明の特徴は、複数のメモリセ
ルを配列した平面上のメモリアレイを3次元的に複数重
積して構成される記憶部と、各メモリアレイ対応に設け
られそれぞれが同一メモリアレイ内のメモリセルに共通
に接続された複数のワード線と、複数のメモリアレイに
対して共通に設けられ該各メモリアレイの所定のメモリ
セルに共通に接続された複数のビット線対と、これら複
数のビット線対について並列的にデータの入出力を可能
とする入出力部とを備えたことにある。
[Means for Solving the Problems] A feature of the present invention that achieves the above-mentioned object is that a storage unit configured by three-dimensionally stacking a plurality of planar memory arrays in which a plurality of memory cells are arranged; A plurality of word lines provided corresponding to each memory array and each commonly connected to a memory cell in the same memory array, and a plurality of word lines provided in common to a plurality of memory arrays and common to a predetermined memory cell of each memory array. The present invention is characterized in that it includes a plurality of bit line pairs connected to each other, and an input/output section that allows data to be input/output in parallel with respect to the plurality of bit line pairs.

[作用コ 入力されるデコード信号によりワード線が選択されると
、そのワード線に対応するメモリアレイの全メモリセル
が複数のビット線対にそれぞれ接続される。これら複数
のビット線対が複数のデータ線にそれぞれ接続されてい
るので、これによって並列的なデータの入出力が行われ
る。
[Action] When a word line is selected by the input decode signal, all memory cells of the memory array corresponding to the word line are connected to a plurality of bit line pairs, respectively. Since these plurality of bit line pairs are respectively connected to a plurality of data lines, parallel data input/output is performed.

[実施例コ 以下図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。[Example code] Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第2図は本発明の半導体記憶装置の一実施例の概略的構
成を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of an embodiment of the semiconductor memory device of the present invention.

同図において、10は後述するように複数のメモリアレ
イを重積した3次元配列で構成される記憶部であり、こ
の記憶部10にはデータ増幅部11を介してパラレルア
クセス可能なデータ入出力部12が接続されている。記
憶部10にはさらに、ワード線の選択を行うデコード部
13と制御部14とが接続されている。制御部14は、
記憶部10、データ増幅部11、データ入出力部12、
及びデコード部13の動作制御を行う。
In the figure, reference numeral 10 denotes a storage section composed of a three-dimensional array in which a plurality of memory arrays are stacked as described later, and this storage section 10 has data input/output that can be accessed in parallel via a data amplification section 11. section 12 is connected. The storage unit 10 is further connected to a decoding unit 13 that selects word lines and a control unit 14. The control unit 14
storage section 10, data amplification section 11, data input/output section 12,
and controls the operation of the decoding section 13.

外部から印加されたデータは、データ入出力部12及び
データ増幅部11を介して記憶部10のデコード部13
で選ばれたメモリアレイの複数のメモリセルに並列的に
書き込まれる。
The data applied from the outside is passed through the data input/output section 12 and the data amplification section 11 to the decoding section 13 of the storage section 10.
is written in parallel to multiple memory cells of the memory array selected in .

記憶部10からの読み出しは次のようにして行われる。Reading from the storage unit 10 is performed as follows.

デコード部13で選ばれたメモリアレイの複数のメモリ
セルに記憶されているデータは、並列的に読み出されて
データ増幅部11で増幅された後、データ入出力部12
を介して外部に並列的に出力される。
The data stored in the plurality of memory cells of the memory array selected by the decoding section 13 is read out in parallel and amplified by the data amplifying section 11, and then sent to the data input/output section 12.
are output in parallel to the outside via.

第1図は本発明の半導体記憶装置の他の実施例の構成の
一部を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a part of the configuration of another embodiment of the semiconductor memory device of the present invention.

同図に示すように、本実施例は光画像情報を受光してD
RAMに直接記憶するように構成されている。
As shown in the figure, this embodiment receives optical image information and
It is configured to be stored directly in RAM.

同図において、20は光画像情報を受けて光電変換する
複数のホトダイオードを配列してなる光センサ−アレイ
部、21は光センサ−アレイ部20の各ホトダイオード
に接続された入力を有する信号増幅部である。なお、第
1図には、光センサ−アレイ部20が2つのホトダイオ
ードで構成されるかの如く示されているが、実際には多
数のホトダイオードがライン状又はマトリクス状に配列
されている。信号増幅部21もこれに伴って多数の入力
及び増幅回路を有している。
In the figure, reference numeral 20 denotes an optical sensor array section formed by arranging a plurality of photodiodes that receive optical image information and perform photoelectric conversion, and 21 denotes a signal amplification section having an input connected to each photodiode of the optical sensor array section 20. It is. Although the optical sensor array section 20 is shown as being composed of two photodiodes in FIG. 1, in reality, a large number of photodiodes are arranged in a line or matrix. The signal amplification section 21 also has a large number of input and amplification circuits.

信号増幅部21の各増幅回路の出力には、ビット線対2
2a及び22b 、 23s及び23bがそれぞれ接続
されている。ビット線対も、実際にはホトダイオードの
数だけ多数設けられているが以下の説明では上述の2組
のビット線対についてのみ述べる。
The bit line pair 2 is connected to the output of each amplifier circuit of the signal amplifying section 21.
2a and 22b, 23s and 23b are connected, respectively. Actually, as many bit line pairs as there are photodiodes are provided, but in the following explanation, only the above-mentioned two bit line pairs will be described.

記憶部24は、複数の平面状のメモリアレイ241.2
4□、243〜241+  (nは任意の整数)を重積
した3次元配列で構成されている。各メモリアレイ24
1.24□、24.〜24..には、複数のダイナミッ
ク形メモリセルが同一平面上にマトリクス状に配列され
ている。
The storage unit 24 includes a plurality of planar memory arrays 241.2.
It is composed of a three-dimensional array in which 4□, 243 to 241+ (n is an arbitrary integer) are piled up. Each memory array 24
1.24□, 24. ~24. .. A plurality of dynamic memory cells are arranged in a matrix on the same plane.

ビット線対22a及び22b 、 23a及び23bは
、全てのメモリアレイ241.24□、243〜24.
、に対して共通に設けられており、各メモリアレイ24
1.24□、243〜24.の所定位置のメモリセルに
共通に接続されている。ビット線対22a及び22b 
、 232及び23bはさらに、センスアンプ部25に
接続されている。センスアンプ部25は、ビット線対2
2a及び22b 、 23a及び23bにそれぞれ対応
するセンスアンプ25a 、25bを有している。セン
スアンプの数も実際にはビット線対の数、従ってホトダ
イオードの数だけ設けられている。
Bit line pairs 22a and 22b, 23a and 23b are connected to all memory arrays 241.24□, 243-24.
, and each memory array 24
1.24□, 243-24. are commonly connected to memory cells at predetermined locations. Bit line pair 22a and 22b
, 232 and 23b are further connected to the sense amplifier section 25. The sense amplifier section 25 is connected to the bit line pair 2.
It has sense amplifiers 25a and 25b corresponding to sense amplifiers 2a and 22b, and 23a and 23b, respectively. Actually, the number of sense amplifiers is equal to the number of bit line pairs, and hence the number of photodiodes.

全てのビット線対22a及び22b 、 23a及び2
3bは、さらにまた、データ出力部26に並列的に接続
されている。
All bit line pairs 22a and 22b, 23a and 2
3b is further connected in parallel to the data output section 26.

各メモリアレイ24+ 、24□、243〜24.、用
にそれぞれワード線が設けられている。即ち、メモリア
レイ24、用としてワード線271が設けられており、
メモリアレイ24n用としてワード線27.が設けられ
ている。そして各ワード線は、それぞれ各メモリアレイ
24..24□、243〜24.、の全てのメモリセル
に共通に接続されている。例えば、ワード線271は、
メモリアレイ241の全てのメモリセルに共通に接続さ
れている。全てのワード線は、ワード線デコード部28
に接続されており、デコード信号に応じて選択される。
Each memory array 24+, 24□, 243-24. , word lines are provided for each. That is, a word line 271 is provided for the memory array 24,
Word line 27. for memory array 24n. is provided. Each word line is connected to each memory array 24 . .. 24□, 243-24. , are commonly connected to all memory cells of . For example, the word line 271 is
It is commonly connected to all memory cells of memory array 241. All word lines are processed by word line decoder 28
and is selected according to the decoded signal.

制御部29は、信号増幅部21、ワード線デコード部2
8、センスアンプ部25、及びデータ出力部26へ、線
30.31.32、及び33によってそれぞれ接続され
ており、各線30.31.32、及び33を介して、書
き込み制御信号、デコード信号、センスアンプ制御信号
、及び出力部制御信号がそれぞれ送り込まれる。
The control section 29 includes a signal amplification section 21 and a word line decoding section 2.
8, are connected to the sense amplifier section 25 and the data output section 26 by lines 30, 31, 32, and 33, respectively, and write control signals, decode signals, A sense amplifier control signal and an output section control signal are respectively sent.

次に本実施例の動作を説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.

原画像に応じて光センサ−アレイ部2oに入射せしめら
れた光は、各ホトダイオードによって電気信号に変換さ
れ、信号増幅部21の各増幅回路へそれぞれ送られる。
Light incident on the optical sensor array section 2o in accordance with the original image is converted into an electrical signal by each photodiode and sent to each amplification circuit of the signal amplification section 21, respectively.

書き込み時には、制御部29から信号増幅部21へ書き
込み制御信号が印加されるため、信号増幅部21の各増
幅回路によって入力された信号は増幅されてビット線対
22a及び22b 、 23a及び23hに出力される
。一方、この書き込み時に、制御部29からワード線デ
コード部28ヘデコード信号が印加され、このデコード
信号によって指示されるワード線が立ち上がる。
During writing, a write control signal is applied from the control section 29 to the signal amplification section 21, so the signals inputted by each amplification circuit of the signal amplification section 21 are amplified and output to the bit line pairs 22a and 22b, 23a and 23h. be done. On the other hand, at the time of writing, a decode signal is applied from the control section 29 to the word line decoding section 28, and the word line designated by this decode signal rises.

これにより、立ち上がったワード線に関するメモリアレ
イ、例えばワード線271が立ち上がった場合はメモリ
アレイ241、の−平面分の全てのメモリセルに入力デ
ータが並列的に書き込まれる。
As a result, input data is written in parallel to all memory cells in the - plane of the memory array related to the word line that has risen, for example, the memory array 241 when the word line 271 has risen.

読み出し時には、ワード線デコード部28で選ばれたワ
ード線に関するメモリアレイの一平面分の全てのメモリ
セルに記憶されているデータが並列的に読み出され、セ
ンスアンプ部25で増幅された後に、データ出力部26
を介して並列的に出力される。
At the time of reading, the data stored in all the memory cells on one plane of the memory array related to the word line selected by the word line decoding section 28 is read out in parallel, and after being amplified by the sense amplifier section 25, Data output section 26
are output in parallel via .

このように、本実施例によれば、3次元配列で構成され
た記憶部24について最大−平面分のデータが並列的に
入出力できるため、高速フレームメモリ、固体撮像装置
の高速シャッター用メモリ、又は3次元データ解析装置
の記憶部等に用いてより高速化を図ることができる。
As described above, according to this embodiment, data for a maximum of two planes can be input/output in parallel with respect to the storage unit 24 configured in a three-dimensional array. Alternatively, it can be used in a storage unit of a three-dimensional data analysis device, etc. to achieve higher speed.

[発明の効果] 以上詳細に説明したように本発明によれば、複数のメモ
リセルを配列した平面上のメモリアレイを3次元的に複
数重積して構成される記憶部と、各メモリアレイ対応に
設けられそれぞれが同一メモリアレイ内のメモリセルに
共通に接続された複数のワード線と、複数のメモリアレ
イに対して共通に設けられ該各メモリアレイの所定のメ
モリセルに共通に接続された複数のビット線対と、これ
ら複数のビット線対について並列的にデータの入出力を
可能とする入出力部とを備えているため、データの読み
出し及び書き込みをより高速化することができる。また
、記憶部がメモリアレイを3次元的に複数重積して構成
されているため、記憶容量の増大化を容易に図ることが
できる。
[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the present invention, there is provided a storage section configured by three-dimensionally stacking a plurality of planar memory arrays in which a plurality of memory cells are arranged, and each memory array. A plurality of word lines are provided correspondingly and each is commonly connected to a memory cell in the same memory array, and a plurality of word lines are provided in common to the plurality of memory arrays and are commonly connected to a predetermined memory cell of each memory array. Since the device includes a plurality of bit line pairs and an input/output section that enables data to be input and output in parallel with respect to the plurality of bit line pairs, reading and writing of data can be made faster. Furthermore, since the storage section is configured by three-dimensionally stacking a plurality of memory arrays, the storage capacity can be easily increased.

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

第1図は本発明の半導体記憶装置の一実施例の構成の一
部を示す回路図、第2図は本発明の半導体記憶装置の他
の実施例の概略的構成を示す斜視図である。 10.24・・・・・・記憶部、11・・・・・・デー
タ増幅部、12・・・・・・データ入出力部、13・・
・・・・デコード部、14.29・・・・・・制御部、
20・・・・・・光センサ−アレイ部、21・・・・・
・信号増幅部、22a 、 22b 、 23g 、 
23b−−−−−・ビット線対、24..24□、24
3.24n・・・・・・メモリアレイ、25・・・・・
・センスアンプ部、25a125b・・・・・・センス
アンプ、26・・・・・・データ出力部、271.27
fi・・・・・・ワード線、28・・・・・・ワード線
デコード部。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a part of the structure of one embodiment of the semiconductor memory device of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing the schematic structure of another embodiment of the semiconductor memory device of the present invention. 10.24...Storage unit, 11...Data amplification unit, 12...Data input/output unit, 13...
...Decoding section, 14.29...Control section,
20... Optical sensor array section, 21...
・Signal amplification section, 22a, 22b, 23g,
23b--Bit line pair, 24. .. 24□, 24
3.24n...Memory array, 25...
・Sense amplifier section, 25a125b...Sense amplifier, 26...Data output section, 271.27
fi...Word line, 28...Word line decoding section.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 複数のメモリセルを配列した平面上のメモリアレイを3
次元的に複数重積して構成される記憶部と、該各メモリ
アレイ対応に設けられそれぞれが同一メモリアレイ内の
メモリセルに共通に接続された複数のワード線と、該複
数のメモリアレイに対して共通に設けられ該各メモリア
レイの所定のメモリセルに共通に接続された複数のビッ
ト線対と、該複数のビット線対について並列的にデータ
の入出力を可能とする入出力部とを備えたことを特徴と
する半導体記憶装置。
A flat memory array with multiple memory cells arranged in three
a memory section configured by stacking a plurality of them dimensionally; a plurality of word lines provided corresponding to each of the memory arrays and each commonly connected to a memory cell in the same memory array; a plurality of bit line pairs provided in common to the memory array and commonly connected to predetermined memory cells of each of the memory arrays; and an input/output section that enables data input/output in parallel with respect to the plurality of bit line pairs. A semiconductor memory device comprising:
JP2020170A 1990-01-30 1990-01-30 Semiconductor memory device Pending JPH03225696A (en)

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