JPH03280293A - 半導体メモリ - Google Patents

半導体メモリ

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JPH03280293A
JPH03280293A JP2079230A JP7923090A JPH03280293A JP H03280293 A JPH03280293 A JP H03280293A JP 2079230 A JP2079230 A JP 2079230A JP 7923090 A JP7923090 A JP 7923090A JP H03280293 A JPH03280293 A JP H03280293A
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memory cell
word line
sense amplifier
vcc
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Takeo Fujii
藤井 威男
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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、半導体メモリに関し、特にメモリセルの駆動
方法に関する。
〔従来の技術〕
1個のMOSトランジスタと1個のキャパシタとで1ビ
ツトのメモリセルを構成し、キャパシタに蓄わえられた
電荷の有無によって情報を記憶するメモリは、いわゆる
1トランジスタ型ダイナミツクメモリとして広く知られ
ており、大容量型のメモリの主流をなしているが、記憶
情報の読み出しにおいてビット線に読み出される信号量
を増加させることが、安定な動作に必要なため従来多く
の方式が提案されてきた。たとえば、DIGESTOF
 TECHNICAL PAPER51989,PP2
38−239によると構成としては、第1図に示される
ように、MOSトランジスタQijとキャパシタC1j
とで1ビットのメモリセルが構成され、ワード線WLi
に接続されたメモリセルのキャパシタC1jの対向電極
はワード線WLiに平行に配置された信号線PLiに接
続されている。動作波形図は、第3図に示されている。
この技術の要点は従来公知の技術によりメモリセルの読
み出しを行い、メモリセルへの再書き込みを行った後に
、時刻t0において、ワード線WLiの電位を所定の電
位に下降させ、時刻t1において再書き込み時間中にあ
らかじめ一旦下降させておいたメモリセルキャパシタの
対向電極PLiの電位を上昇させることにより、メモリ
セルの記憶ノードNの電位をセル“L”の時はそのまま
、セル“H”の時は一旦再書き込みされた電位よりも高
い電位にブーストすることができる。たとえば、メモリ
セル読み出し時ノワートノ電位をVcc+2VT (V
rはMOS トランジスタのしきい値電圧)、to以降
のワードの電位をV。。、ビット線の再書込時の電位を
V。0とし、メモリセルキャパシタの対向電極の電位が
接地電位とV。0の間を遷移し、簡単のためメモリセル
の記憶ノードNの有する容量がすべてメモリセル対向電
極との間にあるとすると、セル“H”の時のメモリセル
記憶ノードNの電位は、−旦再書き込み時に■。0まて
充電された後時刻t1においてほぼ2Vccまでブース
トされる。これは、メモリセルキャパシタの対向電極P
Liが上昇する際にセル“L″の時は、メモリセルは記
憶ノードNが■。ol ワード線がVCCでビット線も
V。CであるためMOSトランジスタQijが非導通状
態であるためメモリセル記憶ノードNに蓄わえられた電
荷が流出しないためであり、一方セル″L″の場合は、
メモリセル記憶ノードNの電位が接地電位であり、MO
SトランジスタQijが導通状態であるためメモリセル
キャパシタ対向電極PLiの電位が上昇した際にもメモ
リセル記憶ノードの電位は接地電位のまま保たれる。結
果としてセル“H”とセル“L″とのメモリセル記憶ノ
ードNの電位差を大きくとることができる。また、第4
図に示す例は、特公昭62−26116に開示されてい
る技術で第3図と異なる点は、ビット線Di・Diのプ
リチャージレベルが電源電位VCCであり、ワード線W
Liの電位が下降した後にメモリセルキャパシタ対向電
極駆動信号PLiを下降させセル“L″の電位を押し下
げる点に特徴を有する。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来の半導体メモリにおいては、どちらも、ワ
ード線が3つの電位を必要とし、メモリセルキャパシタ
対向電極駆動信号PLiの制御も複雑で高速動作に向い
ていないという欠点を有している。また、第4図の例で
はメモリセル記憶ノードNの電位が−VT以下になると
(V tはメモリセルMO3トランジスタのしきい値電
圧)メモリセルMO8トランジスタが導通状態になりビ
ット線りから電荷が流入し、メモリセル記憶ノードNの
電位はこれ以上下がらない。このため信号の増加量が少
ないという欠点を有している。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の半導体メモリは、1個のM工sトランジスタと
1個のキャパシタが直列接続されて構成されたメモリセ
ルが複数個配置され、前記MISトランジスタのゲート
電極に接続されたワード線と前記MISトランジスタの
ドレイン電極に接続されたビット線が互いに直交して複
数本配置されたメモリセルマトリクスとそれぞれのビッ
ト線に設けられたセンスアンプを有し、1本のワード線
に接続された前記メモリセルのキャパシタ電極が前記ワ
ード線に平行に配置された信号線に接続された半導体メ
モリにおいて、メモリセル情報の読み出し動作時に選択
されたワード線が駆動される際に前記センスアンプが活
性化される前に対応する前記信号線がワード線とは逆相
に駆動されるという特徴を有している。
〔実施例〕
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の構成を示す図面で、第2図にその動作
波形図が示しである。QijはN型MOSトランジスタ
、CI Jはキャパシタ、WLiはワード線、Dj−D
丁はビット線、SAjはセンスアンプ、SEはセンスア
ンプ活性化信号、PLiはメモリセルキャパシタ対向電
極駆動信号をそれぞれ示す。ワード線WLiは非選択時
接地電位VSSで選択時には電源電位V。0の電位をと
るものとする。ここでは単純化のためメモリセルキャパ
シタ対向電極駆動信号PLi、センスアンプ活性化信号
も接地電位VSSと電源電位V。0との間を遷移すると
する。ビット線Dj −D丁はスタンバイ状態ではどち
らも電源電位VCCにプリチャージ・バランスされてい
る。読み比し動作を説明する前に、セル“H”L”がそ
れぞれの書き込みレベルについて説明する。セル“L”
の場合は、ワード線WLiが選択されて高電位(■。。
)となっており、MOSトランジスタQijが導通状態
でビット線Djが書き込み回路によって(図示せず)接
地電位となっているため、メモリセル記憶ノード電位N
は、接地電位でありメモリセルキャパシタ対向電極駆動
信号PLiが上昇してもMOSトランジスタQijが導
通状態のためメモリセル記憶ノード電位Nは接地電位V
ssのままであり、これが書き込みレベルとなる。一方
、セル“H”の場合同様にワード線WLiが選択状態で
高電位(Vcc)の状態でビット線りが書き込み回路に
よって(図示せず)電源電位(VCC)となるため、メ
モリセル記憶ノードNの電位はV。c−V? (メモリ
セルMO8トランジスタのしきい値をvTとする)まで
達する。その後、メモリセルキャパシタ対向電極駆動信
号PLiが上昇すると、コノ場合はMOSトランジスタ
Qijが非導通状態になっているためメモリセル記憶ノ
ー1’Nの電位は押し上げられる。以上の動作は読み出
し動作の後半にあたるメモリセルへの再書き込み動作も
同様であり、メモリセルキャパシタ対向駆動信号PLi
の上昇はメモリセル記憶ノードNの電位が確定してから
でなくてはならず、通常外部信号(たとえば汎用の1ト
ランジスタ型メモリであれば行アドレスストローブ信号
:’RAS)のリセット後に上昇するのが好ましい。
次に読み出し動作について第2図を参照しながら説明す
る。まずセル“H″の場合ワード線WLiの電位が上昇
して電源電位Vccとなり、メモリセルキャパシタ対向
電極駆動信号PLiが下降し接地電位になると、メモリ
セル記憶ノードNの電位は前述のV。C−V?の電位に
もどる。この時MO8トランジスタQijは非導通状態
でビット線Djの電位は、あらかじめプリチャージされ
ていた電位VCCから変動しない。この時は、r下側に
設けられたリファレンス電位発生回路1により与えられ
たビット線■丁の電位と電源電位v0゜との差信号がセ
ンスアンプSAjに入力されることになる。
リファレンス電位発生回路1としては公知の方法たとえ
ば信号線とビット線5丁との結合容量によって発生させ
たり、セルと同様の構造を有するいわゆるダミーセルを
設けたりする方法が考えられる。
一方、セル“L”の場合はワード線WLiの電位が上昇
し、メモリセルキャパシタ対向電極駆動信号PLiの電
位が下降するとメモリセル記憶ノードは簡単のためにメ
モリセル記憶ノードの容量がメモリセルキャパシタ対極
に対して100%であると仮定すると、ビット線5丁の
電位は以上説明したように本発明を実旌することにより
、単純な制御により大きな信号量(セル“H″とセル“
L゛の時のビット線上の電位の差)を取り出すことがで
き、信頼度が高く、高速安定動作を実現することができ
る効果がある。
第3図の従来例の場合、セル″H”の時はワード電位が
1/2Vcc +VT以上に達した時点ではじめてメモ
リセル記憶ノードNの電荷がビット線Djに流出し、読
み出しが開始されるが、本発明は、実質セル“L”のみ
を読み出すシステムでありかつ、メモリセル対極駆動信
号PLiが下降するため、実質メモリセルMO8トラン
ジスタQijの導通状態への遷移がはやく、かつ、メモ
リセルMO8トランジスタのゲート電位(V aS )
が相対的に大きくなったことになるため読み出しスピー
ドがはやくなる効果がある。これは、微細化、高密度化
に伴いメモリセルMO8トランジスタのチャネル幅がサ
ブミクロン化の傾向となっているため効果が顕著である
以上は、第2図の第一の実施例に関して説明tたもので
あるが、メモリセルMO3)ランジス2がPチャネル型
の場合は、ワード線WLi、メモリセルキャパシタ対向
電極駆動信号を逆相にし、接地電位と電源電位を逆にす
るのみで同様の効房が得られる。
また、ワード線WLiの電位、メモリセルキャパシタ対
向電極駆動信号の電位またビット線Dj。
丁丁のプリチャージ電位すなわち、電源電位V。。
あるいは1/2Vo。プリチャージまたセンス後のビッ
ト線の電位などは自由に組み合わせることが可能で本発
明の効果は得られるものである。
たとえば第5図に示す第二の実施例は同様に第1図の回
路に適用した例でメモリセルキャパシタ対向電極駆動信
号は電源電位V。0と接地電位の開で遷移し、ワード線
WLiおよびビット線Dj・丁子は共に1/ 2 V 
Ccと接地電位■。。の間で遷移し、ビット線のプリチ
ャージレベルは1/2Vccである例である。動作は第
一の実施例と同様でありセル “L″ の場合のピッ ト線の電位変化 Δ■= −充電電位を低くすることにより消費電力の低減。
ノイズの低減をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の回路構成図、第2図は本発明の第一の
実施例な示す動作波形図、第3図、第4図は従来例を示
す動作波形図、第5図は本発明の第二の実施例を示す動
作波形図である。 QijはMOSトランジスタ、C1jはメモリセルキャ
パシタ、WLiはワード線、PLiはメモリセルキャパ
シタ対向電極駆動信号、SAjはセンスアンプ、1はリ
ファレンス電位発生回路、DW、DWはダミーワード、
PDLはビット線プリチャージ・バランス信号、SEは
センスアンプ活性化信号、Dj−万コ”はビット線をそ
れぞれ示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1個のMISトランジスタと1個のキャパシタが直列接
    続されて構成されたメモリセルが複数個配置され前記M
    ISトランジスタのゲート電極に接続されたワード線と
    前記MISトランジスタのドレイン電極に接続されたビ
    ット線が互いに直交して複数本配置されたメモリセルマ
    トリクスとそれぞれのビット線にセンスアンプを有し、
    1本のワード線に接続された前記メモリセルのキャパシ
    タ電極が前記ワード線に平行に配置された信号線に接続
    された半導体メモリにおいて、メモリセル情報の読み出
    し動作時に外部アドレスにより選択されたワード線が駆
    動される際に前記センスアンプが活性化される前に同一
    外部アドレスにより選択された前記ワード線に対応する
    前記信号線が前記ワード線とは逆相に駆動されることを
    特徴とする半導体メモリ。
JP2079230A 1990-03-28 1990-03-28 半導体メモリ Expired - Lifetime JP2959036B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009004026A (ja) * 2007-06-21 2009-01-08 Elpida Memory Inc メモリセルアレイ、およびモリセルアレイの制御方法

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