JPH0421958B2 - - Google Patents

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JPH0421958B2
JPH0421958B2 JP61309791A JP30979186A JPH0421958B2 JP H0421958 B2 JPH0421958 B2 JP H0421958B2 JP 61309791 A JP61309791 A JP 61309791A JP 30979186 A JP30979186 A JP 30979186A JP H0421958 B2 JPH0421958 B2 JP H0421958B2
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JP
Japan
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memory cell
word line
cell group
line
memory device
Prior art date
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JP61309791A
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Kenji Anami
Masahiko Yoshimoto
Hiroshi Shinohara
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアクセスタイムの向上および消費電力
の低減が可能な半導体メモリ装置に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor memory device that can improve access time and reduce power consumption.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第2図は従来の半導体メモリ装置を示すブロツ
ク図である。同図において、1はマトリクス状に
配列し、その詳細な回路を第2図に示すメモリセ
ル、2aおよび2bは相補的な関係にある一対の
ビツト線、3は選択時に同一行上にあるメモリセ
ル1を活性化するワード線、4は行アドレス情報
を解読する行デコーダ、5は行アドレス信号線、
6aおよび6bは前記ビツト線2aおよび2bに
それぞれ接続するビツト線負荷、7は電源端子で
ある。
FIG. 2 is a block diagram showing a conventional semiconductor memory device. In the figure, 1 is a memory cell arranged in a matrix, the detailed circuit of which is shown in FIG. 2, 2a and 2b are a pair of complementary bit lines, and 3 is a memory cell on the same row when selected. A word line for activating cell 1, 4 a row decoder for decoding row address information, 5 a row address signal line,
6a and 6b are bit line loads connected to the bit lines 2a and 2b, respectively, and 7 is a power supply terminal.

なお、第3図に示すメモリセル1において、8
aおよび8bはMOSトランジスタ、抵抗などで
構成する負荷素子、9aおよび9bはインバータ
トランジスタ、10aおよび10bはアクセスト
ランジスタ、11aおよび11bはメモリセル1
のストアノードである。
Note that in the memory cell 1 shown in FIG.
a and 8b are load elements composed of MOS transistors, resistors, etc.; 9a and 9b are inverter transistors; 10a and 10b are access transistors; 11a and 11b are memory cells 1
is a store node.

また、ビツト線2a及び2bにはメモリセル1
から情報を読み出す際及びメモリセル1へ情報を
書き込む際に直流電流が流れるため、この直流電
流とビツト線2a及び2bの抵抗とによる電圧降
下が情報の読み出し及び書き込み動作に悪影響、
例えば読み出し及び書き込み速度の低下を与える
ので、一般にビツト線2a及び2bとして抵抗の
低いアルミニウムを用いているものである。
In addition, memory cell 1 is connected to bit lines 2a and 2b.
Since a direct current flows when reading information from the memory cell 1 and writing information to the memory cell 1, a voltage drop caused by this direct current and the resistance of the bit lines 2a and 2b has an adverse effect on the information reading and writing operations.
For example, aluminum, which has a low resistance, is generally used for the bit lines 2a and 2b, since this reduces the read and write speeds.

また、ワード線3は対応した行に配置されたメ
モリセル1のアクセストランジスタ10a及び1
0bと電気的に接続されるため、一般にメモリセ
ル面積を低減するためにワード線3と対応した行
に配置されたメモリセル1のアクセストランジス
タ10a及び10bのゲート電極とを一体に構成
し、ポリシリコンを用いているものであつた。
Further, the word line 3 is connected to the access transistors 10a and 1 of the memory cell 1 arranged in the corresponding row.
Generally, in order to reduce the memory cell area, the word line 3 and the gate electrodes of the access transistors 10a and 10b of the memory cell 1 arranged in the corresponding row are integrally formed. It used silicon.

次に、上記構成による半導体メモリ装置の動作
について、一例として、ストアノード11aおよ
び11bがそれぞれ“H”レベルおよび“L”レ
ベルに書き込まれている場合について説明する。
まず、読み出しの場合には読み出そうとするセル
のアドレス情報をアドレス信号線5に入力する
と、行デコーダ4を通し、所望のワード線3を活
性化する。そして、このワード線3が活性化され
ると、“L”レベルをストアしているアクセスト
ランジスタ10bが導通する。このため、電源端
子7からビツト線負荷6b、ビツト線2b、アク
セストランジスタ10b、インバータトランジス
タ9bの経路を電流が流れ、読み出すことができ
る。
Next, the operation of the semiconductor memory device with the above configuration will be described, as an example, in the case where store nodes 11a and 11b are written to "H" level and "L" level, respectively.
First, in the case of reading, when the address information of the cell to be read is inputted to the address signal line 5, the desired word line 3 is activated through the row decoder 4. When word line 3 is activated, access transistor 10b storing "L" level becomes conductive. Therefore, a current flows from the power supply terminal 7 through the path of the bit line load 6b, the bit line 2b, the access transistor 10b, and the inverter transistor 9b, allowing reading.

この構成による半導体メモリ装置は同一行上の
すべてのメモリセルが活性化されるので、全列に
電源からメモリセルに電流が流れ込み、コラム数
の多い大容量スタテイツクRAMを構成する場
合、消費電流が大きくなる。そこで、消費電流を
少なくするため、従来、第4図に示す半導体メモ
リ装置が提案されている。この場合、行デコーダ
4をメモリセルプレーンの中央に配し、ワード線
を左側ワード線3aおよび右側ワード線3bに分
割し、左右のメモリセル群の選択された方のメモ
リセル群のワード線のみ活性化することにより、
全列の内、半数の列にだけ電流パスを生じさせる
ものである。なお、12aおよび12bはそれぞ
れ左側ワード線3aあるいは右側ワード線3bを
選択するアンドゲート、13aおよび13bはそ
れぞれこのアンドゲート12aおよび12bを開
状態にするゲート信号線である。
In a semiconductor memory device with this configuration, all memory cells on the same row are activated, so current flows from the power supply to the memory cells in all columns, and when configuring a large capacity static RAM with many columns, current consumption is reduced. growing. Therefore, in order to reduce current consumption, a semiconductor memory device shown in FIG. 4 has been proposed. In this case, the row decoder 4 is arranged in the center of the memory cell plane, the word line is divided into the left word line 3a and the right word line 3b, and only the word line of the selected memory cell group of the left and right memory cell groups is used. By activating
Current paths are generated only in half of all the columns. Note that 12a and 12b are AND gates that select the left word line 3a or the right word line 3b, respectively, and 13a and 13b are gate signal lines that open the AND gates 12a and 12b, respectively.

次に、第5図は第4図の思想に基づいて構成し
た従来の半導体メモリ装置を示す配置図である。
この場合、行デコーダ4aおよび4bを複数列配
置し、ワード線3a〜3dをその倍数だけ分割
し、直流電流路のできる数を減少させるものであ
る。
Next, FIG. 5 is a layout diagram showing a conventional semiconductor memory device constructed based on the idea of FIG. 4.
In this case, the row decoders 4a and 4b are arranged in a plurality of columns, and the word lines 3a to 3d are divided by a multiple thereof, thereby reducing the number of DC current paths.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、従来の半導体メモリ装置は数多
くの行デコーダを設ける必要がある。このため、
チツプ面積の増大を招き、速度性能や歩留まりを
損なうなどの欠点があつた。
However, conventional semiconductor memory devices require a large number of row decoders. For this reason,
This method had drawbacks such as an increase in chip area and a loss in speed performance and yield.

さらに、ワード線がメモリセルのアクセストラ
ンジスタのゲート電極と一体に抵抗値の比較的高
いポリシリコンによつて構成しているため、読み
出し及び書き込みにおけるアクセス時間が長くな
つてしまうという問題点も有しているものであつ
た。
Furthermore, since the word line is made of relatively high-resistance polysilicon and is integrated with the gate electrode of the access transistor of the memory cell, there is also the problem that the access time for reading and writing becomes long. It was something I had.

従つて、本発明の目的は、高速で、しかも低消
費電力の大容量の半導体メモリ装置を提供するも
のである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a high-speed, large-capacity semiconductor memory device with low power consumption.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

このような目的を達成するために本発明は、メ
モリセルをマトリクス状に配置したメモリセルア
レイを列方向に分割して配列した複数のメモリセ
ル群と、この複数のメモリセル群の各々に対応し
て設けられ各メモリセル群のうちの特定のものを
選択するメモリセル群選択線と、アクセスすべき
メモリセル群の行アドレス情報を解読する行デコ
ーダと、この行デコーダの出力端子に接続され複
数のメモリセル群に亘つて配置された前置ワード
線と、複数のメモリセル群の各々の対応して設け
られメモリセル群選択線の選択信号と前置ワード
線の出力信号とに基づいて活性化される分割ワー
ド線とを備え、前置ワード線をアルミニウムで形
成するようにしたものである。
In order to achieve such an object, the present invention provides a plurality of memory cell groups in which a memory cell array in which memory cells are arranged in a matrix is divided and arranged in the column direction, and a memory cell array corresponding to each of the plurality of memory cell groups. a memory cell group selection line for selecting a specific one of each memory cell group; a row decoder for decoding the row address information of the memory cell group to be accessed; is activated based on the selection signal of the memory cell group selection line provided corresponding to each of the plurality of memory cell groups and the output signal of the front word line. The front word line is made of aluminum.

〔作用〕[Effect]

本発明に係る半導体メモリ装置は高速で、しか
も低消費電力である。
The semiconductor memory device according to the present invention has high speed and low power consumption.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は、本発明に係わる半導体メモリ装置の
一実施例を示すブロツク図であり、一例として、
列方向に3個に分割したメモリセル群1a,1b
および1cを配置した場合を示す。同図におい
て、14a,14bおよび14cはこのメモリセ
ル群1a〜1cを選択するメモリセル群選択線、
15は分割ワード線としてのワード線3a〜3c
と同一方向に並行して配置した前置ワード線、1
6a,16bおよび16cは入力端子がそれぞれ
前置ワード線15とメモリセル群選択線14a〜
14cに接続し、出力端子がそれぞれワード線3
a〜3cに接続するアンドゲートである。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a semiconductor memory device according to the present invention.
Memory cell groups 1a and 1b divided into three in the column direction
The case where 1c and 1c are arranged is shown. In the figure, 14a, 14b and 14c are memory cell group selection lines for selecting the memory cell groups 1a to 1c;
15 are word lines 3a to 3c as divided word lines.
Preword lines arranged in parallel in the same direction as 1
6a, 16b and 16c have input terminals connected to the front word line 15 and the memory cell group selection lines 14a to 16c, respectively.
14c, and the output terminals are connected to word line 3.
This is an AND gate connected to a to 3c.

なお、メモリセル面積を低減させるために、ワ
ード線3a〜3cはMOSトランジスタ10aお
よび10bのゲートと同一層のポリシリコン層で
形成する一方、前置ワード線15はこのワード線
3a〜3cであるこのポリシリコン層とは別のア
ルミニウム配線層で形成する。
Note that in order to reduce the memory cell area, the word lines 3a to 3c are formed of a polysilicon layer in the same layer as the gates of the MOS transistors 10a and 10b, and the pre-word lines 15 are these word lines 3a to 3c. An aluminum wiring layer separate from this polysilicon layer is formed.

なお、最近、半導体技術分野において2層のア
ルミニウム配線層を形成できる技術が確立したた
め、前置ワード線3a,3b,3cをビツト線2
a及び2bと別の層であるアルミニウム配線層に
て形成できるようになつたものである。
Note that recently, in the semiconductor technology field, a technology has been established that allows the formation of two aluminum wiring layers, so the front word lines 3a, 3b, and 3c are replaced by the bit line 2.
It is now possible to form an aluminum wiring layer which is a layer separate from a and 2b.

次に、上記構成による半導体メモリ装置の動作
について説明する。まず、例えばメモリセル群1
a内のメモリセルを選択する場合、アクセスすべ
きメモリセル群1aの行アドレス情報を行デコー
ダ4で解読し、前置ワード線15の1本を活性化
する。そして、メモリセル群選択線14aに選択
信号を加えると、アンドゲート16aが開き、ワ
ード線3aを活性化する。したがつて、図示せぬ
電源から図示せぬビツト線を経て、メモリセル群
1aへ流れ込むコラム電流が流れるのは選択され
たメモリセル群1a内にあるコラムのみである。
Next, the operation of the semiconductor memory device with the above configuration will be explained. First, for example, memory cell group 1
When selecting a memory cell in a, the row address information of the memory cell group 1a to be accessed is decoded by the row decoder 4, and one of the front word lines 15 is activated. Then, when a selection signal is applied to the memory cell group selection line 14a, the AND gate 16a opens and the word line 3a is activated. Therefore, the column current flowing from the power source (not shown) to the memory cell group 1a through the bit line (not shown) flows only in the columns in the selected memory cell group 1a.

なお、以上はメモリセル群1a内のメモリセル
の選択について説明したが、他のメモリセル群1
bおよび1cについても同様にできることはもち
ろんである。さらに、メモリセル群を3個に分割
した場合について説明したがN個(N>2)に分
割しても同様にできることはもちろんである。ま
た、前置ワード線15のみを低抵抗材料で構成し
ておけば、ワード線は抵抗が多少大きくても長さ
が短いため容量が小さく、高速にメモリセルをア
クセスすることができる。また、アンドゲート1
6a〜16cは入力端子が2個、出力端子が1個
のため、回路構成が簡単になるので、チツプ面積
の増大を無視することができる。また、行デコー
ダ4はチツプの中央に配置してもよく、チツプの
端に配置してもよいことはもちろんである。ま
た、以上の実施例では行デコーダをチツプの端に
配置したが、チツプの中央に設けてもよいことは
もちろんである。
Note that although the selection of memory cells within the memory cell group 1a has been described above, selection of memory cells within the memory cell group 1a has been described;
Of course, the same can be done for b and 1c. Further, although the case where the memory cell group is divided into three cells has been described, it goes without saying that the same effect can be achieved even if the memory cell group is divided into N cells (N>2). Furthermore, if only the pre-word line 15 is made of a low-resistance material, even if the word line has a somewhat high resistance, the word line has a short length and therefore has a small capacitance, and the memory cells can be accessed at high speed. Also, and gate 1
Since the circuits 6a to 16c have two input terminals and one output terminal, the circuit configuration is simple, and the increase in chip area can be ignored. Furthermore, it goes without saying that the row decoder 4 may be placed at the center of the chip or at the edge of the chip. Furthermore, although the row decoders are arranged at the ends of the chips in the above embodiments, they may of course be arranged at the center of the chips.

以上詳細に説明したように、本発明に係わる半
導体メモリ装置によれば、メモリセルの選択を前
置ワード線とワード線の2段階に分けて行なうよ
うに、行選択を階層的に行なうため、列の直流電
流路のある列数を減少することができるので、高
速で、しかも低消費電力の大容量の半導体メモリ
装置を構成することができる効果がある。
As described above in detail, according to the semiconductor memory device according to the present invention, row selection is performed hierarchically such that memory cell selection is performed in two stages: front word line and word line. Since the number of columns with direct current paths in the columns can be reduced, it is possible to construct a high-speed, low power consumption, large-capacity semiconductor memory device.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明は、メモリセルの選
択を前置ワード線と分割ワード線の2段階に分け
て行なうようにしたことにより、直流電流路のあ
る列数を減少することができるので、高速で且つ
低消費電力の大容量の半導体メモリ装置を得るこ
とができる効果がある。
As explained above, in the present invention, the number of columns with DC current paths can be reduced by performing memory cell selection in two stages: pre-word lines and divided word lines. This has the effect of making it possible to obtain a high-speed, low-power consumption, large-capacity semiconductor memory device.

更に、前置ワード線をアルミニウムで形成した
ので、複数のメモリセル群に亘たる前置ワード線
の抵抗が小さくなり、アクセス時間の高速化が達
成できる。
Furthermore, since the front word line is made of aluminum, the resistance of the front word line extending over a plurality of memory cell groups is reduced, and access time can be increased.

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

第1図は本発明に係わる半導体メモリ装置の一
実施例を示すブロツク図、第2図はメモリセルの
詳細な回路図、第3図は従来の半導体メモリ装置
を示すブロツク図、第4図は従来の他の半導体メ
モリ装置を示すブロツク図、第5図は従来の他の
半導体メモリ装置を示す配置図である。 1a〜1c……メモリセル群、3a〜3c……
ワード線、4……行デコーダ、14a〜14c…
…メモリセル群選択線、15……前置ワード線、
16a〜16c……アンドゲート。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a semiconductor memory device according to the present invention, FIG. 2 is a detailed circuit diagram of a memory cell, FIG. 3 is a block diagram showing a conventional semiconductor memory device, and FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of a semiconductor memory device according to the present invention. FIG. 5 is a block diagram showing another conventional semiconductor memory device, and FIG. 5 is a layout diagram showing another conventional semiconductor memory device. 1a to 1c... memory cell group, 3a to 3c...
Word line, 4...Row decoder, 14a-14c...
...Memory cell group selection line, 15...Previous word line,
16a-16c...and gate.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 メモリセルをマトリクス状に配置したメモリ
セルアレイを列方向に複数ブロツクに分割して配
列した複数のメモリセル群と、 この複数のメモリセル群の各々に対応して設け
られ各メモリセル群のうちの特定のものを選択す
るメモリセル群選択線と、 上記メモリセル群における対応した列に配置さ
れた複数のメモリセルに接続されたビツト線と、 アクセスすべきメモリセル群の行アドレス情報
を解読する行デコーダと、 この行デコーダの出力端子に接続され前記複数
のメモリセル群に亘つて配置された前置ワード線
と、 前記複数のメモリセル群の各々に対応して設け
られ前記メモリセル群選択線の選択信号と前記前
置ワード線の出力信号とに基づいて活性化される
分割ワード線とを備え、 前記分割ワード線をポリシリコンで形成し、前
記ビツト線をアルミニウムで形成し、かつ、前記
前置ワード線を前記ビツト線とは別の層に位置す
るアルミニウムで形成したことを特徴とする半導
体メモリ装置。
[Scope of Claims] 1. A plurality of memory cell groups in which a memory cell array in which memory cells are arranged in a matrix is divided into a plurality of blocks in the column direction, and a plurality of memory cell groups are provided corresponding to each of the plurality of memory cell groups. A memory cell group selection line for selecting a specific one of each memory cell group, a bit line connected to a plurality of memory cells arranged in a corresponding column in the memory cell group, and a memory cell group to be accessed. a row decoder for decoding row address information of the row decoder; a preword line connected to the output terminal of the row decoder and arranged across the plurality of memory cell groups; A divided word line is provided and activated based on a selection signal of the memory cell group selection line and an output signal of the pre-word line, the divided word line is formed of polysilicon, and the bit line is 1. A semiconductor memory device characterized in that the semiconductor memory device is made of aluminum, and the front word line is made of aluminum located in a layer different from the bit line.
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