JPH04353693A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH04353693A
JPH04353693A JP3127567A JP12756791A JPH04353693A JP H04353693 A JPH04353693 A JP H04353693A JP 3127567 A JP3127567 A JP 3127567A JP 12756791 A JP12756791 A JP 12756791A JP H04353693 A JPH04353693 A JP H04353693A
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JP
Japan
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blj
bit line
mos transistor
sense amplifier
memory cell
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JP3127567A
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Satoaki Iijima
飯島 聡章
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Sanyo Electric Co Ltd
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体記憶装置に関し
、特にメモリセルにキャパシタが用いられるダイナミッ
ク型半導体記憶装置(DRAM)の高速化に関する。
【0002】
【従来の技術】近年DRAMにおいては高集積化及び大
容量化が進み、4MビットDRAM、16MビットDR
AMのような大容量メモリが出現している。更に、アク
セスタイムの短縮化が図られ、40ns程度の高速DR
AMが開発されている。
【0003】この種のDRAMにおいては、メモリセル
が1個のキャパシタと1個のセルトランジスタで構成さ
れ、キャパシタ内に蓄積された電荷の有無によってデー
タ記憶を行い、読み出し及びリストア動作は選択された
メモリセルのセルトランジスタが導通状態となり、ビッ
ト線との電荷の授受により生じた一対のビット線間の微
少な差電圧(通常100mV〜200mV)が差動増幅
器よりなるセンスアンプにより増幅されることにより行
われる。
【0004】そして、メモリセルへのリストア動作が終
了するとビット線上に読み出された「H」と「L」の電
圧をその中間電圧である 1/2 Vccにプリチャー
ジするいわゆる1/2 Vccプリチャージ方式が一般
に行なわれている。
【0005】したがって、アクセスタイムを短縮するた
めには、センスアンプのセンス動作及びプリチャージ動
作を短時間で行なう必要がある。
【0006】以下、この種の高速DRAMに用いられて
いる回路方式を説明する。
【0007】図3は従来例に係る半導体記憶装置を示す
回路図、図4はこの回路の動作波形図である。
【0008】図3において、BL及び*BLはビット線
、MCi及びMCi+1はビット線BLj及びBLj+
1に接続されたメモリセル、WLi及びWLi+1はメ
モリセルMCi及びMCi+1を選択するワード線、S
Aは選択されたメモリセルMCiの電荷の有無によって
ビット線BLj及びBLj+1に生じた微少電位差を拡
大するためのセンスアンプ、QTj及びQTj+1はセ
ンスアンプSAのセンスノードS及び*Sとビット線B
Lj及びBLj+1の間に設けられたMOSトランジス
タ、RASCKはローアドレス制御信号*RASの信号
変化を遅延することによって、センスアンプSAの動作
を制御する制御クロックφN及びφPとMOSトランジ
スタQTj及びQTj+1を制御する制御クロックφT
等を発生出力する制御回路、PGはビット線BLj及び
BLj+1に1/2VCCの電圧を発生出力するプリチ
ャージ回路、QPj及びQPj+1はプリチャージ回路
PGとビット線BLj及びBLj+1の間に設けられた
MOSトランジスタ、I/O及び*I/Oは入力線であ
ってカラム選択信号CYiによって制御されたMOSト
ランジスタQYj及びQYj+1を介してセンスアンプ
SAのセンスノードS及び*Sに接続されている。、次
にこの回路の動作を図3を参照して説明する。
【0009】まず、制御クロックφTはVCC+Vt(
VCCは電源電圧、VtはMOSトランジスタQTj及
びQTj+1のスレッショルド電圧)以上の8Vにあり
、MOSトランジスタQTj及びQTj+1はオン状態
となる。
【0010】ここでビット線BLj及びBLj+1は前
サイクルにおいて電圧1/2VCCにプリチャージされ
ている。
【0011】次に、ローアドレス制御信号*RASの立
ち下がりに従って、選択されたワード線WLiがVCC
+Vt(VtはメモリセルMCiのスレッショルド電圧
)以上の8Vに上昇する。これにより、メモリセルMC
iに蓄積された電荷の有無に従って、ビット線BLj及
びBLj+1に電位差が生じる。
【0012】次に、制御クロックφTが接地電圧まで降
下しMOSトランジスタQTj及びQTj+1がオフす
る。
【0013】その後、センスアンプSAが活性化するこ
とにより、センスアンプSAのセンスノードS及び*S
に生じた電位差が高速に拡大する。
【0014】そして、再び制御信号φTが8Vに上昇す
ることによりMOSトランジスタQTj及びQTj+1
がオンし、センスアンプSAによって拡大された電圧V
CCあるいは接地電圧がビット線BLjあるいはBLj
+1に伝達される。このとき、メモリセルMCi内の電
荷は読み出し前の状態にもどり、リフレッシュされたこ
とになる。
【0015】その後、カラムアドレス制御信号*CAS
(図示せず)の立ち下がりに基づいて選択されたカラム
選択信号CYiが上昇し、ビット線BLj及びBLj+
1のデータが入出力線I/O及び*I/Oに転送される
。ローアドレス制御信号*RASが上昇すると、カラム
選択信号CYiが立ち下がり、ワード線WLiが立ち下
がる。   そしてプリチャージクロックφPGの立ち上がりを
受けて、MOSトランジスタQPj及びQPj+1がオ
ンし、プリチャージ回路PGの出力によってビット線B
Lj及びBLj+1が中間電圧の1/2VCCにプリチ
ャージされる。
【0016】このように、MOSトランジスタのQTj
及びQTj+1をセンス動作時にオフするように制御す
ることにより、センスアンプSAの高速化が図れ、読み
出し及びリストア動作終了後にビット線BLj及びBL
j+1を1/2VCCにプリチャージすることによって
ビット線BLj及びBLj+1の充放電時間を短縮化し
、アクセスタイムの短縮化を図っていた。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た方式によると、リストア時においてセンスアンプSA
はビット線BLj及びBLj+1の両方に拡大された電
圧を伝達しているのでリストア時間が長くかかり、また
プリチャージ時においてはプリチャージ回路はビット線
BLj及びBLj+1の両方を同時にプリチャージして
いるのでプリチャージ時間が長くなる。
【0018】このため、アクセスタイムを短縮すること
ができなかった。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した従来
の問題点に鑑みてなされたものであり、その特徴とする
点は、センスアンプSAがセンス動作を開始した後に非
選択側のビット線BLj+1をセンスアンプSAから切
り離してメモリセルMCiをリストアし、その後プリチ
ャージクロックφPGの立ち上がりに基づいて該ビット
線BLj+1のプリチャージを選択されたメモリセルM
Ci側のビット線BLjのプリチャージに先行して開始
するようにしたことにある。
【0020】すなわち、本発明は複数のメモリセルMC
i及びMCi+1が接続されたビット線対BLj及びB
Lj+1と、該ビット線対BLj及びBLj+1の一端
に接続されたセンスアンプSAと、前記ビット線対の他
の端に接続されたプリチャージ回路PGと、前記センス
アンプSAと前記ビット線対BLj及びBLj+1との
間に接続された第1のMOSトランジスタ対Q1j及び
Q1j+1と、前記プリチャージ回路PGと前記ビット
線対BLj及びBLj+1との間に接続された第2のM
OSトランジスタ対Q2j及びQ2j+1とを備え、前
記メモリセルMCiのデータが前記ビット線BLjに読
み出され、前記センスアンプSAがセンス動作を開始し
た後に、前記第1のMOSトランジスタ対Q1j及びQ
1j+1のうち非選択のメモリセルMCj+1側のビッ
ト線BLj+1に接続されたMOSトランジスタQ1j
+1がオフし、かつ前記第2のMOSトランジスタ対Q
2j及びQ2j+1のうち選択されたメモリセルMCi
側のビット線BLjに接続されたMOSトランジスタQ
2jがオフし、その後プリチャージクロックφPGの変
化を受けて前記プリチャージ回路PGは前記非選択のメ
モリセルMCj+1側のビット線BLj+1のプリチャ
ージを前記ビット線BLjのプリチャージに先行して開
始することを特徴としている。
【0021】
【作用】上述の手段によれば、第1のMOSトランジス
タ対Q1j及びQ1j+1のうち非選択のメモリセルM
Ci+1側のビット線BLj+1に接続されたMOSト
ランジスタQ1j+1は、メモリセルMCiのデータが
前記ビット線BLjに読み出された後にオフになって前
記ビット線BLj+1はセンスアンプSAから切り離さ
れ、センスアンプSAにかかる負荷容量は半減するので
、センスアンプSAのセンス動作が高速に行えるように
作用する。
【0022】そしてこの時第2のMOSトランジスタ対
Q2j及びQ2j+1のうち選択されたメモリセルMC
i側のビット線BLjに接続されたMOSトランジスタ
Q2jがオフし、前記ビット線BLjはプリチャージ回
路PGから切り離され、その後プリチャージクロックφ
PGの立ち上がりを受けて前記プリチャージ回路PGは
前記ビット線BLj+1のプリチャージを先行して開始
し、しかる後にMOSトランジスタQ2jがオンし前記
ビット線BLjを高速にプリチャージするように作用す
る。
【0023】これにより、リストア時間及びプリチャー
ジ時間を短縮することができるのである。
【0024】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0025】図1は本発明の実施例を説明するための回
路図、図2はこの動作波形図を示す。図3,図4と共通
の構成部分は共通の記号が与えてあり、回路図上の相違
点はプリチャージ回路PGとビット線BLj及びBLj
+1との間に第2のMOSトランジスタ対Q2j及びQ
2j+1を設け、かつMOSトランジスタQ1j及びQ
2j+1を制御クロックφT1で制御し、MOSトラン
ジスタQ1j+1とQ2jを制御クロックφT2で制御
するようにした点である。
【0026】そして、この制御クロックφT1及びφT
2を以下に説明するようなタイミングで変化させること
により、アクセスタイムの短縮を図るものである。最初
制御クロックはφT1及びφT2はVCC+Vt以上の
8Vにあり、第1のMOSトランジスタ対Q1j及びQ
1j+1と第2のMOSトランジスタQ2j及びQ2j
+1はいずれもオン状態にある。
【0027】次に、ローアドレス制御信号*RASの立
ち下がりに従って、選択されたワード線WLiがVCC
+Vt以上の8Vに上昇する。これにより、メモリセル
MCiに蓄積された電荷の有無に従って、ビット線BL
j及びBLj+1に差電圧が生じる。
【0028】その後、制御クロックφPが立ち下がり、
φNが立ち上がり、これを受けてMOSトランジスタQ
SP及びQSNがオンすることによりセンスアンプSA
が活性化され、センス動作が開始し、差電圧を徐々に拡
大する。
【0029】そして、この差電圧がビット線BLj及び
BLj+1の負荷容量等の影響で反転しない程度に拡大
した時点で、制御クロックφT2が立ち下がりMOSト
ランジスタQ1j+1及びQ2jがオフする。
【0030】これにより、非選択メモリセルMCj+1
側のビット線BLj+1はセンスアンプSAから切り離
され、センスアンプSAにかかる負荷容量は半減するの
でセンス動作が高速化され、ビット線BLjを介してメ
モリセルMCjには電圧VCCあるいは接地電圧が短時
間にリストアされる。
【0031】そして、プリチャージクロックφPGの立
ち上がりを受けてMOSトランジスタQPj及びQPj
+1がオンし、ビット線BLj+1のプリチャージを開
始する。このとき、MOSトランジスタQ2jはオフし
ているのでビット線BLjはまだプリチャージされず、
MOSトランジスタQ1j+1はオフしているので、ビ
ット線BLj+1をプリチャージしても、センスアンプ
SAのセンスノード*Sには影響を与えることはない。
【0032】その後、カラムアドレス制御信号CAS(
図示せず)の立ち下がりに基づいて選択されたカラム選
択信号CYiが上昇し、センスアンプSAによって拡大
されたセンスノードS及び*Sの電圧が入出力線I/O
及び*I/Oに転送される。
【0033】ローアドレス制御信号*RASが上昇する
と、カラム選択信号CYiが立ち下がり、ワード線WL
iが立ち下がる。
【0034】そして制御クロックφT2の立ち上がりを
受けて、MOSトランジスタQ1j+1及びQ2jがオ
ンし、ビット線BLjのプリチャージを開始する。この
時点では、ビット線BLj+1のプリチャージはすでに
完了しているのでプリチャージ回路PGはビット線BL
jだけプリチャージすれば足りるので短時間でプリチャ
ージが行えるのである。
【0035】このように、本発明は、ビット線BLj及
びBLj+1に第1のMOSトランジスタQ1j及びQ
1j+1と第2のMOSトランジスタQ2j及びQ2j
+1とを受け、上述したタイミングで制御クロックφT
1及びφT2を変化させることにより、従来はビット線
BLj及びBLj+1の両方を一括して充放電していた
のに対して、非選択のメモリセルMCi+1側のビット
線BLj+1についてはセンスアンプSAのセンス動作
が開始した後にセンスアンプSAから切り離してリスト
ア動作を行ない、その後かかるビット線BLj+1のプ
リチャージをビット線BLjのプリチャージに先行して
開始するように回路を構成したものであり、これにより
リストア時間及びプリチャージ時間を短縮することが可
能となる。
【0036】
【発明の効果】上述の説明の如く、本発明によれば、メ
モリセルへのリストア時間及びビット線のプリチャージ
時間が短縮されるので、アクセスタイムの短かい高速の
ダイナミック型半導体記憶装置を実現することが可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る半導体記憶装置の回路図
である。
【図2】本発明の実施例を示す動作波形図である。
【図3】従来例に係る半導体記憶装置の回路図である。
【図4】従来例の動作を示す動作波形図である。
【符号の説明】
BLj,BLj+1  ビット線 MCi,MCi+1  メモリセル WLi,WLi+1  ワード線 Q1j,Q1j+1    第1のMOSトランジスタ
対Q2j,Q2j+1    第2のMOSトランジス
タ対SA            センスアンプPG 
           プリチャージ回路φT1,φT
2,φN,φP  制御クロックφPG       
     プリチャージクロックRASCK     
 制御回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  複数のメモリセルMCi及びMCi+
    1が接続されたビット線対BLj及びBLj+1と、該
    ビット線対BLj及びBLj+1の一端に接続されたセ
    ンスアンプSAと、前記ビット線対の他の端に接続され
    たプリチャージ回路PGと、前記センスアンプSAと前
    記ビット線対BLj及びBLj+1との間に接続された
    第1のMOSトランジスタ対Q1j及びQ1j+1と、
    前記プリチャージ回路PGと前記ビット線対BLj及び
    BLj+1との間に接続された第2のMOSトランジス
    タ対Q2j及びQ2j+1とを備え、前記メモリセルM
    Ciのデータが前記ビット線BLjに読み出され、前記
    センスアンプSAがセンス動作を開始した後に、前記第
    1のMOSトランジスタ対Q1j及びQ1j+1のうち
    非選択のメモリセルMCj+1側のビット線BLj+1
    に接続されたMOSトランジスタQ1j+1がオフし、
    かつ前記第2のMOSトランジスタ対Q2j及びQ2j
    +1のうち選択されたメモリセルMCi側のビット線B
    Ljに接続されたMOSトランジスタQ2jがオフし、
    その後プリチャージクロックφPGの変化を受けて前記
    プリチャージ回路PGは前記非選択のメモリセルMCj
    +1側のビット線BLj+1のプリチャージを前記ビッ
    ト線BLjのプリチャージに先行して開始することを特
    徴とする半導体記憶装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH04388A (ja) * 1990-04-17 1992-01-06 Seiko Instr Inc 露光装置の位置合せ方法

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