JPH04356791A - Semiconductor memory - Google Patents

Semiconductor memory

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JPH04356791A
JPH04356791A JP3241352A JP24135291A JPH04356791A JP H04356791 A JPH04356791 A JP H04356791A JP 3241352 A JP3241352 A JP 3241352A JP 24135291 A JP24135291 A JP 24135291A JP H04356791 A JPH04356791 A JP H04356791A
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JP
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word line
transistor
transistors
memory cells
potential
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JP3241352A
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▲吉▼岡 重実
Shigemi Yoshioka
Takayuki Tanaka
孝幸 田中
Masaru Uesugi
上杉 勝
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To eliminate a malfunction and to enable a high speed operation by supplying a word line activation signal to a word line when the word line selection signal is supplied to a gate electrode. CONSTITUTION:When the word line selection signal is supplied to the gate electrode, the word line activation signal is supplied to word lines L1-Ln. When a voltage is applied to a word line selection signal terminalD1, a transistorQ11 turns ON and the activation signal is transmitted to a word line L1. Hence a transistorQ31 starts to turn ON and when it is over a threshold voltage VrH3, a transistorQ21 starts to turn OFF due to fall of potential of a reset line N. Next when a reset signal is inputted to a reset signal terminal R, a transistorQ4 becomes an ON state and a potential of the reset line N in raised. TransistorsQ31, Q32 become an ON state and a potential of the word line L1 is decreased. Transistors Q31, Q32 turn OFF. Thus since a lead electric current due to a short channel effect is suppressed, a malfunction is eliminated.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明は半導体記憶装置に関し
、特にダイナミックランダムアクセスメモリ(以下D−
RAMという)に関する。
[Field of Industrial Application] This invention relates to semiconductor memory devices, and particularly to dynamic random access memories (hereinafter referred to as D-
(referred to as RAM).

【0002】0002

【従来の技術】記憶容量が大きくアクセスタイムの速い
MOS型D−RAMを高集積化して実現しようとすると
、構成素子であるMOSトランジスタを縮少化する必要
がある。このためゲート長が短かくなりいわゆるショー
トチャンネル効果によってドレイン・ソース間のリーク
電流が増加する場合がある。このためD−RAM内のワ
ードライン信号駆動回路がこのリーク電流により誤動作
することがある。即ち、ページモードに切替えてワード
線を選択し、活性化信号を印加してハイレベル(以下“
H”と称する)にした後、ビット線を順次選択してメモ
リセルに書込を行っていく過程で、選択されたワード線
の“H”電位が前述したリーク電流により電位降下をお
こしてしまい書込が完全に行なえない状態が発生するこ
とがあった。D−RAMの設計にあたっては前述したシ
ョートチャンネル効果が発生しない限度までゲート長を
短かくするが、ショートチャンネル効果の発生はMOS
トランジスタのドレインソース間に印加される電圧の大
きさに大きく依存するため印加電圧の比較的低いメモリ
セル部と印加電圧の比較的高いワード線信号駆動回路な
どの周辺回路部とを同一仕様でトランジスタの設計を行
うと上述した不都合が発生することが多かった。
2. Description of the Related Art In order to realize a highly integrated MOS type D-RAM with a large storage capacity and a fast access time, it is necessary to reduce the size of the MOS transistors that are its constituent elements. As a result, the gate length becomes short, and leakage current between the drain and source may increase due to the so-called short channel effect. Therefore, the word line signal drive circuit in the D-RAM may malfunction due to this leakage current. That is, switch to page mode, select a word line, apply an activation signal, and set it to a high level (hereinafter referred to as “
In the process of sequentially selecting bit lines and writing to memory cells, the "H" potential of the selected word line drops due to the leakage current mentioned above. In some cases, a situation occurred in which writing could not be performed completely.When designing a D-RAM, the gate length is shortened to the extent that the short channel effect described above does not occur.
Because it depends largely on the magnitude of the voltage applied between the drain and source of the transistor, the memory cell section where the applied voltage is relatively low and the peripheral circuit section such as the word line signal drive circuit where the applied voltage is relatively high are connected to the transistor with the same specifications. When this design was carried out, the above-mentioned disadvantages often occurred.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は高速
化のためのショートチャンネルの要求は満たしつつもシ
ョートチャンネル効果による誤動作の発生をなくするこ
との出来る半導体記憶装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device that can satisfy the short channel requirement for higher speed while also eliminating the occurrence of malfunctions due to short channel effects.

【0004】0004

【課題を解決するための手段】この発明は前記課題を解
決するために、半導体記憶装置に、トランジスタとキャ
パシタとを各々有する複数のメモリセルと、前記複数の
メモリセルの各トランジスタのゲート電極と接続したワ
ード線と、前記複数のメモリセルに対応した複数のビッ
ト線であって、各々対応するメモリセルに書込を行なう
複数のビット線と、電源電圧よりも十分に高いレベルの
ワード線活性化信号が一方の電極に与えられ、他方の電
極を前記ワード線に接続し、ワード線選択信号がゲート
電極に与えられたとき、前記ワード線活性化信号を前記
ワード線へ与えることにより、前記複数のメモリセルの
トランジスタをすべてON状態とする前記第1のトラン
ジスタであって、前記ON状態を前記複数のビット線に
よるすべてのメモリセルへの書き込み完了時まで継続せ
しめ、前記複数のメモリセルのトランジスタの各ゲート
長よりも長いゲート長を有する第1のトランジスタと、
メモリセルへの書き込み完了後に与えられる電源電圧レ
ベルのリセット信号に応答して、前記ワード線を前記複
数のメモリセルのトランジスタがすべてOFF状態とな
るレベルとする第2のトランジスタであって、前記複数
のメモリセルのトランジスタの各ゲート長よりも長いゲ
ート長を有する第2のトランジスタとを設けたものであ
る。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention provides a semiconductor memory device with a plurality of memory cells each having a transistor and a capacitor, and a gate electrode of each transistor of the plurality of memory cells. A connected word line, a plurality of bit lines corresponding to the plurality of memory cells, each of which writes to the corresponding memory cell, and a word line activation level sufficiently higher than the power supply voltage. When the activation signal is applied to one electrode and the other electrode is connected to the word line, and the word line selection signal is applied to the gate electrode, the word line activation signal is applied to the word line. The first transistor turns on all the transistors of the plurality of memory cells, the first transistor continues the ON state until writing to all the memory cells by the plurality of bit lines is completed, and the first transistor turns on all the transistors of the plurality of memory cells. a first transistor having a gate length longer than each gate length of the transistor;
a second transistor that sets the word line to a level at which all transistors of the plurality of memory cells are turned off in response to a power supply voltage level reset signal applied after completion of writing to the memory cell; A second transistor having a gate length longer than each gate length of the transistors of the memory cell is provided.

【0005】[0005]

【作用】この発明によれば、D−RAMがページモード
で動作する場合、所定のワード線が選択され、活性化信
号が印加された後、ビット線を順次選択することによる
メモリセルへの書込みが完了するまでの間、この選択さ
れたワード線にリーク電流による電位降下が生ずるのを
効果的に防止することができる。
[Operation] According to the present invention, when a D-RAM operates in page mode, after a predetermined word line is selected and an activation signal is applied, writing to a memory cell is performed by sequentially selecting bit lines. Until this is completed, it is possible to effectively prevent a potential drop from occurring on the selected word line due to leakage current.

【0006】[0006]

【実施例】図1はワード線信号駆動回路を含むこの発明
が適用されるD−RAMの回路結線図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a circuit diagram of a D-RAM including a word line signal driving circuit to which the present invention is applied.

【0007】ワード線信号駆動回路はワード線活性化信
号端子Pに一端が接続され、ゲートに供給されるワード
線選択信号D1 ,D2 …Dn に応答してワード線
L1 ,L2 …Ln に活性化信号を伝達するトラン
ジスタQ11,Q 12 ,…Q1nと、このワード線
L1 ,L2 …Ln 上の活性化信号をリセットする
リセット回路10とから構成される。20はメモリ部で
、トランジスタTとコンデンサCの組からなるメモリセ
ルがマトリックス状に配列されている。各メモリセルは
ワード線L1 ,L2 …Ln とビット線B1 ,B
2 ,…Bn とに結合しており、選択的にコンデンサ
Cに電荷を蓄積することにより記憶が行なわれる。
The word line signal drive circuit has one end connected to the word line activation signal terminal P, and activates the word lines L1, L2...Ln in response to word line selection signals D1, D2...Dn supplied to the gates. It is composed of transistors Q11, Q12,...Q1n that transmit signals, and a reset circuit 10 that resets the activation signals on the word lines L1, L2...Ln. Reference numeral 20 denotes a memory section in which memory cells each consisting of a combination of a transistor T and a capacitor C are arranged in a matrix. Each memory cell has word lines L1, L2...Ln and bit lines B1, B
2,...Bn, and storage is performed by selectively accumulating charge in the capacitor C.

【0008】従来の回路ではメモリを構成するトランジ
スタTを含めすべてのトランジスタのゲート長は同一に
なるように設計されていたが、図1に示した回路では図
中に点線で囲んで示したトランジスタQ11,Q12,
…Q1n,Q21,Q22…Q2nのスレッショルド電
圧を他のトランジスタのそれよりも高くしている。製造
工程を増加させることなく一部のトランジスタのスレッ
ショルド電圧を高くするにはゲート長を他のトランジス
タのそれよりも長くすれば良く、これは写真蝕刻用のマ
スクを一部変更するだけで簡単に実現することができる
In the conventional circuit, all transistors including the transistor T constituting the memory were designed to have the same gate length, but in the circuit shown in FIG. Q11, Q12,
...Q1n, Q21, Q22...The threshold voltages of Q2n are set higher than those of other transistors. In order to increase the threshold voltage of some transistors without increasing the manufacturing process, the gate length can be made longer than that of other transistors, and this can be done simply by changing some of the photolithography masks. It can be realized.

【0009】次に図1の回路の動作を説明するが、簡単
のためにワード線L1 とL2 についてのみ説明を限
定するが他も同様である。図2は動作を説明するための
タイミングチャートである。ワード線活性化信号端子P
の電位VCC+VTH+α(ここでVCCは電源電圧,
 VTHはトランジスタQ11,Q12のスレッショル
ド電圧,αは余裕電圧である。)まで立上り、その後ワ
ード線選択信号端子D1 に電源電圧VCCが印加され
るとトランジスタQ11はオンして活性化信号をワード
線L1 に伝達する。この時ワード線L1 の電位はV
CCとなって“H”となる。ワード線L1 の電位上昇
にともなってトランジスタQ31がオンし始め、ワード
線L1 の電位がトランジスタQ31のスレッショルド
電圧VTH3 を越えると、リセット線Nの電位はVC
C−VTH4 (ここでVTH4 はトランジスタQ4
 のスレッショルド電圧)から0Vに落ちる。リセット
線Nの電位降下にともないトランジスタQ21がオフし
始め、その電位がVTH2 (ここでVTH2 はトラ
ンジスタQ21,Q22のスレッショルド電圧)以下に
なったところで完全にオフ状態となる。選択されなかっ
たワード線選択信号端子D2 は0Vに保たれているた
めトランジスタQ12はオンせず、ワード線L2 の電
位0Vである。
Next, the operation of the circuit shown in FIG. 1 will be described. For the sake of simplicity, the explanation will be limited to word lines L1 and L2, but the same applies to the other circuits. FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation. Word line activation signal terminal P
potential VCC+VTH+α (here, VCC is the power supply voltage,
VTH is the threshold voltage of the transistors Q11 and Q12, and α is the margin voltage. ), and then when the power supply voltage VCC is applied to the word line selection signal terminal D1, the transistor Q11 is turned on and transmits the activation signal to the word line L1. At this time, the potential of word line L1 is V
It becomes CC and becomes “H”. As the potential of the word line L1 rises, the transistor Q31 starts to turn on, and when the potential of the word line L1 exceeds the threshold voltage VTH3 of the transistor Q31, the potential of the reset line N becomes VC.
C-VTH4 (Here, VTH4 is transistor Q4
threshold voltage) to 0V. As the potential of the reset line N drops, the transistor Q21 begins to turn off, and becomes completely off when its potential falls below VTH2 (here, VTH2 is the threshold voltage of the transistors Q21 and Q22). Since the unselected word line selection signal terminal D2 is maintained at 0V, the transistor Q12 is not turned on, and the potential of the word line L2 is 0V.

【0010】次にVCCの電位を持つリセット信号がリ
セット信号端子Rに入力されるとトランジスタQ4 は
オン状態となり、リセット線Nの電位はVCC−VTH
4 まで昇圧される。そしてリセット線Nの電位がVT
H2 以上となったところでトランジスタQ21,Q2
2がオン状態となり、ワード線L1 の電位は0Vに減
圧していく。それと同時にトランジスタQ31,Q32
がオフし、リセット線Nの電位はVCC−VTH4 に
落ちつく。このような動作においてワード線L1 ,L
2 はワード線選択信号によって選択された時のみ“H
”となりリセット信号によってリセットされるまで“H
”の状態を維持している必要がある。
Next, when a reset signal having a potential of VCC is input to the reset signal terminal R, the transistor Q4 is turned on, and the potential of the reset line N becomes VCC-VTH.
The pressure is increased to 4. And the potential of the reset line N is VT
When the voltage exceeds H2, transistors Q21 and Q2
2 is turned on, and the potential of the word line L1 is reduced to 0V. At the same time, transistors Q31 and Q32
is turned off, and the potential of the reset line N settles to VCC-VTH4. In such an operation, the word lines L1, L
2 is “H” only when selected by the word line selection signal.
” and remains “H” until reset by the reset signal.
” must be maintained.

【0011】従来の回路ではトランジスタQ11,Q1
2,Q21,Q22のショートチャンネル効果によりリ
ーク電流が発生しワード線L1 ,L2 の“H”の電
位が降下したり、ワード線活性化信号の電位が降下して
しまうという欠点があったが、図1に示したようにトラ
ンジスタQ11,Q12…Q1n,Q21,Q22,…
Q2nのスレッショルド電圧を高くして、ショートチャ
ンネル効果によるリーク電流が発生しないようにしてお
けばこのような欠点を解消することが出来る。(図2に
は点線で電位降下をともなう場合の波形図を示している
。)したがって正常なメモリ書込動作が阻害されること
はなくなる。
In the conventional circuit, transistors Q11 and Q1
However, the short channel effect of Q21, Q22 causes a leakage current, which causes the "H" potential of the word lines L1 and L2 to drop, and the potential of the word line activation signal to drop. As shown in FIG. 1, transistors Q11, Q12...Q1n, Q21, Q22,...
This drawback can be overcome by increasing the threshold voltage of Q2n to prevent leakage current from occurring due to the short channel effect. (In FIG. 2, a waveform diagram with a potential drop is shown by a dotted line.) Therefore, normal memory write operation will not be inhibited.

【0012】0012

【発明の効果】以上実施例に基づいて詳細に説明したよ
うに、この発明によれば、ページモードで動作する半導
体記憶装置の高速化のためのショートチャンネル化を実
現しつつ、ショートチャンネル効果すなわちパンチスル
ーによる誤動作をなくした半導体装置を提供することが
出来、さらに高レベルのワード線活性化信号を用いたこ
とにより、より高速動作可能な半導体装置を提供するこ
とができる。
As described above in detail based on the embodiments, according to the present invention, it is possible to realize a short channel for increasing the speed of a semiconductor memory device operating in page mode, and to reduce the short channel effect, i.e. It is possible to provide a semiconductor device that eliminates malfunctions due to punch-through, and further, by using a high-level word line activation signal, it is possible to provide a semiconductor device that can operate at higher speed.

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

【図1】本発明実施例のD−RAM回路図。FIG. 1 is a D-RAM circuit diagram according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の回路動作を説明するタイムチャート。FIG. 2 is a time chart explaining the circuit operation of FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10    リセット回路 20    メモリ部 P    ワード線活性化信号端子 L1 〜Ln     ワード線 B1 〜Bn     ビット線 R    ワード線リセット信号端子 10 Reset circuit 20 Memory section P Word line activation signal terminal L1 ~ Ln Word line B1 ~ Bn Bit line R Word line reset signal terminal

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  トランジスタとキャパシタとを各々有
する複数のメモリセルと、前記複数のメモリセルの各ト
ランジスタのゲート電極と接続したワード線と、前記複
数のメモリセルに対応した複数のビット線であって、各
々対応するメモリセルに書込を行なう複数のビット線と
、電源電圧よりも十分に高いレベルのワード線活性化信
号が一方の電極に与えられ、他方の電極を前記ワード線
に接続し、ワード線選択信号がゲート電極に与えられた
とき、前記ワード線活性化信号を前記ワード線へ与える
ことにより、前記複数のメモリセルのトランジスタをす
べてON状態とする前記第1のトランジスタであって、
前記ON状態を前記複数のビット線による前記すべての
メモリセルへの書き込み完了時まで継続せしめ、前記複
数のメモリセルのトランジスタの各ゲート長よりも長い
ゲート長を有する第1のトランジスタと、メモリセルへ
の書き込み完了後に与えられる電源電圧レベルのリセッ
ト信号に応答して、前記ワード線を前記複数のメモリセ
ルのトランジスタがすべてOFF状態となるレベルとす
る第2のトランジスタであって、前記複数のメモリセル
のトランジスタの各ゲート長よりも長いゲート長を有す
る第2のトランジスタとを有することを特徴とした半導
体記憶装置。
1. A plurality of memory cells each having a transistor and a capacitor, a word line connected to a gate electrode of each transistor of the plurality of memory cells, and a plurality of bit lines corresponding to the plurality of memory cells. A plurality of bit lines each write to a corresponding memory cell, and a word line activation signal at a level sufficiently higher than the power supply voltage is applied to one electrode, and the other electrode is connected to the word line. , the first transistor turns on all transistors of the plurality of memory cells by applying the word line activation signal to the word line when the word line selection signal is applied to the gate electrode; ,
a first transistor having a gate length longer than each gate length of the transistors of the plurality of memory cells; a second transistor that sets the word line to a level at which all transistors of the plurality of memory cells are turned off in response to a power supply voltage level reset signal applied after completion of writing to the plurality of memory cells; a second transistor having a gate length longer than each gate length of the transistors of the cell.
JP3241352A 1991-09-20 1991-09-20 Semiconductor memory device Expired - Lifetime JPH07105135B2 (en)

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Cited By (1)

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US5594698A (en) * 1993-03-17 1997-01-14 Zycad Corporation Random access memory (RAM) based configurable arrays

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