JPH0438787A - Semiconductor memory - Google Patents

Semiconductor memory

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Publication number
JPH0438787A
JPH0438787A JP2144567A JP14456790A JPH0438787A JP H0438787 A JPH0438787 A JP H0438787A JP 2144567 A JP2144567 A JP 2144567A JP 14456790 A JP14456790 A JP 14456790A JP H0438787 A JPH0438787 A JP H0438787A
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JP
Japan
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potential
memory cell
memory
line
control line
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Application number
JP2144567A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsutaka Kimura
木村 勝高
Takeshi Sakata
健 阪田
Kiyoo Ito
清男 伊藤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0438787A publication Critical patent/JPH0438787A/en
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Abstract

PURPOSE:To sufficiently secure the accumulated charge quantity of a memory cell, while making the most of low power consumption, high S/N and high integration by varying the potential of a control line, and boosting the potential of a node in the memory cell from one terminal of a capacitor for constituting the memory cell. CONSTITUTION:As for a selected memory cell M11, since the potential of a control line SC1 is low potential OV, the potential of a node N in the selected memory cell M11 becomes OV or VH, and in a data line D1, a signal is read out in accordance with storage information '0', '1'. On the other hand, a word line W1 becomes high potential VH, the control line SC1 becomes low potential OV, and also, a transistor Qy1 is turned on. Subsequently, the potential of a data line is set to OV or VH in accordance with write information from the outside. By lowering the control line SC1 to lower voltage -Vth once, returning it to low potential OV, and setting the word line W1 to low potential OV, write can be executed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、低消費電力と高信頼性とを同時に満足する半
導体メモリ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 that simultaneously satisfies low power consumption and high reliability.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の1トランジスタ1キヤパシタのメモリセルからな
る半導体メモリを改良するものとして、特公昭55−7
635号記載の発明がある。上記発明の半導体メモリは
、第1図(a)に示すように、複数のワード線W、、W
2と複数のデータ線D1.D2と、上記データ線に対応
して設けられた複数の制御線sc1.sc2と、各ワー
ド線と各制御線およびデータ線の交点に配列したメモリ
セルM11. Mよ2. M20. M2□よりなり、
上記ワード線および制御線を選択することにより、これ
らの交点に配置したメモリセルのみを対応するデータ線
上に検出可能としたものである。つぎに、第2図を用い
て上記従来の半導体メモリの動作を説明する。いま、メ
モリセルのキャパシタに記憶情報11Q u 、  1
11 IIに対応した低電位あるいは高電位が蓄えられ
ている場合、非選択メモリセル間工2内のノードN (
M1□)の電位は、制御線SC2の電位を低電位(Ov
)から高電位(VH)にすると、一 容量結合によってほぼVHだけ上昇する。この状態でワ
ード線W1の電位を高電位(V o )にしても、デー
タ線はあらかじめVHにプリチャージされているから、
メモリセル間工2のトランジスタのゲートとソース電位
はほぼ等しくなる結果、このトランジスタはカットオフ
になり、メモリセルM□2の記憶内容は破壊されない。
To improve the conventional semiconductor memory consisting of one transistor and one capacitor memory cell,
There is an invention described in No. 635. The semiconductor memory of the above invention has a plurality of word lines W, , W, as shown in FIG. 1(a).
2 and a plurality of data lines D1. D2, and a plurality of control lines sc1.D2 provided corresponding to the data lines. sc2, and memory cells M11.sc2 arranged at the intersections of each word line, each control line, and each data line. M 2. M20. Consists of M2□,
By selecting the word line and control line, only the memory cells arranged at the intersections of these can be detected on the corresponding data lines. Next, the operation of the conventional semiconductor memory described above will be explained using FIG. Now, storage information 11Q u, 1 is stored in the capacitor of the memory cell.
11 When a low potential or high potential corresponding to II is stored, the node N (
The potential of M1□) lowers the potential of control line SC2 to a lower potential (Ov
) to a high potential (VH), the voltage increases by approximately VH due to capacitive coupling. Even if the potential of the word line W1 is set to a high potential (V o ) in this state, the data line is precharged to VH, so
As a result, the gate and source potentials of the transistor in the memory cell interlayer 2 become approximately equal, and as a result, this transistor is cut off, and the storage contents of the memory cell M□2 are not destroyed.

一方、選択されたメモリセル間工、については、制御線
SC工の電位が低電位のため、選択メモリセル間工、内
のノードN(Mll)の電位は昇圧されることがなく、
データ線D1には記憶情報II OII 、  KL 
I IIに従って信号が読み出され葛。すなわち、記憶
情報がLL Q 11と1”の場合でデータ線D1の電
位がVsだけ異なる。この電位差で情報LE OTj 
、  1111″を弁別するために、トランジスタQy
工をオンにしセンスアンプSAに入力し、増幅する。さ
らにその出力をメモリセルM1□に再書き込みする。こ
のようにすることにより特公昭55−7635号に記載
されているように、従来に較べ低消費電力化、高S/N
化、高集積化がはかれる。
On the other hand, regarding the selected memory cell interconnect, since the potential of the control line SC is low, the potential of the node N (Mll) in the selected memory cell interconnect is not boosted.
Data line D1 carries storage information II OII, KL
The signal is read out according to I II. That is, when the stored information is LL Q 11 and 1", the potential of the data line D1 differs by Vs. This potential difference causes the information LE OTj
, 1111″, the transistor Qy
Turn on the signal, input it to the sense amplifier SA, and amplify it. Furthermore, the output is rewritten into the memory cell M1□. By doing this, as described in Japanese Patent Publication No. 55-7635, lower power consumption and higher S/N than before.
technology and high integration.

一方、1トランジスタ1キヤパシタメモリセルではメモ
リセルからのリーク電流のため、メモリセル内の情報が
失われる前にリフレッシュする必要がある。上記リフレ
ッシュの頻度が少ない程メモリとして使いやすく、また
信頼性が高くなる。
On the other hand, in a one-transistor, one-capacitor memory cell, due to leakage current from the memory cell, it is necessary to refresh the information in the memory cell before it is lost. The lower the refresh frequency, the easier it is to use as a memory, and the higher the reliability.

リフレッシュの頻度を少なくするためには、メモリセル
内に蓄えられる電荷量を多くすることが有効である。ま
た、放射線によるメモリセルの記憶情報破壊すなわちソ
フトエラーに対しても、電荷量を多くすることは有効な
手段である。しかし、上記従来技術ではこの点について
は配慮されていなかった。
In order to reduce refresh frequency, it is effective to increase the amount of charge stored in memory cells. Increasing the amount of charge is also an effective means against destruction of information stored in memory cells due to radiation, that is, soft errors. However, the above-mentioned conventional technology did not take this point into consideration.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記従来技術はメモリの高集積化、メモリセルの微細化
に伴って生じる、メモリセル内における蓄積電荷量の減
少に対する配慮がされておらず、メモリの情報保持時間
の低下や信頼性の低下等の問題があった。
The above-mentioned conventional technology does not take into account the reduction in the amount of charge stored in memory cells, which occurs with the increase in memory integration and miniaturization of memory cells, resulting in a reduction in memory information retention time and reliability. There was a problem.

すなわち、上記従来技術では第2図に示すように、その
動作原理からメモリセル内のノードの高電位をワード線
の高電位(V o )からVth分(Vth:メモリセ
ルのトランジスタのしきい値電圧)低い電位までしか書
き込むことができない。
That is, as shown in FIG. 2, in the above conventional technology, the high potential of the node in the memory cell is varied from the high potential of the word line (V o ) by Vth (Vth: the threshold value of the transistor of the memory cell) due to its operating principle. Voltage) It is possible to write only to low potentials.

近年、メモリの高集積化、メモリセルの微細化に伴い、
消費電力、素子の信頼性の点からメモリの動作電圧を下
げざるを得なくなっている。一方、メモリセルのトラン
ジスタのしきい値電圧は、メモリの情報保持時間を確保
するためにむやみに低くすることができない。したがっ
て、上記従来技術ではますますメモリセル内の蓄積電荷
量が減少し、その結果メモリの情報保持時間や信頼性の
点で問題があった。
In recent years, with the increasing integration of memory and the miniaturization of memory cells,
From the viewpoint of power consumption and element reliability, it is necessary to lower the operating voltage of memory. On the other hand, the threshold voltage of a transistor in a memory cell cannot be made unnecessarily low in order to ensure the information retention time of the memory. Therefore, in the above-mentioned conventional technology, the amount of charge stored in the memory cell decreases more and more, resulting in problems in terms of information retention time and reliability of the memory.

本発明の目的は、低消費電力、高S/N、高集積性を活
かしながら、メモリセルの蓄積電荷量を十分に確保した
半導体メモリを得ることにある。
An object of the present invention is to obtain a semiconductor memory that takes advantage of low power consumption, high S/N, and high integration while ensuring a sufficient amount of accumulated charge in memory cells.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的は、複数のワード線と、これに交差して配置さ
れた複数のデータ線と、該データ線に共通に設けた信号
検出手段と、該信号検出手段と上記データ線のそれぞれ
に接続するための複数のスフ イツチング手段と、上記ワード線とデータ線との交点に
それぞれ設けた複数のメモリセルであって、上記メモリ
セルの少なくとも一部が、上記ワード線の電位によって
オンオフが制御されるスイッチング素子と、情報記憶用
のキャパシタとからなり、上記キャパシタの一端がスイ
ッチング素子を介して上記データ線に接続されたメモリ
セルと、上記データ線のそれぞれに接続された複数のメ
モリセル群に対応して設けられ、それぞれが上記メモリ
セル群内のキャパシタに共通に接続された複数の制御線
を有し、それぞれのメモリセルの記憶情報の読み出しお
よび書き込みを、対応するワード線と制御線とが共に選
択されたときに行われる半導体メモリにおいて、上記制
御線の電位が第1の電位でメモリセルが非選択状態とな
り、上記制御線の電位が第2電位でメモリセルが選択さ
れ、上記信号検出手段によって上記データ線が所定の高
電位または低電位になったのち、制御線の電位を第2の
電位より一旦下げ再度立ち上げるようにし、上記キャパ
シタの一端の電位が高電位の時は昇圧し、低電位の時は
変化しないように、動作させることにより達成される。
The above purpose is to connect a plurality of word lines, a plurality of data lines arranged to intersect with the word lines, a signal detection means provided in common to the data lines, and a connection between the signal detection means and each of the data lines. a plurality of switching means for switching, and a plurality of memory cells provided at the intersections of the word line and the data line, wherein at least some of the memory cells are switched on and off by controlling the potential of the word line. and a capacitor for storing information, one end of which corresponds to a memory cell connected to the data line via a switching element, and a plurality of memory cell groups connected to each of the data lines. A plurality of control lines are provided, each of which is commonly connected to a capacitor in the memory cell group, and the corresponding word line and control line together read and write information stored in each memory cell. In the semiconductor memory that is performed when selected, the potential of the control line is a first potential and the memory cell is in a non-selected state, the potential of the control line is a second potential and the memory cell is selected, and the signal detection means After the data line reaches a predetermined high potential or low potential, the potential of the control line is lowered once from the second potential and raised again, and when the potential of one end of the capacitor is at a high potential, the voltage is increased, This is achieved by operating so that it does not change when the potential is low.

すなわち、メモリセル内のキャパシタの一端に結合した
制御線に、3つ以上のレベルをもつパルスを印加し、上
記制御線にメモリセルを選択する機能と、選択されたメ
モリセルの情報が高電位の場合にメモリセル内のキャパ
シタを介して昇圧する機能とを、もたせるようにしたも
のである。
In other words, a pulse having three or more levels is applied to a control line connected to one end of a capacitor in a memory cell, and a memory cell is selected on the control line, and the information of the selected memory cell is set to a high potential. It is designed to have the function of boosting the voltage via the capacitor in the memory cell in the case of .

〔作用〕[Effect]

メモリセルをワード線と制御線の両方で選択するために
、非選択メモリセルに結合された制御線に、非選択メモ
リセル内のトランジスタがカッ1へオフ状態となるよう
な電位を印加する。一方、選択メモリセルに結合された
制御線には、メモリセルの記憶情報が対応したデータ線
に読み出されるような電位を印加する。さらに制御線の
電位を変化させ、メモリセルを構成するキャパシタの一
端からメモリセル内のノードの電位を昇圧する。このよ
うにすることにより、ワード線および制御線によってこ
れらの交点に配置したメモリセルのみを対応するデータ
線上に検出可能とするとともに、メモリセル内の蓄積電
荷量を大きくすることができる。したがって、情報保持
特性、耐α線ソフトエラー特性の向上をはかることがで
きる。
In order to select a memory cell by both the word line and the control line, a potential is applied to the control line coupled to the unselected memory cell so that the transistor in the unselected memory cell is turned off. On the other hand, a potential is applied to the control line coupled to the selected memory cell so that the information stored in the memory cell is read out to the corresponding data line. Furthermore, the potential of the control line is changed to boost the potential of a node within the memory cell from one end of a capacitor that constitutes the memory cell. By doing so, only the memory cells arranged at the intersections of the word lines and control lines can be detected on the corresponding data lines, and the amount of charge stored in the memory cells can be increased. Therefore, it is possible to improve information retention characteristics and α-ray soft error resistance characteristics.

〔実施例〕〔Example〕

つぎに本発明の実施例を図面とともに説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図(a)はワード線と制御線とでメモリセルが選択
される半導体メモリのメモリアレー回路図、(b)およ
び(c)は上記メモリアレー構成による動作例をそれぞ
れ説明する図、第2図は従来のメモリセルの動作タイミ
ング図、第3図および第4図は本発明による他の動作タ
イミングをそれぞれ示す図、第5図(a)は信号を差動
的に検出する場合の半導体メモリのメモリアレー回路図
、(b)はその動作タイミング図、第6図は上記第1図
あるいは第5図に示すメモリアレーを複数個用いたメモ
リの構成図、第7図はセンスアンプの一例を示す図、第
8図はページモード動作における本発明の半導体メモリ
の動作タイミング図、第9図は他のメモリセルによる半
導体メモリのメモリアレー回路図、第10図は本発明に
よる半導体メモリの動作タイミング図、第11図は制御
線に印加するパルス発生回路の一例を示す図である。
FIG. 1(a) is a memory array circuit diagram of a semiconductor memory in which memory cells are selected by word lines and control lines, FIG. 1(b) and FIG. 2 is an operation timing diagram of a conventional memory cell, FIGS. 3 and 4 are diagrams showing other operation timings according to the present invention, and FIG. 5(a) is a diagram of a semiconductor when differentially detecting signals. A memory array circuit diagram of the memory, (b) is its operation timing diagram, FIG. 6 is a configuration diagram of a memory using multiple memory arrays shown in FIG. 1 or FIG. 5 above, and FIG. 7 is an example of a sense amplifier. FIG. 8 is an operation timing diagram of the semiconductor memory of the present invention in page mode operation, FIG. 9 is a memory array circuit diagram of the semiconductor memory using other memory cells, and FIG. 10 is the operation of the semiconductor memory of the present invention. The timing diagram, FIG. 11, is a diagram showing an example of a pulse generation circuit that applies to the control line.

第1図において、(a)はメモリアレーの構成を示し、
(b)は読み出し時の動作を示し、(c)は書き込み時
の動作を示している。メモリセルのキャパシタに記憶情
報″0′″  II I 11に対応する低電位(Ov
)あるいは高電位(VH)が蓄えられているとする。例
えばメモリセルM□1を読み出す場合を説明すると、非
選択メモリセルM12内のノードN (Ml□)の電位
は、制御線SC2の電位を低電位(Ov)から高電位(
V o )にした場合、容量結合によってほぼV oあ
るいは2V++に上昇する。この状態でワード線W、の
電位を高電位(V o )にしても、データ線はあらか
じめVHにプリチャージされているから、メモリセル間
工2のトランジスタのゲートとソース電位がほぼ等しく
なる結果、上言己トランジスタはカットオフになり、メ
モリセルM1□の記憶内容は破壊されない。一方、選択
されたメモリセルM11については、制御tIASC1
の電位が低電位(○V)のため、選択メモリセルM□、
内のノードN (Mよ、)の電位はOvあるいはVoと
なっており、データ線D1には記憶情報11()”、“
1”にしたがって信号が読み出される。
In FIG. 1, (a) shows the configuration of a memory array,
(b) shows the operation at the time of reading, and (c) shows the operation at the time of writing. A low potential (Ov) corresponding to the storage information "0'" II I 11 is applied to the capacitor of the memory cell.
) or a high potential (VH) is stored. For example, when reading out the memory cell M□1, the potential of the node N (Ml□) in the unselected memory cell M12 changes the potential of the control line SC2 from a low potential (Ov) to a high potential (Ov).
V o ), it increases to approximately V o or 2V++ due to capacitive coupling. In this state, even if the potential of the word line W is set to a high potential (V o ), the data line is precharged to VH, so the gate and source potentials of the transistor in the memory cell interconnection 2 become almost equal. , the transistor is cut off and the memory contents of the memory cell M1□ are not destroyed. On the other hand, for the selected memory cell M11, the control tIASC1
Since the potential of the selected memory cell M□ is low (○V),
The potential of the node N (M) in
1”, the signal is read out.

すなわち、記憶情報がh OIIと1″″との場合でデ
ータ線D1の電位がVSだけ異なる。この電位差で情報
LL Q II 、  LL I 11を弁別するため
に、トランジスタQ y、をオンにし、センスアンプS
Aに入力し増幅する。この結果、データ線り□上の電位
差が増幅され、デー線D1の電位はOvあるいはVHと
なる。その後、制御線SC□の電位をさらに低い電位(
−vth)まで下げる。これにより選択メモリセルのノ
ードが高電位の場合は電位がVHV t hとなり、低
電位の場合はメモリセルのトランジスタがオン状態にな
っているため、電位は0■になる。その後、制御線S0
1の電位を低電位(Ov)に戻すと、選択メモリセルの
ノードの電位は高電位の場合トランジスタがほぼカット
オフ状態にあるため、キャパシタを介してVHまで昇圧
される。一方、低電位の場合はトランジスタがオン状態
のため、その電位がセンスアップによって保持されてお
り、電位はOvと変わらない。
That is, when the stored information is hOII and 1'''', the potential of the data line D1 differs by VS. In order to discriminate between the information LL Q II and LL I 11 using this potential difference, the transistor Q y is turned on and the sense amplifier S
Input to A and amplify. As a result, the potential difference on the data line □ is amplified, and the potential of the data line D1 becomes Ov or VH. After that, the potential of the control line SC□ is lowered to a lower potential (
-vth). As a result, when the node of the selected memory cell has a high potential, the potential becomes VHV th, and when the node has a low potential, the potential becomes 0■ because the transistor of the memory cell is in an on state. After that, the control line S0
When the potential of node 1 is returned to a low potential (Ov), the potential of the node of the selected memory cell is boosted to VH via the capacitor because the transistor is almost in a cut-off state when the potential is high. On the other hand, when the potential is low, the transistor is in an on state, so that potential is held by sense-up, and the potential is unchanged from Ov.

その後、ワード線W1を低電位(0■)にし、選択メモ
リセルの読み出しを終了する。
Thereafter, the word line W1 is set to a low potential (0■), and reading of the selected memory cell is completed.

書き込み動作は第1図(c)に示すように行う。The write operation is performed as shown in FIG. 1(c).

同図ではメモリセルM 11に書き込む場合を示してお
り、ワード線W0を高電位(V H)に、制御線SC0
を低電位(Ov)にし、さらに1−ランジスタQylを
オンにする。そしてデータ線の電位を外部から書き込み
情報に応じてOvあるいはVoにする。これにより選択
メモリセル内のノード電位はOvあるいはVHVthに
なる。その後、制御線SC1を一度さらに低い電位(V
=h)まで下げ、再び低電位(Ov)まで戻すと、読み
出し動作時と同様に高電位はVoまで昇圧される。その
後、ワード線W1を低電位(Ov)にすることにより書
き込みが行える。
The figure shows the case of writing to memory cell M11, where the word line W0 is set to high potential (VH) and the control line SC0 is set to high potential (VH).
is set to a low potential (Ov), and further the 1-transistor Qyl is turned on. Then, the potential of the data line is set to Ov or Vo according to externally written information. As a result, the node potential in the selected memory cell becomes Ov or VHVth. After that, the control line SC1 is once lowered to a lower potential (V
=h) and then returned to the low potential (Ov) again, the high potential is boosted to Vo as in the read operation. Thereafter, writing can be performed by setting the word line W1 to a low potential (Ov).

なお、第1図(b)および(c)に示したように、非選
択ワード線W2および選択制御線SC□の交点に配置さ
れた非選択メモリセルM 21において、上記制御線S
C工を−Vihまで下げた時のノード電位が−Vいまで
下がるが、完全なオン状態にはならず、メモリセルの記
憶情報を破壊することはない。また、この時データ線の
電位は十分に増幅された後であり、選択メモリセルの読
み出し動作に悪影響を及ぼすこともない。
Note that, as shown in FIGS. 1(b) and 1(c), in the unselected memory cell M21 arranged at the intersection of the unselected word line W2 and the selected control line SC□, the control line S
When C is lowered to -Vih, the node potential drops to -V, but it does not become a complete on state and does not destroy the information stored in the memory cell. Further, at this time, the potential of the data line has been sufficiently amplified, and does not adversely affect the read operation of the selected memory cell.

上記のように、本実施例によればメモリセルへの書き込
み電圧を従来に較へて大きくすることができ、メモリセ
ル内の蓄積電荷量を大きくすることができる。したがっ
て、情報保持特性、耐α線ソフトエラー特性の向上がは
かれる。
As described above, according to this embodiment, the write voltage to the memory cell can be increased compared to the conventional method, and the amount of charge stored in the memory cell can be increased. Therefore, information retention characteristics and α-ray soft error resistance characteristics can be improved.

第3図は本発明の他の実施例である動作タイミング図を
示すものである。第1図(b)で示した動作例では、制
御線SCの電位を待機状態で低電位にしておき、あるメ
モリセルを選択するときに非選択メモリセルに結合され
た制御線を高電位にすることにより、メモリセルの選択
を行う例を示した。しかしメモリセルをマトリックス状
に組み、例えば特公昭55−7635の第5図に記載さ
れているようにNXMのマトリックス状に組み、それに
共通してセンスアンプSAを設けた場合、非選択制御線
の数の方が選択制御線の数より多くなるため、あるメモ
リセルを選択するとき、選択制御線の電位だけを変化さ
せる方が、消費電力の低減および雑音の低減などの点か
ら有利であることはいうまでもない。この場合、第3図
に示したように、待機状態において制御線の電位を高電
位(V 11 )にしておき、選択制御線、例えば同図
ではSCユの電位を低電位(0■)にし、非選択制御線
の電位(同図では5C2)を高電位(V H)に維持し
ておけば、第1図と同様にメモリセルM□□のみを選択
することができる。
FIG. 3 shows an operation timing diagram of another embodiment of the present invention. In the operation example shown in FIG. 1(b), the potential of the control line SC is kept at a low potential in the standby state, and when a certain memory cell is selected, the control line connected to the unselected memory cell is set to a high potential. An example was shown in which memory cells are selected by However, when memory cells are arranged in a matrix, for example in an NXM matrix as shown in Figure 5 of Japanese Patent Publication No. 55-7635, and a sense amplifier SA is provided in common, the non-select control line Since the number of selection control lines is greater than the number of selection control lines, when selecting a certain memory cell, it is advantageous to change only the potential of the selection control line from the viewpoint of reducing power consumption and noise. Needless to say. In this case, as shown in Fig. 3, the potential of the control line is set to a high potential (V 11 ) in the standby state, and the potential of the selection control line, for example, SC U in the figure, is set to a low potential (0■). If the potential of the non-selection control line (5C2 in the figure) is maintained at a high potential (VH), only memory cell M□□ can be selected as in FIG.

第4図はさらに他の動作タイミング図を示すものであり
、メモリセル内のトランジスタのしきい値電圧が大きく
なった場合に有効な動作例を示している。すなわち、第
1図(b)あるいは第3図で示した動作例では、しきい
値電圧vthが大きくなり、データ線上に現われる信号
電圧Vsとの関係がVvh≧Vsとなった場合、データ
線上に現われる信号電圧Vsは Vs=(VH−Vth)Cs/(Co+Cs)となる。
FIG. 4 shows still another operation timing diagram, and shows an example of an operation that is effective when the threshold voltage of the transistor in the memory cell becomes large. That is, in the operation example shown in FIG. 1(b) or FIG. 3, when the threshold voltage vth becomes large and the relationship with the signal voltage Vs appearing on the data line becomes Vvh≧Vs, The signal voltage Vs that appears is Vs=(VH-Vth)Cs/(Co+Cs).

ここでCDはデータ線の寄生容量で、C8はメモリセル
容量である。この場合VsはV t hの増加とともに
減少することになり、センスアンプによる情報rr □
 ++ 、  rr 1 nの弁別を困難にする。
Here, CD is the parasitic capacitance of the data line, and C8 is the memory cell capacitance. In this case, Vs decreases as V th increases, and the information rr from the sense amplifier □
++, making it difficult to discriminate rr 1 n.

そこで第4図で示した実施例では、選択制御線の電位を
メモリセルの選択時にO■以下まで下げ、データ線上に
現われる信号電圧を大きくしようとする実施例である。
Therefore, in the embodiment shown in FIG. 4, the potential of the selection control line is lowered to below O■ when selecting a memory cell, and the signal voltage appearing on the data line is increased.

同図では選択制御線の電位をV1h/2とした場合を示
す。非選択制御線S02は第3図と同様に高電位(VH
)とし、非選択メモリセル(例えばM1□)内のノード
の電位をVHあるいは2Voにし、ワード線が選択され
ても、トランジスタがカットオフ状態になるようにする
The figure shows a case where the potential of the selection control line is set to V1h/2. The non-selection control line S02 is at a high potential (VH
), and the potential of the node in the unselected memory cell (for example, M1□) is set to VH or 2Vo, so that even if the word line is selected, the transistor is in the cut-off state.

一方、選択制御縁SC1はその電位を−V t h /
 2とする。これにより、選択メモリセルM1□内のノ
ードの電位は、記憶情報″0”、1”に対応して Vt
h/2あるいはVo  Vth/2となる。その後、選
択ワード線の電位を高電位(V o )にすると、デー
タ線D1に情報が読み出される。この】6 時、データ線に出力される電位差Vs’は、Vs’=(
VH−Vth/2)Cs/(Go+Cs)となる。この
電位差をセンスアンプで増幅したのち、第1図(b)と
同様に選択制御線SC工の電位を−V t hまで一度
下げ、その後O■まで戻すと、選択メモリセルのノード
の電位は、高電位の場合トランジスタがほぼカットオフ
状態にあるため、キャパシタを介してVHまで昇圧され
る。一方、低電位の場合はトランジスタがオン状態であ
るため、その電位がセンスアンプによって保持されてお
り電位は0■と変わらない。その後、ワード線W1を低
電位(OV)に戻し制御線を待機状態と同じ状態に戻せ
ば、再書き込み動作を含む読み出し動作が終了する。本
実施例によれば、データ線に出力される電位差を大きく
することができ、センスアンプによる情報1′0”、′
1”の弁別を容易にすることができる。なお、第4図で
示した実施例では選択制御線の電位を−Vih/2にす
る例を示したが、動作の説明から明らかなように、上記
電位は−VihからOvの間に設定する必要がある。す
なわち、  Vvh以下に設定した場合、選択制御線に
結合された非選択メモリセル(第4図ではM21)内の
ノードの電位が、読み出し時にV t h以下に下がっ
てしまい、ワード線が非選択であるにもかかわらず、ト
ランジスタがオン状態になってしまうからである。
On the other hand, the selection control edge SC1 changes its potential to −V th /
Set it to 2. As a result, the potential of the node in the selected memory cell M1□ becomes Vt corresponding to the storage information "0" and "1".
h/2 or Vo Vth/2. Thereafter, when the potential of the selected word line is set to a high potential (V o ), information is read to the data line D1. At this time, the potential difference Vs' output to the data line is Vs'=(
VH-Vth/2)Cs/(Go+Cs). After amplifying this potential difference with a sense amplifier, once lowering the potential of the selection control line SC to -V th and then returning it to O■ as in FIG. 1(b), the potential of the node of the selected memory cell becomes When the potential is high, the transistor is almost in a cut-off state, so the voltage is boosted to VH via the capacitor. On the other hand, when the potential is low, the transistor is in an on state, so that potential is held by the sense amplifier, and the potential remains unchanged at 0. Thereafter, by returning the word line W1 to a low potential (OV) and returning the control line to the same state as the standby state, the read operation including the rewrite operation is completed. According to this embodiment, it is possible to increase the potential difference output to the data line, and information 1'0'', '
In the embodiment shown in FIG. 4, the potential of the selection control line is set to -Vih/2, but as is clear from the explanation of the operation, The above potential needs to be set between -Vih and Ov.In other words, when it is set below Vvh, the potential of the node in the unselected memory cell (M21 in FIG. 4) connected to the selection control line becomes This is because the voltage drops below V th during reading, and the transistor is turned on even though the word line is not selected.

第5図に示す本発明の他の実施例は、メモリセルからの
信号を差動で検出する例を示している。
Another embodiment of the present invention shown in FIG. 5 shows an example in which signals from memory cells are detected differentially.

第5図(a)がメモリアレーの構成を示し、(b)はそ
の動作を示す。同図において、メモリセルM112Mk
□などはkXlのマトリックス状に配列されており、デ
ータ線(D□、Dlなど)、ワード線(W工、Wbなど
)、制御線(SC工、SCIなど)がそれに対応して設
けられている。各データ線はデータ線選択信号線Y工、
Ylなどにゲートが結合されたトランジスタを介して、
共通データ線CD、CDBに交互に接続されている。こ
れは共通データ線CD、CDBの寄生容量を等しくする
ためである。DM工、DMkなどは参照信号を出力する
ダミーセルで、ダミーデータ線DDに接続されている。
FIG. 5(a) shows the configuration of the memory array, and FIG. 5(b) shows its operation. In the same figure, memory cell M112Mk
□, etc. are arranged in a matrix of kXl, and data lines (D□, Dl, etc.), word lines (W, Wb, etc.), and control lines (SC, SCI, etc.) are provided correspondingly. There is. Each data line is a data line selection signal line Y,
Through a transistor whose gate is coupled to Yl etc.
They are alternately connected to common data lines CD and CDB. This is to equalize the parasitic capacitances of the common data lines CD and CDB. DM, DMk, etc. are dummy cells that output reference signals and are connected to the dummy data line DD.

ダミーデータ線DDはダミーデータ線選択信号線YD1
.YD2にゲー1−が結合された1−ランジスタを介し
て、共通データ線CD、CDBに接続されている。ダミ
ーセルはダミーセルリセット信号φDHRによりダミー
セル内のノードの電位を  Vd−(”VH/2)に設
定される。またコンデンサの一端にはバイアス電位Vd
p(例えばOV)が与えられている。PDはデータ線お
よびダミーデータ線をあらかじめプリチャージしておく
回路で、プリチャージ信号線PCDに高い電位(Vuu
)を印加することで、データ線およびダミーデータ線を
vHにプリチャージする。このような構成において、第
5図(b)に示すようにあらかじめデータ線およびダミ
ーデータ線をvHにプリチャージしておく。また、ダミ
ーセル内のノードの電位をVd−(= V++/ 2 
)に設定しておく。その後選択制御線(同図ではSC□
)を低電位(0■)にし、また選択ワード線(同図では
W工)を高電位(Vu)にする。これによりメモリセル
間工、およびダミーセルDM、が選択され、データ線D
1に記憶信号が、ダミーデータ線DDに参照信号が出力
される。
Dummy data line DD is dummy data line selection signal line YD1
.. It is connected to the common data lines CD and CDB via a 1- transistor having a gate 1- coupled to YD2. The potential of the node in the dummy cell is set to Vd-("VH/2) by the dummy cell reset signal φDHR. Also, the bias potential Vd is applied to one end of the capacitor.
p (eg OV) is given. PD is a circuit that precharges data lines and dummy data lines, and a high potential (Vuu
), the data line and dummy data line are precharged to vH. In such a configuration, the data line and dummy data line are precharged to vH as shown in FIG. 5(b). Also, the potential of the node in the dummy cell is set to Vd-(= V++/2
). After that, the selection control line (SC□ in the figure)
) is set to a low potential (0■), and the selected word line (W in the figure) is set to a high potential (Vu). As a result, the memory cell line and the dummy cell DM are selected, and the data line D
A storage signal is output to dummy data line DD, and a reference signal is output to dummy data line DD.

方、データ線選択信号線のうち選択メモリセルに対応し
た信号線(同図ではY工)に高い電位(VHH)を印加
し、データ線D□を共通データ線CDに接続し、記憶信
号を共通データ線CDに送る。また、ダミーデータ線選
択信号線のうちYD2に高い電位(■旧1)を印加し、
ダミーデータ線DDを共通データ線CDBに接続し、参
照信号を共通データ線CDBに送る。その後、センスア
ンプにより記憶信号と参照信号とを差動的に増幅する。
On the other hand, a high potential (VHH) is applied to the signal line corresponding to the selected memory cell (Y in the figure) among the data line selection signal lines, the data line D□ is connected to the common data line CD, and the storage signal is transmitted. Send to common data line CD. Also, apply a high potential (■ old 1) to YD2 of the dummy data line selection signal lines,
The dummy data line DD is connected to the common data line CDB, and a reference signal is sent to the common data line CDB. Thereafter, the sense amplifier differentially amplifies the storage signal and the reference signal.

増幅後、第1図および第3図などに記したように、選択
制御線SC1の電位を−Vthまで下げ、その後O■ま
で戻し選択メモリセル内のノードの電位を昇圧する。そ
して選択ワード線、選択制御線の順に待機状態の電位に
それぞれ戻し、読み出し動作を終了する。本実施例によ
れば、メモリセルからの信号を差動的に増幅するため、
より安定的に読み出しを行うことができる。
After amplification, as shown in FIGS. 1 and 3, the potential of the selection control line SC1 is lowered to -Vth, and then returned to O■ to boost the potential of the node in the selected memory cell. Then, the selected word line and the selected control line are returned to the potential of the standby state in this order, and the read operation is completed. According to this embodiment, in order to differentially amplify signals from memory cells,
Reading can be performed more stably.

第6図は第1図または第5図に示したメモリアレーを複
数個使用して、1個のチップにメモリを2〇− 実現する実施例を示す図である。ここではメモリアレー
SMA□□〜SMAmnの合計がmXn個の場合を示す
。各メモリアレー内では、制御線SCとワード線Wのそ
れぞれの選択された線との交点のメモリセルだけ選択さ
れて、最大rn x n個のメモリセルが同時に選択可
能になる。この中の特定のメモリセルの情報を読み出す
ためには、信号線YS1〜YSnで制御されるスイッチ
YSWにより、情報を共通の入出力線10□〜IOmに
読み出し、さらに入出力回路IOC内でそれらの中の1
つを選択し、外部に出力信号Doとして出力することが
できる。また、入力信号Dlnを特定のメモリセルに書
き込む場合は、同様にして逆の経路を通して書き込むこ
とができる。なお同図において、XDはワード線Wの選
択手段であり、5YYDは制御線SC、データ線選択信
号線Y、信号線YSの選択手段である。
FIG. 6 is a diagram showing an embodiment in which a plurality of memory arrays shown in FIG. 1 or FIG. 5 are used to realize 20 memories on one chip. Here, a case is shown in which the total number of memory arrays SMA□□ to SMAmn is mXn. In each memory array, only the memory cells at the intersections of the control line SC and each selected word line W are selected, so that a maximum of rn x n memory cells can be selected at the same time. In order to read the information of a specific memory cell among these, the switch YSW controlled by the signal lines YS1 to YSn reads the information to the common input/output lines 10□ to IOm, and then 1 in
One can be selected and outputted to the outside as an output signal Do. Furthermore, when writing the input signal Dln to a specific memory cell, it can be written through the reverse path in the same manner. In the figure, XD is a word line W selection means, and 5YYD is a control line SC, data line selection signal line Y, and signal line YS selection means.

第6図に示した構成において、最大m X n個のメモ
リセルを同時に選択可能であるが、その個数は同時に選
択するワード線および制御線の本数を変えることにより
、容易に変えることができる。
In the configuration shown in FIG. 6, a maximum of m x n memory cells can be selected simultaneously, but the number can be easily changed by changing the number of word lines and control lines that are simultaneously selected.

例えばワード線を1本(例えばW□□)、制御線をn本
(例えばSc工、、SCn□なと)を選択することによ
り、n個のメモリセルを同時に選択することができる。
For example, by selecting one word line (for example, W□□) and n control lines (for example, Sc, , SCn□, etc.), n memory cells can be selected at the same time.

また、ワード線を1本、制御線を1本選択することによ
り、1個のメモリセルだけを選択することができる。一
方リフレッシュは、システムでの使用効率を考えると、
そのメモリチップがリフレッシュを行っている時間を短
くしたいため、各メモリアレーあたり1個のメモリセル
、計量Xn個のメモリセルを各メモリアレー内のセンス
アンプを用いて同時に行う方がよい。
Further, by selecting one word line and one control line, only one memory cell can be selected. On the other hand, when considering the efficiency of refresh in the system,
In order to shorten the time during which the memory chip is refreshed, it is better to refresh one memory cell for each memory array, i.e., Xn memory cells, at the same time using sense amplifiers in each memory array.

上記のように1個のメモリセルだけを選択する場合は、
各メモリアレー内にある計量Xn個のセンスアンプのう
ち、1個だけを動作させるのが消費電力の点から有利で
ある。この場合は、第7図に示すようなセンスアンプを
用いることができる。
If you select only one memory cell as above,
It is advantageous in terms of power consumption to operate only one of the Xn sense amplifiers in each memory array. In this case, a sense amplifier as shown in FIG. 7 can be used.

第7図(a)はNMO8だけで構成された差動増幅器の
例で、2つの信号線C3NX、C3NYを同時に選択す
ることによりセンスアンプを動作させることかできる。
FIG. 7(a) shows an example of a differential amplifier composed only of NMO8, and the sense amplifier can be operated by simultaneously selecting two signal lines C3NX and C3NY.

(b)はCMO8で構成された差動増幅器の例で、2つ
の信号線の組(C3Nx、cspx)、(C3NY、C
3PY)を同時に選択することにより、センスアンプを
動作させることができる。
(b) is an example of a differential amplifier configured with CMO8, with two signal line sets (C3Nx, cspx), (C3NY, C
3PY), the sense amplifier can be operated.

また、上記のように複数個のメモリセルを同時に選択で
きるようにした場合は、ページモードやスタティックカ
ラムモードで動作させることもできる。この場合は/R
AS信号が低電位の間にカラム系のアドレス信号が何度
も変わり、ワード線および制御線により選択されている
複数のメモリセルについて書き込み、読み出しが行われ
る。再書き込み動作はカラム系のアドレスの変化に対応
させて行うこともできるが、制御線のタイミング設計が
複雑となり、また動作時間も長くなる。そこで複数のメ
モリセルへの書き込み、読み出し動作がすべて終了した
のちに再書き込み動作を行う。
Furthermore, when a plurality of memory cells can be selected simultaneously as described above, it is also possible to operate in page mode or static column mode. In this case /R
While the AS signal is at a low potential, column-system address signals change many times, and writing and reading are performed for a plurality of memory cells selected by the word line and control line. Although rewriting operations can be performed in response to changes in column addresses, the timing design of control lines becomes complicated and the operation time becomes longer. Therefore, after all write and read operations to a plurality of memory cells are completed, a rewrite operation is performed.

この場合の動作をページモードを例にして、第8図によ
り説明する。まず/RAS信号が低電位になり、ロウア
ドレス信号がチップに取り込まれ、それに対応してワー
ド線W11、制御線5cm1゜5Cn1.・・・・・、
およびデータ線選択信号Y工、。
The operation in this case will be explained with reference to FIG. 8, taking page mode as an example. First, the /RAS signal becomes a low potential, a row address signal is taken into the chip, and correspondingly, the word line W11, the control line 5cm1°5Cn1.・・・・・・、
and data line selection signal Y engineering.

Yn、+・・・・・・が選択される。これにより複数の
メ牛リセルから情報がそれぞれのセンスアンプに大刀さ
れ、その後増幅される。つぎに/CAS信号が低電位に
なり、第1のカラムアドレスがチップに取り込まれ、そ
れに対応しスイッチYswを制御する信号線YSのうち
1つが選択される(同図ではYS□)。これにより共通
人出方線IO,に情報が読み出され、外部に出力される
。さらに同様にして第2のカラムアドレスがチップに取
り込まれ、それに対応してスイッチYSwを制御する信
号線YSのうち1つが選択され(同図ではYSn)、別
のメモリセルの情報が共通人出方IO工に読み出され、
外部に出力される。上記の動作を繰り返し行う。その後
、/RAS信号が高電位に変化するのを受け、制御線の
電位を−Vthに下げ、再びOvに戻しその後ワード線
を低電位にする。これにより複数のメモリセルへの再書
き込みが同時に行われる。ページモードによる書き込み
動作も同様にして行う。
Yn, +... are selected. As a result, information from multiple Megyu Risels is transmitted to each sense amplifier, and then amplified. Next, the /CAS signal becomes a low potential, the first column address is taken into the chip, and correspondingly one of the signal lines YS controlling the switch Ysw is selected (YS□ in the figure). As a result, information is read out to the common attendance line IO, and output to the outside. Furthermore, in the same way, the second column address is taken into the chip, and one of the signal lines YS that controls the switch YSw is selected (YSn in the figure), and the information of another memory cell is transferred to the chip. It is read out by the IO engineer,
Output to the outside. Repeat the above operation. Thereafter, in response to the /RAS signal changing to a high potential, the potential of the control line is lowered to -Vth, returned to Ov again, and then the word line is set to a low potential. As a result, rewriting to a plurality of memory cells is performed simultaneously. Write operations in page mode are performed in the same manner.

上記のように本実施例によれば、複数のメモリセルへの
再書き込みを一度に行うので再書き込み動作の時間を短
くできる。したがって、メモリの使用効率をあげること
ができる。また、制御線をVthに下げるタイミングを
/RAS信号の立ち上がりエッヂで決めることができる
ので、タイミング設計が容易になる。
As described above, according to this embodiment, since rewriting is performed to a plurality of memory cells at once, the time required for the rewriting operation can be shortened. Therefore, memory usage efficiency can be increased. Further, since the timing for lowering the control line to Vth can be determined by the rising edge of the /RAS signal, timing design becomes easier.

本発明を上記のように1つのトランジスタと1つのキャ
パシタからなるメモリセルを用いて説明したが、本発明
は別のメモリセルを用いた半導体メモリにも適用できる
。例えば第9図に示すような、3つのトランジスタと1
つのキャパシタからなるメモリセルについても適用可能
である。同図においてメモリセルMCはトランジスタQ
工、Q2゜Q3およびコンデンサCmで構成されており
、ノードNに記憶情報が蓄えられる。DRl、DR2お
よびDW、、DW2はそれぞれ読み出し用データ線、書
き込み用データ線で、WR,、WR2およびwwl、w
w2はそれぞれ読み出し用ワード線、書き込み用ワード
線である。SC□、SC2が制御線で、ワード線と上記
制御線がともに選択されたときにメモリセルが選択され
る。第10図(a)および(b)にメモリセルMC1□
への読み出し動作、書き込み動作の一例を示す。読み出
し動作では、選択された読み出し用ワード線WR□を高
電位(VH) ニ、制御線SC1を低電位(OV)にす
ると、メモリセル内のノードの電位が高電位の場合はあ
らかじめvHにプリチャージされている読み出し用デー
タ線DR工から、トランジスタQ21Q、を通じて制御
線に電流が流れ、読み出し用データ線の電位が低下する
。低電位の場合は、トランジスタQ3はカットオフ状態
であり、読み出し用データ線の電位は変化しない。すな
わち、蓄えられている記憶情報LL I II 、  
LL Q 71に対応して読み出し用データ線の電位に
差を生じ、上記電位差で情報II I II 、  1
1011をセンスアンプで弁別すればよく、データ線選
択信号線Y1に高い電位を印加してセンスアンプに入力
する。一方、非選択制御線SC2は高電位(V n )
なので、読み出し用ワード線WR1が高電位(VH)で
も非選択メモリセルMC工2を通じて余分な電流が流れ
ることがない。
Although the present invention has been described above using a memory cell consisting of one transistor and one capacitor, the present invention can also be applied to a semiconductor memory using other memory cells. For example, three transistors and one
It is also applicable to a memory cell consisting of two capacitors. In the figure, memory cell MC is transistor Q
The memory information is stored at the node N. DRl, DR2 and DW, , DW2 are read data lines and write data lines, respectively; WR, WR2 and wwl, w
w2 are a read word line and a write word line, respectively. SC□ and SC2 are control lines, and a memory cell is selected when both the word line and the control line are selected. In FIGS. 10(a) and (b), memory cell MC1□
An example of a read operation and a write operation is shown below. In a read operation, when the selected read word line WR□ is set to a high potential (VH) and the control line SC1 is set to a low potential (OV), if the potential of the node in the memory cell is high, it is pre-prepared to vH. A current flows from the charged read data line DR to the control line through the transistor Q21Q, and the potential of the read data line decreases. When the potential is low, the transistor Q3 is in a cutoff state, and the potential of the read data line does not change. That is, the stored memory information LL I II ,
A difference is generated in the potential of the read data line corresponding to LL Q 71, and the above potential difference causes information II II II, 1
1011 may be discriminated by a sense amplifier, and a high potential is applied to the data line selection signal line Y1 and inputted to the sense amplifier. On the other hand, the non-selected control line SC2 has a high potential (V n )
Therefore, even if the read word line WR1 is at a high potential (VH), no extra current flows through the unselected memory cell MC2.

また、このメモリセルでは読み出しが非破壊的に行われ
るため、再書き込みをする必要がない。つぎに書き込み
動作は、読み出し動作と同様に選択された書き込み用ワ
ード線WW工を高電位(V u )に、制御線SC0を
低電位(0■)にし、書き込み情報に応じてVHあるい
はOVの電位にされた書き込み用データ線DW、から選
択メモリセルに情報を書き込む。この時、メモリセル内
のノードの電位はVo  Vthあるいは0■となる。
Furthermore, since reading is performed non-destructively in this memory cell, there is no need to rewrite. Next, in the write operation, similarly to the read operation, the selected write word line WW is set to a high potential (V u ), the control line SC0 is set to a low potential (0), and VH or OV is set depending on the write information. Information is written into the selected memory cell from the write data line DW set to the potential. At this time, the potential of the node within the memory cell becomes VoVth or 0■.

この状態で選択制御線S01の電位をさらに低い電位(
−vth)にし再びOVに戻すと、これまでに記したよ
うに高電位はVuまで昇圧され、低電位はOvのままで
、その後選択書き込み用ワード線WW1を低電位(0■
)にすれば、書き込み動作が終了し蓄積電圧をvHにす
ることができる。
In this state, the potential of the selection control line S01 is set to a lower potential (
-vth) and then back to OV. As mentioned above, the high potential is boosted to Vu, the low potential remains Ov, and then the selected write word line WW1 is set to a low potential (0
), the write operation is completed and the accumulated voltage can be set to vH.

方、非選択制御線S02は高電位(V u )なので、
これに結合された非選択メモリセル内のノードの電位は
VHあるいは2VHに昇圧されており、書き込み用デー
タ線DW、をV)lにあらかじめプリチャージしておけ
ばトランジスタはカットオフ状態となり、書き込み用ワ
ード線WW1が高電位でも非選択メモリセルの情報が破
壊されることはない。
On the other hand, since the non-selection control line S02 is at a high potential (V u ),
The potential of the node in the unselected memory cell coupled to this is boosted to VH or 2VH, and if the write data line DW is precharged to V)l in advance, the transistor will be in the cut-off state, and the write data line DW, Even if the word line WW1 is at a high potential, information in unselected memory cells will not be destroyed.

なお、上記メモリセルもリフレッシュを必要とするが、
リフレッシュ動作はメモリセルの情報を読み出し、その
読み出した情報にしたがって再度書き込んでやればよい
Note that the above memory cells also require refreshing,
The refresh operation can be performed by reading information from the memory cell and rewriting it in accordance with the read information.

上記のように本実施例によれば読み出し動作が非破壊的
に行われるメモリセルにおいても、その読み出し動作や
書き込み動作あるいはリフレッシュ動作時において、選
択されたワード線と制御線との交点に配列されたメモリ
セルだけを選択できる。したがって、センスアンプや書
き込み回路の数を減らすことができ、また余分な電力を
消費することもない。さらに、その蓄積電圧を大きくで
きるため、情報保持特性や耐α線ソフトエラー特性の向
上がはかれる。
As described above, according to this embodiment, even in a memory cell in which a read operation is performed nondestructively, the memory cell is arranged at the intersection of a selected word line and a control line during a read operation, write operation, or refresh operation. Only memory cells that have been selected can be selected. Therefore, the number of sense amplifiers and write circuits can be reduced, and no extra power is consumed. Furthermore, since the storage voltage can be increased, information retention characteristics and alpha ray soft error resistance characteristics can be improved.

第11図は、第4図に示したように制御線に3つのレベ
ルをもつパルスを印加する場合の、そのパルスの発生回
路の一例を示す。同図における1はデコーダで、ここで
はNAND回路の例を示した。この回路の動作を第11
図(c)の動作波形を用いて説明する。信号φPHが0
■のとき信号φPはVHlまたアドレス信号aiがすべ
てOvのときデコーダ1の出力はvHとなり、トランジ
スタT1がオフし、T2がオンとなり、トランジスタT
3およびT4のゲート電位は負の電位−Vよとなり、T
3がオンし制御線にVHが印加される。その後信号φP
HをVoにし、信号φPODをVHから0■のように負
の方向に変化させると、キャパシタC2を介したカップ
リングにより信号φPの電位は下がり、トランジスタT
7がオフとなり、その電位を負にすることができる。そ
の値はキャパシタC2の容量値を適当に設定することに
より−v1にすることができる。これによりトランジス
タT2はオフとなる。その後、アドレス信号aiを入力
しそのすべてがVHとなるデコーダだけが出力O■とな
り、トランジスタT工がオン、したがって、トランジス
タT3がオフしT4がオンになる。
FIG. 11 shows an example of a pulse generating circuit when a pulse having three levels is applied to the control line as shown in FIG. 4. 1 in the figure is a decoder, and here an example of a NAND circuit is shown. The operation of this circuit is explained in the 11th section.
This will be explained using the operation waveform shown in FIG. 3(c). Signal φPH is 0
When (2), the signal φP is VHl, and when all the address signals ai are Ov, the output of the decoder 1 is vH, the transistor T1 is turned off, T2 is turned on, and the transistor T
The gate potential of T3 and T4 becomes negative potential -V, and T
3 is turned on and VH is applied to the control line. Then the signal φP
When H is set to Vo and the signal φPOD is changed from VH to 0■ in the negative direction, the potential of the signal φP decreases due to coupling via the capacitor C2, and the potential of the signal φP decreases, causing the transistor T
7 is turned off, allowing its potential to become negative. The value can be set to -v1 by appropriately setting the capacitance value of the capacitor C2. This turns off transistor T2. After that, only the decoder to which the address signal ai is input and all of them are VH has an output O2, the transistor T is turned on, and therefore the transistor T3 is turned off and the transistor T4 is turned on.

ここであらかじめ信号φPDをVHにしておけば、トラ
ンジスタT5がオンになり、制御線には0■が印加され
る。つぎに信号φPDを信号φPと同様に−■1にしト
ランジスタT5をオフとし、その後、信号φPDDをV
oからOvのように負の方向に変化させると、キャパシ
タC工を介したカップリングにより制御線の電位を負に
することができる。この値もキャパシタC1の容量値を
適当に設定することにより−Vchにすることができる
。その後信号φPODを0■からVHに戻せば、再びキ
ャパシタC1を介したカップリングにより制御線の電位
をOvに戻すことができる。そしてアドレス信号ai全
てをOvにし、信号φPMをOvにすると信号φPはV
oとなり、最初の状態に戻って制御線にはVuが印加さ
れる。なお、ここで電位−V□はV t hと等しいか
それより低いことが必要である。
If the signal φPD is set to VH in advance, the transistor T5 is turned on and 0■ is applied to the control line. Next, the signal φPD is set to -■1 in the same way as the signal φP, and the transistor T5 is turned off, and then the signal φPDD is set to V
When the voltage is changed from o to Ov in a negative direction, the potential of the control line can be made negative due to coupling via the capacitor C. This value can also be set to -Vch by appropriately setting the capacitance value of the capacitor C1. If the signal φPOD is then returned from 0■ to VH, the potential of the control line can be returned to Ov again by coupling via the capacitor C1. Then, when all the address signals ai are set to Ov and the signal φPM is set to Ov, the signal φP becomes V
o, returning to the initial state and applying Vu to the control line. Note that the potential -V□ needs to be equal to or lower than V th here.

この電位は半導体メモリにおいて広く使用されている基
板電圧発生回路と同様の回路を使って、発生することが
できる。
This potential can be generated using a circuit similar to the substrate voltage generation circuit widely used in semiconductor memories.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上記のように本発明による半導体メモリは、複数のワー
ド線と、これに交差して配置された複数のデータ線と、
該データ線に共通に設けた信号検出手段と、該信号検出
手段と上記データ線のそれぞれに接続するための複数の
スイッチング手段と、上記ワード線とデータ線との交点
にそれぞれ設けた複数のメモリセルであって、上記メモ
リセルの少なくとも一部が、上記ワード線の電位によっ
てオンオフが制御されるスイッチング素子と、情報記憶
用のキャパシタとからなり、上記キャパシタの一端がス
イッチング素子を介して上記データ線に接続されたメモ
リセルと、上記データ線のそれぞれに接続された複数の
メモリセル群に対応して設けられ、それぞれが上記メモ
リセル群内のキャパシタに共通に接続された複数の制御
線を有し、それぞれのメモリセルの記憶情報の読み出し
および書き込みを、対応するワード線と制御線とが共に
選択されたときに行われる半導体メモリにおいて、上記
制御線の電位が第1の電位でメモリセルが非選択状態と
なり、上記制御線の電位が第2電=31 位でメモリセルが選択され、上記信号検出手段によって
上記データ線が所定の高電位になったのち、制御線の電
位を第2の電位より一旦下げ再度立ち上げるようにし、
上記キャパシタの一端の電位が高電位の時は昇圧し、低
電位の時は変化しないように動作させることにより、半
導体メモリの蓄積電荷量を大きくすることができ、した
がって、情報保持特性や耐α線ソフトエラー特性の向上
をはかることができる。
As described above, the semiconductor memory according to the present invention includes a plurality of word lines, a plurality of data lines arranged to intersect with the word lines,
A signal detection means provided in common to the data line, a plurality of switching means for connecting the signal detection means and the data line, respectively, and a plurality of memories provided at the intersections of the word line and the data line, respectively. At least a portion of the memory cell includes a switching element whose on/off is controlled by the potential of the word line, and a capacitor for storing information, and one end of the capacitor is connected to the data via the switching element. A plurality of control lines are provided corresponding to memory cells connected to the line and a plurality of memory cell groups connected to each of the data lines, and each of the control lines is connected in common to a capacitor in the memory cell group. In a semiconductor memory in which reading and writing of stored information in each memory cell is performed when both a corresponding word line and a control line are selected, the potential of the control line is at a first potential and the memory cell is is in a non-selected state, the potential of the control line is at the second potential = 31st, the memory cell is selected, and after the data line has become a predetermined high potential by the signal detection means, the potential of the control line is set to the second potential. Lower the potential once and then raise it again.
By operating the capacitor so that the potential at one end of the capacitor is boosted when the potential is high and does not change when the potential is low, it is possible to increase the amount of accumulated charge in the semiconductor memory, which improves information retention characteristics and α resistance. It is possible to improve line soft error characteristics.

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

第1図(a)はワード線と制御線とでメモリセルが選択
される半導体メモリのメモリアレー回路図、(b)は上
記メモリアレーの読み出し時の動作例を示す図、(C)
は書き込み時の動作例を示す図、第2図は従来のメモリ
セルの動作タイミング図、第3図は本発明による他の動
作タイミング図、第4図は本発明によるさらに他の動作
タイミング図、第5図(a)は信号を差動時に検出する
半導体メモリのメモリアレー回路図、第5図(b)はそ
の動作タイミング図、第6図は上記第1図あるいは第5
図に示すメモリアレーを複数個用いたメモリの構成図、
第7図(、)および(b)はそれぞれセンスアンプの例
を示す図、第8図はページモード動作における本発明の
半導体メモリの動作タイミング図、第9図は他のメモリ
セルによる半導体メモリのメモリアレー回路図、第10
図(a)および(b)は本発明による半導体メモリの動
作タイミングをそれぞれ示す図、第11図(a)および
(b)は制御線に印加するパルス発生回路の例を示す図
、(c)は動作タイミング図である。 Cs・・・キャパシタ Dl、D、・・・データ線 M、M工1.Mb2・・・メモリセル Q1・・スイッチング素子 Qy工、Qyz・・・スイッチ用トランジスタSA・・
・センスアップ SC1,SC2,SC,□〜SC,1・・・制御線W1
〜Wk、W工、〜W1、・・ワード線Y、、Y2.Y工
□〜Yn1・・・データ線選択信号線(,5−−−−−
−−−−−−i−マノずミ7りDI、02−−−−−−
−−−デ゛ゝ2.卸足M+、Mo、Mk2−−−−メ七
すゼ】しQm−−−−−−−−−−λ1ツチレ2゛°素
子QYI、QY2−−−−−−−スイッナ用トラレジλ
りSA −−−−−−−−−−−−セ〉スアレアSCI
、SC2,5CII 〜5Cn2−−− f?J御、惺
Wf 〜Wk、Wo 〜Wm+−−−−−ワード祿Yl
、Y2.Yll 〜Yn2−−−−−−−−−テ′フR
選択ブtV、W。 第1図(a) 第1 図 (b) VH 第2 図 第3 図 AS YSn ℃−y′℃−J’ VH −一一人二一一一一一 O# (a) (b)
FIG. 1(a) is a memory array circuit diagram of a semiconductor memory in which memory cells are selected by a word line and a control line, FIG. 1(b) is a diagram showing an example of the read operation of the memory array, and FIG. 1(C)
2 is an operation timing diagram of a conventional memory cell, FIG. 3 is another operation timing diagram according to the present invention, and FIG. 4 is still another operation timing diagram according to the present invention. FIG. 5(a) is a memory array circuit diagram of a semiconductor memory that detects signals in differential mode, FIG. 5(b) is its operation timing diagram, and FIG. 6 is the same as that shown in FIG.
A configuration diagram of a memory using multiple memory arrays shown in the figure,
7(a) and 7(b) are diagrams each showing an example of a sense amplifier, FIG. 8 is an operation timing diagram of the semiconductor memory of the present invention in page mode operation, and FIG. 9 is a diagram showing an example of the semiconductor memory using other memory cells. Memory array circuit diagram, 10th
FIGS. 11(a) and 11(b) are diagrams showing the operation timing of the semiconductor memory according to the present invention, FIGS. 11(a) and 11(b) are diagrams showing an example of a pulse generation circuit applied to the control line, and FIG. 11(c) is an operation timing diagram. Cs...Capacitor Dl, D,...Data line M, M engineering 1. Mb2...Memory cell Q1...Switching element Qy, Qyz...Switch transistor SA...
・Sense up SC1, SC2, SC, □~SC,1...Control line W1
~Wk, Wwork, ~W1, . . . word lines Y,, Y2. Y engineering□~Yn1...Data line selection signal line (,5-----
--------i-Manozumi 7ri DI, 02------
---D2. Wholesale foot M+, Mo, Mk2-----Mechinasze] and Qm-------------λ1 Tsuchire 2゛° element QYI, QY2--------Trare register λ for switcher
SA ---------------Se〉Sarea SCI
, SC2,5CII ~5Cn2--- f? J, 惺Wf ~Wk, Wo ~Wm+----Word Yl
, Y2. Yll ~Yn2---------Te'fuR
Selection button tV, W. Figure 1 (a) Figure 1 (b) VH 2 Figure 3 Figure AS YSn ℃-y'℃-J' VH -1 person 211111O# (a) (b)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、複数のワード線と、これらに交差して配置した複数
のデータ線と、該複数のデータ線に共通に設けた信号検
出手段と、該信号検出手段と上記データ線のそれぞれと
接続するための複数のスイッチング手段と、上記ワード
線とデータ線の交点にそれぞれ設けた複数のメモリセル
であって、上記メモリセルの少なくとも一部は、上記ワ
ード線の電位によってオン・オフが制御されるスイッチ
ング素子と情報記憶用のキャパシタとからなり、上記キ
ャパシタの一端がスイッチング素子を介してデータ線に
接続されたメモリセルと、上記データ線のそれぞれに接
続した複数のメモリセル群に対応して設け、それぞれが
上記メモリセル群内のキャパシタと共通に接続した複数
の制御線とを有し、上記各メモリセルの記憶情報の読み
出しおよび書き込みを、対応するワード線と制御線とが
ともに選択されたときに行われる半導体メモリにおいて
、上記制御線の電位が第1の電位でメモリセルが非選択
状態となり、上記制御線の電位が第2の電位でメモリセ
ルが選択され、上記信号検出手段によって上記データ線
が所定の高電位または低電位になったのち、上記制御線
の電位を、第2の電位より一旦下げて再度立ち上げるよ
うにし、上記キャパシタの一端の電位が高電位の時は昇
圧し、低電位の時は変化しないように動作させることを
特徴とする半導体メモリ。 2、特許請求の範囲第1項の半導体メモリにおいて、複
数個のメモリセルをグループ化して二次元マトリクス状
に配列してそれぞれのメモリアレーとし、信号検出手段
はそれぞれのメモリアレー内の複数のデータ線に共通に
各メモリアレー毎に設け、かつ、複数のスイッチング手
段は、上記信号検出手段とメモリアレー内の複数のデー
タ線の各々とを接続するように、各メモリアレー毎に設
けたことを特徴とする半導体メモリ。 3、特許請求の範囲第2項の半導体メモリにおいて、異
なる行にある各メモリアレーの、互いに対応するワード
線が結線されていることを特徴とする半導体メモリ。 4、特許請求の範囲第2項の半導体メモリにおいて、異
なる列にある各メモリアレーの、互いに対応する制御線
が結線されていることを特徴とする半導体メモリ。 5、特許請求の範囲第2項の半導体メモリにおいて、読
み出し動作時あるいは書き込み動作時とリフレッシュ動
作時とで選択されるメモリセル数が、異なることを特徴
とする半導体メモリ。 6、特許請求の範囲第2項の半導体メモリにおいて、複
数のメモリセルを選択するアドレス信号は、ロウアドレ
スストローブ信号とカラムアドレスストローブ信号によ
つて時分割でチップ内に取り込まれ、上記ロウアドレス
ストローブ信号によって取り込んだアドレス信号により
、ワード線と制御線が選択される半導体メモリであって
、制御線の電位を第2の電位より一旦下げる動作を、ロ
ウアドレスストローブ信号の低電位から高電位への変化
の後に、行うことを特徴とする半導体メモリ。 7、特許請求の範囲第1項から第6項の半導体メモリに
おいて、メモリセルが1つのトランジスタと1つのキャ
パシタとからなることを特徴とする半導体メモリ。 8、特許請求の範囲第1項から第6項の半導体メモリに
おいて、メモリセルが3つのトランジスタと1つのキャ
パシタとからなることを特徴とする半導体メモリ。 9、特許請求の範囲第1項から第6項の半導体メモリに
おいて、ダミーセルを設け、信号検出手段を上記ダミー
セルとメモリセルとの差動信号を検出する手段としたこ
とを特徴とする半導体メモリ。
[Claims] 1. A plurality of word lines, a plurality of data lines arranged to cross these, a signal detection means provided in common to the plurality of data lines, and the signal detection means and the data line. a plurality of switching means for connecting to each of the word lines, and a plurality of memory cells provided at the intersections of the word line and the data line, at least some of the memory cells being turned on and off by the potential of the word line. A memory cell consisting of a switching element whose off-state is controlled and a capacitor for storing information, one end of the capacitor being connected to a data line via the switching element, and a plurality of memory cell groups connected to each of the data lines. A plurality of control lines are provided corresponding to the memory cells, each having a plurality of control lines commonly connected to the capacitors in the memory cell group, and reading and writing of information stored in each memory cell is carried out between the corresponding word line and control line. In a semiconductor memory that is performed when both are selected, the potential of the control line is a first potential and the memory cell is in a non-selected state, the potential of the control line is a second potential and the memory cell is selected, and the potential of the control line is a first potential and the memory cell is selected. After the data line is set to a predetermined high potential or low potential by the signal detection means, the potential of the control line is lowered once from a second potential and then raised again, so that the potential of one end of the capacitor becomes a high potential. A semiconductor memory that operates by increasing the voltage when the voltage is high and not changing when the voltage is low. 2. In the semiconductor memory according to claim 1, a plurality of memory cells are grouped and arranged in a two-dimensional matrix to form respective memory arrays, and the signal detection means detects a plurality of data in each memory array. A common line is provided for each memory array, and the plurality of switching means are provided for each memory array so as to connect the signal detection means and each of the plurality of data lines in the memory array. Features of semiconductor memory. 3. The semiconductor memory according to claim 2, wherein corresponding word lines of memory arrays in different rows are connected to each other. 4. A semiconductor memory according to claim 2, wherein corresponding control lines of memory arrays in different columns are connected to each other. 5. The semiconductor memory according to claim 2, wherein the number of memory cells selected during a read or write operation is different from that during a refresh operation. 6. In the semiconductor memory according to claim 2, an address signal for selecting a plurality of memory cells is taken into the chip in a time-sharing manner by a row address strobe signal and a column address strobe signal, and the row address strobe signal In a semiconductor memory in which a word line and a control line are selected by an address signal taken in by a signal, the operation of once lowering the potential of the control line from a second potential is performed by changing the row address strobe signal from a low potential to a high potential. Semiconductor memory that is characterized by being processed after a change. 7. A semiconductor memory according to claims 1 to 6, characterized in that each memory cell comprises one transistor and one capacitor. 8. A semiconductor memory according to claims 1 to 6, characterized in that a memory cell comprises three transistors and one capacitor. 9. A semiconductor memory according to claims 1 to 6, characterized in that a dummy cell is provided and the signal detection means is a means for detecting a differential signal between the dummy cell and the memory cell.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008045137A (en) * 2007-09-25 2008-02-28 Takasago Internatl Corp Deterioration preventing agent for product containing perfume

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