JPH05109277A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH05109277A
JPH05109277A JP3264801A JP26480191A JPH05109277A JP H05109277 A JPH05109277 A JP H05109277A JP 3264801 A JP3264801 A JP 3264801A JP 26480191 A JP26480191 A JP 26480191A JP H05109277 A JPH05109277 A JP H05109277A
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JP
Japan
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vcc
potential
bit line
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Withdrawn
Application number
JP3264801A
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English (en)
Inventor
Makoto Ihara
誠 伊原
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Publication of JPH05109277A publication Critical patent/JPH05109277A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

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  • Dram (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】ビット線B、BバーにFET2又はFET3を介
して降圧キャパシタC2又は降圧キャパシタC3の一端を
接続すると共に、降圧キャパシタC2、C3の他端に降圧
回路4を接続する。 【効果】(1/2)VCC側のビット線B、Bバーの電位
を低下させてメモリセル3a、3bの電荷のリークを補
償することができるので、リフレッシュ周期を長くして
も記憶情報を確実に読み出すことができ、半導体記憶装
置の消費電力の低減化に貢献することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、(1/2)VCCビット
線プリチャージ方式のDRAM(Dynamic Ra
ndom Access Memory)、擬似SRA
M(Static RAM)等の半導体記憶装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】(1/2)VCCビット線プリチャージ方
式のDRAMにおけるメモリセルからの記憶情報の読み
出し動作を図7に基づいて説明する。なお、図では1個
のセンスアンプ11に接続された一対のビット線B、B
バーとこれに直交する2本のワード線Wa、Wbのみを
示す。
【0003】一対のビット線B、Bバーは、プリチャー
ジ信号線PがVCCレベルとなることにより、予めプリチ
ャージ回路12を介して(1/2)VCCにプリチャージ
されている。そこで、まずプリチャージ信号線Pを0V
レベルに戻し、例えばメモリセル13aにアクセスする
場合には、ワード線WaをVCCレベルにする。すると、
このメモリセル13aのFETがONとなりセルキャパ
シタCがビット線Bに接続される。そして、このメモリ
セル13aがVCCレベルを記憶していた場合には、電荷
がセルキャパシタCからビット線Bに流出し、(1/
2)VCCを維持したままのビット線Bバーに対して、こ
のビット線Bの電位が高くなる。また、メモリセル13
aが0Vレベルを記憶していた場合には、電荷がビット
線BからセルキャパシタCに流れ込み、(1/2)VCC
を維持したままのビット線Bバーに対して、このビット
線Bの電位が低くなる。従って、このときの一対のビッ
ト線B、Bバーの電位差をセンスアンプ11で差動増幅
することにより、メモリセル13aの記憶情報を読み出
すことができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、メモリセル
13a、13bは、FETがOFFの間、セルキャパシ
タCに電荷が維持され、これによって情報を記憶するこ
とができる。ただし、このFETがOFFの間にも、実
際には図8に示すように、セルキャパシタCの電荷が時
間と共に徐々にリークされて、VCCレベルと0Vレベル
を記憶しているときの電位D1、D0がいずれも低下す
る。なお、このリークの原因としては、セルキャパシタ
Cの絶縁膜からのリークと、FETのサブスレショルド
電流によるリークと、拡散領域から基板への接合リーク
があり、最近のDRAMではこの接合リークが最も大き
な原因となっている。従って、基板が−VBB電位となっ
ている場合は、記憶状態にかかわらずセルキャパシタC
の電位が徐々に低下する。0Vと−VBBとの間のある電
位に達すると、接合リークとサブスレショルド電流とが
均衡するので、0Vレベルを記憶している場合のセルキ
ャパシタCの電位D0は、比較的短時間にこの一定の電
位に達しそれ以上低下しなくなる。
【0005】そこで、例えばメモリセル13aを長時間
放置してセルキャパシタCの電位が大きく低下した状態
で記憶情報の読み出しを行うと、図9に示すように、0
Vレベルを記憶していた場合はビット線Bの電位B0
(1/2)VCCより十分低くなるが、VCCレベルを記憶
していた場合には、セルキャパシタCから十分な電荷が
供給されず、ビット線Bの電位B1が(1/2)VCCよ
りも僅かに上昇するだけとなる。このため、センスアン
プ11も、このビット線Bの電位B1とビット線Bバー
の(1/2)VCCとの電位差を確実に検出することが困
難になり、記憶情報の読み出しが不正確なものになる。
従って、このようなDRAMでは、特にVCCレベルを記
憶している場合におけるセルキャパシタCの電位が大き
く低下する前に、リフレッシュ操作を行い記憶情報の再
書き込みを実行する必要がある。
【0006】ところが、リフレッシュ操作は、ビット線
B、Bバーやワード線Wa、Wbの充放電を伴い比較的
大きな電力を消費するので、このリフレッシュ操作を繰
り返すリフレッシュ周期が短くなるとDRAMの消費電
力が増大する。しかしながら、近年はバッテリバックア
ップの状態で使用されることが多くなったことなどもあ
り、DRAMの消費電力の低減化が強く要請されている
ので、このリフレッシュ周期は逆により長くする必要が
生じている。
【0007】このため、従来のDRAMは、消費電力の
低減化のためにリフレッシュ周期を長くしようとする
と、メモリセルからの記憶情報の読み出しを確実に行う
ことができなくなるおそれがあるという問題が発生して
いた。
【0008】本発明は、上記事情に鑑み、リフレッシュ
周期を長くしても記憶情報を確実に読み出すことのでき
る半導体記憶装置を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体記憶装置
は、複数のメモリセルが選択的に接続されるビット線の
対、該ビット線対のビット線に一端がそれぞれ接続され
た2個のスイッチ手段、該スイッチ手段のそれぞれの他
端に接続されたビット線電位変更手段、及び該複数のメ
モリセルの1個が該ビット線対の一方のビット線に接続
される場合に、該ビット線対の他方のビット線に接続さ
れたスイッチ手段を閉じて、該他方のビット線と対応す
る電位変更手段とを接続するように該スイッチ手段及び
該電位変更手段を制御するビット線電位制御手段を備え
ており、そのことにより上記目的が達成される。
【0010】前記ビット線電位変更手段はキャパシタを
備えているのが好ましい。
【0011】前記ビット線電位制御手段は、第1及び第
2の制御信号を発生し、該第1の制御信号が前記スイッ
チ手段に与えられ、該第1の制御信号がアクティブにな
ると前記スイッチ手段を閉じ、その後の該第2の制御信
号の電位の変化に応じて前記ビット線電位変更手段が接
続されているビット線の電位を変更するようにすること
ができる。
【0012】
【作用】以下では、前記ビット線電位変更手段はキャパ
シタを備えており、(1/2)VCCにプリチャージされ
たビット線の電位を降圧する構成を説明する。
【0013】上記構成により、ワード線を選択して一対
のビット線の一方がメモリセルに接続された場合、他方
のビット線に接続されたスイッチ手段が導通する。する
と、ビット線電位変更手段を介してこの他方のビット線
の電位を降圧するので、このビット線の電位がプリチャ
ージされた(1/2)VCCよりも低下する。
【0014】従って、VCCレベルを記憶したセルキャパ
シタの電荷が大幅にリークしていて一方のビット線の電
位が(1/2)VCCよりも僅かしか上昇しなかった場合
であっても、他方のビット線の電位が(1/2)VCCよ
り低下するので、これらを差動増幅することによりセル
キャパシタのVCCレベルを確実に検出することができ
る。また、セルキャパシタが0Vレベルを記憶していた
場合には、もともとこの場合の一方のビット線の電位は
(1/2)VCCに対して十分な余裕があったので、この
ように他方のビット線の電位が(1/2)VCCより多少
低下しても、差動増幅による検出の確実性が損なわれる
ことはない。
【0015】この結果、本発明によれば、セルキャパシ
タの電位がリークによって大幅に低下していた場合であ
っても、メモリセルの記憶情報を確実に読み出すことが
できるようになる。
【0016】
【実施例】本発明を実施例について以下に説明する。
【0017】図1及び図2は本発明の一実施例を示すも
のであって、図1はDRAMにおけるセンスアンプとメ
モリセルとの接続を示す回路ブロック図、図2は図1に
おける各部の電位の状態を示すタイムチャートである。
【0018】図1には、(1/2)VCCビット線プリチ
ャージ方式のDRAMにおける1個のセンスアンプ1に
ついての回路のみを示す。このセンスアンプ1には、折
り返し型ビット線方式による一対のビット線B、Bバー
が接続されている。また、ビット線B、Bバーに直交し
て多数のワード線W(Wa、Wbの2本のみ図示する)
が形成されている。そして、メモリセル3a、3bは、
これらビット線B、Bバーとワード線Wa、Wbの交差
部に1つおきに接続されている。メモリセル3a、3b
は、ビット線B又はビット線BバーにFET1を介して
セルキャパシタC1を接続した回路であり、このFET1
のゲート端子がワード線Wa又はワード線Wbに接続さ
れている。
【0019】ビット線B、Bバーには、プリチャージ回
路2が接続されている。プリチャージ回路2は、(1/
2)VCCをそれぞれFET4を介してビット線B、Bバ
ーに接続した回路であり、プリチャージ信号線PがVCC
レベルとなった場合にこれらのFET4を導通させて、
ビット線B、Bバーを(1/2)VCCにプリチャージす
る。
【0020】メモリセル3bが接続されたビット線Bバ
ーには、第1降圧信号線S1aがVCCレベルになると導
通するFET2を介して降圧キャパシタC2の一端が接続
されている。また、メモリセル3aが接続されたビット
線Bには、第1降圧信号線S1bがVCCレベルになると
導通するFET3を介して降圧キャパシタC3の一端が接
続されている。そして、降圧キャパシタC2、C3の他端
は、それぞれ接続線CLa、CLbを介して降圧回路4
に接続されている。降圧回路4は、2つの接続線降圧回
路4a、4bと接続線プリチャージ回路4cからなる。
接続線降圧回路4aは、第2降圧信号線S2aがVCCレ
ベルの場合に、接続線CLaを降圧するためのインバー
タとキャパシタからなる回路である。また、接続線降圧
回路4bは、第2降圧信号線S2bがVCCレベルの場合
に、接続線CLbを降圧するためのインバータとキャパ
シタからなる回路である。接続線プリチャージ回路4c
は、プリチャージ回路2と同様にプリチャージ信号線P
がVCCレベルの場合に接続線CLa、CLbを(1/
2)VCCにプリチャージする回路である。
【0021】上記構成のDRAMの動作を図2に基づい
て説明する。
【0022】最初はプリチャージ信号線PがVCCレベル
であるため、プリチャージ回路2によってビット線B、
Bバーが(1/2)VCCにプリチャージされている。ま
た、降圧回路4の接続線プリチャージ回路4cによって
接続線CLa、CLbも(1/2)VCCにプリチャージ
されている。
【0023】上記の状態でプリチャージ信号線Pが0V
レベルに戻り、次に例えばワード線Waが選択されてV
CCレベルになると、第1降圧信号線S1aもVCCレベル
となる。ワード線WaがVCCレベルになると、メモリセ
ル3aのセルキャパシタC1がFET1を介してビット線
Bに接続される。すると、このセルキャパシタC1がVC
Cレベルを記憶していた場合には、この電荷が(1/
2)VCCにプリチャージされていたビット線Bに流出し
て、このビット線Bの電位B1を上昇させる。ただし、
このセルキャパシタC1の電荷が大幅にリークしていた
場合には、図示のように、ビット線Bの(1/2)VCC
からの電位の上昇は僅かなものとなる。また、セルキャ
パシタC1が0Vレベルを記憶していた場合には、(1
/2)VCCにプリチャージされていたビット線Bから電
荷が流入して、このビット線Bの電位B0を下降させ
る。
【0024】続いて第1降圧信号線S1aがVCCレベル
にされると、FET2 を介して降圧キャパシタC2がビ
ット線Bバーに接続される。ただし、この時点では、接
続線CLaが(1/2)VCCにプリチャージされたまま
なので、ビット線Bバーの(1/2)VCCの電位には変
化はない。しかし、この後、第2降圧信号線S2aがV
CCレベルになると、接続線降圧回路4aによって接続線
CLaが0Vレベル付近まで降圧され、これに伴って降
圧キャパシタC2を介しビット線Bバーの電位Bバーが
(1/2)VCCよりも少し低下する。すると、このビッ
ト線Bバーの電位Bバーに対するセルキャパシタC1
VCCレベルを記憶していたときのビット線Bの電位B1
の変位d1と、0Vレベルを記憶していたときのビット
線Bの電位B0の変位d0とがほぼ同程度となる。
【0025】この結果、本実施例によれば、メモリセル
3a、3bのセルキャパシタC1の電位がリークによっ
て大幅に低下していた場合であっても、センスアンプ1
がビット線B、Bバーの電位差を確実に検出し、メモリ
セル3a、3bの記憶情報を正確に読み出すことができ
るようになる。
【0026】なお、上記動作説明では、ワード線Waを
選択した場合を示したので、ワード線Wb、第1降圧信
号線S1b及び第2降圧信号線S2bは0Vレベルのま
まであり、接続線CLbは(1/2)VCCにプリチャー
ジされたままである。そして、ワード線Wbが選択され
てVCCレベルになった場合には、逆に第1降圧信号線S
1b及び第2降圧信号線S2bがVCCレベルとなり、接
続線CLbが0Vレベル付近まで降圧されることにな
る。
【0027】図3及び図4に上記FET3及び降圧キャ
パシタC3の具体的な構成例を示す。この構成例では、
FET2、FET3 及び降圧キャパシタC2、C3をメモ
リセル3a、3bにおけるFET1及びセルキャパシタ
1と同じ構成にしている。従って、図3に例示したF
ET3及び降圧キャパシタC3は、基板上では図4に示す
ようなレイアウトとなる。即ち、2本のダミー線D
1、DL2は、メモリセル3a、3bのセルキャパシタ
1と同じ降圧キャパシタC3を形成するためのダミーワ
ード線であり、ワード線Wbと同じ配線である。また、
接続線CLbは、時定数を下げるために低抵抗の金属配
線で形成され、適宜基板と接続されるようになってい
る。
【0028】図5及び図6に本発明の他の実施例を示
す。なお、上記図1に示した第1実施例と同様の機能を
有する構成要素には同じ符号を付して説明を省略する。
【0029】本実施例では、図5に示す降圧キャパシタ
2、C3としてFETのゲート容量を用いている。そし
て、プリチャージ信号線PがVCCレベルの間は、接続線
CLa、CLbをVCCレベルとして、このFETにチャ
ンネルによるゲート容量を形成させるようにしている。
【0030】従って、この実施例の場合には、予め降圧
キャパシタC2、C3とFET2、FET3との間の電位を
(1/2)VCCよりも十分に降圧しておき、例えばワー
ド線Waを選択してVCCレベルとし、第1降圧信号線S
1aをVCCレベルにしてFET2を導通させた際に、ビ
ット線Bバーの電位Bバーを(1/2)VCCよりも少し
低下させる。すると、メモリセル3aのセルキャパシタ
1の電位がリークによって大幅に低下していた場合で
あっても、センスアンプ1がビット線B、Bバーの電位
差を確実に検出し、メモリセル3aの記憶情報を正確に
読み出すことができるようになる。また、メモリセル3
bについても同様である。
【0031】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、差動増幅の基準となる(1/2)VCC側のビ
ット線の電位を低下させてメモリセルの電荷のリークを
補償することにより、リフレッシュ周期を長くしても記
憶情報を確実に読み出すことができるようになるので、
半導体記憶装置の消費電力の低減化に貢献することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であるDRAMにおけるセン
スアンプとメモリセルとの接続を示すブロック図であ
る。
【図2】図1の実施例における各部の電位の状態を示す
タイムチャートである。
【図3】FETと降圧キャパシタのビット線への接続を
示す回路図である。
【図4】FETと降圧キャパシタの具体的構成例を示す
平面図である。
【図5】本発明の他の実施例におけるセンスアンプとメ
モリセルとの接続を示すブロック図である。
【図6】図5の実施例における各部の電位の状態を示す
タイムチャートである。
【図7】従来のDRAMにおけるセンスアンプとメモリ
セルとの接続を示すブロック図である。
【図8】従来のDRAMにおけるメモリセルのセルキャ
パシタにおける電位のリーク状態を示すタイムチャート
である。
【図9】図7のDRAMにおける各部の電位の状態を示
すタイムチャートである。
【符号の説明】
1 センスアンプ 3a メモリセル 3b メモリセル 4 降圧回路 FET2 スイッチ回路 FET3 スイッチ回路 B ビット線 Bバー ビット線 C1 セルキャパシタ C2 降圧キャパシタ C3 降圧キャパシタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のメモリセルが選択的に接続されるビ
    ット線の対、 該ビット線対のビット線に一端がそれぞれ接続された2
    個のスイッチ手段、 該スイッチ手段のそれぞれの他端に接続されたビット線
    電位変更手段、及び該複数のメモリセルの1個が該ビッ
    ト線対の一方のビット線に接続される場合に、該ビット
    線対の他方のビット線に接続されたスイッチ手段を閉じ
    て、該他方のビット線と対応する電位変更手段とを接続
    するように該スイッチ手段及び該電位変更手段を制御す
    るビット線電位制御手段を備えている半導体記憶装置。
JP3264801A 1991-10-14 1991-10-14 半導体記憶装置 Withdrawn JPH05109277A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3264801A JPH05109277A (ja) 1991-10-14 1991-10-14 半導体記憶装置

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JP3264801A JPH05109277A (ja) 1991-10-14 1991-10-14 半導体記憶装置

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JPH05109277A true JPH05109277A (ja) 1993-04-30

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ID=17408406

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3264801A Withdrawn JPH05109277A (ja) 1991-10-14 1991-10-14 半導体記憶装置

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JP (1) JPH05109277A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100370164B1 (ko) * 2000-12-20 2003-01-30 주식회사 하이닉스반도체 비트라인의 누설전류 보상이 가능한 풀업회로

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100370164B1 (ko) * 2000-12-20 2003-01-30 주식회사 하이닉스반도체 비트라인의 누설전류 보상이 가능한 풀업회로

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Effective date: 19990107