JPH05265421A - カラールックアップテーブルのためのメモリ、回路およびメモリセル - Google Patents

カラールックアップテーブルのためのメモリ、回路およびメモリセル

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JPH05265421A
JPH05265421A JP4229499A JP22949992A JPH05265421A JP H05265421 A JPH05265421 A JP H05265421A JP 4229499 A JP4229499 A JP 4229499A JP 22949992 A JP22949992 A JP 22949992A JP H05265421 A JPH05265421 A JP H05265421A
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memory cell
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transistor
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Thomas J Runaldue
トーマス・ジェイ・ルナルデュー
William Plants
ウィリアム・プランツ
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Advanced Micro Devices Inc
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    • GPHYSICS
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
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    • H10B10/12Static random access memory [SRAM] devices comprising a MOSFET load element
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】ディスプレイシステムのためのカラールックア
ップテーブル用集積回路メモリに関し、その速度の改
良、サイズの低減、製造の歩留まりの増大をはかる。 【構成】カラールックアップテーブル15のための集積
回路メモリ10は100または>200MHz以上でピ
クセルのための色を識別するデータを読出すためのビデ
オポートおよび経路11,12,13,14をおよびメ
モリ中の場所において色を識別するデータを読出しおよ
び書込むためのCPUポートおよび経路25,26,2
7,28を有する。各メモリセルは真および補の端子を
有するフリップフロップを含む。CPUポートは2つの
パストランジスタを含み、ビデオポートは分離された検
知端子および2つのトランジスタを含む。各メモリセル
およびメモリセルアレイのレイアウト構成は、複数個の
メモリセルから同一のチャネル型のトランジスタが単一
の大きいウェル中で形成され、かつ隣接するメモリセル
がコンタクトを共有することを許容する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の背景】
【0002】
【発明の分野】この発明は二重ポートメモリに関し、特
にディスプレイシステムの中でカラールックアップテー
ブルとして使用される専用二重ポートスタティックラン
ダムアクセスメモリ(SRAM)に関する。より特定的
には、この発明は読出/書込ポートと非常に速い読出専
用のポートを有する高速CMOS二重ポートSRAMに
関する。
【0003】
【背景の説明】特定の応用のニーズに合せるためにメモ
リセルの設計を最適化することはしばしば所望される。
たとえばスタティックランダムアクセスメモリ(SRA
M)はさまざまな応用のために実現された。独特の要求
を有する1つの特定の応用はディスプレイシステム中の
カラールックアップテーブルのそれである。この機能を
提供する先行技術の集積回路はブルックツリー・コーポ
レーション(BrooktreeCorporation )によって製造さ
れたBT458および類似の部品、ならびにアドバンス
ト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレーテッド
(Advanced Micro Devices, Inc.)によって製造された
Am81C458を含む。これらの集積回路に、ビデオ
のディスプレイスクリーン上にディスプレイされるべき
特定の色を識別するコードをストアするカラールックア
ップテーブルが設けられる。
【0004】スクリーンの各画素またはピクセルに対し
てカラールックアップテーブルはアドレスを使用してア
クセスされ、かつそのアドレスでテーブルにストアされ
たコードはピクセルの色を識別する。このアドレス指定
は非常な高速で発生し、その速度はピクセルがディスプ
レイシステム中でリフレッシュされなければならない頻
度によって決定される。またカラールックアップテーブ
ルで利用可能な色のセレクションが変えられ、アップデ
ートされ、またはモニタされなければならないとき、デ
ィスプレイシステム中の中央処理装置はテーブル中のエ
ントリへアクセスしなければならない。この目的のため
テーブル中のメモリエレメントへ読出および書込を許容
する第2のよりゆっくりしたポートがCPUアクセスの
ために設けられる。
【0005】CPUクロックは色の情報がディスプレイ
経路のためにアクセスされなければならない速度に無関
係なので、ディスプレイ経路およびCPU経路はお互い
に独立して非同期に動作しなければならない。ポートの
非同期性および独立性はディスプレイポートが動かなけ
ればならない非常に速い速度とともにこの応用のSRA
Mのための独特の設計基準を作り出す。
【0006】上述した先行技術装置は各々米国特許番号
第4,905,189号で説明されるように、差動セン
スアンプを有する10トランジスタSRAMセルを使用
する。このSRAMセルはビデオディスプレイポートに
必要な動作速度を達成するために相対的に大きくかつ複
雑な差動検知機構を必要とする。この先行技術のメモリ
セルのサイズと複雑さはそれが動作できる速度を制限し
た。加えて、セルのサイズは結果的に集積回路上で非常
に広いSRAMの領域になった。広い領域は当業界で周
知であるようにさまざまな理由でチップの製造コストを
上昇させる。
【0007】ササキ(Sasaki)の米国特許番号第4,7
68,172号は、読出/書込ポートと読出専用ポート
とを有するSRAMセルを教示し、そのセルにおいて読
出専用ポートは読出専用ポートからの読出がメモリセル
内の電流の流れに影響しないようにメモリセルから分離
している。この分離は両方のポートを同時にかつ非同期
的に動作させる能力を高める。しかしながら、この特許
はカラールックアップテーブルでの使用のためのメモリ
セルのいかなる特定の適応も、または非常に速い速度の
読出アクセスを必要とする他のいかなるかかる応用も提
供しない。その上この特許は利用可能な読出専用の帯域
幅を最適に利用する方法を教示しない。最後に、この特
許は所与のチップ領域内でメモリセルの所与のサイズア
レイに最適に合う方法を教示しない。
【0008】したがってメモリセルおよび独立し非同期
のポートと非常に高速のディスプレイアクセス経路への
要求を最適化する一方でメモリセルのサイズおよび複雑
さを最小限にする全体のメモリアーキテクチャを与える
ことが所望される。メモリアーキテクチャはカラービデ
オディスプレイシステムのカラールックアップテーブル
の読出のような非常に高速の動作のために、最適に低減
されたフットプリントを有するべきであり、かつ読出専
用ポートの利用可能な速度を最適に利用するための手段
を与えられるべきである。
【0009】
【発明の概要】したがってこの発明はディスプレイシス
テムで使用される集積回路上のカラールックアップテー
ブルのためのメモリを提供する。このシステムは画素の
ための色を識別するデータを読出すための第1のアクセ
ス経路と、メモリの中の場所で色を識別するデータを読
出すおよび書込むための第2のアクセス経路とを含む。
メモリはデータを第1のアクセス経路へ交信するために
接続されたビットラインとワードラインとの第1のセッ
トを含む。またビットラインとワードラインとの第2の
セットは第2のアクセス経路へ、およびそれからデータ
を交信するために接続される。
【0010】メモリセルのアレイはカラールックアップ
テーブルを与えるように配列される。少なくとも配列の
サブセット中の各メモリセルは、第1のアクセス経路を
介して交信するために第1のセット中の1つのビットラ
インと1つのワードラインとに接続されるシングルエン
ドポートと、第2のアクセス経路を介して交信するため
に第2のセット中の少なくとも1つのビットラインと1
つのワードラインとに接続されている第2のポートとを
含む。
【0011】メモリはディスプレイシステムの第1のク
ラスのための>100メガヘルツでのランダムアクセス
読出のための第一アクセス経路の動作を特徴とする。加
えてメモリはディスプレイシステムの第2のクラスのた
めの、>125メガヘルツでの第1のアクセス経路を介
するランダムアクセス読出を特徴とする。さらにディス
プレイシステムの第3のクラスのためには、第1のアク
セス経路は>150メガヘルツでランダムアクセス読出
を行なう。さらにビデオディスプレイの高速クラスのた
めには、第1のアクセス経路は>175メガヘルツでラ
ンダムアクセス読出を行なう。この発明に従うメモリは
現在の技術を使って>200メガヘルツで第1のアクセ
ス経路を介してランダムアクセス読出の動作を提供する
ことができる。
【0012】この発明の他の局面によると、アレイのメ
モリセルは真および補の端子を有するデータ記憶素子を
含む。データ記憶素子は真の端子に結合された入力と補
の端子に結合された出力とを有する第1のインバータ
と、補の端子に結合された入力と真の端子に結合された
出力とを有する第2のインバータとを含む。シングルエ
ンドポートは第1および第2のnチャネルトランジスタ
を含み、第1のnチャネルトランジスタは分離された検
知端子を与える第1のチャネル端子と、接地のような基
準電位に接続された第2のチャネル端子と、データ記憶
素子の真か補の端子のどちらか1つに接続されたゲート
とを有する。シングルエンドポート中の第2のチャネル
型トランジスタは、第1のアクセス経路のためにビット
ラインの第1のセットの1つのビットラインに接続され
た第1のチャネル端子と、第1のnチャネルトランジス
タによって与えられた分離された検知端子に接続された
第2のチャネル端子と、第1のセットのワードラインに
接続されたゲートとを有する。
【0013】第2のポートは第1および第2のpチャネ
ルトランジスタを含み、かつ差動的に動作される。第1
のpチャネルトランジスタはデータ記憶素子の真の端子
に接続された第1のチャネル端子と、第2のセットのビ
ットラインに接続された第2のチャネル端子と、第2の
セットのワードラインに接続されたゲート端子とを有す
る。第2のポート中の第2のpチャネルトランジスタは
データ記憶素子の補の端子に接続された第1のチャネル
端子と、第2のセットのビットラインに接続された第2
のチャネル端子と、第2のセットのワードラインに接続
されたゲートとを有する。したがってデータ記憶素子へ
の読出および書込は第1および第2のpチャネルトラン
ジスタに結合された1対のビットラインを介して提供さ
れ、一方高速ランダムアクセス読出はシングルエンドポ
ートを介して提供される。
【0014】この発明の他の局面によると、データ記憶
素子中の第1および第2のインバータは、各々pチャネ
ルおよびnチャネルのトランジスタを1つずつ含み、そ
れよってそのメモリセルは4つのnチャネルトランジス
タと4つのpチャネルトランジスタとを含む。この局面
では集積回路は各メモリセルの4つのトランジスタが単
一のウェルにある状態で形成される。このようにn型サ
ブストレートを含む集積回路のために、単一のp型ウェ
ルが形成され、そこにセルの4つすべてのチャネルトラ
ンジスタが置かれる。同様にp型サブストレートのため
に単一のn型ウェルが形成され、そこに4つすべてのp
チャネルランジスタが置かれ得る。これにより小さいサ
イズと速い速度のためのメモリセルをレイアウトするた
めの重要な最適化が提供される。
【0015】この発明のさらに他の局面によると、メモ
リセルはシングルエンドポートを第1のセット上のビッ
トラインに結合する第1のコンタクトと、第2のポート
を第2のセット中の第1のビットライン結合する第2の
コンタクトと、第2のポートを第2のセット中の第2の
ビットラインに結合する第3のコンタクトとを含むよう
にレイアウトされる。これらのコンタクトはアレイの隣
接したメモリセルと共有されるようにそれぞれのメモリ
セルの周辺上にレイアウトされる。金属ビットラインへ
の接点を共有することによってコンパクトなレイアウ
ト、高速動作、および改良された製造歩留まりのために
セルのフットプリントの大幅な低減がなされる。コンタ
クトのあるものを共有することによりさらに信号伝送特
徴を改良し、かつ待ち時間を低減するために信号経路の
キャパシタンスを低減するという非常に所望される利点
が得られる。
【0016】この発明のさらに他の局面によると、メモ
リは各セルが、1ミクロンの最短チャンネル長を有する
プロセスにおいて34ミクロン×17ミクロンより小さ
いフットプリントを有するようにレイアウトされる。
【0017】したがってメモリはカラールックアップテ
ーブルの応用に特に適合するように提供されるが、しか
し他の二重ポートスタティックランダムアクセスメモリ
の応用に適している。このメモリは高い製造歩留まりの
ために非常に小さいレイアウトを有し、かつカラールッ
クアップテーブルへの読出および書込に使用される第2
の差動ポートと非同期でかつそれから独立した第1のシ
ングルエンドポートを介して非常に高速の読出が可能で
ある。
【0018】この発明の他の局面および利点は以下に続
く図面、詳細な説明および前掲の特許請求の範囲を検討
した上で理解される。
【0019】
【実施例の詳細な説明】この発明の好ましい実施例の詳
細な説明は図1−9に関連して提供される。図1および
図2はこの発明の一実現化例のアーキテクチャの概略図
である。図3−5は好ましい実施例の回路の詳細を示
す。図6−9は好ましいシステムが集積回路上でレイア
ウトされる態様を図示している。
【0020】I.システムの外観 図1はディスプレイシステムで使用される集積回路10
を示している。集積回路10はディスプレイされるべき
イメージのビットマップをストアするディスプレイメモ
リ11に結合される。ビットマップはイメージのピクセ
ルごとに複数個のビットを含むことが可能であり、複数
個のビットはビットマップの特定のピクセルの色を示す
コードを含む。
【0021】各ピクセルのためのビットはバス12を通
って集積回路10へ入力として供給される。集積回路は
ディスプレイメモリ11からの入来コードを受けるディ
スプレイメモリインターフェース13を含む。このイン
ターフェースはビデオクロックと多重化および同期化の
ような当該技術分野で既知であるようにさまざまな機能
を行ない得る。これらのコードはそれから集積回路10
上のカラールックアップテーブル15をアドレス指定す
るためにバス14を通ってアドレスとして供給される。
バス14上のアドレスに応答してカラールックアップテ
ーブル15はアクセスされ、かつライン16の赤コー
ド、ライン17上の緑コードおよびライン18上の青コ
ードを発生する。ライン16、17および18上の赤、
緑および青コードはそれぞれデジタル・アナログコンバ
ータ19、20および21に入力として供給される。デ
ジタル・アナログコンバータ19、20および21の出
力は赤、緑および青の入力のためのアナログ信号として
それぞれライン22、23および24を通ってディスプ
レイ端子に供給される。
【0022】このようにシステムはメモリ11からバス
12を介してディスプレイメモリ13への、かつバス1
4を介してカラールックアップテーブル15へのビデオ
ディスプレイアクセス経路を含む。RGB出力22、2
3、24を介するディスプレイメモリ11からのこのア
クセス経路は、ピクセルがディスプレイシステム中でア
ップデートされなければならない速度で決定される非常
に速いビデオ速度で動作する。ディスプレイ端子のリフ
レッシュ速度と分解能とに依存して、ディスプレイ経路
を介するカラールックアップテーブルのアクセスの速度
はある応用では100メガヘルツより大、他の応用では
125メガヘルツより大、他の応用では150メガヘル
ツより大および他の応用では175メガヘルツ以上で越
えなければならない。
【0023】集積回路10はまたバス26を通ってホス
トシステムバスに結合されているCPUインターフェー
ス25を含む。CPUインターフェース25はバス27
を通ってカラールックアップテーブル15の第2のアク
セス経路へアドレスを供給し、かつバス28を通ってカ
ラールックアップテーブル15を読出すまたは書込むた
めにデータを交信する。CPUインターフェース25は
ディスプレイアクセス経路を制御するクロックから非同
期でかつ独立して動作する。
【0024】このようにシステムはバス26、CPUイ
ンターフェース25ならびにカラールックアップテーブ
ル15へのバス27および28を含むCPUアクセス経
路をさらに含む。このCPUアクセス経路はカラールッ
クアップテーブル15の内容を制御するために使用され
る。
【0025】CPUポートは典型的に非常に希に使用さ
れる。たとえばCPUポートは適当なカラールックアッ
プテーブルの値をロードするために、システムの立上り
でたった1度使用されてもよく、その後値は変える必要
がない。CPUポートは1つのビデオディスプレイ装置
から他のものに切替ええられるとき、たとえば古いビデ
オモニタを新しいものと取換えるときなどに、カラール
ックアップテーブルをリセットするためにも使用され得
る。これらの機能はCPUポートの書込方向(directio
n )だけを利用する。1つのモードではCPUポートは
この発明の範囲内で書込専用ポートとして構成されるこ
とさえあり得る。そして高速書込ポート(CPU)およ
び低速読出ポート(ビデオ)が存在するであろう。しか
しながらカラールックアップテーブルの内容を診断の目
的でCPUに問い合わせできることが所望されるかもし
れない。たとえばもし実際のビデオ出力が予期されない
カラーシフト(肌の色に青が多すぎるなど)または奇妙
なカラー変換(赤い草や緑の空など)を表せば、問題は
変換データにあってビデオモニタ自体にはないのかどう
か調べるために、CPUポートの読出方向を利用するこ
とは有利であるとわかるかもしれない。CPU読出ポー
トはさらに他のさまざまな診断の目的で使用され得る。
したがって例示されたモードでCPUポートは読出−書
込ポートである。
【0026】図1の集積回路10のようなカラールック
アップテーブル集積回路は高度に集積された複雑な部品
であり、少なくとも図1に示された機能性を含む。特定
の設計のニーズに合うような他の機能も含まれ得る。
【0027】II.カラールックアップテーブル 図2は赤の1/3、緑の1/3または青の1/3のいず
れかの図1のカラールックアップテーブル15の1/3
の概略図である。たとえば図2のこの図は図1の赤のD
AC19を駆動するためのコードを保持し得る。この例
では参照番号50でのDACへのデータ接続は図1のバ
ス16に対応する。同様に51で示されるデータ経路は
図1のバス28の少なくとも一部に対応する。CPUア
ドレス/制御ライン52はバス27に対応する。ビデオ
アドレス/制御ライン53はバス14に対応する。図2
中の文字「(図3)」、「(図4)」および「(図
5)」はそれぞれのブロック54、56および58の詳
細の少なくとも一部分が示された図中で見付けられ得る
ことを示していることが理解されるであろう。
【0028】カラールックアップテーブルの特定のセグ
メントはメモリセルの8つのブロックのアレイ70を含
む。各ブロック54は縦64行横4列である。各ブロッ
クが横4列(ビット)なので、4ビットライン55…ブ
ロックの各列に1つ…はブロック54からブロック56
へ接続される。ブロック56は4つのセンスアンプのセ
ットを含む。ブロック56から4つのデータライン57
がコラムセレクトマルチプレクサ58へ接続される。コ
ラムセレクトマルチプレクサ58の出力はDACへの1
つの入力としてライン59上に供給される。ビットライ
ン55はビデオデコードブロック60によって制御され
ており、ひいてはバス53上のビデオアドレスおよび制
御信号によって、かつライン61上のビデオクロックに
よって駆動される。ビデオデコードクロック60はメモ
リセル54のブロック、センスアンプのブロック56、
およびコラムセレクトマルチプレクサ58のワードライ
ンを制御する。
【0029】CPUポートは4つのビットライン対62
を含み、各対はブロック54中のメモリセルの列へ結合
されている。ビットライン対62はブロック63中のセ
ンスアンプのセットに接続されている。ブロック63中
のセンスアンプの出力はデータライン64を通ってI/
Oドライバ回路65に与えられる。I/Oドライバ回路
65はライン66を通って入出力レジスタ67に結合さ
れる。I/Oレジスタはライン68を通ってCPUイン
ターフェースへ、およびそれから両方向のデータフロー
を与える。センスアンプおよびI/Oドライバと同様、
メモリブロック54中のワードラインはライン52上の
CPUアドレスおよび制御に応答してCPUデコードブ
ロック69に制御される。
【0030】図2は当業者によって既知であるものとし
て、実現される多くの制御ラインを省略して発見的(he
uristic )レベルで与えられる。図2は図1との関係に
おいてその動作を理解する目的でメモリの構成の外観を
単に与えるにすぎない。
【0031】ディスプレイアクセス経路の必然的に高速
の動作のために、ディスプレイアクセス経路上の各シン
グルエンドセンスアンプおよびディスプレイアドレス経
路上の各コラムセレクトマルチプレクサはメモリセル中
で臨界速度経路を含む。したがって、これらの回路は以
下に詳細に説明される。
【0032】図1に示されているカラールックアップテ
ーブルのために3つの出力各々に256の8ビット場
所、合計6,144メモリ場所を含むメモリが与えられ
ることがわかる。したがってルックアップテーブルは集
積回路の物理的な表面積のかなりの部分を含む。SRA
Mセルのサイズの低減はしたがって集積回路の動作速度
とともに製造歩留まりの大幅な改良となる。
【0033】III.メモリセルおよびビデオ読出ポー
ト 図3はメモリブロック54(図2の)の1つのメモリセ
ル90の一実施例のトランジスタレベル概略図である。
分かるように、メモリセル90はpチャネルトランジス
タ100とnチャネルトランジスタ101とからなる第
1のインバータ94と、pチャネルトランジスタ102
とnチャネルトランジスタ103とからなる第2のイン
バータ98とを含む。メモリセルはトランジスタ100
および101のゲート(第1のインバータの入力に対応
する)に接続され、かつトランジスタ102および10
3のドレイン(第2のインバータの出力に対応する)に
接続される真の端子104を含む。同様に、メモリセル
90はトランジスタ102および103のゲート(第2
のインバータの入力に対応する)に接続され、かつトラ
ンジスタ100および101のドレイン(第1のインバ
ータの出力に対応する)に接続される補の端子105を
含む。
【0034】メモリセル90は、そのソースが接地に接
続され、かつそのドレインが分離した検知端子108に
接続されるnチャネルトランジスタ107を含む第1の
シングルエンドポート106を含む。シングルエンドポ
ート106はさらにそのソースが検知端子108に接続
され、かつそのドレインがシングルエンドポート106
のビットライン110に接続される第2のnチャネルト
ランジスタ109を含む。トランジスタ109のゲート
はシングルエンドポートのワードライン111に接続さ
れる。トランジスタ107のゲートは記憶素子の真また
は補のいずれかの端子104、105に接続される。例
示された実施例ではトランジスタ107のゲートは真の
端子104に接続される。1つ以上のメモリセルのシン
グルエンドポートはビデオディスプレイアクセスのため
の速いアクセスポートを含む。
【0035】ビットライン110上でメモリセル90
は、メモリセルの真の端子104でストアされたビット
の反転された表現である出力信号VOUTZを与える。
もしトランジスタ107のゲートが真の端子104より
は、むしろ補の端子105に結合されていたら、または
トランジスタ107および109がnチャネルよりはむ
しろpチャネルであれば、非反転された表現が与えられ
るであろう。このモードでトランジスタ107のソース
は接地よりもむしろ基準電位VCCに結合されるであろ
う。しかしながら、以下で説明するように反転された表
現を与えることは有利であり得る、なぜなら図5のセン
スアンプは表現を再反転し、かつnチャネルトランジス
タはpチャネルより速いからである。ビットライン11
0はライン55(図2の)の1つである。
【0036】メモリセル90はまたそのソースがメモリ
セルの真の端子104に接続され、そのドレインがメモ
リブロックの真のビットライン113に接続されるpチ
ャネルトランジスタ112を含む、第2の差動ポート1
17を含む。差動ポート117は、そのソースがメモリ
セルの補の端子105に接続され、かつそのドレインが
メモリブロックの補のビットライン115に接続された
トランジスタ114をさらに含む。トランジスタ112
および114のゲートはCPUアクセス経路のワードラ
イン116に接続される。この差動ポート117のパス
トランジスタ112および114はpチャネルであるの
でワードライン116はアクティブローである。1つ以
上のメモリセルの差動ポートはCPUアクセスポートを
含み、それは必ずしも速いアクセスポートのように速い
必要はない、なぜならCPUアクセスポートはカラール
ックアップテーブルで表現された色を調べかつ変化させ
るときのみ使用されるからであり、それはビデオ速度で
実行される必要はない。
【0037】図2にを参照して議論された構成におい
て、図3で示されているメモリセルの列はCPUアクセ
スのビットライン113および115とディスプレイア
クセス経路のビットライン110とを共有する。同様
に、図2のメモリアレイ70のメモリセルの行はCPU
ワードライン116およびビデオワードライン111を
共有する。
【0038】図3に示されるメモリセルは8つのトラン
ジスタからなり、そのうち4つはpチャネルで4つはn
チャネルであることがわかる。これにより以下に例示す
るように、集積回路でメモリセルをレイアウトすると
き、有益的に依存できるトランジスタのバランスが得ら
れる。
【0039】次の表1は図3のさまざまな構成要素のた
めのチャネル長および幅の例証的値を挙げている。たと
えばすべての長さと幅はミクロンで記入されている。
【0040】
【表1】
【0041】IV.センスアンプ 図4にシングルエンドセンスアンプ(図2の)のブロッ
ク56の1つのシングルエンドセンスアンプ128の一
実施例を示している。シングルエンドセンスアンプ12
8は入力信号VINZをビットライン110上でメモリ
ブロック(図3の)から受け、かつ信号VINZが他の
入力信号に関連して差動的に検知されないという点でシ
ングルエンドにされる。
【0042】信号VINZはメモリセルの出力としてよ
りはむしろセンスアンプのへの入力として考えられたと
き、信号VOUTZと同一であると理解されるであろ
う。センスアンプ128は出力信号V OUTをライン
130上でコラムセレクトマルチプレクサ58に与え
る。ライン130はライン57の(図2および図5の)
1つである。
【0043】図4のセンスアンプは主として検知回路1
31およびマスタ/スレーブフリップフロップ132か
らなる。検知回路131は上に引用された、同一譲受人
に譲渡された「CMOSクランプ回路」と題された米国
特許出願で一部説明され、その出願はここに十分に記載
されるように引用により援用される。
【0044】センスアンプは主としてそのソースがライ
ン110に接続され、かつそのドレインが検知インバー
タ134に接続されたカスケードトランジスタ133か
らなる。トランジスタ133のゲートは約2VT 、つま
りトランジスタのスレッショルド電圧の2倍の基準電位
135に接続される。またプルダウントランジスタ13
6のドレインは入力ライン110に接続され、そのソー
スは接地に接続され、かつそのゲートは基準電位135
に接続される。
【0045】検知インバータ134の入力は簡単にする
ため端子V SENと呼ばれる。端子V SENにおい
てpチャネルトランジスタ137はそのソースが基準電
位に供給されかつそのドレインがV SEN端子に接続
された状態で電流ソース構成で接続される。電流ソース
トランジスタ137のゲートは、ビットラインがアクセ
スされたメモリセルによってプルダウンされたとき、ビ
ットライン110上の平均電流(IO )の約1/2であ
る電流IO /2を発生するために電流ソーストランジス
タを偏らせる、基準電位138に結合される。端子13
8はpチャネルトランジスタ139のゲートに結合さ
れ、それはキャパシタ構成で電源基準電位に接続され
る。トランジスタ137、133、136の組合せはビ
ットライン110の状態に依存して±I0 /2に等しい
電流をV SEN端子で作り出す。
【0046】pチャネルトランジスタ140、nチャネ
ルトランジスタ141、pチャネルトランジスタ142
およびnチャネルトランジスタ143からなるクランプ
回路は、検知インバータ134の回りに結合される。ビ
デオデコードブロック60(図2の)はセンスアンプの
スリープモード動作を提供するためにクランプ回路にア
クティブローパワーダウン信号PDSLZを与える。
【0047】クランプ回路がパワーダウン信号PDSL
Zによって活性化されるとき、クランプ回路は装置の電
力消費を低減するためにセンスアンプをスリープさせ
る。1つのモードで、スリープモード信号PDSLZは
列アドレスの関数として与えられるので、アドレス指定
されるそれらの列のみが電源を入れられたセンスアン
プ、またはより特定的には検知インバータ134を有す
るであろう。このように、スリープモード信号PDSL
Zはライン53(図2の)上に与えられたビデオアドレ
ス信号の下位のオーダの2つのビットを単純にデコード
することによって作られることが可能であり、各ブロッ
ク56(図2の)中の4つのセンスアンプは2つのビッ
トの独特のデコーディングを有する。
【0048】クランプ回路において端子V SENはト
ランジスタ142のソース、トランジスタ140のドレ
インおよびトランジスタ141のソースに結合される。
トランジスタ140のソースとトランジスタ141のド
レインとは正の基準電位に接続される。トランジスタ1
40のゲートはPDSLZ信号に接続される。トランジ
スタ141のゲートはV GAINと呼ばれる検知イン
バータ134の出力に接続される。同様に、V GAI
N端子はトランジスタ142のゲートに結合される。ト
ランジスタ142のドレインはトランジスタ143のド
レインに結合される。トランジスタ143のソースは接
地に結合される。トランジスタ143のゲートはスリー
プモード信号PDSLZに結合される。PDSLZ信号
がアクティブ(ロー)のとき、トランジスタ140はオ
ンでありかつトランジスタ143はオフである。これに
よりセンスアンプ134への入力をプルアップし、実質
的に検知インバータに電流を流れないようにし、かつク
ランプトランジスタ142を非能動化する。通常の動作
の間はPDSLZ信号は非活性(ハイ)であり、トラン
ジスタ143をオンにし、クランプトランジスタ142
と141との動作を許容する。この状態でプルアップト
ランジスタ140はオフにされる。
【0049】この回路はVINZでの電流をV SEN
での小さな電圧に変換し、かつV SENの小電圧を非常
な高速でV GAINで大きい電圧に変換する機能をす
る。VINZでの電流の小変動は速度の利点を得るため
に差動的というよりはシングルエンドに検知される。
【0050】端子V GAINはマスター/スレーブフ
リップフロップ132に結合される。マスター/スレー
ブフリップフロップはアクティブロービデオクロックC
LKNZと、ライン151および152それぞれを通っ
てビデオクロックの補のCLKNとを受ける第1のクロ
ック動作されたインバータ150を含む。クロック動作
されたインバータ150の出力はインバータ153とク
ロック動作されたインバータ154からなる記憶素子に
接続される。クロック動作されたインバータ154はク
ロック動作されたインバータ150と反対の位相関係で
クロック動作される。インバータ153の出力はまたク
ロック動作されたインバータ155に接続される。クロ
ック動作されたインバータ155はインバータ150と
反対の位相関係でクロック動作される。インバータ15
5の出力はインバータ156とクロック動作されたイン
バータ157とを含む第2のデータ記憶素子に結合され
る。クロック動作されたインバータ157はインバータ
150と同じ位相関係でクロック動作される。センスア
ンプ128はライン151および152上のクロック速
度によって決定される非常に速い速度でサンプリングさ
れたライン130上の出力を与える。
【0051】次の表2はインバータが各2つのトランジ
スタを含んでいる図4のさまざまな構成要素のチャネル
長と幅の例証的値を挙げている。すべての長さと幅はた
とえばミクロンで記入されている。
【0052】
【表2】
【0053】V.コラムセレクトマルチプレクサおよび
フリップフロップ 図5に臨界ビデオ経路中で動作するコラムセレクト回路
158を示す。コラムセレクトマルチプレクサ159は
メモリアレイ70(図2の)の所与のブロック54のた
めに、4つのセンスアンプからライン57上で入力信号
IN(0:3)を受ける。各ライン57は1つのセ
ンスアンプ(図4に示された)のそれぞれのライン13
0に対応する。各入力信号V INはセンスアンプの出
力としてよりはコラムセレクトマルチプレクサ159へ
の入力として考えられたとき、それぞれの信号V OU
Tと同一であると理解されるであろう。
【0054】マルチプレクサ159はまたライン160
を通って2ビットのコラムセレクト信号CSEL(0−
1)の真および補のバージョンを受取る。信号CSEL
はビデオデコードブロック(図2の)から与えられる。
コラムセレクトマルチプレクサ159は、4つの入力信
号中2つをセレクトするために信号CSEL(0)(反
転していない表現CSELおよび反転した表現CSEL
Zの両方)をデコードする、パスゲート161、16
2、163および164の第1の列からなる。パスゲー
ト165および166の第2の列はさらに信号CSEL
(1)(再び両方のバージョン)に応答してセレクトさ
れた2つの入力信号のうち1つをセレクトする。ライン
167上のパスゲートの第2の列の出力はマスター/ス
レーブフリップフロップ168への入力として供給され
る。
【0055】マスター/スレーブフリップフロップ16
8は、その出力がクロック動作されていないインバータ
170とクロック動作されたインバータ171とからな
る記憶素子に接続された、第1のクロック動作されたイ
ンバータ169からなる。記憶素子の出力はクロック動
作されていないインバータ172に接続され、それから
パスゲート174を介してクロック動作されていないイ
ンバータ175とクロック動作されたインバータ176
とからなる出力記憶素子に接続される。クロック動作さ
れたインバータ169と176とは同じ位相関係でクロ
ック動作される。クロック動作されたインバータ171
およびパスゲート174はインバータ169に関して反
対の位相関係でクロック動作される。ビデオ出力信号V
ID OUTは陰極線管(図示されていない)中でそれ
ぞれ赤、緑または青のビームを駆動するためなどの高速
変換のためのデジタル・アナログコンバータへの入力と
してライン59上で与えられる。図3、図4および図5
で示された回路は200メガヘルツより大きい値でテス
トされた。
【0056】次の表3はそれぞれのインバータが各2つ
のトランジスタを含む図5の様々な構成要素のチャネル
長と幅の例証的値を挙げる。すべての長さと幅はたとえ
ばミクロンで記入されている。
【0057】
【表3】
【0058】VI.メモリセルレイアウト 図3に示されたメモリセルのレイアウトは図6−9に示
されるように小サイズと高速動作で最適化されてきた。
図6はn−LOCOS、p−LOCOSおよび第1のメ
タル層へのコンタクト点を有するポリシリコンレイアウ
トを与える。図7は図6で示された素子および第2のメ
タル層へのコンタクトを有する第1のメタル層のレイア
ウトを示す。図8は図7の第1のメタル層へのバイアコ
ンタクトを有する第2のメタル層のレイアウトを図示す
る。図6−8は1ミクロンの最小チャンネル長プロセス
を有し17×34ミクロンより小さいメモリセルレイア
ウトのスケール図を示している。
【0059】A.n−LOCOS、p−LOCOSおよ
びポリシリコン層 図6に示されるように、SRAMセル90のレイアウト
は第1のn−LOCOS領域200を含む。ポリワード
ライン201は第1のn−LOCOS領域200に交差
してトランジスタ109を形成する。ポリシリコン領域
202は領域200に交差してトランジスタ107を形
成する。分かるように、トランジスタ109は3.6ミ
クロンのチャネル幅および、1ミクロンのチャンネル長
を有する。トランジスタ107は9.4ミクロンのチャ
ネル幅および、1ミクロンのチャンネル長を有する。
【0060】第2のn−LOCOS領域203もまたセ
ルに形成される。この領域はポリ領域202によって交
差されてトランジスタ101を形成する。分かるよう
に、トランジスタ101は3ミクロンの幅および、2.
4ミクロンの長さを有するチャネルを有する。第3のn
−LOCOS領域205はポリ領域206によって交差
されてトランジスタ103を形成する。分かるように、
トランジスタ103は3ミクロンのチャネル幅および
2.4ミクロンのチャネル長を有するnチャネルトラン
ジスタである。第4および第5のn−LOCOS領域2
07および208は電位VCCが与えられ得るサブスト
レートコンタクトを与えるために形成される。
【0061】分かるように、レイアウトの下位半分はp
ウェルで実現され、そのウェルはライン220と221
との間に横たわるガードまたはバッファ領域によってレ
イアウトの残りの部分から分離される。このpウェルは
図6中のpウェルバッファライン221より下のすべて
の領域を含む。p−LOCOS領域209および210
は基準電位VSSが与えられ得るウェルコンタクトを与
えるために形成される。セルを実質的にストライプで分
割することによって…pウェルのストライプとpウェル
の外部のストライプ…図9に関して下記に説明されるよ
うに長いストライプ形状のpウェルを有する複数個のセ
ルをレイアウトする能力が与えられる。
【0062】図6でpウェルバッファライン220より
上はp−LOCOS領域212および213である。p
−LOCOS領域212は、ポリ領域202によって交
差されて3.9ミクロンのチャネル幅および1ミクロン
のチャネル長を有するpチャネルトランジスタ100を
形成する。またp−LOCOS領域212は、ポリシリ
コンワードライン214によって交差されて3.4ミク
ロンのチャネル幅および1ミクロンのチャネル長を有す
るpチャネルパストランジスタ114を形成する。同様
に、p−LOCOS領域213は、ポリシリコン領域2
06によって交差されて3.9ミクロンのチャネル長お
よび1ミクロンのチャネル幅を有するpチャネルトラン
ジスタ102を形成する。。またn−LOCOS領域2
13は、ポリワードライン214によって交差されて
3.4ミクロンのチャネル幅および1ミクロンのチャネ
ル幅を有するpチャネルパストランジスタ112を形成
する。
【0063】様々なメタルワンコンタクトが図6の集積
回路層と関連して形成される。図6−8でセルの境界に
重なって示されるすべてのコンタクトは、集積回路のサ
イズを最小化するためにシリコンの表面部分を節約する
ため、隣接するメモリセル(図示されていない)と共有
されることが意図されていることが理解されるであろ
う。さらに、境界線まで延在するn−LOCOS、p−
LOCOSおよびポリシリコン領域は以下に説明される
ように、隣接するメモリセル中の隣り合うかかる領域と
一体構造であることが理解されるであろう。第1のセル
で1つのかかる領域に接続されるコンタクトは、セル間
の隣り合った領域の一体構造のために隣り合った第2の
セルによって共有されることが理解されるであろう。1
つのモードではコンタクトはセルの境界に重なるように
形成され得る。
【0064】第1の共有されたコンタクト230はn−
LOCOS領域200に形成される。n−LOCOS領
域200はまたメタルワンコンタクト231、232お
よび233を含む。n−LOCOS領域202はコンタ
クト234を含む。n−LOCOS領域205はコンタ
クト235と共有されたコンタクト238とを含む。n
−LOCOS領域207は共有されたコンタクト236
を含み、一方n−LOCOS領域208は共有されたコ
ンタクト237を含む。
【0065】p−LOCOS領域209は他の共有され
たコンタクト240を含み、かつp−LOCOS領域2
10は他の共有されたコンタクト241を含む。p−L
OCOS領域212はコンタクト242および2つの共
有されたコンタクト243と244とを含む。p−LO
COS領域213はコンタクト245および2つの共有
されたコンタクト246と247とを含む。
【0066】ポリシリコン領域206はコンタクト25
0を含み、かつポリシリコン領域202はコンタクト2
51を含む。
【0067】次の表4は図6−8に示されるメタルワン
コンタクトと図3に示されるトランジスタ端子との間の
対応を示すものである。
【0068】
【表4】
【0069】図3の回路を形成する1つの態様は、第1
に図6のn−LOCOS、p−LOCOS、およびポリ
シリコン領域を、それらのコンタクト部材およびポリシ
リコンとn- およびp+ の放散との間の絶縁(図示され
ていない)とともに形成し、第2にコンタクトを除くそ
れらの領域の頂上に絶縁層を形成し、。第3に、図7の
メタルワン層を形成して図6のコンタクトの様々なもの
を接続し、第4に他の絶縁層を形成し、さらに第5に、
図8のメタルツー層を形成し、図7のコンタクトの様々
なものを接続する。これらおよび他の等価の方法および
順序はこの発明の範囲内である。
【0070】B.メタルワン層 図7に図3の回路のメタルワン層のレイアウトを示す。
図6でそうであったように、メモリセルの境界に重畳す
るコンタクトは隣接するセルと共有され、かつ境界まで
延在するメタル素子は隣接するメモリセルの隣り合うメ
タル素子と一体構成である。図6−8では類似の参照番
号は層の間に延在する同一素子(コンタクト)を示すこ
とがさらに認められるであろう。できる限り本出願人ら
は様々な接続を理解するのを助けるため図6−8が重畳
され得るように図示している。
【0071】本出願人らは可能なところではどこでも第
1のサイズの第1のコンタクト(バイア)のセット(図
6の)と、第2のより大きいサイズの第2のコンタクト
のセット(図7のメタルワン層で始まる)を示した。こ
れは必ずしもコンタクトが2つの異なるサイズで形成さ
れなければならないということを意味する訳ではない
が、しかしながらあるモードにおいてはそのように形成
され得る。第2のコンタクトのセットは以下に説明され
るようにメタルワン層をメタルツー層に接続するもので
ある。
【0072】メタルワン層はトランジスタ109(図3
の)の出力へのアクセスを与えるために、図6の層から
のコンタクト230を第2のセットの他のコンタクト2
71に接続させる第1のメタルワン素子270を含む。
第2のメタルワン素子272が与えられ、それはビデオ
ワードラインに対応する。第3のメタルワン素子273
はVSSをトランジスタ107、101、および103
(図3の)のソースに与えるためにコンタクト240、
231、232、233、234、241および238
を接続する。第3のメタルワン素子273はn−LOC
OS領域203(図6の)がすぐ左隣のメモリセルへ延
在するのでトランジスタ101のソースにコンタクト
し、かつそのメモリセルのn−LOCOS領域205と
一体構成であり、その領域で第3のメタルワン素子27
3は左隣のメモリセルのコンタクト238に接続され
る。
【0073】第4のメタルワン素子274は、VCCを
トランジスタ101(図6の)のソースに与えるため
に、コンタクト236と243とを第2のセットのコン
タクト275に接続する。第5のメタルワン素子276
は、VCCをトランジスタ102(図6の)のソースに
与えるために、コンタクト237と246とを第2のセ
ットのコンタクト277に接続する。第6のメタルワン
素子278はコンタクト234、250および242を
一体接続して、一方第7のメタルワン素子279はコン
タクト235、251、および245を一体接続し、そ
れによってトランジスタ100、101、102および
103を図6に示すように対向するインバータとして接
続する。
【0074】第8のメタルワン素子280もまた与えら
れ、それはCPUワードラインに対応する。第9のメタ
ルワン素子281はコンタクト244を第2のセットの
コンタクト282に接続し、一方第10のメタルワン素
子283はコンタクト247を第2のセットのコンタク
ト284に接続し、CPUビットラインをそれぞれトラ
ンジスタ114と112とのソースに接続する。
【0075】C.メタルツー層 メタルツー層は図8に示されている。第1のメタルツー
素子291はVCCを供給し、かつコンタクト275に
接続され、第2のメタルツー素子292は1つのCPU
ビットラインを供給し、かつコンタクト282に接続さ
れる。第3のメタルツー素子293はビデオビットライ
ンを供給し、かつコンタクト271に接続され、第4の
メタルツー素子294は他のCPUビットラインを供給
し、かつコンタクト284に接続される。最後に第5の
メタルツー素子295はVCCを供給し、かつコンタク
ト277に接続される。所与のメモリセルの第1のメタ
ルツー素子291は左隣のメモリセル(図示されていな
い)の第5のメタルツー素子295と一体構成であって
もよく、かつ所与のメモリセルのコンタクト275は隣
接するメモリセルのコンタクト277と同一の物理的コ
ンタクトであり得るということが理解されるであろう。
【0076】ここで図3および図8を参照されたい。電
源VCCは第1のメタルツーライン291および第5の
メタルツーライン295上でそれぞれトランジスタ10
0と102とのソースへ与えられ得る。ライン115
(トランジスタ114のソース)上の両方向の信号BI
TZは第2のメタルツー素子292上で与えられる。ラ
イン110(トランジスタ109のドレイン)上の出力
信号VOUTZは第3のメタルツー素子293上で与え
られる。ライン113(トランジスタ112のソース)
上の両方向の信号BITは第4のメタルツー素子294
上で与えられる。
【0077】ここで図3、図6および図7を参照された
い。接地であり得る電源信号VSSは第3のメタルワン
素子273上で与えられる。入力信号CP WLZおよ
びV WLはそれぞれメタルワン素子280および272
上で与えられ、それらはメモリアレイの大きさに沿って
定期的に起こるコンタクト(図示されていない)によっ
てポリシリコン素子214および201にそれぞれ接続
される。各メモリセルがそれ自身のかかるコンタクトを
含むということは必須ではなく、むしろかかるコンタク
トは以下に説明するように十分に最小化された抵抗およ
びキャパシタンスを適切な信号伝送を許容するような間
隔で与えられる。
【0078】VII.メモリブロックレイアウト 図9は図6−8に従って8つの隣接するまたは連続して
いるメモリセル301−308のレイアウトを示してい
る。セル301、303、305および307は図2に
示されたメモリアレイ70の1つのメモリブロック54
中の64行のうち1行(4つの例を有する)を含む。図
9でより太い線はメモリセル境界を示す。
【0079】図6−9から理解されるように、各メモリ
セルは左右隣接する位置の(たとえば301と303)
の2つのセルがCPUアクセス経路(CP WLZ)
と、ビデオアクセス経路(V WL)と、動作電位(V
SS)とのためのコンタクトおよびラインを共有し得る
ようにレイアウトされる。同様に、メモリセルは上下近
隣の位置(たとえば301と302)の2つのメモリセ
ルが、ビットの出力(VOUTZ、BITおよびBIT
Z)および基準電位(VCC)のためのコンタクトおよ
びラインを共有し得るために、最も中央の太いラインの
あたりに反映されるような、互いの鏡像であるようにレ
イアウトされている。
【0080】コンタクト271と230(図7の)との
共有はDAC(図1の)へ行くVOUTZ信号の信号伝
送特性を改良するため設計中にキャパシタンスを低減す
るのに非常に重要である。
【0081】ビデオワードラインV WLおよびCPU
ワードラインCP WLZを一体形成するポリシリコン
ラインおよびメタルラインは、ストラッピングセル31
0でのみ一体接続される。このように各ストラッピング
セル310はメタルワンビデオワードライン272(図
7の)からポリシリコンビデオワードライン201(図
6の)へのコンタクト311を含む。各ストラッピング
セルはさらにメタルワンCPUワードライン280(図
7の)からポリシリコンCPUワードライン214(図
6の)へのコンタクト312を含む。VSSメタルワン
ライン273(図7の)への接続はコンタクト313の
各ストラッピングセルで与えられる。加えて図9はサブ
ストレートコンタクト314がそのレイアウトで隣接す
るセル間でどのように共有されるかを示す。サブストレ
ートコンタクト314はコンタクト240および241
(図6の)に対応する。
【0082】さらに、セル301および302は単一の
幅広のストライプのpウェルのみが必要とされるように
形成されることが分かる。これによりn型サブストレー
ト中で大きいpウェルの形成が許容され、レイアウトの
サイズと複雑さとの増大を引起こすpウェルとそれに類
似したものの周辺のバッファ領域に対する要求を最小限
にする。もちろんn型サブストレートを使用して製造さ
れた集積回路のために、同じ型式のレイアウト方法は4
つのpチャネルトランジスタと隣接するセルのグループ
とを囲むnウェルを使用する。
【0083】上述の詳細な設計はメモリアレイの効率的
でコンパクトなレイアウトを許容し、メタルコンタクト
の数は隣接するメモリセル列間でそれらを最適に共有す
ることを介して低減され、かつウェルの数は隣接するメ
モリセル行の鏡像化を介して低減される。低減された集
積回路サイズは低減された単位コストに対してより高い
製造の歩留まりとなり、かつまたカラールックアップテ
ーブルの効果的な使用のために重要なより速い回路動作
速度となる。
【0084】VIII.結論 分かるように、カラールックアップテーブルの応用のた
め最適化されてきた二重ポートスタティックランダムア
クセスメモリが開示された。このシステムはルックアッ
プテーブルの内容をアップデートするためCPUポート
によってより低速でアクセスするのを許容しつつビデオ
ポートの非常に小さいレイアウトと高速動作とを与え
る。
【0085】この発明のメモリはすべての先行技術装置
より著しく小さいカラールックアップテーブルの統合を
許容し、高い歩留まりとより速いスピードとを与える。
【0086】前述のこの発明の好ましい実施例の説明は
例示と説明の目的で与えられた。包括的であるまたはこ
の発明を開示された正確な形式に制限することは意図さ
れない。明らかに多くの修正と変形が当業者にとっては
明白であろう。実施例はこの発明の原理およびその実際
の応用を最も良く説明するために選択されかつ説明され
たので、それによって当業者は意図される特定の使用に
合うようなさまざまな実施例およびさまざまな修正のた
めにこの発明を理解することが可能である。この発明の
範囲は前掲の特許請求の範囲とそれらの均等物により規
定されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に従う集積回路カラールックアップテ
ーブルを有するビデオディスプレイシステムの概略図で
ある。
【図2】図1のカラールックアップテーブルSRAMの
一部の概略図である。
【図3】図2のSRAMのメモリセルの回路図である。
【図4】図3のメモリセルの列のためのシングルエンド
センスアンプの回路図である。
【図5】図2のSRAMのコラムセレクトマルチプレク
サの回路図である。
【図6】図3のSRAMセルのn−LOCOS、p−L
OCOSおよびポリシリコン層のレイアウト図である。
【図7】図3のSRAMセルのメタルワン層のレイアウ
ト図である。
【図8】図3のSRAMセルのメタルツー層のレイアウ
ト図である。
【図9】各メモリセルが図6−8で示されるように実現
されている、複数個のメモリセルのレイアウト図であ
る。
【符号の説明】
10 集積回路 15 カラールックアップテーブル 25 CPUインターフェース 117 読出−書込ポート 128 シングルエンドセンスアンプ
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/11 (72)発明者 ウィリアム・プランツ アメリカ合衆国、95051 カリフォルニア 州、サンタ・クララ、ブルックデイル・ド ライブ、3295、ナンバー・3

Claims (34)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディスプレイシステムの集積回路上のカ
    ラールックアップテーブルのためのメモリであって、シ
    ステムは画素の色を識別するデータを読出すための第1
    のアクセス経路と、メモリ中の場所で色を識別するデー
    タを読出しかつ書込むための第2のアクセス経路とを有
    し、 第1のアクセス経路にデータを交信するために接続され
    たビットラインとワードラインとの第1のセットと、 第2のアクセス経路へ、およびそれからデータを交信す
    るために接続されたビットラインとワードラインとの第
    2のセットと、 メモリセルのアレイとを含み、各メモリセルは、少なく
    ともアレイのサブセットで第1のセットの1つのビット
    ラインとワードラインとに接続されたシングルエンドポ
    ートと、第2のセットの少なくとも1つのビットライン
    とワードラインとに接続された第2のポートとを含み、
    さらにメモリセルの少なくとも1つのシングルエンドポ
    ートに接続されてメモリセルの少なくとも1つにストア
    された値を表わす電流を受けるシングルエンドセンスア
    ンプを含む、メモリ。
  2. 【請求項2】 第1のアクセス経路は、100より大き
    いメガヘルツでランダムアクセス読出を行なう、請求項
    1に記載のメモリ。
  3. 【請求項3】 第1のアクセス経路は125より大きい
    メガヘルツでランダムアクセス読出を行なう、請求項1
    に記載のメモリ。
  4. 【請求項4】 第1のアクセス経路は150より大きい
    メガヘルツでランダムアクセス読出を行なう、請求項1
    に記載のメモリ。
  5. 【請求項5】 第1のアクセス経路は175より大きい
    メガヘルツでランダムアクセス読出を行なう、請求項1
    に記載のメモリ。
  6. 【請求項6】 アレイの少なくとも1つのメモリセル
    は、 真および補の端子を有し、真の端子に結合された入力と
    補の端子に結合された出力とを有する第1のインバータ
    と、補の端子に結合された入力と真の端子に結合された
    出力とを有する第2のインバータとを含む、データ記憶
    素子を含み、 シングルエンドポートは第1と第2のnチャネルトラン
    ジスタを含み、 第1のチャネルトランジスタは、分離された検知端子
    と、基準電位に接続された第2のチャネル端子と、デー
    タ記憶素子の真または補のどちらか一方の端子に接続さ
    れたゲートとを与える第1のチャネル端子を有し、さら
    に第2のnチャネルトランジスタは、第1のセットのビ
    ットラインに接続された第1のチャネル端子と、分離さ
    れた検知端子に接続された第2のチャネル端子と、第1
    のセットのワードラインに接続されたゲートとを有し、
    さらに第2のポートは第1および第2のpチャネルトラ
    ンジスタを含み、 第1のpチャネルトランジスタは、データ記憶素子の真
    の端子に接続された第1のチャネル端子と、第2のセッ
    トのビットラインに接続された第2のチャネル端子と、
    第2のセットのワードラインに接続されたゲートとを有
    し、さらに第2のpチャネルトランジスタは、データ記
    憶素子の補の端子に接続された第1のチャネル端子と、
    第2のセットのビットラインに接続された第2のチャネ
    ル端子と、第2のセットのワードラインに接続されたゲ
    ートとを有する、請求項1に記載のメモリ。
  7. 【請求項7】 第1と第2のインバータの各々は1つの
    pチャネルおよび1つのnチャネルのトランジスタを含
    み、それによって少なくともサブセット中の各メモリセ
    ルは4つのnチャネルトランジスタおよび4つのpチャ
    ネルトランジスタを含み、さらに集積回路はさらに、複
    数個のp型ウェルを有するn型サブストレートを含み、
    かつアレイのサブセットの複数個のメモリセルのうちの
    4つのnチャネルトランジスタは、p型ウェルの1つに
    形成される、請求項6に記載のメモリ。
  8. 【請求項8】 第1および第2のインバータの各々は1
    つのpチャネルおよびnチャネルトランジスタを含み、
    それによって少なくともサブセット中の各メモリセルは
    4つのnチャネルおよび4つのpチャネルトランジスタ
    を含み、さらに集積回路はさらに複数個のn型ウェルを
    有するp型サブストレートを含み、かつ、アレイのサブ
    セット中の複数個のメモリセルのうちの4つのpチャネ
    ルトランジスタはn型ウェルの1つで形成される、請求
    項6に記載のメモリ。
  9. 【請求項9】 少なくともアレイのサブセット中の各メ
    モリセルは、17×34ミクロンより小さい集積回路上
    のフットプリントを有する、請求項6に記載のメモリ。
  10. 【請求項10】 少なくともアレイのサブセット中の各
    メモリセルは、 シングルエンドポートを第1のセットのビットラインに
    結合する第1のコンタクトと、 第2のポートを第2のセットの第1ビットラインに結合
    する第2のコンタクトと、さらに、 第2のポートを第2のセットの第2のビットラインに結
    合する第3のコンタクトとを含み、 第1、第2および第3のコンタクトは、サブセット中の
    隣接するメモリセルと共有されるように、それぞれのメ
    モリセルの周辺上にレイアウトされる、請求項1に記載
    のメモリ。
  11. 【請求項11】 少なくともアレイのサブセット中の各
    メモリセルは、17×34ミクロンより小さい集積回路
    上のフットプリントを有する、請求項10に記載のメモ
    リ。
  12. 【請求項12】 少なくともアレイのサブセット中の各
    メモリセルは、17×34ミクロンより小さい集積回路
    上のフットプリントを有する、請求項1に記載のメモ
    リ。
  13. 【請求項13】 シングルエンドセンスアンプは、 シングルエンドポートに結合されて電流を入力として受
    け、かつ電流に応答して第1の電圧を出力として与える
    カスケードトランジスタと、さらに第1の電圧を受け、
    それに応答して第2の電圧を発生するために結合された
    反転増幅器とを含み、第2の電圧は第1の電圧より大き
    く、 メモリはさらに、 電圧を受け、かつメモリセルの少なくとも1つにストア
    された値を表わす信号をメモリの出力として与えるため
    に結合されたマスター/スレーブフリップフロップを含
    む、請求項1に記載のメモリ。
  14. 【請求項14】 集積回路上に形成されたメモリのため
    のものであって、メモリはメモリ中でデータの読出のた
    めに第1のアクセス経路に結合されたワードラインとビ
    ットラインとの第1のセットを有し、かつメモリ中でデ
    ータを読出すおよび書込むために第2のアクセス経路に
    結合されたワードラインとビットラインとの第2のセッ
    トを有し、メモリセルは、 真および補の端子を有し、かつ真の端子に結合された入
    力および補の端子に結合された出力を有する第1のイン
    バータと、補の端子に結合された入力および真の端子に
    結合された出力を有する第2のインバータとを含むデー
    タ記憶素子を含み、第1と第2のインバータは各々pチ
    ャネルトランジスタとnチャネルトランジスタとを含
    み、さらにデータ記憶素子の真の端子に接続された第1
    のチャネル端子と、第2のセットのビットラインに接続
    された第2のチャネル端子と、第2のセットのワードラ
    インに接続されたゲートとを有する第1のpチャネルト
    ランジスタと、 データ記憶素子の補の端子に接続された第1のチャネル
    端子と、第2のセットのビットラインに接続された第2
    のチャネル端子と、第2のセットのワードラインに接続
    されたゲートとを有する第2のpチャネルトランジスタ
    と、 分離された検知端子を与える第1のチャネル端子と、基
    準電位に接続された第2のチャネル端子と、データ記憶
    素子の真または補どちらか一方の端子に接続されたゲー
    トを有する、第1のnチャネルトランジスタと第1のセ
    ットのビットラインに接続された第1のチャネル端子
    と、分離された検知端子に接続された第2のチャネル端
    子と、第1のセットのワードラインに接続されるたワー
    ドとを有する第2のnチャネルトランジスタとを含み、 それによってメモリセルは4つのpチャネルトランジス
    タおよび4つのnチャネルトランジスタを含む、メモリ
    セル。
  15. 【請求項15】 集積回路は複数個のp型ウェルを有す
    るn型サブストレートを含み、かつ4つのnチャネルト
    ランジスタはp型ウェルの1つに形成される、請求項1
    4に記載のメモリセル。
  16. 【請求項16】 集積回路は複数個のn型ウェルを有す
    るp型サブストレートを含み、かつ4つのpチャネルト
    ランジスタはn型ウェルの1つで形成される、請求項1
    4に記載のメモリセル。
  17. 【請求項17】 第2のnチャネルトランジスタの第1
    のチャネル端子を第1のセットのビットラインに結合す
    る第1のコンタクトと、 第1のpチャネルトランジスタの第2のチャネル端子を
    第2のセットのビットラインに結合する第2のコンタク
    トと、さらに第2のpチャネルトランジスタの第2のチ
    ャネル端子を第2のセットのビットラインへ結合する第
    3のコンタクトとをさらに含み、 第1、第2および第3のコンタクトはメモリ中でメモリ
    セルが隣接するメモリセルと共有されるようにメモリセ
    ルの周辺上にレイアウトされる、請求項14に記載のメ
    モリセル。
  18. 【請求項18】 第1のコンタクトは第1の隣接するメ
    モリセルと共有するためにメモリセルの第1の側面上に
    レイアウトされ、かつ第2と第3のコンタクトは第2の
    隣接するメモリセルと共有するためにメモリセルの反対
    の側面上にレイアウトされる、請求項17に記載のメモ
    リセル。
  19. 【請求項19】 集積回路は複数個のp型ウェルを有す
    るn型サブストレートを含み、かつ4つのnチャネルト
    ランジスタはp型ウェルの1つで形成され、メモリセル
    はさらに第2のnチャネルトランジスタの第1のチャネ
    ル端子を第1のセットのビットラインに結合する第1の
    コンタクトと、 第1のpチャネルトランジスタの第2のチャネル端子を
    第2のセットのビットラインに結合する第2のコンタク
    トと、さらに、 第2のpチャネルトランジスタの第2のチャネル端子を
    第2のセットのビットラインに結合する第3のコンタク
    トとを含み、 第1、第2および第3のコンタクトはメモリ中で隣接す
    るメモリセルと共有され得るようにメモリセルの周辺上
    にレイアウトされ、第1のコンタクトは第1の隣接する
    メモリセルと共有するためにメモリセルの第1の側面上
    にレイアウトされ、かつ第2および第3のコンタクトは
    第2の隣接するメモリセルと共有するためにメモリセル
    の反対の側面上にレイアウトされる、請求項14に記載
    のメモリセル。
  20. 【請求項20】 集積回路は複数個のn型ウェルを有す
    るp型サブストレートを含み、かつ4つのpチャネルト
    ランジスタはn型ウェルの1つで形成され、さらに、 第2のnチャネルトランジスタの第1のチャネル端子を
    第1のセットのビットラインに結合する、第1のコンタ
    クトと、 第1のpチャネルトランジスタの第2のチャネル端子を
    第2のセットのビットラインに結合する第2のコンタク
    トと、さらに第2のpチャネルトランジスタの第2のチ
    ャネル端子を第2のセットのビットラインに結合する第
    3のコンタクトとを含み、 第1、第2および第3のコンタクトはメモリ中で隣接す
    るメモリセルと共有され得るように、メモリセルの周辺
    上にレイアウトされ、かつ第1のコンタクトは第1の隣
    接するメモリセルと共有するためにメモリセルの第1の
    側面上にレイアウトされ、かつ第2および第3のコンタ
    クトは第2の隣接するメモリセルと共有するためにメモ
    リセルの反対の側面上にレイアウトされる、請求項14
    に記載のメモリセル。
  21. 【請求項21】 ディスプレイシステムの集積回路上の
    カラールックアップテーブルのためのメモリであって、
    システムは、画素のための色を識別するデータを読出す
    ための第1のアクセス経路と、メモリ中の場所で色を識
    別するデータを読出すおよび書込むための第2のアクセ
    ス経路とを有し、 第1のアクセス経路へデータを交信するために接続され
    たビットラインとワードラインとの第1のセットと、 第2のアクセス経路へ、およびそれからデータを交信す
    るために接続されたビットラインとワードラインとの第
    2のセットと、 メモリセルのアレイとを含み、少なくともアレイのサブ
    セット中の各メモリセルは、 真と補の端子を有し、かつ真の端子に接続された入力と
    補の端子に接続された出力とを有する第1のインバータ
    と、補の端子に接続された入力と真の端子に接続された
    出力とを有する第2のインバータとを含むデータ記憶素
    子を含み、第1と第2のインバータは各々pチャネルト
    ランジスタとnチャネルトランジスタとを含み、 第1と第2のnチャネルトランジスタを含むシングルエ
    ンドポートを含み、 第1のnチャネルトランジスタは分離された検知端子を
    与える第1のチャネル端子と、基準電位に接続された第
    2のチャネル端子と、データ記憶素子の真または補の端
    子のどちらか一方の端子に接続されたゲートとを有し、
    さらに第2のnチャネルトランジスタは第1のセットの
    ビットラインに接続された第1のチャネル端子と、分離
    された検知端子に接続された第2のチャネル端子と、第
    1のセットのワードラインに接続されたゲートとを有
    し、前記メモリセルは第1と第2のpチャネルトランジ
    スタを含む差動ポートを含み、 第1のpチャネルトランジスタは、データ記憶素子の真
    の端子に接続された第1のチャネル端子と、第2のセッ
    トのビットラインに接続された第2のチャネル端子と、
    第2のセットのワードラインに接続されたゲートとを有
    し、さらに、 第2のpチャネルトランジスタは、データ記憶素子の補
    の端子に接続された第1のチャネル端子と、第2のセッ
    トのビットラインに接続された第2のチャネル端子と、
    第2のセットのワードラインに接続されたゲートとを有
    し、前記メモリセルはさらにシングルエンドポートを第
    1のセットのビットラインに結合する第1のコンタクト
    と、 第2のポートを第2のセットの第1のビットラインに結
    合する第2のコンタクトと、 第2のポートを第2のセットの第2のビットラインに結
    合する第3のコンタクトとを含み、 サブセットのメモリセル中で、第1、第2および第3の
    コンタクトはサブセットの隣接するメモリセルと共有さ
    れるようにメモリセルの周辺上にレイアウトされる、メ
    モリ。
  22. 【請求項22】 第1のアクセス経路は100より大き
    いメガヘルツでランダムアクセス読出を行なう、請求項
    21に記載のメモリ。
  23. 【請求項23】 第1のアクセス経路は125より大き
    いメガヘルツでランダムアクセス読出を行なう、請求項
    21に記載のメモリ。
  24. 【請求項24】 第1のアクセス経路は150より大き
    いメガヘルツでランダムアクセス読出を行なう、請求項
    21に記載のメモリ。
  25. 【請求項25】 第1のアクセス経路は175より大き
    いメガヘルツでランダムアクセス読出を行なう、請求項
    21に記載のメモリ。
  26. 【請求項26】 集積回路は、複数個のp型ウェルを有
    するn型サブストレートを含み、かつアレイのサブセッ
    ト中の複数個のメモリセルの4つのnチャネルトランジ
    スタは、p型ウェルの1つで形成される、請求項21に
    記載のメモリ。
  27. 【請求項27】 集積回路は、複数個のp型ウェルを有
    するp型サブストレートを含み、かつアレイのサブセッ
    ト中の複数個のメモリセルの4つのpチャネルトランジ
    スタは、n型ウェルの1つで形成される、請求項21に
    記載のメモリ。
  28. 【請求項28】 少なくともアレイのサブセット中の各
    メモリセルは17×34ミクロンより小さい集積回路上
    のフットプリントを有する、請求項21に記載のメモ
    リ。
  29. 【請求項29】 集積回路上の第1のメモリセルを含む
    回路であって、第1のメモリセルは第1のドーピングの
    型のサブストレートと、 実質的に図6に示されるようにレイアウトされた領域の
    第1の層とを含み、 第1の層は第2のドーピングの型のウェルと、 少なくともいくらかはウェルの中にある、第1のドーピ
    ングの型の領域と、 ポリシリコンの領域と、 コンタクトの第1のセットとを含み、前記第1のメモリ
    セルは実質的に図7に示されるようにレイアウトされ、
    実質的に図7に示されるように第1のコンタクトのセッ
    トのサブセットを接続し、かつ第2のコンタクトのセッ
    トを含む領域の第2の層と、 実質的に図8に示されるようにレイアウトされ、かつ実
    質的に図8に示されるように第2のコンタクトのセット
    に接続される領域の第3の層とを含む、回路。
  30. 【請求項30】 実質的に図6ないし8に示されるよう
    に、第1のメモリセルの頂上端縁のあたりで第1のメモ
    リセルに隣接し、かつ実質的に第1のメモリセルの鏡像
    である第2のメモリセルをさらに含む、請求項29に記
    載の回路。
  31. 【請求項31】 第1のメモリセルと実質的に同一であ
    る第2のメモリセルをさらに含み、各メモリセルは、実
    質的に図6ないし8で示されるように、左端縁と右端縁
    とを有し、第1および第2のメモリセルは実質的に図9
    で示されるように第1のメモリセルの右端縁においてお
    よび第2のメモリセルの左端縁において互いに隣接して
    いる、請求項29に記載の回路。
  32. 【請求項32】 実質的に図6ないし8に示されるよう
    に上部端縁を有する第1および第2のメモリセルと、さ
    らに実質的に図9に示されるように、互いに隣接し、か
    つ実質的に第1と第2のメモリセルの上方端縁のあたり
    で第1と第2のメモリセルに隣接しかつ実質的にその鏡
    像である第3のメモリセルおよび第4のメモリセルをさ
    らに含む、請求項31に記載の回路。
  33. 【請求項33】 集積回路上のメモリセルであって、集
    積回路は第1のドーピングの型(n)のサブストレート
    を有し、かつ第2のドーピングの型(p)のウェルをサ
    ブストレート内に有し、メモリセルは第1、第2、第3
    および第4の端縁を有し、かつ、 A) スタティックメモリ装置を含み、スタティックメ
    モリ装置は、 ウェルの内部と外部に延在し、第1のコンタクト(25
    1)を有する第1のポリシリコン部材(202)と、 ウェルの内部と外部に延在し、第2のコンタクト(25
    0)を有する第2のポリシリコン部材(206)とを含
    み、 ウェルの外部に、 第2のドーピングの型であり、かつ第1および第2の端
    縁へ延在している第1の領域(212)と、 第1の領域に接続された第3(242)、第4(24
    3)および第5(244)のコンタクトとを含み、第4
    および第5のコンタクトは第1および第2の端縁にそれ
    ぞれまたがり、 第1のポリシリコン部材の一部分は第1のチャネル型の
    第1のトランジスタ(100)を形成するために第1の
    領域の第1の部分と近接しており、第3と第4のコンタ
    クトはそれぞれ第1のトランジスタの第1と第2のチャ
    ネル端子であり、ウェルの外部に第2のドーピングの型
    であり、かつ第2および第3の端縁へ延在している第2
    の領域(213)と、 第2の領域に接続された第6(245)、第7(24
    6)および第8(247)のコンタクトとを含み、第7
    および第8のコンタクトはそれぞれ第3および第2の端
    縁にまたがり、 第2のポリシリコン部材の一部分は第1のチャネル型の
    第2のトランジスタ(102)を形成するために第2の
    領域の第1の部分に近接しており、第6および第7のコ
    ンタクトは第2のトランジスタのそれぞれ第1および第
    2のチャネル端子であり、 ウェルの内部に、 第1のドーピングの型であり、かつ第1の端縁に延在し
    ている第3の領域(203)と、 第3の領域に接続された第9のコンタクト(234)と
    を含み、 第1のポリシリコン部材の一部分は第2のチャネル型の
    第3のトランジスタ(101)を形成するために第3の
    領域の一部分に近接しており、第9のコンタクトは第3
    のトランジスタの第1のチャネル端子であり、ウェルの
    内部に第1のドーピングの型であり、かつ第3の端縁へ
    延在している第4の領域(205)と、 第4の領域に接続された第10(235)および第11
    (238)のコンタクトとを含み、第11のコンタクト
    は第3の端縁にまたがり、 第2のポリシリコン部材の一部分は第2のチャネル型の
    第4のトランジスタ(103)を形成するために第4の
    領域の一部分と近接しており、第10および第11のコ
    ンタクトはそれぞれ第4のトランジスタの第1および第
    2のチャネル端子であり、メモリセルは B) ウェルの外部に読出−書込ポート(117)を含
    み、読出−書込ポートは第1の端縁から第3の端縁へ延
    在している第3のポリシリコン部材(214)を含み、 第3のポリシリコン部材の一部分は第2のチャネル型の
    第5のトランジスタ(114)を形成するために第1の
    領域の一部分と近接しており、第3および第5のコンタ
    クトはそれぞれ第5のトランジスタの第1および第2の
    チャネル端子であり、 第3のポリシリコン部材の一部分は第2のチャネル型の
    第6のトランジスタ(112)を形成するために第2の
    領域の一部分と近接しており、第6および第8のコンタ
    クトはそれぞれ第6のトランジスタの第1および第2の
    チャンネル端子であり、 第3のポリシリコン部材は読出または書込のためのメモ
    リ装置にアクセスするため、第1のワードライン信号
    (CP WLZ)を導通することが可能であり、かつ第
    5および第8のコンタクトはメモリ装置から読出され
    た、またはメモリ装置へ書込まれたビットの真および補
    の値(BITおよびBITZ)を保持することが可能で
    あり、メモリセルはさらに、 C) 高速読出専用ポート(106)を含み、高速読出
    専用ポートはウェル内に、 第1のドーピングの型であり、かつ第4の端縁へ延在し
    ている第5の領域(200)と、 第12のコンタクト(230)および第5の領域に接続
    された少なくとも1つの第13のコンタクト(231、
    232、233)とを含み、第12のコンタクトは第4
    の端縁にまたがり、 第1のポリシリコン部材の一部分は第1のチャネル型の
    第7のトランジスタ(107)を形成するために、第5
    の領域の第1の部分と近接しており、少なくとも1つの
    第13のコンタクトは第7のトランジスタの第1のチャ
    ネル端子であり、 第1の端縁から第3の端縁へ延在している第4のポリシ
    リコン部材を含み、 第4のポリシリコン部材の一部分は第1のチャネル型の
    第8のトランジスタ(109)を形成するために第5の
    領域の第2の部分と近接しており、第12のコンタクト
    は第8のトランジスタの第1のチャネル端子であり、 第4のポリシリコン部材は高速読出のためにメモリ装置
    にアクセスするため、第2のワードライン信号(V
    L)を導通し、かつ第12のコンタクトはメモリ装置か
    ら読出されたビットの価(VOUTZ)を保持し得る、
    メモリセル。
  34. 【請求項34】 集積回路上のカラールックアップテー
    ブルであって、 各々が色を識別するためのデータをストアするための複
    数個のメモリセルを含み、 各メモリセルはビデオディスプレイポートを含み、 各ビデオディスプレイポートはそこでビデオディスプレ
    イポートがそのメモリセル内にストアされたデータを表
    わすビデオデータ出力コンタクトを含み、 複数個のメモリセルは集積回路内でストライプに配列さ
    れた隣接するメモリセルの第1のセットと、集積回路内
    でストライプに配列された隣接するメモリセルの第2の
    セットとを含み、さらに第2のセットは実質的に第1の
    セットの鏡像であり、かつ第1のセットに隣接してお
    り、それにによって第1のセットのメモリセルは第2の
    セットのメモリセルと出力コンタクトを共有しており、
    それにによってビデオ出力コンタクトの総数はいかなる
    所与の出力コンタクトにおいてもキャパシタンスを低下
    させるために低減される、カラールックアップテーブ
    ル。
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