JPH052886A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH052886A
JPH052886A JP3157112A JP15711291A JPH052886A JP H052886 A JPH052886 A JP H052886A JP 3157112 A JP3157112 A JP 3157112A JP 15711291 A JP15711291 A JP 15711291A JP H052886 A JPH052886 A JP H052886A
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田 靖 亀
Kenichi Nakamura
村 健 一 中
Hiroshi Takamoto
本 宏 高
Takayuki Harima
磨 高 之 播
Makoto Segawa
川 真 瀬
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 メモリセルアレイを複数のセクションセルア
レイに区画した半導体記憶装置において、各セクション
セルアレイ内のセクションワード線を選択するメインワ
ード線とセクション選択線のうちの、セクション選択線
の負荷を少なくして、高速動を達成する。 【構成】 メインワード線6の信号とセクション選択線
8の論理が論理回路11でとられる。この論理回路11
の出力により、各セクションアレイ9内におけるセクシ
ョンワード線7が選択される。この論理回路11内にお
いては、セクション選択線8は直接トランジスタのゲー
トには接続されていない。このため、セクション選択線
8の負荷は少ないものとなっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体記憶装置に関
し、特に、アクセスの高速化を指向する装置に適用して
好適な半導体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図6は、従来の半導体集積回路のブロッ
ク図を示すものである。同図において、メモリセル(M
C)3は、ワード線2によって選択され、相補のビット
線1を通じてアクセスされる。ビット線1には、カラム
スイッチ制御信号(CC)4によってオン/オフ制御さ
れる、カラムスイッチ5が接続されている。ビット線1
とワード線2に対して、メモリセル3は、図7の回路図
に示すように接続されている。これにより、ワード線2
によって選択されたメモリセル3が、ビット線1を通じ
てアクセスされることになる。
【0003】図6の構成は、一般に、ワード線制御方式
と呼ばれる。この方式には、1つのワード線2が選択さ
れると、このワード線2に接続される全てのメモリセル
3が開かれる。このため、負荷容量が大きく、結果とし
て消費電流が大きくなるという問題がある。
【0004】以上のような問題点に対処するための回路
として、従来、図8に示す構成が知られている。この回
路では、メモリセルをいくつかのセクションセルアレイ
9にブロック化し、メインワード線6からのアクセス信
号をセクション選択線8で選択し、各セクションセルア
レイ9内毎に設けられたセクションワード線7に接続し
ている。セクションセルアレイ9においては、図9の回
路ブロック図に示すように、メインワード線6とセクシ
ョン選択線8との論理を論理回路NORでとって、その
出力に基づいてセクションワード線7が選択される。こ
のワード線7によって選択されるメモリセル3は、図6
と同様に配置されている。メモリセル3は、ビット線1
に接続されたカラムスイッチ5をカラムスイッチ制御信
号4で制御することによって、アクセスされる。
【0005】以上のような構成によれば、メインワード
線6とセクション選択線8の論理条件に基づいてセクシ
ョンセルアレイ9内のセクションワード線7が選択され
る。そして、このワード線7に接続されたメモリセル3
だけが、開かれる。このため、負荷容量が低減し、消費
電流を低減することが可能となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体集積回路
装置は以上のように構成されていた。このため、各セク
ションセルアレイ9内におけるセクションワード線7の
選択条件を得るためには、メインワード線6とセクショ
ン選択線8の論理条件を得るための論理回路が必要であ
る。この論理回路は、メインワード線6の数に応じた個
数が必要である。ところが、この論理回路は、セクショ
ン選択線8に接続されるものであるため、セクション選
択線8の負荷が重くなるという別の問題がある。特に、
セクション選択線8は、一般に、セクションワード線7
に選択信号を出力するトランジスタのゲートに接続され
る。しかし、トランジスタのゲート容量は一般に大き
く、選択速度の低下は避けられない。特に、セクション
選択線8を、CMOSのインバータで駆動するような構
成では、負荷容量が過重となり、アクセス速度の低下を
免れない。
【0007】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的は、セクション選択線の負荷を軽減すると共
に、セクションワード線を駆動するためのトランジスタ
のゲートに与える信号を駆動電流容量の大きなBiCM
OSから得るようにすることにより、メモリの高速アク
セスを可能とした半導体記憶回路を得ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の半導体記
憶装置は、複数のメモリセルを有するメモリセルアレイ
を、任意数の前記メモリセルを有するセクションセルア
レイに区画し、前記各セクションセルアレイ内におい
て、ワード線方向に並ぶ前記メモリセルの複数を同一の
セクションワード線に接続し、前記複数のセクションセ
ルアレイに共通のメインワード線上の信号と、前記各セ
クションセルアレイに対応して設けられたセクション選
択線上のセクション選択信号との論理を、論理回路でと
ることにより、前記セクションアレイのあるものにおけ
る前記セクションワード線を選択するようにした半導体
記憶装置において、前記論理回路を、第1インバータ、
CMOSタイプの第2インバータ及びN型トランジスタ
により構成し、前記メインワード線を前記第1及び第2
インバータの入力端に接続し、前記セクション選択線を
前記N型トランジスタのドレインと前記第2インバータ
のP型トランジスタのソースとに接続し、このトランジ
スタのゲートに前記第1インバータの出力端を接続し、
このトランジスタのソース及び前記第2インバータの出
力端を前記セクションワード線に接続したものとして構
成される。
【0009】本発明の第2の装置は、前記第1の装置に
おいて、前記セクション選択線に前記セクション選択信
号を出力するセクション選択信号出力回路を有し、その
回路は、BiCMOSインバータと、インバータと、P
型トランジスタとを有し、前記BiCMOSインバータ
の出力端を、前記セクション選択線と、前記インバータ
の入力端と、前記P型トランジスタのドレインに接続
し、前記インバータの出力端を前記P型トランジスタの
ゲートに接続し、前記P型トランジスタのソースを電源
電圧に接続したものとして構成される。
【0010】本発明の第3の装置は、前記第1の装置に
おいて、前記セクション選択線に前記セクション選択信
号を出力するセクション選択信号出力回路を有し、その
回路は、BiCMOSインバータと、インバータと、遅
延回路と、互いに直列に接続された第1P型トランジス
タ及び第2P型トランジスタとを有し、前記BiCMO
Sインバータの出力端を、前記セクション選択線と、前
記インバータの入力端と、前記遅延回路の入力端に接続
し、前記インバータの出力端を前記第1P型トランジス
タのゲートに接続し、前記遅延回路の出力端を前記第2
P型トランジスタのゲートに接続し、前記第1P型トラ
ンジスタのソースを電源電圧に接続し、前記第2P型ト
ランジスタのドレインを前記セクション選択線に接続し
たものとして構成される。
【0011】本発明の第4の装置は、前記第1の装置に
おいて、前記セクション選択線に前記セクション選択信
号を出力するセクション選択信号出力回路を有し、その
回路は、BiCOMSインバータと、遅延回路と、論理
回路と、P型トランジスタとを有し、前記BiCMOS
インバータの出力端を、前記セクション選択線と、前記
遅延回路の入力端と、前記P型トランジスタのドレイン
と前記論理回路の第1の入力端とに接続し、前記インバ
ータの出力端を前記論理回路の第2の入力端に接続し、
前記論理回路の出力端を前記P型トランジスタのゲート
に接続し、前記P型トランジスタのソースを電源電圧に
接続したものとして構成される。
【0012】
【作用】メインワード線の信号とセクション選択線の論
理が論理回路でとられる。この論理回路の出力により、
各セクションアレイ内におけるセクションワード線が選
択される。この論理回路内においては、セクション選択
線は直接トランジスタのゲートには接続されていない。
このため、セクション選択線の負荷は少ないものとなっ
ている。
【0013】また、セクション選択線へのセクション選
択信号は、BiCMOSインバータから得られる。この
ため、その信号をCMOSから得る場合に比して、動作
が高速になる。また、BiCMOSインバータの出力が
Hのときに、レベル低下するのはP型トランジスタでV
ccに上げられ、且つ放電スピードの悪化は遅延回路で防
止される。
【0014】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。
【0015】図1は本発明の一実施例のブロック図であ
る。図1に示すように、メインワード線6とセクション
選択線8は、第1の回路11に接続されている。セクシ
ョンワード線7は、第1の回路11から出力されてい
る。また、セクション選択線8は、第2の回路12から
導出されている。
【0016】図2は、図1の一部詳細図である。即ち、
セクションセルアレイ9の内部と第1の回路11の内部
を詳細に示している。図2から明らかなように、メイン
ワード線6は第1の回路11のインバータInv1とイン
バータInv2に接続されている。一方、セクション選択
線8は、N型トランジスタ14のドレインと、インバー
タInv2を構成するP型トランジスタのソース(図10
参照)とに接続されている。N型トランジスタ14のゲ
ートには、インバータInv1の出力端が接続されてい
る。トランジスタ14のソースは、セクションワード線
7に接続されている。インバータInv2の出力端は、セ
クションワード線7に接続されている。つまり、各セク
ション選択線8は、セクションワード線7を駆動するた
めのトランジスタのゲートのいずれにも直接的には接続
されていない。このため、負荷容量は極めて小さい状態
にある。インバータInv1,Inv2の回路は、図10に
示される。
【0017】次に、動作を説明する。メインワード線6
は負論理、セクション選択線8は正論理とした。つま
り、メインワード線6がロウレベル、且つセクション選
択線8がハイレベルの場合にのみ、セクションワード線
7がハイレベルに制御される。この場合、セクション選
択線8は、セクションワード線7を駆動するためのどの
トランジスタのゲートにも与えられていない。このた
め、負荷容量は極めて小さく、従って高速でのアクセス
が可能である。
【0018】図3は、図1の第2の回路12、即ち、セ
クション選択線8にセクション選択信号を送り出す第2
の回路12の詳細例を示す回路図である。セクション選
択のために入力された信号INは、BiCMOSインバ
ータ10によって反転され、セクション選択線8に接続
される。BiCMOSインバータ10の出力は、VBI
(Vcc−VBI)(但し、Vcc:電源電圧、VBI:サチュ
レーション電圧)となり、ハイレベルに関してはVBI
低くなる。そこで、ハイレベル出力をVccまで持ち上げ
るため、セクション選択線8を、インバータ15を通じ
て、PチャンネルトランジスタPchのゲートに接続し、
そのトランジスタPchのソースを電源電圧Vccに接続し
ている。
【0019】以上の図3の構成において、先ず、BiC
MOSインバータ10の出力がロウレベルの時について
説明する。このとき、PチャンネルトランジスタPch
ゲートには、インバータ15を通じて、ハイレベル電圧
が加えられている。このため、Pチャンネルトランジス
タPchはオフしている。このため、セクション選択線8
はロウレベル(=VBI)になっている。この状態で、B
iCMOSインバータ10の出力がハイレベルに変化す
るとする。このとき、インバータ15を通じて、Pチャ
ンネルトランジスタPchのゲートには、ロウレベル電圧
が加えられる。これにより、トランジスタPchはオンす
る。従って、セクション選択線8は電源電圧Vccにつな
がり、Vccまで持ち上げられ、Vccに保持される。
【0020】これに対して、BiCMOSインバータ1
0の出力がハイレベルからロウレベルに変化する場合に
ついて説明する。このとき、BiCMOSインバータ1
0はセクション選択線8を放電する。これと同時に、イ
ンバータ15を通じて、PチャンネルトランジスタPch
をオフとする。これにより、セクション選択線8を放電
が継続する。
【0021】図4は、セクション選択線8に信号を送り
だす第2の回路12の他の例を示す回路図である。これ
は、BiCMOSインバータ10の出力がハイレベルか
らロウレベルに変化する場合の放電速度を改善した例を
示すものである。図4に示すように、セクション選択の
ために入力された信号INは、BiCMOSインバータ
10によって反転され、セクション選択線8に伝えられ
る。一方、出力のハイレベルをVccまで持ち上げるた
め、ソースが電源電圧Vccに接続された第1のPチャン
ネルトランジスタPch1が用いられている。そして、こ
の第1のPチャンネルトランジスタPch1のゲートに
は、セクション選択線8を、インバータ15で反転した
信号が入力される。一方、第1のPチャンネルトランジ
スタPch1のドレインには、第2のPチャンネルトラン
ジスタPch2のソースが接続されている。第2のPチャ
ンネルトランジスタPch2のドレインには、セクション
選択線8に接続されている。この第2のPチャンネルト
ランジスタPch2のゲートには、BiCMOSインバー
タ10の出力を遅延させるため、複数段のインバータで
構成された遅延回路13の出力端が接続されている。
【0022】次に、動作を説明する。先ず、BiCMO
Sインバータ10の出力がロウレベルの時について述べ
る。この時、第1及び第2のPチャンネルトランジスタ
ch1,Pch2は共にオフしている。このため、セクシ
ョン選択線8はロウレベル(=VBI)になっている。こ
の状態で、BiCMOSインバータ10の出力がハイレ
ベルに変化するとする。このとき、第1のPチャンネル
トランジスタPch1のゲートは、ロウレベルになり、オ
ンする。ところが、遅延回路13があるため、第2のP
チャンネルトランジスタPch2のゲートは、ロウレベル
のままである。従って、セクション選択線8は電源電圧
ccにつながり、Vccまで持ち上げられる。この後、遅
延回路13によって遅延された信号が、第2のPチャン
ネルトランジスタPch2のゲートに入力される。これに
より、そのゲートがハイレベルとなる。これにより、第
2のPチャンネルトランジスタPch2はオフとなる。こ
の時、セクション選択線8はフローティング状態にな
り、Vccに保持される。次に、BiCMOSインバータ
10の出力が、ハイレベルからロウレベルに変化する場
合について述べる。このときは、先ず、第1のPチャン
ネルトランジスタPch1が直ちにオフとなり、遅延回路
13による遅延時間経過後に第2のPチャンネルトラン
ジスタPch2がオンとなる。このため、セクション選択
線8は速やかに放電する。
【0023】図5は、セクション選択線8に信号を送り
だす第2の回路12の更に他の例を示す回路図である。
この例では、セクション選択線8をVccまで充電するた
めのPチャンネルトランジスタを1個とした例を示すも
のである。図5に示すように、セクション選択のために
入力された信号INは、BiCMOSインバータ10に
よって反転され、セクション選択線8に加えられる。一
方、出力のハイレベルをVccまで持ち上げるため、ソー
スが電源電圧Vccに接続されたPチャンネルトランジス
タPchが用いられる。そして、このPチャンネルトラン
ジスタPchのゲートには、論理ゲート16の出力信号が
入力される。論理ゲート16には、BiCMOSインバ
ータ10の出力と、BiCMOSインバータ10の出力
を複数段のインバータで構成される遅延回路13で遅延
させた信号とが入力される。両入力信号のナンド条件
が、PチャンネルトランジスタPchのゲートに与えられ
る。
【0024】以上のような構成において、BiCMOS
インバータ10の出力がロウレベルの時は、遅延回路1
3の出力はハイレベルである。従って、論理ゲート16
の出力はハイレベルである。従って、Pチャンネルトラ
ンジスタPchは、ゲートがハイレベルで、オフしてい
る。このため、セクション選択線8は、ロウレベル(=
BI)になっている。この状態で、BiCMOSインバ
ータ10の出力がハイレベルに変化すると、遅延回路1
3の出力がハイレベルのまま、論理ゲート16の他の入
力がハイレベルに変化する。このため、Pチャンネルト
ランジスタPchは、ゲートがロウレベルになり、オンす
る。従って、セクション選択線8は電源電圧Vccにつな
がり、Vccまで持ち上げられる。次に、BiCMOSイ
ンバータ10の出力がハイレベルであるときについて述
べる。インバータ10の出力は、遅延回路13によって
遅延された信号として、論理ゲート16の入力の一方を
ロウレベルとする。その結果、論理ゲート16の出力は
ハイレベルとなる。これにより、Pチャンネルトランジ
スタPchは、ゲート入力がハイレベルになり、オフす
る。この時、セクション選択線8は、フローティングと
なりVccに保持される。この状態において、BiCMO
Sインバータ10の出力が、ハイレベルからロウレベル
に変化する場合には、以下のように動作する。即ち、B
iCMOSインバータ10の出力により、論理ゲート1
6の出力は直ちにハイレベルとなる。このため、Pチャ
ンネルトランジスタPchは、直ちにオフとなる。遅延回
路13による遅延時間経過後に、論理ゲート16の他の
入力がハイレベルとなる。しかし、論理ゲート16の出
力状態は変わらず、セクション選択線8は速やかに放電
する。
【0025】以上述べたように、セクション選択線8に
は、トランジスタのゲートは接続されていない。このた
め、セクション選択線8の負荷は、接合容量のみとな
る。つまり、ゲート容量負荷が無くなった分だけ、負荷
が軽くなる。そして、セクション線7の充電は、図9で
は、論理回路NORの2つの小さなサイズのP型トラン
ジスタを通じて行っていた。これに対し、例えば、図2
では、セクション選択線8に出力する第2の回路12に
おけるPチャンネルトランジスタと、セクションワード
線7に出力するインバータInv2における小さなPチャ
ンネルトランジスタPchとを通じて行う。このため、本
発明の方が高速の充電スピードを得ることができる。
【0026】なお、本発明の実施例においては、例えば
図1に示したように、第1の回路1を左右2つのセクシ
ョンセルアレイ9,9で共通に使用している。つまり、
メインワード線6の反転条件を得るためのインバータI
nv1は、2つのセクションアレイ9,9について1つで
よい。これにより、トランジスタの数を低減することが
できる。また、セクション選択線8は、全てトランジス
タのソースに接続されている。このため、拡散層を上下
の2つの論理回路で共有することができる。従って、従
来よりも構成が複雑になっているにも拘らず、半導体チ
ップ上でほぼ同一の面積で構成することができる。
【0027】一方、セクション選択線8に出力する第2
の回路12においては、BiCMOSインバータ10の
出力を、ソースがVccに接続されたPチャンネルトラン
ジスタのゲートに接続するようにしている。これによ
り、セクション選択線8の充電速度は大幅に向上してい
る。また、遅延回路13の採用により、BiCMOSイ
ンバータ10の出力が、ハイレベルからロウレベルに変
化する場合の、放電の高速化を実現している。
【0028】また、セクション選択線8をVccに充電す
るためにPチャンネルトランジスタを用いている。この
トランジスタのゲートに入力される信号は、BiCMO
Sインバータ10の出力から得ている。このため、CM
OS出力から得る場合に比べて、高速動作させることが
可能である。
【0029】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、メモリ
セルを複数のセクションセルアレイに分割したものにお
いて、メインワード線とセクション選択線によって、セ
クションセルアレイ内のセクションワード線を選択する
に当たり、セクション選択線を、セクションワード線に
接続されたトランジスタのゲートに直接接続しないよう
にしたので、負荷容量を低減することが可能であり、更
にセクション選択線の駆動にBiCMOS構成を用いる
ようにしたので、駆動力を高め、メモリアクセスの高速
化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のブロック構成図である。
【図2】図1に示したセクションセルアレイの内部構成
と第1の回路の内部構成を示す回路図である。
【図3】図1の第2の回路の第1の例を示す回路図であ
る。
【図4】図1の第2の回路の第2の例を示す回路図であ
る。
【図5】図1の第2の回路の第2の例を示す回路図であ
る。
【図6】従来例の回路図である。
【図7】図6におけるビット線とワード線に対するメモ
リセルの接続状態を示す回路図である。
【図8】従来例の他の例を示すブロック図である。
【図9】図8におけるセクションセルアレイの構成を示
す回路図である。
【図10】図2のインバータInv1,Inv2の具体例の
回路図である。
【符号の説明】
1 ビット線 2 ワード線 3 メモリセル 5 カラムスイッチ 6 メインワード線 7 セクションワード線 8 セクション選択線 9 セクションセルアレイ 10 BiCMOSインバータ 11 第1の回路 12 第2の回路 13 遅延回路 14 N型トランジスタ 15 インバータ 16 論理ゲート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 播 磨 高 之 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝多摩川工場内 (72)発明者 瀬 川 真 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝多摩川工場内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のメモリセルを有するメモリセルアレ
    イを、任意数の前記メモリセルを有するセクションセル
    アレイに区画し、前記各セクションセルアレイ内におい
    て、ワード線方向に並ぶ前記メモリセルの複数を同一の
    セクションワード線に接続し、前記複数のセクションセ
    ルアレイに共通のメインワード線上の信号と、前記各セ
    クションセルアレイに対応して設けられたセクション選
    択線上のセクション選択信号との論理を、論理回路でと
    ることにより、前記セクションアレイのあるものにおけ
    る前記セクションワード線を選択するようにした半導体
    記憶装置において、前記論理回路を、第1インバータ、
    CMOSタイプの第2インバータ及びN型トランジスタ
    により構成し、前記メインワード線を前記第1及び第2
    インバータの入力端に接続し、前記セクション選択線を
    前記N型トランジスタのドレインと前記第2インバータ
    のP型トランジスタのソースとに接続し、このN型トラ
    ンジスタのゲートに前記第1インバータの出力端を接続
    し、このトランジスタのソース及び前記第2インバータ
    の出力端を前記セクションワード線に接続した、半導体
    記憶装置。
  2. 【請求項2】前記セクション選択線に前記セクション選
    択信号を出力するセクション選択信号出力回路を有し、
    その回路は、BiCMOSインバータと、インバータ
    と、P型トランジスタとを有し、前記BiCMOSイン
    バータの出力端を、前記セクション選択線と、前記イン
    バータの入力端と、前記P型トランジスタのドレインに
    接続し、前記インバータの出力端を前記P型トランジス
    タのゲートに接続し、前記P型トランジスタのソースを
    電源電圧に接続した、請求項1記載の半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】前記セクション選択線に前記セクション選
    択信号を出力するセクション選択信号出力回路を有し、
    その回路は、BiCOMSインバータと、インバータ
    と、遅延回路と、互いに直列に接続された第1P型トラ
    ンジスタ及び第2P型トランジスタとを有し、前記Bi
    CMOSインバータの出力端を、前記セクション選択線
    と、前記インバータの入力端と、前記遅延回路の入力端
    に接続し、前記インバータの出力端を前記第1P型トラ
    ンジスタのゲートに接続し、前記遅延回路の出力端を前
    記第2P型トランジスタのゲートに接続し、前記第1P
    型トランジスタのソースを電源電圧に接続し、前記第2
    P型トランジスタのドレインを前記セクション選択線に
    接続した、請求項1記載の半導体記憶装置。
  4. 【請求項4】前記セクション選択線に前記セクション選
    択信号を出力するセクション選択信号出力回路を有し、
    その回路は、BiCOMSインバータと、遅延回路と、
    論理回路と、P型トランジスタとを有し、前記BiCM
    OSインバータの出力端を、前記セクション選択線と、
    前記遅延回路の入力端と、前記P型トランジスタのドレ
    インと前記論理回路の第1の入力端とに接続し、前記イ
    ンバータの出力端を前記論理回路の第2の入力端に接続
    し、前記論理回路の出力端を前記P型トランジスタのゲ
    ートに接続し、前記P型トランジスタのソースを電源電
    圧に接続した、請求項1記載の半導体記憶装置。
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