JPH07122989B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents
半導体記憶装置Info
- Publication number
- JPH07122989B2 JPH07122989B2 JP3041316A JP4131691A JPH07122989B2 JP H07122989 B2 JPH07122989 B2 JP H07122989B2 JP 3041316 A JP3041316 A JP 3041316A JP 4131691 A JP4131691 A JP 4131691A JP H07122989 B2 JPH07122989 B2 JP H07122989B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- memory cell
- bit line
- capacitor
- semiconductor memory
- information
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/21—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
- G11C11/34—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
- G11C11/40—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
- G11C11/401—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/56—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency
- G11C11/565—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency using capacitive charge storage elements
Description
り、特に直列接続された複数のMOSトランジスタとそ
れらの各一端にそれぞれ一端が接続された情報記憶用の
キャパシタを備えたダイナミック型メモリセルのアレイ
を有するダイナミック型ランダムアクセスメモリ(DR
AM)において、メモリセルから時系列で読み出される
情報を一時格納する格納手段に関する。
トランジスタと1個のキャパシタで構成されており、R
AMのメモリセルとしては最小の面積で設計できる。従
って、DRAMは、半導体RAMの中で常に最も高い集
積度が達成されてきた。そして、その集積度の向上は、
パターンの微細化やキャパシタ絶縁膜の薄膜化、さらに
は、メモリセルの構造的な工夫(例えばトレンチキャパ
シタセルやスタックトキャパシタセルのような3次元的
な構造)によって努力がなされてきた。
よる露光の限界に近づき、そのテンポは鈍っており、ま
た、複雑な構造のメモリセルは製造プロセスが大幅に複
雑になり、歩留りの低下を招き易いので、同様な手法を
今後とも取り続けることは困難を極めるものと予想され
る。しかも、DRAMのビット単価(1ビット当りの値
段)低減の要求はますます強くなってきている。
多値を記憶させることによって1セル当り2ビット以上
の情報を記憶させようとするアプローチもある(文献;
1985ISSCC Digest of Tech.Papers," A 16-Levels/cell
Dynamic Memory " pp.246-247)。
辺回路の複雑さなどの点が障害になり、実用にはほど遠
い状態である。
えば図23あるいは図24に示すような新しい構成のダ
イナミック型メモリセルを提案した(本願出願人に係る
特願平2−104576号出願)。このメモリセルは、
複数のMOSトランジスタQ1 〜Q4 が直列接続され、
その各一端にそれぞれ情報記憶用のキャパシタC1 〜C
4 の一端が接続されてなり、既存の製造プロセスで、あ
るいは、製造プロセスは変えても微細化を伴わずに、従
来の1トランジスタ・1キャパシタ型のセルを用いたD
RAMよりも高い集積度を実現でき、ビット単価を大幅
に低減することができる。
接続されたトランジスタQ1 〜Q4 群を所定の順序でオ
ン/オフ制御することにより、各キャパシタC1 〜C4
の記憶情報を複数のトランジスタの直列接続の一端(第
1の読み出し/書込みノードN1 )に近い側のキャパシ
タC1から各キャパシタC1 〜C4 の記憶情報を第1の
読み出し/書込みノードN1 に順次読み出し、第1の読
み出し/書込みノードN1 に遠い側のキャパシタC4 か
ら各キャパシタC4 〜C1 に第1の読み出し/書込みノ
ードN1 の情報を順次書込むことが可能になる。
は、複数のトランジスタQ1 〜Q4 の直列接続の他端と
第2の読み出し/書込みノードN2 との間にさらにMO
SトランジスタQ5 を接続しており、これらの直列接続
されたトランジスタ群を所定の順序でオン/オフ制御す
ることにより、第1の読み出し/書込みノードN1 に近
い側のキャパシタC1 から各キャパシタC1 〜C4 の記
憶情報を第1の読み出し/書込みノードN1 に順次読み
出し、第1の読み出し/書込みノードN1 に近い側のキ
ャパシタC1 から各キャパシタC1 〜C4 に第2の読み
出し/書込みノードN2 の情報を順次書込むことが可能
になる。この場合、直列接続されたトランジスタ群のオ
ン/オフ制御の順序を上記とは逆にすれば、第2の読み
出し/書込みノードN2 に近い側のキャパシタC4 から
各キャパシタC4 〜C1 の記憶情報を第2の読み出し/
書込みノードN2 に順次読み出し、第2の読み出し/書
込みノードN2 に近い側のキャパシタC4 から各キャパ
シタC4 〜C1 に第1の読み出し/書込みノードN1 の
情報を順次書き込むことが可能になる。
端のトランジスタQ1、Q5 を選択的に使用するように
スイッチ制御し、直列接続されたトランジスタ群を所定
の順序でオン/オフ制御することにより、メモリセルと
第1の読み出し/書込みノードN1 または第2の読み出
し/書込みノードN2との間で選択的に情報のやりとり
を行うことが可能になる。
出しされるのが特徴であり、常に再書込みする必要があ
る。しかし、図23あるいは図24に示したメモリセル
は、1つのメモリセル内のキャパシタの読み出し、書込
みの順序が規定されるので、任意のキャパシタについて
みると、記憶情報を読み出した直後に再書込みすること
は許されない。即ち、任意のキャパシタからの読み出し
に続く同一セル内の他のキャパシタからの読み出しを待
たないと、再書込みすることができない。従って、図2
3あるいは図24に示したメモリセルを使用するDRA
Mにおいては、メモリセルから必要な読み出しが終了し
た後に順に再書込み(あるいは書込み)する必要がある
ので、メモリセルから時系列で読み出される情報を一時
格納する格納手段が必要になる。
点を解決すべくなされたもので、直列接続された複数の
MOSトランジスタとそれらの各一端にそれぞれ一端が
接続された情報記憶用のキャパシタを備えたダイナミッ
ク型メモリセルから時系列で読み出される情報を一時格
納する格納手段を具備し、既存の製造プロセスで、ある
いは、製造プロセスは変えても微細化を伴わずに、従来
の1トランジスタ・1キャパシタ型のセルを用いたDR
AMよりも格段に高い集積度を実現でき、ビット単価を
大幅に低減することができる半導体記憶装置を提供する
ことを目的とする。
応して複数のワード線に接続され、直列接続された複数
のMOSトランジスタとそれらの各一端にそれぞれ一端
が接続された情報記憶用のキャパシタを備えたダイナミ
ック型メモリセルのアレイと、上記メモリセルから時系
列で情報が読み出されるビット線と、上記ビット線に接
続され、このビット線に読み出される情報を一時格納す
る複数ビット情報格納手段とを具備したことを特徴とす
る。
のキャパシタ数より1個少ないまたは上記キャパシタ数
と同数の格納エレメントを有するレジスタ、あるいは、
上記メモリセル1個当りのキャパシタ数と同数のビット
線センスアンプを用いることができる。
順に各キャパシタの記憶情報をビット線に読み出すと共
に記憶情報を格納手段に格納し、上記メモリセルの一端
側に遠い側あるいは近い側のキャパシタから順に各キャ
パシタに上記ビット線の情報を書込むことが可能にな
る。
に説明する。
のアレイを有する第1実施例に係るDRAMの1カラム
を抜き出し、説明の簡単化のため、相補的なビット線B
L、/BLと、1個のメモリセルMCと、ビット線セン
スアンプSAと、メモリセルMCから時系列で読み出さ
れる情報を一時格納するレジスタREGとを示してい
る。
書込みノードN1 にドレインが接続された第1のMOS
トランジスタQ1 と、この第1のMOSトランジスタQ
1 のソース側に直列接続された1個以上(本例では3
個)の第2のMOSトランジスタQ2 〜Q4 と、これら
の4個のトランジスタQ1 〜Q4 の各ソースにそれぞれ
一端が接続された情報記憶用のキャパシタC1 〜C4 と
からなり、本例では4ビットのメモリセルを示してい
る。上記4個のトランジスタQ1 〜Q4 の各ゲートは対
応してワード線WL1 〜WL4 に接続されており、上記
第1の読み出し/書込みノードN1 は一方のビット線B
Lに接続されており、上記キャパシタC1 〜C4 の各他
端は例えば同じキャパシタプレート電位VPLに接続され
ている。
Cのキャパシタ数(ビット数)より1個少ない、また
は、メモリセルMCのキャパシタ数と同数の格納エレメ
ントを有する。ここで、メモリセルMCのキャパシタ数
より1個少ない3エレメントのレジスタの構成例を、図
2、図3、図4に示し、図4のレジスタの個々の格納エ
レメントの構成例を、図5、図6に示している。
ジスタ・1キャパシタのダイナミック型メモリセルから
なる1ビットの格納エレメントが3個(第1エレメント
REG1 〜第3エレメントREG3 )用いられ、各エレ
メントのトランジスタの一端が一方のビット線BL(ま
たは/BL)に接続され、各エレメントのトランジスタ
のゲートが対応して制御信号線RL1 〜RL3 に接続さ
れており、各エレメントのキャパシタRC1 〜RC3 の
各他端が例えば同じキャパシタプレート電位VPLに接続
されている。
エレメントREG1 〜第3エレメントREG3 の一部
(本例では第1、第3エレメント)のトランジスタの一
端が一方のビット線BL(または/BL)に接続され、
残りのエレメント(本例では第2エレメント)のトラン
ジスタの一端が他方のビット線/BL(またはBL)に
接続され、各エレメントのトランジスタのゲートが対応
して制御信号線RL1 〜RL3 に接続されており、各エ
レメントのキャパシタRC1 〜RC3 の各他端が例えば
同じキャパシタプレート電位VPLに接続されている。
対BL、/BLに接続されると共に対応して制御信号線
RL1 〜RL3 に接続される第1エレメントREG1 〜
第3エレメントREG3 が用いられている。
に、例えば抵抗負荷を有するフリップフロップ回路と2
個のトランスファゲートとからなるスタティック型メモ
リセル(SRAMセル)を用いたり、図6に示すよう
に、2個のトランジスタの間に1個のキャパシタが接続
された2トランジスタ・1キャパシタのダイナミック型
メモリセル(文献; Y.Ohta,et al "A Novel Memory C
ell Architecture for High-Density DRAMs" 1989 Sym
posium on VLSI Circuits, Digest of TechnicalPaper
s,pp.101-102,May 1989 )を用いることができる。
におけるセンスアンプSA・メモリセルMC・レジスタ
REGの動作の一例を示している。即ち、ワード線WL
1 〜WL4 を図示のようなタイミングでオン/オフ制御
してトランジスタQ1 〜Q4 の順序でオン、トランジス
タQ4 〜Q1 の順序でオフさせるものとする。また、制
御信号線RL1 〜RL3 を図示のようなタイミングでオ
ン/オフ制御することにより、1回目は第1〜第3エレ
メントの順序で動作させ、2回目は第3〜第1エレメン
トの順序で動作させるものとする。また、t1 はセンス
アンプSAを動作させるタイミング、t2 はビット線対
BL、/BLを所定の電位(例えば電源電位の1/2)
にプリチャージ・イコライズするタイミングを示してい
る。
第1の読み出し/書込みノードN1 (メモリセルMCが
接続されているビット線BL)に近い側のキャパシタC
1 から順に各キャパシタC1 〜C4 の記憶情報を上記ビ
ット線BLに順次読み出すと共にキャパシタC1 〜C3
の記憶情報をレジスタREGに格納し、上記ビット線B
Lに遠い側のキャパシタC4 から順に各キャパシタC4
〜C1 に上記ビット線BLの情報を順次書込むことが可
能になる。
線対BL、/BLがプリチャージ・イコライズされた状
態で、ワード線WL1 がオンになると、メモリセルMC
のトランジスタQ1 がオンになってキャパシタC1 の記
憶情報がトランジスタQ1 を経てビット線BLに読み出
され、t1 のタイミングでセンスアンプSAが動作して
読み出し情報が電源振幅まで増幅される。次に、制御信
号線RL1 がオンになり、増幅されたキャパシタC1 の
記憶情報がレジスタREGの第1エレメントREG1 に
格納された後に制御信号線RL1 がオフになる。次に、
t2 のタイミングで再びビット線対BL、/BLがプリ
チャージ・イコライズされる。そして、前記ワード線W
L1 がオンになったままの状態で、ワード線WL2 がオ
ンになると、メモリセルMCのトランジスタQ2 がオン
になってキャパシタC2 の記憶情報がトランジスタQ1
およびQ2 を経てビット線BLに読み出され、t1 のタ
イミングでセンスアンプSAが動作して読み出し情報が
増幅される。次に、制御信号線RL2 がオンになり、増
幅されたキャパシタC2 の記憶情報がレジスタREGの
第2エレメントREG2 に格納された後に制御信号線R
L2 がオフになる。同様な要領で、キャパシタC3 の記
憶情報がレジスタREGの第3エレメントREG3 に格
納される。さらに、t2 のタイミングで再びビット線対
BL、/BLがプリチャージ・イコライズされた後、ワ
ード線WL4 がオンになると、メモリセルMCのトラン
ジスタQ4 がオンになってキャパシタC4 の記憶情報が
トランジスタQ1 〜Q4 を経てビット線BLに読み出さ
れ、t1 のタイミングでセンスアンプSAが動作して読
み出し情報が増幅される。この時、ビット線対BL、/
BLにはキャパシタC4 からの読み出し情報に準じた再
書込み電位が設定されているので、ワード線WL4 がオ
フになってトランジスタQ4 がオフになると、キャパシ
タC4 の再書込みが行われる。次に、t2 のタイミング
で再びビット線対BL、/BLがプリチャージ・イコラ
イズされた後、制御信号線RL3 がオンになり、t1 の
タイミングでセンスアンプSAが動作すると、前記第3
エレメントREG3 に一時格納されていたデータにした
がってビット線対BL、/BLに再書込み電位が設定さ
れる。この状態で、ワード線WL3 がオフになると、ト
ランジスタQ3 がオフになってキャパシタC3 の再書込
みが行われる。同様な要領で、キャパシタC2 、C1 の
再書込みが順次行われる。
ば、メモリセルMCの各キャパシタC1 〜C4 の記憶情
報は、各対応するワード線WL1 〜WL4 がオンになっ
てセンスアンプSAが動作した時点でDRAMチップ外
への読み出しが可能になる、つまり、4つのディジタル
情報(4ビット)が決められた順に読み出し可能にな
る。従って、DRAMのランダムアクセス性やアクセス
タイムにある程度の制限が加わることになる。しかし、
このような制限も、実際にDRAMを設計する際に、読
み出された4ビットをビットデータをシリアル・パラレ
ル変換して×4ビット構成のDARMを実現すれば、完
全にランダムアクセス性を保つことができる。また、シ
リアル・パラレル変換をせずに必要なデータだけ読み出
すランダムアクセスに際しては、常に読み出しノードか
ら最も遠いキャパシタまで読み出す必然性はなく、メモ
リセル内の何番目のキャパシタの情報がアクセスされて
いるかによって該当するキャパシタまで読み出してその
データを出力すればよい。
キャパシタと読み出しノード(ビット線)との距離によ
って変わる。これに対応するためには、(a)最も遅い
アクセスタイムで仕様を規定する方法とか、(b)DR
AMから読み出しデータが出力するまでウェイト信号を
出力し、読み出しデータが出力したらウェイト信号を解
除する方法などが考えられる。
ような4ビットシリアルアクセスの動作があり、さら
に、近年のDRAMの応用をみれば、キャッシュメモリ
との間のブロック転送や画像用データの処理、保持など
のようにシリアルアクセスで対応可能な分野が急速に拡
大しており、前記したようなシリアルアクセス性をその
まま活かすこともできる。
書込みは、前述したような再書込みのタイミングで、必
要なデータをビット線対に設定すればよい。各カラムと
データ入出力回路との間はデータ転送線によって選択的
に接続されることにより、入力データの書込みや読み出
しデータの出力側への転送が行われる。上記データ転送
線は入出力兼用でもよいし、入力用、出力用に分けても
よい。
ジスタのエレメントが2回目に開いてキャパシタの書込
みが終了した後にオフになるタイミングは、必ずしも図
7に示した通りでなくてもよく、ビット線対のプリチャ
ージ・イコライズが済んでからでもよい。但し、レジス
タをキャッシュメモリとして使用する場合などのよう
に、メモリセルの書込み終了後もレジスタに正確なデー
タを保存する必要がある場合には、図7のような制御信
号線RL1 〜RL3 のタイミングでレジスタのエレメン
トを閉じることが望ましい。さらに、厳密にいえば、メ
モリセルのキャパシタからの読み出し情報を格納するた
めに制御信号線RL1 〜RL3 によりレジスタのエレメ
ントを1回目に開くタイミングも、必ずしも図7に示し
た通りでなくてもよく、キャパシタからの読み出し情報
を誤りなく格納し得る限り、さらに早いタイミングでも
よい。
キャパシタの容量値の関係として、情報の読み出し順と
関係する規則を与え、情報の読み出し順に容量値が大き
くなるように設定しておくと、各キャパシタの記憶情報
を順次読み出す場合の読み出し/書込みノードの電圧変
化分が次第に減少することを緩和または防止し、それぞ
れの電圧変化分をほぼ等しくすることが可能になり、情
報の読み出し誤りを防止することができる。
レメント数(記憶セル数)が3個の場合を示したが、エ
レメント数を4個にしてもよい。この場合には、4個の
エレメントに対応してメモリセルの4個のキャパシタの
情報を一時格納するようにする。このような4個のエレ
メントを有するレジスタは、図24に示したようなメモ
リセルのアレイを有するDRAMにも使用することがで
き、この場合の一例を図8に示す。
のアレイを有する第2実施例に係るDRAMの1カラム
を抜き出し、相補的なビット線BL、/BLと、1個の
メモリセルMCと、ビット線センスアンプSAと、メモ
リセルMCから時系列で読み出される情報を一時格納す
るレジスタREGとを示している。上記メモリセルMC
は、図1中のメモリセルと比べて、直列接続されたトラ
ンジスタQ1 〜Q4 のうち第1のトランジスタQ1 に対
して他端側の第2のトランジスタQ4 のソースと第2の
読み出し/書込みノードN2 との間に第3のMOSトラ
ンジスタQ5 が接続され、この第3のトランジスタQ5
のゲートはワード線WL5 に接続され、第2の読み出し
/書込みノードN2 は前記ビット線BLに第1の読み出
し/書込みノードN1 と共通に接続されている点が異な
り、その他は同じであるので図1中と同じ符号を付して
いる。上記レジスタREGは、4個のエレメントREG
1〜REG4 のゲートが対応して制御信号線RL1 〜R
L4 に接続されている。
におけるセンスアンプSA・メモリセルMC・レジスタ
REGの動作の一例を示しており、図中のタイミングt
1 、t2 は図7中と同じ意味を有する。この動作は図7
を参照して前述した動作に準じて行われるので、その詳
述は省略するが、各キャパシタC1 〜C4 の記憶情報を
ビット線BLに順次読み出すと共にレジスタREGに格
納し、引き続いて各キャパシタC1 〜C4 にビット線B
Lの情報を順次書込むことが可能になる。この場合、メ
モリセルのトランジスタ群およびレジスタのエレメント
群のオン/オフ制御の順序を上記とは逆にすれば、各キ
ャパシタC4 〜C1 の記憶情報をビット線BLに順次読
み出すと共にレジスタREGに格納し、引き続いて各キ
ャパシタC4 〜C1 にビット線BLの情報を順次書き込
むことが可能になる。
EGを4個のSRAMセルで構成すれば、このSRAM
セルをキャッシュメモリとしてキャッシュメモリ付きD
RAMを実現することができる。この場合、上記各実施
例で使用されるメモリセルMCがシリアルアクセス性を
持つという制限が、キャッシュメモリによって大幅に補
完される。
は、例えば図10あるいは図11に示すように、図23
あるいは図24に示したメモリセルと同様の構成の例え
ば3個の格納エレメントを用い、制御信号線RL1 〜R
L3 あるいはRL1 〜RL4 を接続するようにしてもよ
い。ここで、図23に示したメモリセルおよび図10に
示したレジスタを用いた場合の動作タイミング例を図1
2に示しており、図中のタイミングt1 、t2 は図7中
と同じ意味を有する。
イミングでセンスアンプSAを動作させているが、この
センスアンプSAの動作時にビット線対BL、/BLの
充放電まで伴うとすると、1つのメモリセルMCの読み
出しの間にビット線対BL、/BLの電位が最低7回は
電源振幅まで変化することになり、消費電力が増大する
おそれがある。そこで、図13に示すように、センスア
ンプSAとビット線対BL、/BLとの間にトランスフ
ァゲート(MOSトランジスタ)対TG、TGを挿入し
ておき、ワード線が立ち上がることによってメモリセル
MCのキャパシタの情報を読み出してレジスタREGに
格納する際は、キャパシタの情報がセンスアンプSAに
伝達された後は上記トランスファゲート対TG、TGを
オフにしてセンスアンプSAを動作させるという手法を
用いることにより、ビット線対BL、/BLの電位を電
源振幅まで変化させずに済ませることができる。これに
より、ビット線対BL、/BLの充放電は、キャパシタ
への再書込み(または書込み)する時のみ、即ち、4回
で済ませることができ、消費電力を削減することができ
る。
〜C4 の各他端をキャパシタプレート電位VPLに共通に
接続している場合を示したが、キャパシタC1 〜C4 の
各他端を外部から与えられる電源電位Vccや接地電位V
ssに共通に接続してもよく、文献; IEEE JOURNAL OF
SOLID-STATE CIRCUITS " VOL.SC-17,NO.5,p.872 OCT.19
82 " A Storage-Node-Boosted RAM with Word-Line Del
ay Compensation " に示されているような、キャパシタ
プレートをクロック動作させる技術を用いてもよい。ま
た、文献;1989 Symposium of VLSI Circuits, Digesto
f Tech.Papers, pp.101-102 " A Novel Memory Cell Ar
chitecture for High-Density DRAMs "Fig.1(b) に示さ
れているようなキャパシタ両端に転送ゲートを接続する
技術を用いてもよい。
時系列で読み出される情報を一時格納する格納手段とし
てレジスタを設けたが、メモリセル1個当りのキャパシ
タ数と同数のビット線センスアンプを設けて格納手段と
兼用するようにしてもよく、その例を図14に示す。図
14は、本発明に係るDRAMの1カラムの模式図であ
り、相補的なビット線BL、/BLと、複数個のメモリ
セルMC…と、4個のビット線センスアンプSA1 〜S
A4 とを示しており、4個のセンスアンプSA1 〜SA
4 は各対応して制御信号線φ1〜φ4 により開閉制御さ
れるトランスファゲート対TG、TGを介してビット線
対BL、/BLに接続されている。
たDRAMのメモリセルMCとして例えば図23に示し
たようなメモリセルが使用されている場合におけるセン
スアンプSA1 〜SA4 ・メモリセルMCの動作の一例
を示しており、図中のタイミングt1 、t2 は図7中と
同じ意味を有する。即ち、例えば制御信号線φ1 がオン
になり、ビット線対BL、/BLとセンスアンプSA1
とがプリチャージされた状態でワード線WL1 がオンに
なり、メモリセルMCのキャパシタC1 からの読み出し
情報がセンスアンプSA1 に伝達される。次に、上記制
御信号線φ1 がオフになった後、上記センスアンプSA
1 を動作させ、キャパシタC1 からの読み出し情報を増
幅すると同時にセンスアンプSA1 にラッチする。再書
込み(または書込み)は、ビット線対BL、/BLをプ
リチャージした後、該当するセンスアンプを接続し、ビ
ット線対BL、/BLを所定の電位に充放電し、該当す
るワード線をオフにすることにより達成される。センス
アンプSA1 〜SA4 が例えばCMOS構成であって、
ビット線対BL、/BLの電位をVcc電源側にもVss電
源(接地電位)側にも設定できる自由度があれば、再書
込み(または書込み)時のビット線対BL、/BLのプ
リチャージは省略することも可能である。また、このセ
ンスアンプSA1 〜SA4 をSRAMセルのように扱う
ことにより、キャッシュメモリの役割を担わせることも
可能である。
て、レジスタの各エレメントREGiにSRAMセルを
用い、かつ各エレメントREGiとデジット線DLとの
間に接続されて制御信号線RLiによりゲートが制御さ
れるトランスファゲートTGの他に、各エレメントRE
Giと入出力線I/Oiとの間にそれぞれ対応して接続
され、カラム選択線CSLによりゲートが制御されるト
ランスファゲートTG2 を設けた場合を示している。こ
の第5実施例のDRAMにおいては、1カラムから4ビ
ット分のデータが一斉に読み出される。
タの各エレメントREGiとして、SRAMセルをセン
スアンプSAiに置き換えた場合のエレメント1個分を
示しており、図16中と同一部分には同一符号を付して
いる。
がフォールデッド・ビット線構造であるようなレイアウ
トを図示しているが、これに限らず、セルアレイの構成
がフォールデッド・ビット線構造である必然性はなく、
オープン・ビット線構造の場合でも本発明を適用でき
る。
一対の入力ノードが直接あるいはトランスファゲートな
どを経由して間接に相補的なビット線対に接続されてい
るように図示しているが、これに限らず、センスアンプ
の一方の入力ノードにビット線BLのみが直接あるいは
間接に接続される(いわゆる、シングルエンド型センス
アンプ)構成でも本発明を適用でき、その例を図18乃
至図22に示す。
ンド型センスアンプ構成にした場合を示しており、図1
中と同一部分には同一符号を付している。
ンド型センスアンプ構成にした場合を示しており、図8
中と同一部分には同一符号を付している。
エンド型センスアンプ構成にした場合を示しており、図
13中と同一部分には同一符号を付している。ここで、
一方のデータ線/DLの一端部に接続されているトラン
スファゲートTG1 ´は、ビット線BLと他方のセンス
アンプSAとの間に挿入されているトランスファゲート
TG1 による影響とのバランスをとるために付加されて
いるが、必ずしも必要ではないので削除してもよく、あ
るいは、このトランスファゲートTG1 ´を介してセン
スアンプSAに比較基準電位Vrefを与えるようにし
てもよい。
エンド型センスアンプ構成にした場合を示しており、図
14中と同一部分には同一符号を付している。
エンド型センスアンプ構成にした場合を示しており、図
17中と同一部分には同一符号を付している。ここで、
トランスファゲートTG1 ′は、ビット線BLとセンス
アンプSAiとの間に挿入されているトランスファゲー
トTG1 による影響とのバランスをとるために付加され
ているが、必ずしも必要ではないので削除してもよく、
あるいは、このトランスファゲートTG1 ´を介してセ
ンスアンプSAに比較基準電位Vrefを与えるように
してもよい。
ンスアンプとの間にトランスファゲートを設ける場合に
は、複数(シングル・エンド型構造の場合)または複数
対(フォールデッド・ビット線構造またはオープン・ビ
ット線構造の場合)のビット線とトランスファゲートが
1つのセンスアンプを共有し、このトランスファゲート
の制御により複数(シングル・エンド型構造の場合)ま
たは複数対(フォールデッド・ビット線構造またはオー
プン・ビット線構造の場合)のビット線のうちの一本ま
たは一対のみが選択的にセンスアンプに接続されるよう
な構成(いわゆる、シェアード・センスアンプ方式)で
も本発明を適用できる。
によれば、直列接続された複数のMOSトランジスタと
それらの各一端にそれぞれ一端が接続された情報記憶用
のキャパシタを備えたメモリセルのアレイを有し、この
メモリセルから時系列で読み出される情報を一時格納す
る格納手段を具備しているので、従来の1トランジスタ
・1キャパシタ型のセルを用いたDRAMよりも格段に
高い集積度を実現でき、ビット単価を大幅に低減するこ
とができる。
替として使用するために低価格で大容量のDRAMを既
存の技術で実現したい場合には好適である。しかも、メ
モリセルから時系列で読み出される情報を一時格納する
格納手段をキャッシュメモリとして用いることにより、
DRAM上にキャッシュメモリが搭載された複合メモリ
を実現することも可能である。
す回路図。
路図。
回路図。
を示す回路図。
波形図。
す回路図。
波形図
回路図。
を示す回路図。
の一例を示すタイミング波形図。
示す回路図。
示す回路図。
ング波形図。
示す回路図。
す回路図。
構成にした例を示す回路図。
構成にした例を示す回路図。
プ構成にした例を示す回路図。
プ構成にした一例を示す回路図。
プ構成にした他の例を示す回路図。
を示す等価回路図。
例を示す等価回路図。
ド、N2 …第2の読み出し/書込みノード、Q1 〜Q5
…メモリセルのMOSトランジスタ、C1 〜C4 …メモ
リセルの情報記憶用のキャパシタ、WL1 〜WL5 …ワ
ード線、BL、/BL…ビット線、REG…レジスタ、
REG1 〜REG4 …レジスタの格納エレメント、RL
1 〜RL4 …レジスタの制御信号線、SA、SA1 〜S
A4 …センスアンプ、φ1 〜φ4 …センスアンプ制御信
号線。
Claims (8)
- 【請求項1】 各ゲートが対応して複数のワード線に接
続され、直列接続された複数のMOSトランジスタとそ
れらの各一端にそれぞれ一端が接続された情報記憶用の
キャパシタを備えたダイナミック型メモリセルのアレイ
と、 上記メモリセルから時系列で情報が読み出されるビット
線と、 上記ビット線に接続され、このビット線に読み出される
情報を一時格納する複数ビット情報格納手段とを具備し
たことを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の半導体記憶装置におい
て、前記複数ビット情報格納手段は、前記メモリセル1
個当りのキャパシタ数より1個少ないまたは上記キャパ
シタ数と同数の格納エレメントを有するレジスタである
ことを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項3】 請求項2記載の半導体記憶装置におい
て、前記格納エレメントは、1トランジスタ・1キャパ
シタのダイナミック型メモリセルによって構成されてい
ることを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項4】 請求項2記載の半導体記憶装置におい
て、前記格納エレメントは、スタティック型メモリセル
によって構成されていることを特徴とする半導体記憶装
置。 - 【請求項5】 請求項2記載の半導体記憶装置におい
て、前記格納エレメントは、2個のトランジスタの間に
1個のキャパシタが接続されたダイナミック型メモリセ
ルによって構成されていることを特徴とする半導体記憶
装置。 - 【請求項6】 請求項1記載の半導体記憶装置におい
て、前記複数ビット情報格納手段は、前記メモリセルと
同じ構造のメモリセルからなることを特徴とする半導体
記憶装置。 - 【請求項7】 請求項1記載の半導体記憶装置におい
て、前記複数ビット情報格納手段は、前記メモリセル1
個当りのキャパシタ数と同数のセンスアンプが用いら
れ、この複数個のセンスアンプにより前記メモリセルの
キャパシタの記憶情報の読み出し/書込みを制御すると
共にデータの一時格納も行うことを特徴とする半導体記
憶装置。 - 【請求項8】 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の
半導体記憶装置において、前記ビット線とビット線セン
スアンプとの間にトランスファゲートが挿入され、この
トランスファゲートが選択的にオン/オフ制御されるこ
とにより、前記メモリセルのキャパシタからの情報読み
出しの際には上記ビット線センスアンプによる上記ビッ
ト線の充放電を行わず、再書込み(あるいは書込み)の
際のみ上記ビット線センスアンプによる上記ビット線の
充放電を行うことを特徴とする半導体記憶装置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3041316A JPH07122989B2 (ja) | 1990-06-27 | 1991-02-13 | 半導体記憶装置 |
KR1019910010660A KR950009389B1 (ko) | 1990-06-27 | 1991-06-26 | 반도체기억장치 |
EP91110563A EP0463617B1 (en) | 1990-06-27 | 1991-06-26 | Semiconductor memory device |
DE69121801T DE69121801T2 (de) | 1990-06-27 | 1991-06-26 | Halbleiterspeicheranordnung |
US08/172,742 US5369612A (en) | 1990-06-27 | 1993-12-27 | Semiconductor memory device |
US08/201,090 US5410505A (en) | 1990-06-27 | 1994-02-24 | Semiconductor memory device having a memory cell unit including a plurality of transistors connected in series |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16691490 | 1990-06-27 | ||
JP2-166914 | 1990-06-27 | ||
JP3041316A JPH07122989B2 (ja) | 1990-06-27 | 1991-02-13 | 半導体記憶装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04212780A JPH04212780A (ja) | 1992-08-04 |
JPH07122989B2 true JPH07122989B2 (ja) | 1995-12-25 |
Family
ID=26380902
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3041316A Expired - Lifetime JPH07122989B2 (ja) | 1990-06-27 | 1991-02-13 | 半導体記憶装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US5369612A (ja) |
EP (1) | EP0463617B1 (ja) |
JP (1) | JPH07122989B2 (ja) |
KR (1) | KR950009389B1 (ja) |
DE (1) | DE69121801T2 (ja) |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07122989B2 (ja) * | 1990-06-27 | 1995-12-25 | 株式会社東芝 | 半導体記憶装置 |
JP2564046B2 (ja) * | 1991-02-13 | 1996-12-18 | 株式会社東芝 | 半導体記憶装置 |
DE69222793T2 (de) * | 1991-03-14 | 1998-03-12 | Toshiba Kawasaki Kk | Halbleiterspeicheranordnung |
US5625602A (en) * | 1991-11-18 | 1997-04-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | NAND-type dynamic RAM having temporary storage register and sense amplifier coupled to multi-open bit lines |
JP3464803B2 (ja) * | 1991-11-27 | 2003-11-10 | 株式会社東芝 | 半導体メモリセル |
JP3253745B2 (ja) * | 1993-04-28 | 2002-02-04 | 富士通株式会社 | 半導体記憶装置 |
JP3237971B2 (ja) * | 1993-09-02 | 2001-12-10 | 株式会社東芝 | 半導体記憶装置 |
JP3272888B2 (ja) * | 1993-12-28 | 2002-04-08 | 株式会社東芝 | 半導体記憶装置 |
US5555203A (en) * | 1993-12-28 | 1996-09-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Dynamic semiconductor memory device |
US5452244A (en) * | 1994-08-10 | 1995-09-19 | Cirrus Logic, Inc. | Electronic memory and methods for making and using the same |
JPH08167285A (ja) * | 1994-12-07 | 1996-06-25 | Toshiba Corp | 半導体記憶装置 |
JP2783271B2 (ja) * | 1995-01-30 | 1998-08-06 | 日本電気株式会社 | 半導体記憶装置 |
US6831317B2 (en) * | 1995-11-09 | 2004-12-14 | Hitachi, Ltd. | System with meshed power and signal buses on cell array |
US6512257B2 (en) * | 1995-11-09 | 2003-01-28 | Hitachi, Inc. | System with meshed power and signal buses on cell array |
US5663916A (en) * | 1996-05-21 | 1997-09-02 | Elonex I.P. Holdings, Ltd. | Apparatus and method for minimizing DRAM recharge time |
US5936874A (en) | 1997-06-19 | 1999-08-10 | Micron Technology, Inc. | High density semiconductor memory and method of making |
FR2773634B1 (fr) * | 1998-01-15 | 2004-01-02 | Sgs Thomson Microelectronics | Amelioration des memoires a rafraichissement |
US6016390A (en) * | 1998-01-29 | 2000-01-18 | Artisan Components, Inc. | Method and apparatus for eliminating bitline voltage offsets in memory devices |
US6990036B2 (en) | 2003-12-30 | 2006-01-24 | Intel Corporation | Method and apparatus for multiple row caches per bank |
US7050351B2 (en) * | 2003-12-30 | 2006-05-23 | Intel Corporation | Method and apparatus for multiple row caches per bank |
JP4832004B2 (ja) * | 2005-06-09 | 2011-12-07 | パナソニック株式会社 | 半導体記憶装置 |
TWI596769B (zh) * | 2011-01-13 | 2017-08-21 | 半導體能源研究所股份有限公司 | 半導體裝置及半導體儲存裝置 |
US9978435B1 (en) * | 2017-01-25 | 2018-05-22 | Winbond Electronics Corporation | Memory device and operation methods thereof |
Family Cites Families (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL6807435A (ja) * | 1968-05-25 | 1969-11-27 | ||
US3763480A (en) * | 1971-10-12 | 1973-10-02 | Rca Corp | Digital and analog data handling devices |
DE2634089B2 (de) * | 1975-08-11 | 1978-01-05 | Schaltungsanordnung zum erfassen schwacher signale | |
US4225945A (en) * | 1976-01-12 | 1980-09-30 | Texas Instruments Incorporated | Random access MOS memory cell using double level polysilicon |
JPS5848294A (ja) * | 1981-09-16 | 1983-03-22 | Mitsubishi Electric Corp | Mosダイナミツクメモリ |
US4669063A (en) * | 1982-12-30 | 1987-05-26 | Thomson Components-Mostek Corp. | Sense amplifier for a dynamic RAM |
US4583382A (en) * | 1983-12-21 | 1986-04-22 | Schlage Lock Company | Reversible latch assembly with integrated function |
JPS60209996A (ja) * | 1984-03-31 | 1985-10-22 | Toshiba Corp | 半導体記憶装置 |
JPH0793009B2 (ja) * | 1984-12-13 | 1995-10-09 | 株式会社東芝 | 半導体記憶装置 |
US4648073A (en) * | 1984-12-31 | 1987-03-03 | International Business Machines Corporation | Sequential shared access lines memory cells |
US4683555A (en) * | 1985-01-22 | 1987-07-28 | Texas Instruments Incorporated | Serial accessed semiconductor memory with reconfigureable shift registers |
JPS63149900A (ja) * | 1986-12-15 | 1988-06-22 | Toshiba Corp | 半導体メモリ |
US4980863A (en) * | 1987-03-31 | 1990-12-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor memory device having switching circuit for coupling together two pairs of bit lines |
JPH01134796A (ja) * | 1987-11-19 | 1989-05-26 | Mitsubishi Electric Corp | 不揮発性半導体記憶装置 |
US4943944A (en) * | 1987-11-25 | 1990-07-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor memory using dynamic ram cells |
JPH01204298A (ja) * | 1988-02-08 | 1989-08-16 | Fujitsu Ltd | 半導体記憶回路 |
JP2682021B2 (ja) * | 1988-06-29 | 1997-11-26 | 富士通株式会社 | 半導体メモリ装置 |
US5091761A (en) * | 1988-08-22 | 1992-02-25 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device having an arrangement of IGFETs and capacitors stacked thereover |
JP2633645B2 (ja) * | 1988-09-13 | 1997-07-23 | 株式会社東芝 | 半導体メモリ装置 |
DE3855180T2 (de) * | 1988-10-24 | 1996-10-02 | Toshiba Kawasaki Kk | Programmierbarer Halbleiterspeicher |
US5172198A (en) * | 1989-02-22 | 1992-12-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | MOS type semiconductor device |
ATE117457T1 (de) * | 1989-03-16 | 1995-02-15 | Siemens Ag | Integrierter halbleiterspeicher vom typ dram und verfahren zu seinem testen. |
JPH02301097A (ja) * | 1989-05-15 | 1990-12-13 | Toshiba Corp | ダイナミック型ランダムアクセスメモリ |
JPH0762955B2 (ja) * | 1989-05-15 | 1995-07-05 | 株式会社東芝 | ダイナミック型ランダムアクセスメモリ |
DE4015472C2 (de) * | 1989-05-16 | 1993-12-02 | Mitsubishi Electric Corp | Speicherzelle und Verfahren zum Herstellen eines dynamischen RAM |
JPH0369092A (ja) * | 1989-05-16 | 1991-03-25 | Mitsubishi Electric Corp | ダイナミックram用メモリセル回路 |
JPH0358377A (ja) * | 1989-07-24 | 1991-03-13 | Mitsubishi Electric Corp | ダイナミックram用メモリセル回路 |
JPH07122989B2 (ja) * | 1990-06-27 | 1995-12-25 | 株式会社東芝 | 半導体記憶装置 |
JP2660111B2 (ja) * | 1991-02-13 | 1997-10-08 | 株式会社東芝 | 半導体メモリセル |
-
1991
- 1991-02-13 JP JP3041316A patent/JPH07122989B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1991-06-26 KR KR1019910010660A patent/KR950009389B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1991-06-26 DE DE69121801T patent/DE69121801T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-06-26 EP EP91110563A patent/EP0463617B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-12-27 US US08/172,742 patent/US5369612A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-02-24 US US08/201,090 patent/US5410505A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR920001536A (ko) | 1992-01-30 |
JPH04212780A (ja) | 1992-08-04 |
DE69121801D1 (de) | 1996-10-10 |
KR950009389B1 (ko) | 1995-08-21 |
EP0463617B1 (en) | 1996-09-04 |
US5369612A (en) | 1994-11-29 |
DE69121801T2 (de) | 1997-02-13 |
EP0463617A2 (en) | 1992-01-02 |
EP0463617A3 (en) | 1993-08-18 |
US5410505A (en) | 1995-04-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH07122989B2 (ja) | 半導体記憶装置 | |
KR100276569B1 (ko) | 강유전메모리장치 | |
US5644537A (en) | Memory device and serial-parallel data transform circuit | |
US5432733A (en) | Semiconductor memory device | |
JPH04258881A (ja) | 半導体メモリセル | |
US5418750A (en) | Semiconductor memory device for suppressing noises occurring on bit and word lines | |
JPH05182458A (ja) | 半導体記憶装置 | |
JPH04114395A (ja) | 半導体記憶回路 | |
KR950006962B1 (ko) | 반도체 기억 장치 | |
US5383160A (en) | Dynamic random access memory | |
JP2900854B2 (ja) | 半導体記憶装置 | |
JP3237971B2 (ja) | 半導体記憶装置 | |
KR100311269B1 (ko) | 반도체장치 | |
JPH09331032A (ja) | 半導体記憶装置 | |
JP4865121B2 (ja) | 少なくとも一つのメモリーセルにカップリングされたシングルビットラインを有する強誘電体メモリ素子 | |
JPS6142794A (ja) | 半導体記憶装置のセンスアンプ系 | |
TWI792833B (zh) | 存取記憶體晶片的頁資料之裝置 | |
JP3474637B2 (ja) | ダイナミック型半導体記憶装置 | |
JPH06103755A (ja) | 半導体記憶装置 | |
JP3256620B2 (ja) | 半導体記憶装置 | |
JP3335410B2 (ja) | シリアルアクセスメモリ | |
JP3195074B2 (ja) | 半導体記憶装置 | |
JP3154843B2 (ja) | 半導体記憶装置 | |
JPH04283490A (ja) | 半導体記憶装置 | |
JPH01138680A (ja) | 半導体記憶装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071225 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081225 Year of fee payment: 13 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091225 Year of fee payment: 14 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091225 Year of fee payment: 14 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101225 Year of fee payment: 15 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111225 Year of fee payment: 16 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111225 Year of fee payment: 16 |