JPH0754635B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

Info

Publication number
JPH0754635B2
JPH0754635B2 JP27013686A JP27013686A JPH0754635B2 JP H0754635 B2 JPH0754635 B2 JP H0754635B2 JP 27013686 A JP27013686 A JP 27013686A JP 27013686 A JP27013686 A JP 27013686A JP H0754635 B2 JPH0754635 B2 JP H0754635B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
row
row line
inverter circuit
memory device
semiconductor memory
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
Application number
JP27013686A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS63122096A (ja
Inventor
敏且 神保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP27013686A priority Critical patent/JPH0754635B2/ja
Publication of JPS63122096A publication Critical patent/JPS63122096A/ja
Publication of JPH0754635B2 publication Critical patent/JPH0754635B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Read Only Memory (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は半導体記憶装置に係わり、特に、配線遅延時間
の短縮化された大容量の半導体記憶装置に関する。
<従来の技術> 半導体記憶装置には、例えば浮遊ゲートと制御ゲートの
2層ゲート構造を有するMOS型電界効果トランジスタ
(以下MOSFETという。)をメモリ素子とした不揮発性半
導体メモリがある。
第4図に、このメモリ素子の断面図を示し、第5図にそ
のシンボルを示す。このメモリ素子はP型半導体基板11
上にN+型のソース・ドレイン拡散層12、13が設けら
れ、さらに基板上に絶縁層により外部から電気的に絶縁
された浮遊ゲート14と、メモリ素子をスイッチング制御
するための制御ゲート15が設けられている。このメモリ
素子は浮遊ゲートが電気的に中性状態の時は、低い制御
ゲート電圧(例えば2V)で導通状態になるが、制御ゲー
トとドレインに高電圧(例えば20V)を印加すると、浮
遊ゲートに電子が注入され、制御ゲートから見たメモリ
素子のしきい値電圧は高くなり、制御ゲートにに高電圧
(例えば8V)を印加しなければ導通しなくなる。すなわ
ち第6図に示すように、浮遊ゲートが電気的に中性状態
の時は実線16のように低い制御ゲート電圧でメモリ素子
は導通するが、浮遊ゲートに電子が注入された時は実線
17のようにメモリ素子のしきい値電圧は高くなり、高電
圧を印加しないとメモリ素子は導通しなくなり、このメ
モリ素子のしきい値電圧の変化を利用して「0」と
「1」との情報を記憶することができる。第7図は上記
のようなメモリ素子で実際にメモリアレイを構成した場
合の平面図である。すなわち、制御ゲートとして働く、
複数の行線W1、W2、W3・・・を備え、この行線W1、W2
W3・・・それぞれにおいて、複数のメモリ素子Mc11、Mc
12、Mc13・・・が配置される。この場合対向するメモリ
素子Mc11とMc21、Mc12とMc22と・・・は、それぞれドレ
イン電極を対向設定し共通にして列線に接続され、ソー
スは接地電位GNDに接続されている。上記のメモリアレ
イでは、行線の配線材料は一般に不純物を高濃度に拡散
した多結晶シリコン(以下ポリシリコンという。)が用
いられるが、比較的に抵抗値が高く、例えば面積抵抗率
でρs=20Ω/□である。
<発明が解決しようとする問題点> このようなメモリアレイを設けた大容量の半導体記憶装
置では、メモリ素子数の増加により、行線の配線長が長
くなり、また配線幅も細いので行線に分布する抵抗は大
きく、また行線に分布する寄生容量も大きくなり、この
行線に分布する抵抗と容量による配線遅延がデータの読
みだしスピードを劣化させていた。例えば第8図に示す
ように配線長1500μm、配線幅1.5μmの行線を面積抵
抗率ρs=20Ω/□のポリシリコンで形成してメモリ素
子Mc41、Mc42、・・・Mc4nの制御ゲートとし、この行線
の一端に行デコーダ20を接続したとする。まず、この時
の行線の抵抗Rwは次式(1)で示すように、 Rw=ρs×Lw/Ww ……式(1) ここで ρs:配線材料の面積抵抗率(Ω/□) Lw:行線の配線長 Ww:行線の配線幅 ここにρs=20%、Lw=1500μm、Ww=1.5μmを代入
するとRw=20kΩを得る。さらに、この行線に寄生する
配線容量をCw=3pFとして、配線遅延を考える。今、簡
単のために、第8図に示した回路を第9図に示すように
行線の抵抗Rw′と容量Cw′の直列回路とし、行デコーダ
として電圧源V0与える。ここで行線の行デコーダから最
も遠い点XはX′に対応するが、この点X′の時刻t=
0における電圧をVx′(0)=0とすると、時刻tにお
ける点X′の電圧VPx′(t)は周知のごとく式(2)
のように計算される。
この式(2)をtについて解くと次式(3)のようにな
る。
t=−Rw′・Cw′・ln(1−V′×(t)/V0) ……式
(3) ここで電圧源V0=5Vとし、点X′が4Vになるのに必要な
時間t(X′=4V)を求めると t=(X′=4V)=−20000×3×10-12 ×ln(1−4/5) =96.6×10-9sec ……式(4) すなわち、点X′が0Vから4Vになるまで96.6Nsec必要と
なる。このように、大容量の半導体記憶装置では行線の
配線遅延が大きく、行デコーダにより選択された行線上
で、行デコーダから離れた点での電圧の上昇は非常に遅
くなるため、メモリ素子はなかなか導通状態にならず、
データの読みだし速度は遅くなるという問題点があっ
た。
また、行線の配線遅延を少なくするために、行デコーダ
を複数設け、行線を細分化することも考えられるが、行
線の細分化は行デコーダの増設となり、半導体記憶装置
のチップサイズを大きくしてしまうので、製造歩留まり
が低下するという問題点が生じる。
したがって、本発明は行デコーダを増設することなく、
配線遅延時間の短縮を図れる半導体記憶装置を提供せん
とするものである。
<問題点を解決するための手段、作用および効果> 本発明は複数のメモリ素子を行列状に配列したメモリセ
ルアレイと、アドレスデータ基づき複数の行線から上記
アドレスデータに対応する行線を選択し該選択された行
線を所定電位に移行させて該行線に共通接続されたメモ
リ素子を活性化する行デコーダとを有する半導体記憶装
置において、上記メモリ素子近傍の行線にチャージ手段
を接続し、上記複数の行線のうちの行デコーダにより選
択された行線のみを上記チャージ手段により急速に上記
所定電位に移行させるようにしたことを特徴としてい
る。したがって、本発明に係わる半導体記憶装置では、
行デコーダにより特定の行線を選択した場合に該選択さ
れた行数を行デコーダとチャージ手段とにより所定電位
に移行させてメモリ素子の活性化を図ることができる。
このように、行デコーダとチャージ手段とで行数の電位
を制御するので、記憶容量の増加を図るべく行線を微細
化しても行線の電位の変化速度は低下せず、高速でメモ
リ素子にアクセスできるという効果が得られる。しか
も、行線の分割時のように行デコーダは増加しないの
で、チップサイズの大幅な増加もなく、したがって、製
造歩留まりも低下しない。
<実施例> 次に、本発明の第1実施例を図面を参照して説明する。
第1図に示されている第1実施例は、本発明を相補型MO
Sトランジスタ(以下、CMOSという)を用いて実現した
場合を示している。アドレス・データA1、A2・・・Anを
プリデコーダ1によりプリデコードし、このプリデコー
ド信号をインバータ回路2を介して行線に出力する行デ
コーダ回路が、行線の一端Aに接続せれている。行線は
複数のメモリ素子Mc1、Mc2、・・・Mcmの共通の制御ゲ
ートとして動作する。また、行デコーダが接続された行
線の一端Aと反対側の端Bは、容量素子C1を介して、P
型のMOSFET Tr2とN型のMOSFET Tr3から構成されるイ
ンバータ回路3の入力に接続される。第2のトランジス
タとしてのN型のMOSFET Tr1のドレインは、上記容量
素子C1インバータ回路3との接続点Cに、そのソース
は、接地電位Vsに接続され、そのゲートには、アドレス
データの変化時から所定の時間だけハイレベルとなる制
御信号Φが供給される。第1のトランジスタとしてのP
型のMOSFET Tr4のソースは電圧源Vcに、そのドレイン
は上記の行線の一端Bに、そのゲートはインバータ回路
3の出力Dにそれぞれ接続されている。上記インバータ
回路3とMOSFET Tr1,Tr4と,容量素子C1とは全体とし
てチャージ手段を構成している。
次に第1図に示されている回路の動作を説明する。第3
図は、第1図に示された回路の動作を説明するための電
圧波形図である。まずアドレスデータが変化し、第1図
に示された行線が選択された場合(Ta)、まず制御信号
Φが一時的にハイレベルになり、これによりTr1がオン
することにより点Cの電位は接地電位Vsと等しくなり、
さらに行デコーダが動作し、行線をチャージアップす
る。しかし、点Aの電位は比較的速く高電圧に達する
が、行線に分布する抵抗Rwと容量Cwとにより、点Bの電
位は急速には上昇しない。しかし点Bの電位の上昇に伴
い、容量素子C1を介して点Cの電位が上昇し、この点C
の電位がインバータ回路3の論理しきい値を超えると、
インバータ回路3の出力Dはロウレベルとなり、その結
果、P型のMOSFET Tr4が導通状態となるので、電圧源V
cから高電圧が供給されて点Bの電位は急速に上昇す
る。次に、アドレスデータが変化し、上記の行線が非選
択となった場合(Tb)は、まず制御信号Φが一時的にハ
イレベルになることにより、Tr1がオンするため点Cの
電位は接地電位Vsと等しくなり、インバータ回路3の出
力Dはハイレベルになり、P型のMOSFETは非導通となる
ので、行デコーダにより、行線の電位は接地電位Vsまで
低下する。
次に、上記チャージアップ回路を設けることにより、実
際にどの程度高速化が図れるかを説明する。まず第1図
で容量素子C1の容量をC1=0.2pF、点Cに寄生する容量
をCc=0.05pFとする。時刻tでの点Bの電圧をVB
(t)、点Cの電圧をVC(t)とし、時刻t=0におい
てVB(0)=VC(0)=0とし、MOSFET Tr1は非電通
状態とすると、時刻tにおけるVB(t)とVC(t)は次
式(5)に示すように、 VC(t)=(C1×VB(t))/(C1+Cc) =0.8VB(t) ……式(5) となる。ここでインバータ回路3の論理しきい値を1Vと
し、上記式(5)にVC(t′)=1VとしてVB(t′)を
求めると VB(t′)=1/0.8 =1.25V すなわち、点Bの電位が1.25Vになると、インバータ回
路3の出力Dは反転してLowになり、MOSFET Tr4は導通
状態となる。さらに、第9図の例と同様に行線の抵抗R
w′=20KΩ容量Cw′=3pFとして、点Bの電位が1.25Vに
なるまでに必要な時間t(B=1.25V)は、前記式
(3)から t(B=1.25V)=−20000×3 ×10-12×ln(1−1.25/5) =17.3×10-9sec となる。ここで簡単のために、配線遅延をRC時定数で評
価すると、第8図で説明した従来の半導体記憶装置で
は、Rw′×Cw′=60Nsec必要であるが、第1図で示した
本実施例のチャージアップ回路を設けることにより、ま
ずチャージアップ回路が動作するまで17.3Nsecが必要で
あり、その後チャージアップ回路が動作した時点から行
線は行線上の点Aと点Bの両端からチャージアップされ
ることにより、RC時定数は1/2Rw′×1/2Cw′=15Nsecと
なる。この15Nsecとチャージアップ回路が動作するまで
の時間t(B=1.25V)=17.3Nsecを合せると32.3Nsec
となり、約2倍の高速化が図れる。第2図は本発明を相
補形MOSで実現した場合の第2の実施例を示す回路図で
ある。行デコーダXD1、XD2、・・・XDkはそれぞれ行線W
21、W22、・・・W2k一端に接続され、この行線W21
W22、・・・W2kの行デコーダが接続されていない他の端
は、N型のMOSFET Tr21、Tr22、・・・Tr2kを介して共
通接続され、この共通接続された点B′は容量素子C2
介して、P型のMOSFET Tr12とN型のMOSFET Tr13とに
より構成されるインバータ回路32の入力に接続される。
N型のMOSFET Tr11のドレインは上記容量素子C2インバ
ータ回路32の接続点C′に、ソースは接地電位Vsに接続
され、そのゲートにはアレスデータの変化時から所定の
時間だけハイレベルに移行する制御信号Φ′を供給す
る。P型のMOSFET Tr14のソースは電圧源Vcに、ドレイ
ンを上記点B′に、そのゲートはインバータ回路の出力
D′にそれぞれ接続する。N型のMOSFET Tr21、Tr22
・・・Tr2kのゲートには、行線W21、W22・・・・W2kの
うちの一つを選択するための信号ac1、ac2、・・・ack
を作るデコード回路CXDの出力がそれぞれ供給される。
この第2実施例では、その動作は第1図で示した第1実
施例とほぼ同様であるが、行線W21、W22、・・・W2kの
K本の行線をN型のMOSFET Tr21、Tr22、・・・Tr2kを
介してチャージアップ回路に接続し、さらに、このN型
のMOSFET Tr21、Tr22、・・・Tr2kのゲートにデコード
信号ac1、ac2、・・・ackを接続し、デコードすること
により、行線K本に対し、チャージアップ回路は一つ設
ければよく、そのため第1図で示した本発明の第1実施
例よりも、チャージアップ回路を設けたことによる半導
体記憶装置のチップサイズの増加を低く抑えることがで
きるという利点がある。
以上説明してきたように、上記各実施例では、インバー
タ回路を設け、このインバータ回路の入力を容量素子を
介して行線に接続し、第1の導電型を有する第1のMOSF
ETのゲートを上記インバータ回路の出力に、そのソース
を第1の電圧源に、そのドレインを上記行線にそれぞれ
接続するとともに、第2の導電型を有する第2のMOSFET
のドレインを上記インバータ回路の入力と容量素子との
接続点に、そのソースを第2の電圧源にそれぞれ接続
し、アドレスデータが変化したときに、所定の時間だけ
インバータ回路の入力と容量素子との接続点を第2の電
圧源と同電位とする制御信号をゲートに接続したチャー
ジアップ回路を設けたので、行デコーダにより選択され
た行線の電圧が上昇すると、チャージアップ回路が動作
して急速にその電圧を上昇させることができる。その結
果、記憶容量を増加させるべく微細化を図っても、信号
の配線伝播に遅延が発生せず、データを高速で読み出す
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例を示すブロック回路図、第
2図は本発明の第2実施例を示すブロック回路図、第3
図は第1実施例の動作を説明する主要ノードの波形図、
第4図はメモリ素子の構造を示す断面図、第5図はメモ
リ素子の等価シンボルを示すシンボル図、第6図はメモ
リ素子の機能を説明するグラフ、第7図はメモリセルア
レイの平面図、第8図は従来例を示すブロック回路図、
第9図は従来例の等価回路図である。 Mc1,Mc2,・・Mcm……メモリ素子、 XD1,XD2,・・XDk……行デコーダ、 W21,W22,・・W2k……行線、 1……プリデコーダ、 3,32……インバータ回路、 VC,Vs……電圧源、 Tr1,Tr11……第2のトランジスタ、 Tr4,Tr14……第1のトランジスタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のメモリ素子を行列上に配列したメモ
    リセルアレイと、アドレスデータに基づき複数の行線か
    ら上記アドレスデータに対応する行線を選択し該選択さ
    れた行線を所定電位に移行させて該行線に共通接続され
    たメモリ素子を活性化する行デコーダとを有する半導体
    記憶装置において、上記デコーダは対応する行線の一端
    に接続され、該対応する行線の他端は容量素子を介して
    インバータ回路の入力に接続され、行線の選択時の電圧
    と等しい第1の電圧源と上記行線との間には、前記イン
    バータ回路の出力によって制御される第1のトランジス
    タを設け、前記インバータ回路の入力端と第2の電圧源
    との間には第2のトランジスタを設け、この第2のトラ
    ンジスタはアドレスデータが変化した時点から一定期間
    導通するように制御されることを特徴とする半導体記憶
    装置。
JP27013686A 1986-11-12 1986-11-12 半導体記憶装置 Expired - Lifetime JPH0754635B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27013686A JPH0754635B2 (ja) 1986-11-12 1986-11-12 半導体記憶装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27013686A JPH0754635B2 (ja) 1986-11-12 1986-11-12 半導体記憶装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63122096A JPS63122096A (ja) 1988-05-26
JPH0754635B2 true JPH0754635B2 (ja) 1995-06-07

Family

ID=17482049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27013686A Expired - Lifetime JPH0754635B2 (ja) 1986-11-12 1986-11-12 半導体記憶装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0754635B2 (ja)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61237292A (ja) * 1985-04-15 1986-10-22 Hitachi Micro Comput Eng Ltd 半導体記憶装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63122096A (ja) 1988-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8107273B1 (en) Integrated circuits having programmable metallization cells (PMCs) and operating methods therefor
KR930007282B1 (ko) 반도체 기억장치의 센스앰프 구동장치 및 정전용량소자
US4654828A (en) Nonvolatile semiconductor memory
US4617652A (en) Integrated high voltage distribution and control systems
JPH0143400B2 (ja)
US4710900A (en) Non-volatile semiconductor memory device having an improved write circuit
US10950295B2 (en) Memory cell array having three-dimensional structure
JP3191861B2 (ja) 不揮発性半導体メモリ装置及びその消去方法
JP2795408B2 (ja) メモリ装置
US4520461A (en) Integrated high voltage distribution and control systems
JPH026159B2 (ja)
US3875567A (en) Memory circuit using variable threshold level field-effect device
KR900001773B1 (ko) 반도체 집적회로
JPH0754635B2 (ja) 半導体記憶装置
CN1309810A (zh) 由若干阻性铁电存储单元组成的存储装置
JP2927792B2 (ja) 半導体メモリのセンス増幅回路
JPH0632232B2 (ja) 行デコ−ダ
CN106469563B (zh) 具有区域译码器的阵列架构
JPH0158594B2 (ja)
JPS5938674B2 (ja) 記憶装置
JP2648099B2 (ja) 不揮発性半導体メモリ装置およびそのデータ消去方法
JPH0427638B2 (ja)
JPH031759B2 (ja)
JP2618065B2 (ja) 半導体回路装置
JPH0569327B2 (ja)