JPH08171797A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH08171797A
JPH08171797A JP6333909A JP33390994A JPH08171797A JP H08171797 A JPH08171797 A JP H08171797A JP 6333909 A JP6333909 A JP 6333909A JP 33390994 A JP33390994 A JP 33390994A JP H08171797 A JPH08171797 A JP H08171797A
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JP
Japan
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word line
signal
voltage
low level
decoder
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Withdrawn
Application number
JP6333909A
Other languages
English (en)
Inventor
Arinori Matsunawa
有紀 松縄
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
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Publication of JPH08171797A publication Critical patent/JPH08171797A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワード線駆動回路によりワード線を駆動する
までの時間を短縮することができる半導体記憶装置を提
供する。 【構成】 Xデコーダ12がハイレベルの信号を出力す
ると、電圧変換回路18は、このハイレベルの信号と同
電位の信号を出力してワード線駆動回路10に供給す
る。一方、Xデコーダ12がローレベル(0V)の信号
を出力すると、電圧変換回路18は、この入力されたロ
ーレベルの信号を受けて、このローレベルの電位よりも
更に低いマイナスレベルの電位を発生してワード線駆動
回路に供給する。このとき、ワード線駆動回路内のPM
OSトランジスタ10Pは、ゲート・ソース間電圧の絶
対値が大きくなることにより、ワード線の駆動能力が向
上する。したがって、DRAMの動作速度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CMOSインバータ型
ワード線駆動回路を有する、ダイナミックRAM(DR
AM)などの半導体記憶装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3は、一般的なCMOSインバータ型
ワード線駆動回路を有するDRAMの一つのワード線3
6及びその周辺の回路を示した概略ブロック図である。
図3の回路は、CMOSインバータ型ワード線駆動回路
(以下「ワード線駆動回路」という)30、Xデコーダ
(もしくはロウ・デコーダ)32、セカンダリXデコー
ダ34からなる。実際のDRAMには、ワード線36が
多数設けられ、各ワード線には多数のメモリセル(不図
示)が接続されている。ここで、Xデコーダ32は、複
数ある出力線のうちの一つにローレベルの電圧信号を出
力することによって、特定のワード線を選択する選択手
段である。
【0003】ワード線駆動回路30は、周知のCMOS
型インバータ回路であり、PMOSトランジスタ30P
及びNMOSトランジスタ30Nからなる。PMOSト
ランジスタ30Pのソースは、セカンダリXデコーダ3
4の出力に接続されている。また、NMOSトランジス
タ30NのソースはグランドGNDに接続され、ローレ
ベルもしくは0Vに維持されている。両トランジスタ3
0P及び30Nの共通ゲートは、Xデコーダ32の出力
のうちの一つに接続されており、共通ドレインはワード
線36に接続されている。したがって、ワード線駆動回
路30は、各ワード線ごとに設けられることになる。一
方、Xデコーダ32及びセカンダリXデコーダ34は、
それぞれ数本のワード線について一つずつ設けるのが普
通である。尚、このようなワード線駆動回路30を設け
るのは、各ワード線にかなりの容量が接続されているこ
とから、これを十分な速度で駆動できるようにするため
である。
【0004】図3において、Xデコーダ32からハイレ
ベル(通常5V)の信号が、ワード線駆動回路36の入
力である共通ゲートに供給されると、NMOSトランジ
スタ30Nはオンとなり、PMOSトランジスタ30P
はオフとなるため、ワード線36はGNDレベルにプル
ダウンされる。このときワード線36は選択されていな
い状態となる。一方、Xデコーダからローレベル(通常
0V)の信号が共通ゲートに供給されると、NMOSト
ランジスタ30Nはオフとなり、PMOSトランジスタ
30Pはオンとなるため、ワード線36は、セカンダリ
Xデコーダ34から供給される電圧にプルアップされ
る。このときワード線36は選択された状態となる。
【0005】ワード線を、8ビットのアドレス信号A0
〜A7 で選択する場合を考えると、例えば信号A0 及び
1 の2ビットを図示しないプリデコーダを介してセカ
ンダリXデコーダに入力し、信号A2 〜A7 の6ビット
を別のプリデコーダを介してXデコーダに入力する。そ
してXデコーダとセカンダリXデコーダによって共通に
選択されたワード線が、最終的に選択されるワード線と
なる。このワード線に接続されたメモリセルの中から特
定のセルを指定するには、図示しないコラム・デコーダ
(もしくはYデコーダ)で特定のビット線を選択する。
そして、ワード線とビット線がクロスするセルが、選択
されたメモリセルとなり、必要なデータの書き込み又は
読み出しの動作が行われる。
【0006】ところで、セカンダリXデコーダ34から
PMOSトランジスタ30のソースに供給される電位
は、動作速度の低下を防止する等のために、電源電圧よ
りも高い、例えば7.5V程度の昇圧電位とするのが普
通である。この昇圧電位は、例えば周知のブートストラ
ップ回路などを利用して得ることができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図3におい
て、PMOSトランジスタ30Pはゲート電圧が閾値以
下の電圧となればオンとなるが、ゲート電圧がハイレベ
ルからローレベルに変化してから実際にオンとなるまで
には、ある程度の時間がかかる。そしてワード線36
は、PMOSトランジスタ30Pがオンとなり、セカン
ダリXデコーダ34の昇圧電位から電流が供給されて、
初めて選択される。したがって、Xデコーダ32がワー
ド線駆動回路30に対してローレベルの信号を発してか
ら実際にワード線36が選択されるまでには、ある程度
の時間を要する。すなわち、PMOSトランジスタ30
Pのゲート電圧がローレベルに変化してからオンになる
までの時間が、メモリの動作速度を律速することにな
り、DRAMの動作速度に影響を与える。
【0008】本発明は、上記事情に基づいてなされたも
のであり、ワード線駆動回路によりワード線を駆動する
時間を短縮することができる半導体記憶装置を提供する
ことを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めの本発明は、複数のワード線のそれぞれについて設け
られたCMOSインバータ型ワード線駆動手段と、複数
の出力線のうちの一つにローレベルの信号を出力するこ
とにより特定のワード線を選択する選択手段と、前記C
MOSインバータ型ワード線駆動手段のそれぞれについ
て設けられ、前記選択手段からのローレベルの電圧信号
が入力されたときに入力電圧よりも低い電位の電圧信号
を対応する前記CMOSインバータ型ワード線駆動手段
に出力する電圧変換手段と、を具備することを特徴とす
るものである。
【0010】また、前記電圧変換手段は、前記選択手段
からハイレベルの電圧信号が入力されたときは入力信号
と同じレベルの電圧信号を出力し、前記選択手段からロ
ーレベルの電圧信号が入力されたときは、基板バイアス
発生手段から得られる負の電位の電圧信号を出力するよ
うに構成したことを特徴とするものである。
【0011】
【作用】CMOSインバータ型ワード線駆動手段は、P
MOSトランジスタとNMOSトランジスタの共通ゲー
トにローレベルの電圧信号が供給されたときに、NMO
Sトランジスタがオフ、PMOSトランジスタがオンと
なる。そのとき、PMOSトランジスタのソースに供給
されるハイレベルの電位によって、対応するワード線が
ハイレベルにプルアップされ、駆動される。PMOSト
ランジスタがオンになるのは、閾値より低いゲートの電
位に正のキャリアであるホールが誘導されてソース・ド
レイン間にチャンネルが形成されるためである。したが
って、選択手段からローレベルの電圧信号が入力された
ときに、電圧変換手段が、このローレベルより更に低い
電位の電圧信号をCMOSインバータ型ワード線駆動手
段のゲートに供給すると、ゲート・ソース間電圧の絶対
値が大きくなるため、ホールは素早く誘起され、チャン
ネルがより速く形成される。これによって、CMOSイ
ンバータ型ワード線駆動手段の駆動能力が向上し、選択
手段がローレベルの電圧信号を出力してからワード線が
選択されるまでの時間が短縮される。
【0012】また、DRAMにおいては、MOSトラン
ジスタのカットオフ特性を改善する等のために、通常、
電源電圧のGNDレベルよりも低い基板バイアス発生手
段を設け、半導体基板をこの基板バイアスレベルとする
ことが一般的である。したがって、電圧変換手段を、前
記選択手段からハイレベルの電圧信号が入力されたとき
は入力信号と同じレベルの電圧信号を出力し、前記選択
手段からローレベルの電圧信号が入力されたときは、基
板バイアス発生手段から得られる負の電位の電圧信号を
出力するよう構成することにより、基板バイアスの電圧
レベルを利用してローレベルの電圧信号よりも低い電位
の電圧信号をCMOSインバータ型ワード線駆動手段の
ゲートに供給することができる。
【0013】
【実施例】以下に図面を参照して、本発明の一実施例に
ついて説明する。図1は、本発明の半導体記憶装置のう
ち、CMOSインバータ型ワード線駆動回路(以下「ワ
ード線駆動回路」という)とこれに対応するワード線及
びその周辺の回路を示した概略ブロック図、図2は、図
1に示した電圧変換回路の内部の回路図である。図1に
おいて、ワード線駆動回路10、選択手段であるXデコ
ーダ12、セカンダリXデコーダ14、ワード線16、
そしてワード線駆動回路10内のPMOSトランジスタ
10P及びNMOSトランジスタ10Nは、図3に示し
たものと同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【0014】図1の電圧変換回路18は、Xデコーダ1
2からの出力電圧を入力信号として受け、ワード線駆動
回路10の共通ゲートに対して電圧信号を出力する。X
デコーダ12がハイレベルの信号を出力すると、電圧変
換回路は、この入力されたハイレベルの信号と同電位の
信号を出力する。このときワード線駆動回路10のNM
OSトランジスタ10Nはオン、PMOSトランジスタ
10Pはオフとなるため、ワード線16は駆動されず、
このワード線は選択されていない状態となる。一方、X
デコーダ12がローレベル(0V)の信号を出力する
と、電圧変換回路は、この入力されたローレベルの信号
を受けて、このローレベルの電位よりも更に低いマイナ
スレベルの電位を発生して出力する。すなわち、入力さ
れたローレベルの電圧信号を、より低い負の電圧信号に
変換して出力する。このとき、ワード線駆動回路10の
NMOSトランジスタ10Nはオフ、PMOSトランジ
スタ10Pはオンとなるため、ワード線16は駆動さ
れ、このワード線は選択された状態となる。
【0015】ところで、前記のように、PMOSトラン
ジスタがオンになるのは、負の電位に正電荷のホールが
誘導されてチャンネルが形成されるためであり、このチ
ャンネル形成が高速に行われれば、当該ワード線の選択
も高速となり、メモリの読み出し又は書き込みの動作速
度が向上する。したがって、Xデコーダ12からのロー
レベルの電圧信号を、電圧変換回路18で更に低いマイ
ナスレベルの電位に変化してPMOSトランジスタ10
PとNMOSトランジスタ10Nの共通ゲートに供給す
ることによって、ゲート・ソース間電圧の絶対値が大き
くなってワード線駆動回路10の駆動能力が向上し、D
RAMの動作速度はより速くなる。
【0016】次に、図2を参照して、図1の電圧変換回
路18の内部の構成及びその動作について説明する。図
2に示すように、電圧変換回路18の内部は、主とし
て、二つのPMOSトランジスタP1 及びP2 、二つの
NMOSトランジスタN1 及びN2 、インバータ20か
ら構成される。また、入力端子INはXデコーダ12の
出力が接続され、出力端子OUTはワード線駆動回路1
0の入力、すなわちPMOSトランジスタ10PとNM
OSトランジスタ10Nの共通ゲートに接続される。電
源VDDは、DRAMの内部で使用されるハイレベルの電
源である。これに対し、電源VBBは、通常の0Vもしく
はローレベルの電源ではなく、負の電位の電圧を発生す
る基板バイアス発生回路の出力に接続される。かかる基
板バイアス発生回路は、カットオフ特性の改善や高速化
等の要請から、DRAMに一般的に設けられている周知
の回路である。この基板バイアス発生回路は、通常は−
2V〜−2.5V程度とされる。
【0017】電圧変換回路18の入力端子INに、Xデ
コーダからハイレベルの信号が供給されると、ゲートが
ハイレベルとなるPMOSトランジスタP1 はオフとな
り、そのドレインはローレベルとなる。したがって、N
MOSトランジスタN1 のゲートはローレベルとなり、
NMOSトランジスタN1 もオフである。一方、PMO
SトランジスタP2 のゲートはインバータ20を介して
入力端子INに接続されているので、入力端子INがハ
イレベルのときはPMOSトランジスタP2 はオンとな
り、そのドレインは電源VDDの電位にプルアップされて
ハイレベルとなる。このため、NMOSトランジスタN
2 のゲートはハイレベルとなり、NMOSトランジスタ
2 もオンとなる。したがって、出力端子OUTには、
電源VDDの電圧レベルがそのまま供給される。この場
合、ワード線駆動回路10のPMOSトランジスタ10
Pはオフ、NMOSトランジスタ10Nはオンとなるた
め、ワード線16はローレベルとなり、このワード線1
6は選択されていない状態となる。
【0018】これに対して、電圧変換回路18の入力端
子INに、Xデコーダからローレベルの信号が供給され
ると、ゲートがローレベルとなるPMOSトランジスタ
1はオンとなり、そのドレインは電源VDDのハイレベ
ルにプルアップされる。したがって、NMOSトランジ
スタN1 のゲートはハイレベルとなり、NMOSトラン
ジスタN1 はオンとなる。一方、PMOSトランジスタ
2 のゲートはハイレベルとなり、PMOSトランジス
タP2 はオフとなる。したがって、そのドレインはロー
レベルとなり、これにゲートが接続されたNMOSトラ
ンジスタN2 もオフとなる。この場合、NMOSトラン
ジスタN1 がオンとなるため、出力端子OUTは、電源
BBのレベルにプルダウンされる。前記のように、この
BBの電位は−2〜−2.5Vの負の電位に維持されて
いるため、ワード線駆動回路10のPMOSトランジス
タ10Pは素早くオンとなり、NMOSトランジスタ1
0Nはオフとなる。このため、ワード線16は直ちにハ
イレベルとなり、このワード線16は選択された状態と
なる。
【0019】ワード線16が選択されることによって、
このワード線に接続されているメモリセル全体が選択さ
れたことになる。そして、更に、図示しないコラム・デ
コーダによってこの中の特定のメモリセルが選択され
て、データの読み出し又は書き込み動作が行われる。
【0020】図2を見ると分かるように、電圧変換回路
18の回路構成は極めて簡単であるため、半導体基板上
でこの電圧変換回路18が専有する面積はそれほど大き
くない。しかも、この回路は、ワード線ごとに設ける必
要はなく、Xデコーダと同じ数だけ設ければよい。更
に、基板バイアス発生回路の負の電位を利用することに
より、ワード線駆動回路10に負の電位を供給するため
に特別の電源回路を設ける必要もなく、簡易な構成でD
RAMの動作速度を向上させることができる。
【0021】尚、本発明は、上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨の範囲内で種々の変更が可能であ
る。例えば、電圧変換回路18の構成は図2に示すもの
には限られず、その他の周知の回路を利用可能であるこ
とはいうまでもない。また、上記実施例では、基板バイ
アス発生回路から得られる電圧を負の電圧として利用し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、専用の
電源手段を設ける構成とすることも可能である。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
選択手段とCMOSインバータ型ワード線駆動手段との
間に、ローレベルの電圧をこのローレベルの電圧よりも
低い電圧に変換する電圧変換手段を設けたことにより、
選択手段からローレベルの電圧信号が出力されたとき
に、CMOSインバータ型ワード線駆動手段にはローレ
ベルの信号よりも低いレベルの電圧信号が入力されるの
で、CMOSインバータを構成するPMOSトランジス
タのゲート・ソース間電圧の絶対値が大きくなってワー
ド線の駆動能力が向上し、これによってデータの書き込
み動作又は読み出し動作に要する時間が短縮する半導体
記憶装置を提供することができる。
【0023】また、電圧変換手段の構成を、選択手段か
らローレベルの信号が供給されたときに出力信号として
基板バイアス発生手段から得られる負電位の電圧をCM
OSインバータ型ワード線駆動手段へ供給するようにし
たことにより、簡単な構成でワード線の駆動能力を向上
させることができる半導体記憶装置を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の半導体記憶装置の一部を示
した概略ブロック図である。
【図2】電圧変換回路の回路構成を示した回路図であ
る。
【図3】従来の半導体記憶装置の一部を示した概略ブロ
ック図である。
【符号の説明】 10、30 CMOSインバータ型ワード線駆動回路
(駆動回路) 12、32 Xデコーダ(ロウ・デコーダ) 14、34 セカンダリXデコーダ 16、36 ワード線 18 電圧変換回路 20 インバータ 10N、30N、N1 、N2 NMOSトランジスタ 10P、30P、P1 、P2 PMOSトランジスタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のワード線のそれぞれについて設け
    られたCMOSインバータ型ワード線駆動手段と、複数
    の出力線のうちの一つにローレベルの信号を出力するこ
    とにより特定のワード線を選択する選択手段と、前記C
    MOSインバータ型ワード線駆動手段のそれぞれについ
    て設けられ、前記選択手段からのローレベルの電圧信号
    が入力されたときに入力電圧よりも低い電位の電圧信号
    を対応する前記CMOSインバータ型ワード線駆動手段
    に出力する電圧変換手段と、を具備することを特徴とす
    る半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 前記電圧変換手段は、前記選択手段から
    ハイレベルの電圧信号が入力されたときは入力信号と同
    じレベルの電圧信号を出力し、前記選択手段からローレ
    ベルの電圧信号が入力されたときは、基板バイアス発生
    手段から得られる負の電位の電圧信号を出力するように
    構成したことを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装
    置。
JP6333909A 1994-12-16 1994-12-16 半導体記憶装置 Withdrawn JPH08171797A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220214398A1 (en) * 2021-01-04 2022-07-07 Changxin Memory Technologies, Inc. Evaluation method for hot carrier effect degraded performance

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220214398A1 (en) * 2021-01-04 2022-07-07 Changxin Memory Technologies, Inc. Evaluation method for hot carrier effect degraded performance

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20020305