JPH08315581A - 半導体メモリ - Google Patents

半導体メモリ

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JPH08315581A
JPH08315581A JP7143945A JP14394595A JPH08315581A JP H08315581 A JPH08315581 A JP H08315581A JP 7143945 A JP7143945 A JP 7143945A JP 14394595 A JP14394595 A JP 14394595A JP H08315581 A JPH08315581 A JP H08315581A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor memory
memory
address signal
memory cells
bit
Prior art date
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Pending
Application number
JP7143945A
Other languages
English (en)
Inventor
Shintaro Shibata
信太郎 柴田
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.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 記憶容量を増大したときに、消費電力の増大
やアクセス時間の増大を抑えることができる半導体メモ
リを提供することを目的とするものである。 【構成】 ビット線とワード線とによって形成される複
数の交点にメモリセルを設け、1つのコラムアドレスに
よって複数のビット線を選択し、1つのコラムアドレス
によって選択される複数のビット線上に存在する複数の
メモリセルのそれぞれを、互いに異なるワード線に接続
したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体メモリに関するも
のであり、特に高速かつ低消費電力であるメモリセルア
レイの構成に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来の半導体メモリM4の構成
を示す図である。
【0003】図4においては、紙面の都合上、ロウアド
レス信号AX が2ビット、コラムアドレス信号AY が2
ビットである場合の例を示してある。半導体メモリM4
において、入出力データビット数は1ビットであり、デ
ータを記憶するメモリセル1と、選択信号を伝送するワ
ード線2と、入出力データを伝送するビット線4’と、
ワード線選択回路5”と、ビット線選択回路6とが設け
られている。
【0004】また、メモリセル1は、ビット線4’とワ
ード線2とで形成される交点の全てに設けられている。
【0005】ワード線選択回路5”は、入力された2ビ
ットのロウアドレス信号AX をデコードし、4本のワー
ド線2のうちの1本を特定するワード線選択信号を生成
する回路であり、ビット線選択回路6は、入力された2
ビットのコラムアドレス信号AY をデコードし、ビット
線4’のうちの1本を特定する回路である。
【0006】なお、ワード線選択回路5”におけるX
(0)〜X(3)は、4本のワード線2を区別する記号
であり、ビット線選択回路6におけるY(0)〜Y
(3)は、4本(差動信号の場合は4対)のビット線
4’を区別する記号である。
【0007】また、上記従来例において、メモリセルア
レイの記憶容量(ワード数)を拡張するには、アドレス
信号AX 、AY のビット数を増やせばよい。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例において、
4本のワード線2のうちの1本が選択された場合、その
選択されたワード線2上に位置する4つのメモリセル1
のそれぞれは、データの入出力に拘わらず電力を消費す
る。したがって、1本のワード線2上に位置するメモリ
セル1の数が多い程、消費電力が多くなり、つまり、コ
ラムアドレス信号AY のビット数に比例して消費電力が
多くなる。すなわち、コラムアドレス信号AY のビット
数を増加すれば、半導体メモリの記憶容量を増大するこ
とができるが、消費電力が多くなるという問題がある。
【0009】この点で、ロウアドレス信号AX のビット
数を増加させても消費電力の増加は少ないので、ロウア
ドレス信号AX のビット数を増加させることによって半
導体メモリの記憶容量を増大させても、消費電力につい
ては問題がない。
【0010】しかし、ロウアドレス信号AX のビット数
を増加させた場合、ビット線遅延の増大と、ロウアドレ
ス信号AX のデコード時間の増大とによって、アクセス
時間が増大するという問題がある。
【0011】ビット線遅延については、ビット線4’を
小振幅動作させることによって、ある程度解決すること
ができる。しかし、ロウアドレス信号AX のデコード時
間を短縮するための有効な手法が存在しない。なお、ロ
ウアドレス信号AX のデコード時間は、ビット線方向の
メモリセル1のサイズと、1本のビット線4’上に並べ
るメモリセル1の数とに依存して増大する。
【0012】なお、ロウアドレス信号AX の場合と同様
に、コラムアドレス信号AY のビット数を増加させるこ
とによって、コラムアドレス信号AY のデコード時間が
増大するが、しかし、コラムアドレス信号AY のデコー
ドは、ビット線4’に読出しデータが現れるまでに完了
していれば十分であるので、コラムアドレス信号AY
デコード時間が増大しても問題にはならない。
【0013】本発明は、記憶容量を増大したときに、消
費電力の増大やアクセス時間の増大を抑えることができ
る半導体メモリを提供することを目的とするものであ
る。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、ビット線とワ
ード線とによって形成される複数の交点にメモリセルを
設け、1つのコラムアドレスによって複数のビット線を
選択し、1つのコラムアドレスによって選択される複数
のビット線上に存在する複数のメモリセルのそれぞれ
は、互いに異なるワード線に接続したものである。
【0015】
【作用】本発明によれば、カラムアドレスの数を従来例
と同じにし、ロウアドレスの数を従来例のn倍にした場
合、記憶容量が従来例のn倍に増大し、また、1本のビ
ット線の方向に並ぶメモリセル数が従来例と同じである
ので、従来例よりも配線遅延の増加が少なく、アクセス
時間の増大を抑えることができ、また、1つのワード線
上のメモリセルの個数が従来例と同じであるので、半導
体メモリの消費電力が増大しない。
【0016】
【実施例】図1は、本発明の第1の実施例である半導体
メモリM1を示す図である。
【0017】半導体メモリM1において、ロウアドレス
信号AX を3ビットで構成し、コラムアドレス信号AY
を2ビットで構成し、入出力データは1ビットである。
つまり、半導体メモリM1は、図4に示した従来の半導
体メモリM4と比較すると、コラムアドレス信号AY
ビット数は同じであるが、ロウアドレス信号AX を1ビ
ット増加させ、メモリセル1の数が2倍になったもので
ある。
【0018】半導体メモリM1は、データを記憶するメ
モリセル1と、選択信号を伝送するワード線2と、入出
力データを伝送するビット線4と、ワード線選択回路5
と、ビット線選択回路6とを有する。ワード線選択回路
5は、入力された3ビットのロウアドレス信号AX をデ
コードし、8本のワード線2から1本を特定するワード
線選択信号を生成する回路であり、ビット線選択回路6
は、入力された2ビットのコラムアドレス信号AY をデ
コードし、8本のビット線4のうちの2本を特定する回
路である。
【0019】なお、ワード線選択回路5におけるX
(0,0)〜X(3,1)は、8本のワード線2を区別
する記号であり、ビット線選択回路6におけるY(0)
〜Y(3)は、コラムアドレス信号AY によって選択/
非選択を制御される4グループのビット線4を区別する
記号である。
【0020】また、回路節点T(0)、T(1)、T
(2)、T(3)のそれぞれは、8本のビット線4のう
ちの2本を束ねている節点である。つまり、メモリセル
アレイの端部でビット線4を折り返す構造が採用されて
いる。また、束ねられている2本のビット線4上のそれ
ぞれのメモリセル1は、互いに異なるワード線2に接続
されている。したがって、半導体メモリM1における複
数のメモリセル1が同時に選択されることがないように
なっている。
【0021】また、複数のメモリセル1が縦横に配置さ
れることによってメモリセルアレイを構成し、1つのメ
モリセル1とその隣のメモリセル1との間に、ワード線
2とビット線4とが交差しメモリセル1が存在しない領
域(交点)が1つ設けられている。
【0022】すなわち、半導体メモリM1は、1つのコ
ラムアドレス信号AY によって2本のビット線4が選択
されるようにしている点と、1つのメモリセル1とその
隣のメモリセル1との間に、ワード線2とビット線4と
の交点が設けられている点と、1つのコラムアドレス信
号AY によって選択される2本のビット線4上に設けら
れている複数のメモリセル1がそれぞれ互いに異なるワ
ード線2に接続されている点とが、図4に示す従来の半
導体メモリM4とは異なる。
【0023】次に、半導体メモリM1の動作について説
明する。
【0024】半導体メモリM1において、1本のビット
線4の方向に並ぶメモリセル1の数は、従来の半導体メ
モリM4と変わらないが、ロウアドレスの数が2倍にな
り、ワード数が2倍に拡張されている。
【0025】また、半導体メモリM1において、1本の
ワード線2上のメモリセル1の数が、従来の半導体メモ
リM4と同じであるので、半導体メモリM1の消費電力
が従来の半導体メモリM4よりも増大することがない。
【0026】ところで、ロウアドレス信号AX のデコー
ド時間の遅延は、ロウアドレス信号AX のビット数が多
くなると長くなるゲート遅延時間と、1本のビット線4
上に並ぶメモリセル数が多くなると長くなる配線遅延時
間とである。半導体メモリM1において、従来の半導体
メモリM4よりもロウアドレス信号AX のビット数を1
つ増加させたので、その増加分に対応するゲート遅延時
間が長くなるものの、1本のビット線4上に並ぶメモリ
セル数が、従来の半導体メモリM4の場合と同じである
ので、配線遅延時間の増加が少なく、したがって、半導
体メモリM1におけるデコード時間の遅延は、それ程増
加しない。このために、従来の半導体メモリM4におけ
るアクセス時間と比較して、半導体メモリM1における
アクセス時間の増大を抑えることができる。
【0027】そして、半導体メモリM1におけるビット
線4の寄生容量は2倍になるが、読出し時のビット線4
の信号振幅を抑え、電流形センス回路等の高感度なセン
ス回路を用いることによって、ビット線4の寄生容量増
加に伴うアクセス時間の増加を最小限に抑えることがで
きる。なお、電流形センス回路については、たとえばE.
Seevinck,"A current sense-amplifier for fast CMOSS
RAMs",pp.71-72,1990Symposium on VLSI Circuitsを参
照されたい。
【0028】すなわち、半導体メモリM1によれば、記
憶容量を増大させた場合に、アクセス時間の増大や消費
電力の増大を抑えることができ、したがって、アクセス
時間や消費電力の制約が大きい場合に、上記実施例のメ
モリアレイ構成を適用すれば大容量化を容易に達成する
ことができる。
【0029】図2は、本発明の第2の実施例である半導
体メモリM2を示す図である。
【0030】この半導体メモリM2は、半導体メモリM
1において、ロウアドレス信号AXをさらに1ビット増
加させたものであり、ロウアドレス信号AX が4ビッ
ト、コラムアドレス信号AY が2ビットである場合の例
である。
【0031】4本のビット線4の各一端が、メモリアレ
イ端部の回路節点T(0)〜T(3)で束ねられ、した
がってビット線4が4本ずつ束ねられ、束ねられた4本
のビット線4上の各メモリセル1は互いに異なるワード
線2に接続され、このために、複数のメモリセル1が同
時に選択されることがないようになっている。
【0032】ワード線選択回路5’におけるX(0,
0)〜X(3,3)は、16本のワード線2を区別する
記号であり、ビット線選択回路6におけるY(0)〜Y
(3)は、コラムアドレス信号AY によって選択/非選
択を制御される4グループのビット線4を区別する記号
である。半導体メモリM2におけるワード線2の本数
は、従来の半導体メモリM4の4倍の16本である。
【0033】また、複数のメモリセル1が縦横に配置さ
れることによってメモリセルアレイを構成し、1つのメ
モリセル1とその隣のメモリセル1との間に、ワード線
2とビット線4とが交差しメモリセル1が存在しない領
域(交点)が3つ設けられている。
【0034】次に、半導体メモリM2の動作について説
明する。
【0035】半導体メモリM2において、1本のビット
線4の方向に並ぶメモリセル1の数は、従来の半導体メ
モリM4と変わらないが、ロウアドレスの数が4倍にな
り、ワード数が4倍に拡張されている。
【0036】また、半導体メモリM2において、1本の
ワード線2上のメモリセル1の数が、従来の半導体メモ
リM4と同じであるので、半導体メモリM2の消費電力
が従来の半導体メモリM4よりも増大することがない。
【0037】ところで、半導体メモリM2において、従
来の半導体メモリM4よりもロウアドレス信号AX のビ
ット数を2つ増加させたので、その増加分に対応するゲ
ート遅延時間が長くなるものの、1本のビット線4上に
並ぶメモリセル数が、従来の半導体メモリM4の場合と
同じであるので、配線遅延時間の増加が少なく、したが
って、半導体メモリM2におけるデコード時間の遅延
は、それ程増加しない。このために、従来の半導体メモ
リM4におけるアクセス時間と比較して、半導体メモリ
M2におけるアクセス時間の増大を抑えることができ
る。
【0038】すなわち、半導体メモリM2によれば、記
憶容量を増大させた場合に、アクセス時間の増大や消費
電力の増大を抑えることができ、したがって、アクセス
時間や消費電力の制約が大きい場合に、効果的である。
【0039】上記各実施例は、ビット線とワード線とに
よって形成される複数の交点にメモリセルを設け、1つ
のコラムアドレスによって複数のビット線を選択し、1
つのコラムアドレスによって選択される複数のビット線
上に存在する複数のメモリセルのそれぞれは、互いに異
なるワード線に接続したものである。
【0040】また、上記各実施例において、複数のメモ
リセル1が縦横に配置されることによってメモリセルア
レイが構成され、1つのメモリセル1とその隣のメモリ
セル1との間に、ワード線2とビット線4とが交差しメ
モリセル1が存在しない領域(交点)が少なくとも1つ
設けられ、これによって、1本のビット線4の方向に並
ぶメモリセル1の数を従来例と同じにし、アクセス時間
の増大を抑えることができ、また、1つのワード線2上
のメモリセルの個数を従来例と同じにし、半導体メモリ
の消費電力の増大を抑えている。
【0041】さらに、上記各実施例において、1つのコ
ラムアドレスによって選択される複数のビット線には、
ロウアドレスの数と同じ数のメモリセルが設けられてお
り、このようにしてメモリセルを設けると、効率よくア
クセス時間の増大を抑えつつ、半導体メモリの記憶容量
を増大させることができる。
【0042】図3は、本発明の第3の実施例である半導
体メモリM3を示す図である。
【0043】この半導体メモリM3は、メモリセル1の
小型化を狙ったものであり、半導体メモリM1に、ロー
カルワード線3を導入した際のメモリアレイ構成を有す
るものである。
【0044】ローカルワード線3には、MOSトランジ
スタのゲート電極材料と同じポリシリコンが使われるの
で面積増大は殆どない。これに対し、ワード線2の材料
はメタルである。
【0045】半導体メモリM3において、ビット線4の
方向で見た場合、1つのメモリセル1とその隣の(その
上または下の)メモリセル1との間に、ワード線2とビ
ット線4との交点が2つ存在するが、ローカルワード線
3を導入することによって、複数のメモリセルが階層的
に形成され、集積度が向上される。つまり、メモリセル
1を構成するMOSトランジスタのゲート電極とワード
線2とのコンタクトを、メモリセル1毎にとる必要がな
くなるので、コンタクト領域の面積だけメモリセル1を
小型化することができる。
【0046】また、半導体メモリM3におけるローカル
ワード線3を、半導体メモリM2に導入するようにして
もよく、これによって、半導体メモリM3におけると同
等の効果を発揮することができる。
【0047】
【発明の効果】本発明によれば、記憶容量を増大したと
きに、消費電力の増大やアクセス時間の増大を抑えるこ
とができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例である半導体メモリM1
を示す図である。
【図2】本発明の第2の実施例である半導体メモリM2
を示す図である。
【図3】本発明の第3の実施例である半導体メモリM3
を示す図である。
【図4】従来の半導体メモリM4の構成を示す図であ
る。
【符号の説明】
M1、M2、M3…半導体メモリ、 1…メモリセル、 2…ワード線、 3…ローカルワード線、 4…ビット線、 5、5’…ワード線選択回路、 6…ビット線選択回路、 AX …ロウアドレス信号、 AY …コラムアドレス信号。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1つのコラムアドレスによって選択され
    る複数のビット線と;ロウアドレスによって選択される
    ワード線と;上記ビット線と上記ワード線とによって形
    成される複数の交点に設けられているメモリセルと;を
    有し、上記1つのコラムアドレスによって選択される複
    数のビット線上に存在する複数のメモリセルのそれぞれ
    は、互いに異なる上記ワード線に接続されていることを
    特徴とする半導体メモリ。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 上記複数のメモリセルが縦横に配置されることによって
    メモリセルアレイが構成され、1つの上記メモリセルと
    その隣の上記メモリセルとの間に、上記ワード線と上記
    ビット線とが交差し上記メモリセルが存在しない領域が
    少なくとも1つ設けられていることを特徴とする半導体
    メモリ。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2において、 上記1つのコラムアドレスによって選択される複数のビ
    ット線には、上記ロウアドレスの数と同じ数の上記メモ
    リセルが設けられていることを特徴とする半導体メモ
    リ。
JP7143945A 1995-05-18 1995-05-18 半導体メモリ Pending JPH08315581A (ja)

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