JPH09128966A - ダイナミック型半導体記憶装置 - Google Patents

ダイナミック型半導体記憶装置

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JPH09128966A
JPH09128966A JP7282922A JP28292295A JPH09128966A JP H09128966 A JPH09128966 A JP H09128966A JP 7282922 A JP7282922 A JP 7282922A JP 28292295 A JP28292295 A JP 28292295A JP H09128966 A JPH09128966 A JP H09128966A
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Toru Ishikawa
透 石川
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    • G11C11/407Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
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Abstract

(57)【要約】 【課題】低電源電圧化が進んでも、メモリセルに書込ま
れる高レベルデータの電位を高くし、動作の高速化をは
かる。 【解決手段】選択状態のメモリセル(MC1等)に高レ
ベル側のデータを書込むとき(再書込みを含む)、この
選択状態のメモリセルに書込まれる高レベル側のデータ
の電位が電源電位に対し所定の電位だけ高くなるよう
に、センス増幅器(SA1)の高電位側の電源電位受電
端に上記電源電位に対し所定の電位だけ高い電源電位を
供給するデータレベル拡大手段をセンス増幅活性化回路
6に設ける。ワード線ドライブ回路3を、選択状態のメ
モリセルにデータを書込むとき、ワード線の選択レベル
が上記電源電位に対し所定の電位だけ高い電位に対し、
更に少なくともメモリセルのスイッチング用のトランジ
スタQ1のしきい値電圧分だけ高い電位となるようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はダイナミック型半導
体記憶装置に関し、特にワード線の選択レベルを電源電
位より高くしてメモリセルの高レベルのデータの記憶レ
ベルを高くする手段を備えたダイナミック型半導体記憶
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種のダイナミック型半導体記
憶装置の代表的な一例(第1の例)を図7に示す。
【0003】このダイナミック型半導体記憶装置は、そ
れぞれスイッチング用のトランジスタQ1と容量素子C
1とを備え行方向,列方向に配置され選択状態のとき記
憶データを読出し伝達されたデータを書込み複数のメモ
リセル(MC1〜MCn,・・・,図7には一列のみ表
示)を含むメモリセルアレイ1と、これら複数のメモリ
セル(MC1〜MCn,・・・)の各行それぞれと対応
して設けられ選択レベルのとき対応する行のメモリセル
それぞれのスイッチング用のトランジスタ(Q1)をオ
ンにしてこれらメモリセルを選択状態とする複数のワー
ド線WL1〜WLnと、複数のメモリセル(MC1〜M
Cn,・・・)の各列それぞれの奇数番目のメモリセル
の列と対応して設けられ対応する列の選択状態のメモリ
セルの読出しデータ及び書込み用データ,再書込み用デ
ータを伝達する複数の第1のビット線(BL1・・・、
図7には1本のみ表示)と、複数のメモリセル(MC1
〜MCn,・・・)の各列それぞれの偶数番目のメモリ
セルの列と対応して設けられ対応する列の選択状態のメ
モリセルの読出しデータ及び書込み用データ,両書込み
用データを伝達する複数の第2のビット線(BL2・・
・、図7には1本のみ表示)と、複数のワード線WL1
〜WLnのうちの1本を行アドレス信号ADrに従って
選択する行デコーダ2と、この行デコーダにより選択さ
れたワード線を電源電位より少なくともメモリセル(M
C1等)のスイッチング用のトランジスタQ1のしきい
値電圧分だけ高い電位の選択レベルに駆動するワード線
ドライブ回路3xと、トランジスタT1〜T4をそれぞ
れ備えて複数のメモリセル(MC1〜MCn,・・・)
の各列それぞれと対応して設けられ対応する列の第1及
び第2のビット線(BL1,BL2)間に伝達された読
出しデータ及び外部からの書込み用のデータを所定のタ
イミングで増幅して再書込み用データ及び書込み用デー
タとして対応するビット線に出力するフリップフロップ
型の複数のセンス増幅器(SA1・・・、図7には1個
のみ表示)と、プリチャージ制御信号PRCに従って各
列の第1及び第2のビット線(BL1,BL2,・・
・)を平衡化すると共に電源電位の1/2の電位(Vp
r)にプリチャージするプリチャージ回路4と、列選択
信号(SWc)に従って所定の列の第1及び第2のビッ
ト線(BL1,BL2)と入出力線I01,I02とを
接続する列スイッチ回路5と、センス増幅活性化信号S
AP,SANによりセンス増幅器(SA1・・・)の活
性化制御を行うセンス増幅活性化回路6xとを有する構
成となっている。
【0004】なお、ワード線ドライブ回路3xは、図8
に示すように、入力端に行アドレス制御信号RAS*
(*は低レベルアクティブを示す)を受けるインバータ
IV31と、一端に行アドレス制御信号RAS*を受け
て所定時間遅らせる遅延回路DL35と、遅延回路DL
35及びインバータの出力信号それぞれをゲートに対応
して受け電源電位Vdd点及び接地電位点間に直列接続
されたNチャネル型のトランジスタT31,T32と、
インバータIV31の出力信号を所定時間遅延させる遅
延回路DL36と、一端をこの遅延回路の出力端と接続
し他端をトランジスタT31,T32の直列接続点と接
続する容量素子C33とを備え、トランジスタT31,
T32の直列接続点からワード線ドライブ電圧Vwdを
行デコーダ2に供給する。
【0005】このワード線ドライブ回路3xは、行アド
レス制御信号RAS*を活性化レベル(低レベル)とす
ることでトランジスタT32をオン、T31をオフして
これらトランジスタT31,T32の接続点を電源電位
Vdd(Vdd−Vt)とし、遅延回路DL36及び容
量素子C33によりワード線ドライブ電圧VwdをVd
d+Vtまで昇圧する。
【0006】次にこのダイナミック型半導体記憶装置の
動作について、図9に示されたタイミング波形図を併せ
て参照し説明する。
【0007】行アドレス制御信号RAS*が低レベルの
活性化レベルになると、まず、プリチャージ制御信号P
RCが低レベルの非活性化レベルとなり、ビット線(B
L1,BL2,・・・)のプリチャージが停止し、この
後、行デコーダ2によって1本のワード線(例えばWL
1)が選択レベルとなる。
【0008】この選択レベルのワード線(WL1)と接
続するメモリセル(MC1)が選択状態となって対応す
るビット線(BL1)と接続し、このメモリセル(MC
1)の記憶データに従ってビット線(BL1)の電位が
プリチャージ電位Vpr(=Vdd/2)に対し変化す
る。一方、このビット線(BL1)と対応するビット線
(BL2)は、選択状態のメモリセルは接続されていな
いのでプリチャージ電位Vprのままとなっている。
【0009】この後、センス増幅活性化回路6xによっ
て、プリチャージ電位Vprから電源電位Vdd,接地
電位へと変化するセンス増幅活性化信号SAP,SAN
がセンス増幅器(SA1)に供給され、センス増幅器
(SA1)は活性化してビット線(BL1,BL2)間
の差電圧を増幅し、ビット線(BL1,BL2)の一方
(BL1)を電源電位Vddの高レベルに、他方(BL
2)を接地電位(0V)の低レベルとする。そして列選
択信号(SWc)が選択レベルとなって増幅されたビッ
ト線(BL1,BL2)のデータが入出力線I01,I
02に伝達され、外部へ出力される。
【0010】また、増幅されたビット線(BL1,BL
2)のデータのうちの一方(BL1側)は選択状態のメ
モリセル(MC1)の容量素子(C1)に伝達されて再
書込みされ、行アドレス制御信号RAS*が高レベルの
非活性化レベルとなって対応するワード線(WL1)が
非選択レベルになると、この再書込みされたデータがメ
モリセル(MC1)に保持されリフレッシュ動作(再書
込み動作)が終了する。この後、プリチャージ制御信号
PRCに従ってビット線(BL1,BL2)はプリチャ
ージ電位Vpr(=Vdd/2)にプリチャージされ、
センス増幅活性化信号SAP,SANもプリチャージ電
位Vprとなる。
【0011】このダイナミック半導体記憶装置では、メ
モリセルを選択状態とするワード線の選択レベルが、電
源電位Vddに対して少なくともメモリセルのスイッチ
ング用のトランジスタQ1のしきい値電圧分だけ高い電
位となっているので、このトランジスタQ1による電圧
降下がなく、書込み,再書込みの際、ビット線の電源電
位Vddレベルのデータがそのままメモリセルの容量素
子C1に書込まれ、また、読出しの際の記憶電位のトラ
ンジスタQ1によるロスもなく、センス増幅の際の動作
余裕を大きくし、高速動作が可能となる。
【0012】しかしながら、選択ワード線を電源電位V
dd以上に昇圧した電位で駆動するため、この選択ワー
ド線と接続するトランジスタに過大なストレスがかか
り、その劣化を早める、という問題や、選択レベルの期
間が長くなるとその電位が低下して(図9の2点鎖線部
分)スイッチング用のトランジスタQ1による電圧降下
が現れ、メモリセルへの書込み,再書込み電位が低下す
る、という問題点があり、これら問題点を解決するため
に、ワード線の選択レベルへの立上りから所定の期間、
及び非選択レベルへと変化する前の所定のタイミングか
ら非選択レベルへと変化するタイミングまでの期間だけ
選択レベルを電源電位Vddより高くするようにした例
がある(例えば、特開平2−247892号公報参
照)。
【0013】ワード線の選択レベルを、その立上りタイ
ミング,立下りタイミングの所定の期間のみ電源電位V
ddより高くするダイナミック型半導体記憶装置の例
(第2の例)のワード線ドライブ回路部分の回路図を図
10(A),(B)に示す。
【0014】図10(A)に示されたワード線ドライブ
回路3yは、図11の実線波形(a)に示すように、行
アドレス制御信号RAS*を活性化レベル(低レベル)
とすることでトランジスタT32をオン、T31をオフ
にしてこれらトランジスタT31,T32の接続点(V
wd)を電源電位Vdd(Vdd−Vt)とし、遅延回
路DL38,EX−ORゲートG31及び容量素子C3
4により、ワード線ドライブ電圧Vwdを、遅延回路D
L38の遅延時間に相当する期間だけVdd+Vtまで
昇圧する。また、行アドレス制御信号RAS*を非活性
化レベル(高レベル)とすることで遅延回路DL38,
EX−ORゲートG31及び容量素子によりワード線ド
ライブ電圧Vwdを所定期間Vdd+Vtまで昇圧した
後、トランジスタT31をオンにして0Vまで低下させ
る。
【0015】図10(B)に示されたワード線ドライブ
回路3zは、図11の破線波形(b)に示すように、行
アドレス制御信号RAS*を活性化レベルとすることで
トランジスタT32をオン、続いてT31をオフとして
これらトランジスタT31,T32の接続点(Vwd)
をVdd(Vdd−Vt)とし、行アドレス制御信号R
AS*を非活性化レベルとすることで、遅延回路DL3
9及び容量素子C35により、ワード線ドライブVwd
をVdd+Vtに昇圧した後、トランジスタT31をオ
ンにしてこの電圧(Vwd)を0Vまで低下させる。
【0016】これら第2の例では、行アドレス制御信号
RAS*の非活性化レベルの立上り時の所定の期間の
み、ワード線の選択レベルを電源電位Vdd+Vtとし
ているので、メモリセルへのデータの書込み,再書込み
の際、電源電位Vccレベルの高レベルデータの電位を
低下させることなく、メモリセルに書込むことができ、
また、図10(A)では、活性化レベルへの立下り時の
所定の期間のみ、Vdd+Vtとしているので、メモリ
セルのデータ読出し時の動作速度を速くすることができ
る。また、これらは、スイッチング用のトランジスタ等
の劣化を軽減することができる。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のダイナ
ミック型半導体記憶装置では、第1及び第2の例とも、
メモリセルへのデータの書込み,再書込み時に、ワード
線の選択レベルを、電源電位Vddに対し、少なくとも
メモリセルのスイッチング用のトランジスタのしきい値
電圧分だけ高くし、このトランジスタによる電源電位V
ddレベルの高レベルにデータの電位低下を防止してい
るものの、メモリセルに書込まれる電位は電源電位Vd
dどまりであり、低電源電圧化が進んでいる現在では、
その電源電圧が低いためにメモリセルに書込まれる高レ
ベルデータの電位も低く、従って、読出し動作速度も低
下するという問題点がある。一方、メモリセルに書込ま
れる高レベルデータの電位は高い程、読出し動作速度は
速くなる。
【0018】従って、本発明の目的は、低電源電圧化が
進んでも、メモリセルに書込まれる高レベルデータの電
位を高くし、読出し動作速度を速くすることができるダ
イナミック型半導体記憶装置を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明のダイナミック型
半導体記憶装置は、それぞれスイッチング用のトランジ
スタと容量素子とを備えた複数のメモリセルのうちの選
択状態のメモリセルに高レベル側のデータを書込むと
き、このメモリセルに書込まれる高レベル側のデータの
電位が、電源電位に対し所定の電位だけ高くなるように
したことを特徴とし、詳しくは、それぞれスイッチング
用のトランジスタと容量素子とを備え行方向,列方向に
配置され選択状態のとき記憶データを読出し伝達された
データを書込む複数のメモリセルと、これら複数のメモ
リセルの各行それぞれと対応して設けられ選択レベルの
とき対応する行のメモリセルそれぞれのスイッチング用
のトランジスタをオンにしてこれらメモリセルを選択状
態とする複数のワード線と、前記複数のメモリセルの各
列それぞれと対応して設けられ対応する列の選択状態の
メモリセルの読出しデータ及び書込み用データ,再書込
み用データを伝達する複数のビット線と、前記複数のワ
ード線のうちの所定のワード線をアドレス信号に従って
選択する行デコーダと、この行デコーダにより選択され
たワード線を所定の電位の選択レベルに駆動するワード
線ドライブ回路と、前記複数のビット線それぞれと対応
して設けられ対応するビット線に伝達された読出しデー
タ及び外部からの書込み用のデータを増幅して前記再書
込み用データ及び書込み用データとして対応するビット
線に出力する複数のセンス増幅器とを有するダイナミッ
ク型半導体記憶装置において、前記再書込み用データ及
び書込み用データを対応するビットを通して選択状態の
メモリセルに伝達しこのメモリセルに書込むとき、前記
センス増幅器により増幅されるデータの高レベル側の電
位を電源電位に対し所定の電位だけ高い第1の電位とす
るデータレベル拡大手段を設け、かつ前記ワード線ドラ
イブ回路を、対応するワード線の選択レベルを前記第1
の電位に対し所定の電位だけ高い第2の電位とする回路
として構成される。
【0020】また、ワード線ドライブ回路による第2の
電位を、第1の電位より少なくともメモリセルのスイッ
チング用のトランジスタのしきい値電圧分だけ高い電位
とし、データレベル拡大手段を、対応するワード線が、
少なくとも選択レベルから非選択レベルへの変化する前
の所定のタイミングから前記非選択レベルとなるタイミ
ングまでの期間に、センス増幅器により増幅されるデー
タの高レベル側の電位を第1の電位にする回路とし、更
にデータレベル拡大手段を、センス増幅器の高電位側の
電源電位受電端に所定のタイミングで第1の電位と同一
電位の電源電位を供給する回路として構成される。
【0021】また、外部からの電源電位を昇圧して内部
の所定の回路に供給する昇圧回路を有するダイナミック
型半導体記憶装置であって、データレベル拡大手段から
センス増幅器の高電位側の電源電位受電端への第1の電
位と同一電位の電源電位を、前記昇圧回路により昇圧さ
れた電位とし、更に、外部からの電源電位を降圧して内
部の所定の回路の電源電位として供給する降圧回路を有
するダイナミック型半導体記憶装置であって、データレ
ベル拡大手段からセンス増幅器の高電位側の電源電位受
電端への第1の電位と同一電位の電源電位を、前記外部
からの電源電位として構成される。
【0022】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図面を参照して説明する。
【0023】図1は本発明の第1の実施の形態を示すブ
ロック図である。
【0024】この第1の実施の形態が図7に示された従
来のダイナミック型半導体記憶装置と相違する点は、セ
ンス増幅活性化回路6xに、再書込み用データ及び書込
み用データを対応するビット線(BL1,BL2等)を
通して選択状態のメモリセル(MC1,MC2等)に伝
達しこのメモリセルに書込むとき、対応するワード線
(WL1,WL2等)が選択レベルから非選択レベルへ
と変化する前の所定のタイミングから非選択レベルとな
るタイミングまでの期間に、センス増幅器(SA1等)
の高電位側の電源電位受電端に高電位側の電源電位に対
し所定の電位だけ高い第1の電位の電源電位を供給して
センス増幅器(SA1等)により増幅されるデータの高
レベル側の電位を上記第1の電位とするデータレベル拡
大手段を設けてセンス増幅活性化回路6とし、ワード線
ドライブ回路3xに、対応するワード線(WL1,WL
2等)の選択レベルを上記第1の電位に対し所定の電
位、具体的には、少なくともメモリセル(MC1,MC
2等)のスイッチング用のトランジスタQ1のしきい値
電圧だけ高い第2の電位とする手段を設けてワード線ド
ライブ回路3とし、メモリセル(MC1,MC2等)に
書込まれる高レベル側のデータの電位が、電源電位に対
し所定の電位だけ高くなるようにした点にある。
【0025】次に、この第1の実施の形態の動作につい
て図2に示された各部信号のタイミング波形図を併せて
参照し説明する。
【0026】この第1の実施の形態においては、第1の
電位を、電源電位Vddに対し、Nチャネル型のトラン
ジスタのしきい値電圧Vtだけ高い電位(Vdd+V
t)としており、ワード線の選択レベルは、この第1の
電位(Vdd+Vt)に対し、更にスイッチング用のト
ランジスタQ1(Nチャネル型)のしきい値電圧Vtだ
け高い電位(Vdd+2Vt)としている。
【0027】まず、行アドレス制御信号RAS*が低レ
ベルの活性化レベルになりプリチャージ制御信号PRS
が低レベルの非活性化レベルになると、ビット線(BL
1,BL2等)のプリチャージが停止し、この後、行デ
コーダ2によって1本のワード線(例えばWL1)が選
択レベルとなる。このワード線の選択レベルは、ワード
線ドライブ回路3によって(Vdd+2Vt)の第2の
電位まで引き上げられる。
【0028】この選択レベルのワード線(WL1)と接
続するメモリセル(MC1)が選択状態となって対応す
るビット線(BL1)と接続し、このメモリセル(MC
1)の記憶データに従ってビット線(BL1)の電位が
プリチャージ電位Vpr(=Vdd/2)に対して変化
する。一方、このビット線(BL1)と対応するビット
線(BL2)は、選択状態のメモリセルが接続されてい
ないので、プリチャージ電位Vprのままとなってい
る。
【0029】この後、センス制御信号SEが活性化レベ
ルになると、センス増幅活性化回路6によって、プリチ
ャージ電位Vpr(=Vdd/2)から電源電位Vdd
及び接地電位(0V)へと変化するセンス増幅活性化信
号SAP,SANが供給され、センス増幅器(SA1)
は活性化してビット線(BL1,BL2)のうちの一方
(BL1)を電源電位Vddの高レベルに、他方(BL
2)を接地電位の低レベルとする。そして、列選択信号
(SWc)が選択レベルとなって増幅されたビット線
(BL1,BL2)のデータが入出力線I01,I02
に伝達され、外部へ出力される。
【0030】行アドレス制御信号RAS*が高レベルの
非活性化レベルになると、センス増幅活性化信号SAP
が(Vdd+Vt)の第1の電位まで上昇し、センス増
幅器(SA1)はこれに従って、高レベル側のビット線
(BL1)を(Vdd+Vt)の第1の電位まで上昇さ
せる。この結果、選択状態のメモリセル(MC1)の容
量素子C1にはこの第1の電位(Vdd+Vt)の高レ
ベルのデータが再書込みされ、選択レベルのワード線
(WL1)が非選択レベルになるとその高レベルのデー
タがメモリセル(MC1)に保持され、リフレッシュ動
作,再書込み動作が終了する。この後、プリチャージ制
御信号PRCが活性化レベルとなり、ビット線(BL
1,BL2)は再びプリチャージ電位Vpr(=Vdd
/2)にプリチャージされ、また、センス増幅器活性化
信号SAP,SANもプリチャージ電位Vpr(=Vd
d/2)に戻る。
【0031】次に、この第1の実施の形態のワード線ド
ライブ回路3及びセンス増幅活性化回路6の具体的な回
路例を図3(A),(B)に示す。
【0032】ワード線ドライブ回路3の構成は、図8に
示された従来例のワード線ドライブ回路3xと類似して
いるが、容量素子C31の値が従来例と全く異ってい
る。従来例では、ワード線の選択レベルを、電源電位V
ddに対し少なくともメモリセル(MC1等)のスイッ
チング用のトランジスタQ1のしきい値電圧Vt分だけ
高い電位(Vdd+Vt)とする容量値となっているの
に対し、この第1の実施の形態では、電源電位Vddに
対して所定の電位(Vt)だけ高い第1の電位(Vdd
+Vt)に対し、更に(少なくとも)メモリセル(MC
1等)のスイッチング用のトランジスタQ1のしきい値
電圧(Vt)だけ高い第2の電位(Vdd+2Vt)と
する容量値となっている。
【0033】このワード線ドライブ回路3において、行
アドレス制御信号RSA*が低レベルの活性化レベルに
なると、インバータIV31の出力電圧を受けるトラン
ジスタT32がオンし、続いて遅延回路DL31の出力
電圧を受けるトランジスタT31がオンして容量素子C
31のワード線ドライブ電圧Vwd出力端側が(Vdd
−Vt)にチャージアップされる。続いてインバータI
V31の出力電圧は遅延回路DL32で遅れて容量素子
C31の入力端側を電源電位Vddにするので、ワード
線ドライブ電圧Vwdはその分、(Vdd−Vt)から
上昇しようとする。
【0034】このとき、行デコーダ2のトランジスタT
22は、すでに前段側のNANDゲートG21等を含む
デコード部によって選択されてそのゲートが(Vdd−
Vt)レベルにチャージアップされていてオン状態、ト
ランジスタT23はオフ状態となっており、ワード線ド
ライブ電圧Vwdの上昇に伴って、まず、このトランジ
スタT22のゲートがそのドレイン・ゲート間容量によ
って更に上昇してトランジスタT21をオフにすること
によりその上昇電位を保ち、トランジスタT22をオン
状態に保つ。この結果、ワード線ドライブ電圧Vwd
は、このトランジスタT22を通して選択されたワード
線に伝達され、この選択されたワード線の寄生容量の値
と容量素子C31の容量値とによってワード線の選択レ
ベルの電位が決定される。この実施の形態では、ワード
線の選択レベルが少なくとも(Vdd+2Vt)となる
ように容量素子C31の容量値が決定されており、ま
た、この選択レベルが(Vdd+2Vt)よりあまり大
きくならないように、トランジスタT33,T34によ
ってその上限を制限している。
【0035】次に、センス増幅活性化回路6について説
明する。
【0036】まず、行アドレス制御信号RAS*が高レ
ベル(非活性化レベル)のときには、容量素子C61の
両端間はトランジスタT61によってチャージアップさ
れ、トランジスタT62のゲートは(Vdd−Vt)ま
でチャージアップされている。
【0037】次に、行アドレス制御信号RAS*が低レ
ベルの活性化レベルになると、インバータIV61,容
量素子C61によってトランジスタT62のゲートが電
源電位Vdd以上にブートされ、トランジスタT62は
オンして容量素子C62の両端間はチャージアップさ
れ、トランジスタT62,T64のソースを電源電位V
ddとする。
【0038】次に、センス制御信号SE1が立上ると、
トランジスタT68がオンしてセンス増幅活性化信号S
ANを接地電位(0V)へと変化させ、トランジスタT
65を介してトランジスタT66をオンし、センス増幅
活性化信号SAPを(Vdd−2Vt)まで上昇させる
(トランジスタT66のゲートはトランジスタT65に
よって(Vdd−Vt)までしか上昇しないのでSAP
は(Vdd−2Vt)どまり)。このとき、容量素子の
両端間は(Vdd−Vt)までチャージアップされてい
る。
【0039】次に、センス制御信号SE2が立上ると、
トランジスタT66のゲートが容量素子C63によりブ
ートされて電源電位Vdd以上となり、トランジスタT
66によってセンス増幅活性化信号SAPは電源電位V
ddとなる。一方、SANはトランジスタT69により
急速に接地電位となる。
【0040】次に、行アドレス制御信号RAS*が高レ
ベルの非活性化レベルになると、トランジスタT66の
ゲートは(Vdd−Vt)に戻り、センス増幅活性化信
号SAPが電源電位Vddであるため、このトランジス
タT66はオフとなる。また、トランジスタT64がオ
ンし、電源電位Vddにチャージアップされていた容量
素子C62によってセンス増幅活性化信号SAPはブー
トされる。このとき、この容量素子C62の容量値(C
62)とセンス増幅活性化信号SAPの信号線の容量値
(Csap)との関係を C62・Vdd=(C62+Csap)・Vt とすることにより、センス増幅活性化信号SAPを(V
dd+Vt)とすることができる。トランジスタT67
はSAPを(Vdd+Vt)におさせるリミッタであ
る。
【0041】この後、センス制御信号SE1,SE2が
低レベルとなってトランジスタT64,T68,T69
をオフし、プリチャージ制御信号PRCを高レベルとす
ることにより、トランジスタT70〜T72をオンにし
てセンス増幅活性化信号SAP,SANをプリチャージ
電位Vpr(=Vdd/2)とする。
【0042】このように、このセンス増幅活性化回路6
は、センス増幅活性化信号SAPをVddレベルに駆動
制御する部分(G62,C63,T65,T66等)
と、(Vdd+Vt)に駆動制御する部分(C61,C
62,C61,IV61,IV62,T61〜T64
等)と、SANを接地電位に駆動制御する部分(T6
8,T69等)と、SAP,SANをプリチャージ電位
Vpr(=Vdd/2)に駆動制御する部分(T70〜
T72)とから構成される。
【0043】このように、この第1の実施の形態では、
選択状態のメモリセルに高レベルのデータを書込むと
き、このメモリセルに書込まれるデータの電位が、電源
電位Vddに対し所定の電位(この実施の形態ではしき
い値電圧Vt)だけ高い電位となるようにしたので、低
電源電圧化が実施されたとしても、メモリセルからビッ
ト線に読出されるデータのレベルを高くすることがで
き、センス増幅動作,データ読出し動作の高速化をはか
ることができる。
【0044】図4は本発明の第2の実施の形態のワード
線ドライブ回路部分の回路図である。
【0045】この第2の実施の形態は、図1及び図3
(A)に示された第1の実施の形態のワード線ドライブ
回路3に代えて図4に示されたワード線ドライブ回路3
aとしたものであり、そのタイミング波形図は、図5に
示すとおりである。
【0046】すなわち、ワード線(例えばWL1)の選
択レベルを、選択レベルに立上ってからの所定の期間
と、非選択レベルとなる前の所定のタイミングから非選
択レベルとなるまでの期間とで(Vdd+2Vt)とな
るようにし、これらの期間以外では(Vdd−Vt)と
なるようにしたものである。上述の期間は、遅延回路D
L34とEX−ORゲートG31とで定まり、その電位
は容量素子C32の容量値と選択レベルのワード線の容
量値とで決定される。
【0047】このようなワード線ドライブ回路とするこ
とにより、ワード線と接続するトランジスタに過大なス
トレスがかかるのを低減し、その劣化を軽減することが
できる。
【0048】この第2の実施の形態においても、第1の
実施の形態と同様の効果がある。また、ワード線ドライ
ブ回路を、図10(B)と同様の回路(ただし、容量素
子C35の容量値は異なる)とし、ワード線の非選択レ
ベルへの立下り前の所定の期間だけ(Vdd+2Vt)
とすることもできる。
【0049】図6(A),(B)は本発明の第3及び第
4の実施の形態の主としてセンス増幅活性化回路部分の
回路図である。
【0050】図6(A)に示された第3の実施の形態
は、外部からの電源電圧Vdhを降圧して内部の各回路
の電源電位Vddとして供給する内部降圧回路7を有す
るダイナミック型半導体記憶装置に本発明を適用したも
のである。
【0051】この第3の実施の形態では、外部からの電
源電位Vdhを、電源電位Vddに対し所定の電位だけ
高い第1の電位として、センス増幅活性化信号SAPに
使用している。このような構成とすることにより、セン
ス増幅活性化回路6aの回路構成を単純化し、かつ回路
素子数を低減することができる。
【0052】図6(B)に示された第4の実施の形態
は、外部からの電源電位Vddを昇圧して内部の所定の
回路に供給する内部昇圧回路8を有するダイナミック型
半導体記憶装置に適用したものである。
【0053】この第4の実施の形態では、内部昇圧回路
8により昇圧された電位Vhを、電源電位Vddに対し
所定の電位だけ高い第1の電位として、センス増幅活性
化信号SAPに使用している。この第4の実施の形態に
おいても第3の実施の形態と同様にセンス増幅活性化回
路6aの回路構成を単純化し、かつ回路素子数を低減す
ることができる。
【0054】例えば、16MビットDRAMの場合、一
般的には512Kビット単位でセンス増幅活性化回路が
設けられて、計32個必要となるが、このような構成と
して内部降圧回路7,内部昇圧回路8の出力電圧、外部
からの電源電圧を32個のセンス増幅活性化回路6aで
共通使用することにより、回路素子数を大幅に低減する
ことができる。
【0055】なお、これら第3,第4の実施の形態にお
いても第1の実施の形態と同様の効果があり、また、第
2の実施の形態と組合せることもできる。
【0056】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、選択状態
のメモリセルにデータを書込むとき、このメモリセルに
書込まれる高レベル側のデータの電位が電源電位より所
定の電位だけ高くなるようにしたので、低電源電圧化が
進んでも、ビット線に読出されるデータのレベルを高く
することができ、従ってセンス増幅動作,読出し動作を
高速化することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示すブロック図で
ある。
【図2】図1に示された実施の形態の動作を説明するた
めの各部信号のタイミング波形図である。
【図3】図1に示された実施の形態のワード線ドライブ
回路部分及びセンス増幅活性化回路部分の具体例を示す
回路図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態のワード線ドライバ
回路部分の回路図である。
【図5】図4に示された実施の形態の動作を説明するた
めの各部信号のタイミング波形図である。
【図6】本発明の第3及び第4の実施の形態を示す回路
図である。
【図7】従来のダイナミック型半導体記憶装置の第1の
例を示す回路図である。
【図8】図7に示されたダイナミック型半導体記憶装置
のワード線ドライブ回路部分の具体例を示す回路図であ
る。
【図9】図7及び図8に示されたダイナミック型半導体
記憶装置の動作を説明するための各部信号のタイミング
波形図である。
【図10】従来のダイナミック型半導体記憶装置の第2
の例のワード線ドライブ回路部分の具体例を示す回路図
である。
【図11】図10に示されたダイナミック型半導体記憶
装置の動作を説明するためのタイミング波形図である。
【符号の説明】 1 メモリセルアレイ 2 行デコーダ 3,3a,3x〜3z ワード線ドライブ回路 4 プリチャージ回路 5 列スイッチ回路 6,6a,6x センス増幅活性化回路 7 内部降圧回路 8 内部昇圧回路 BL1,BL2 ビット線 MC1〜MCn メモリセル WL1〜WLn ワード線

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それぞれスイッチング用のトランジスタ
    と容量素子とを備えた複数のメモリセルのうちの選択状
    態のメモリセルに高レベル側のデータを書込むとき、こ
    のメモリセルに書込まれる高レベル側のデータの電位
    が、電源電位に対し所定の電位だけ高くなるようにした
    ことを特徴とするダイナミック型半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 それぞれスイッチング用のトランジスタ
    と容量素子とを備え行方向,列方向に配置され選択状態
    のとき記憶データを読出し伝達されたデータを書込む複
    数のメモリセルと、これら複数のメモリセルの各行それ
    ぞれと対応して設けられ選択レベルのとき対応する行の
    メモリセルそれぞれのスイッチング用のトランジスタを
    オンにしてこれらメモリセルを選択状態とする複数のワ
    ード線と、前記複数のメモリセルの各列それぞれと対応
    して設けられ対応する列の選択状態のメモリセルの読出
    しデータ及び書込み用データ,再書込み用データを伝達
    する複数のビット線と、前記複数のワード線のうちの所
    定のワード線をアドレス信号に従って選択する行デコー
    ダと、この行デコーダにより選択されたワード線を所定
    の電位の選択レベルに駆動するワード線ドライブ回路
    と、前記複数のビット線それぞれと対応して設けられ対
    応するビット線に伝達された読出しデータ及び外部から
    の書込み用のデータを増幅して前記再書込み用データ及
    び書込み用データとして対応するビット線に出力する複
    数のセンス増幅器とを有するダイナミック型半導体記憶
    装置において、前記再書込み用データ及び書込み用デー
    タを対応するビットを通して選択状態のメモリセルに伝
    達しこのメモリセルに書込むとき、前記センス増幅器に
    より増幅されるデータの高レベル側の電位を電源電位に
    対し所定の電位だけ高い第1の電位とするデータレベル
    拡大手段を設け、かつ前記ワード線ドライブ回路を、対
    応するワード線の選択レベルを前記第1の電位に対し所
    定の電位だけ高い第2の電位とする回路とした請求項1
    記載のダイナミック型半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 ワード線ドライブ回路による第2の電位
    を、第1の電位より少なくともメモリセルのスイッチン
    グ用のトランジスタのしきい値電圧分だけ高い電位とし
    た請求項2記載のダイナミック型半導体記憶装置。
  4. 【請求項4】 データレベル拡大手段を、対応するワー
    ド線が、少なくとも選択レベルから非選択レベルへの変
    化する前の所定のタイミングから前記非選択レベルとな
    るタイミングまでの期間に、センス増幅器により増幅さ
    れるデータの高レベル側の電位を第1の電位にする回路
    とした請求項2記載のダイナミック型半導体記憶装置。
  5. 【請求項5】 データレベル拡大手段を、センス増幅器
    の高電位側の電源電位受電端に所定のタイミングで第1
    の電位と同一電位の電源電位を供給する回路とした請求
    項2記載のダイナミック型半導体記憶装置。
  6. 【請求項6】 外部からの電源電位を昇圧して内部の所
    定の回路に供給する昇圧回路を有するダイナミック型半
    導体記憶装置であって、データレベル拡大手段からセン
    ス増幅器の高電位側の電源電位受電端への第1の電位と
    同一電位の電源電位を、前記昇圧回路により昇圧された
    電位とした請求項5記載のダイナミック半導体記憶装
    置。
  7. 【請求項7】 外部からの電源電位を降圧して内部の所
    定の回路の電源電位として供給する降圧回路を有するダ
    イナミック型半導体記憶装置であって、データレベル拡
    大手段からセンス増幅器の高電位側の電源電位受電端へ
    の第1の電位と同一電位の電源電位を、前記外部からの
    電源電位とした請求項5記載のダイナミック型半導体記
    憶装置。
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