JPH09186251A - Dynamic sram - Google Patents

Dynamic sram

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JPH09186251A
JPH09186251A JP8000766A JP76696A JPH09186251A JP H09186251 A JPH09186251 A JP H09186251A JP 8000766 A JP8000766 A JP 8000766A JP 76696 A JP76696 A JP 76696A JP H09186251 A JPH09186251 A JP H09186251A
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JP
Japan
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pair
flip
flop
bit line
mos transistor
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Application number
JP8000766A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Goto
寛 後藤
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an SRAM (static memory) capable of operating at a high speed with a small power-supply consumption current. SOLUTION: In the load circuit of a flip-flop Q1+Q2 constituting a memory cell CEL11, a pair of capacitors C1+C2 charged to the corresponding voltage to a bit-line voltage (about Vdd) is used. The pair of capacitors C1+C2 holds the circuit potential for maintaining the circuit operation state (information storing state) of the flip-flop Q1+Q2 not to hold directly the storage information of the memory cell CEL11. But, when the charge accumulated in the pair of capacitors C1+C2 is discharged by leakage currents, etc., to lower the drain voltage of the flip-flop Q1+Q2 to the one not larger than a certain limit, the circuit operation state of this flip-flop Q1+Q2 can not be maintained to volatilize the storage content of the memory cell CEL11. For preventing the volatilization of the storage content, there are provided means Q11-Q42; DW10+DB10 for charging refreshingly at a certain period the pair of capacitors (C1, C2; information non-holding medium).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、記憶情報の維持
にリフレッシュ動作を伴う記憶装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a storage device that involves a refresh operation to maintain stored information.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在主流の半導体記憶装置は、記憶内容
の維持にリフレッシュが必要なダイナミックメモリ(以
下DRAMという)と、記憶内容の維持にリフレッシュ
を必要としないスタティックメモリ(以下SRAMとい
う)とに大別できる。
2. Description of the Related Art Currently, mainstream semiconductor memory devices are a dynamic memory (hereinafter referred to as DRAM) which requires refreshing to maintain stored contents and a static memory (hereinafter referred to as SRAM) which does not require refreshed to maintain stored contents. It can be roughly divided.

【0003】DRAMは、極小容量のメモリセルキャパ
シタを充電する形でその記憶内容を保持している。この
メモリセルキャパシタに充電・蓄積された電荷(記憶内
容)は、そのまま放置すると、メモリチップ内部のリー
ク電流により短時間の内に消失してしまう。この記憶内
容消失を防止するために、DRAMでは、外部からメモ
リアクセス(リード/ライト)がない期間において、比
較的短い周期(通常10ms以内)でもって、個々のメ
モリセルから記憶内容を一旦読み出し、読み出した内容
を同じメモリセルに書き戻すようにしている。この短周
期で反復される記憶内容の読み取り/書き戻し動作を、
DRAMのリフレッシュ動作という。
The DRAM retains its stored contents by charging a very small capacity memory cell capacitor. If the electric charges (stored contents) charged / stored in the memory cell capacitor are left as they are, they will disappear within a short time due to a leak current inside the memory chip. In order to prevent the loss of the stored contents, in the DRAM, the stored contents are once read out from the individual memory cells with a relatively short cycle (usually within 10 ms) in a period when there is no external memory access (read / write). The read contents are written back to the same memory cell. The read / write-back operation of the stored contents repeated in this short cycle,
This is called a DRAM refresh operation.

【0004】DRAMにおけるリフレッシュ動作は、全
メモリセルキャパシタの合計容量に対する反復充放電な
ので、このリフレッシュ動作に伴う電源電流消費量が大
きい。
Since the refresh operation in the DRAM is repeated charging / discharging with respect to the total capacitance of all memory cell capacitors, the power consumption of the refresh operation is large.

【0005】一方、SRAMは、常時給電状態にあるフ
リップフロップの動作状態(一対の交差接続トランジス
タのうち、一方がオンかオフかの状態)によって、その
記憶内容を保持している。SRAMでは、DRAMのよ
うなリフレッシュ動作(記憶内容の読み取り/書き戻し
動作)は不要であり、フリップフロップの回路動作状態
を維持するに必要な最低限の電源電流(殆どリーク電流
レベルまで抑えることが可能)しか消費しない。
On the other hand, the SRAM retains its stored contents depending on the operating state of the flip-flop which is always in the power supply state (one of the pair of cross-connected transistors is on or off). The SRAM does not need a refresh operation (read / write back operation of stored contents) like that of a DRAM, and has a minimum power supply current required to maintain a circuit operation state of a flip-flop (it can be suppressed to almost a leak current level). Only possible).

【0006】しかしながら、上記「殆ど電源電流を消費
しない」というSRAMの特徴を得るには、フリップフ
ロップのドレイン負荷回路の直流抵抗値は、極めて大き
い必要がある。たとえば、電源電圧+3Vで動作するS
RAMの1セル当たりの消費電流を1nA(ナノアンペ
ア)以下に抑えるには、ドレイン負荷抵抗は3000M
Ω以上にしなければならない。
However, in order to obtain the above-mentioned feature of the SRAM "consumes almost no power supply current", the DC resistance value of the drain load circuit of the flip-flop needs to be extremely large. For example, S operating at power supply voltage + 3V
To keep the current consumption per cell of RAM below 1 nA (nanoampere), the drain load resistance is 3000M.
Must be greater than Ω.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】通常、SRAMの高抵
抗負荷抵抗(1対のフリップフロップ負荷抵抗)は、低
不純物濃度のポリシリコンで形成される。ところが、こ
のポリシリコン高抵抗は温度依存性が高いため、高温下
では、抵抗値が小さくなることにより電源消費電流が増
大する。逆に、低温下では、1対のフリップフロップ負
荷抵抗の値が必ずしもバランスせずに大きくなるため、
フリップフロップ回路動作状態のバランスが崩れ、記憶
内容にエラーが発生しやすくなる。これを防ぐには、フ
リップフロップ負荷抵抗値を低めにとってフリップフロ
ップ回路電流をある程度定常的に流しておいて、多少負
荷抵抗バランスが崩れてもフリップフロップのオン・オ
フ状態が変化しないようにしておく必要がある。
Generally, the high resistance load resistance (a pair of flip-flop load resistances) of SRAM is formed of low impurity concentration polysilicon. However, since this polysilicon high resistance has a high temperature dependency, at a high temperature, the resistance value becomes small and the power consumption current increases. On the other hand, at low temperatures, the value of the pair of flip-flop load resistors does not always balance and increases,
The balance of the operational states of the flip-flop circuit is lost, and an error easily occurs in the stored contents. To prevent this, keep the flip-flop load resistance low and allow the flip-flop circuit current to flow to some extent so that the on / off state of the flip-flop does not change even if the load resistance balance is slightly disturbed. There is a need.

【0008】結局、高抵抗負荷抵抗を用いたSRAMで
は、低消費電流と低エラー発生率とはトレードオフの関
係になる。
After all, in an SRAM using a high resistance load resistor, there is a trade-off relationship between low current consumption and low error occurrence rate.

【0009】この発明の目的は、通常のSRAM並に少
ない電源消費電流で高速動作でき、それでいてエラーが
生じにくいニュータイプのSRAMを提供することであ
る。
An object of the present invention is to provide a new type SRAM which can operate at high speed with a power consumption current as low as that of an ordinary SRAM and yet is less likely to cause an error.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明では、SRAMのメモリセル(図2のCE
L11)を構成するフリップフロップ(Q1、Q2)の
負荷回路に、電源回路(Vdd)に繋がる高負荷抵抗に
代わって、電源電圧(Vdd)に対応した電圧に充電さ
れる1対のキャパシタ(C1、C2)を用いている。
In order to achieve the above object, according to the present invention, an SRAM memory cell (CE shown in FIG. 2 is used.
The load circuit of the flip-flops (Q1, Q2) forming L11) has a pair of capacitors (C1) charged to a voltage corresponding to the power supply voltage (Vdd) instead of the high load resistance connected to the power supply circuit (Vdd). , C2) are used.

【0011】この1対キャパシタ(C1、C2)は、フ
リップフロップ(Q1、Q2)の回路動作状態(情報記
憶状態)を維持する回路電位を保持するもので、メモリ
セルの記憶情報を直接保持するものではない。しかし、
リーク電流などにより1対キャパシタ(C1、C2)に
蓄積された電荷が放電されフリップフロップ(Q1、Q
2)のドレイン電圧がある程度以下になると、このフリ
ップフロップ(Q1、Q2)の回路動作状態が維持でき
なくなり、このフリップフロップで構成されるメモリセ
ル(CEL11など)の記憶内容が消失してしまう。
The paired capacitors (C1, C2) hold the circuit potential for maintaining the circuit operation state (information storage state) of the flip-flops (Q1, Q2), and directly hold the storage information of the memory cell. Not a thing. But,
The charge accumulated in the pair of capacitors (C1, C2) is discharged by a leak current or the like, and the flip-flops (Q1, Q2) are discharged.
When the drain voltage of 2) becomes lower than a certain level, the circuit operating state of the flip-flops (Q1, Q2) cannot be maintained, and the stored contents of the memory cells (CEL11 etc.) configured by the flip-flops disappear.

【0012】このメモリセルの記憶内容消失を防ぐため
に、この発明では、負荷回路を構成する1対キャパシタ
(C1、C2;非情報保持媒体)をある周期(図8のT
R1またはTR2)で充電する手段(Q3、Q4;Q1
1〜Q42;DW10+DR10)を設けている。この
充電手段(Q3、Q4;Q11〜Q42;DW10+D
R10)による1対キャパシタ(C1、C2)の周期的
な充電動作はDRAMにおけるリフレッシュ動作に似て
いるので、この明細書では、本願発明のSRAMをダイ
ナミックSRAMと呼ぶことにした。
In order to prevent the memory contents of the memory cell from being lost, in the present invention, a pair of capacitors (C1, C2; a non-information holding medium) forming a load circuit is cycled for a certain period (T in FIG. 8).
Means for charging with R1 or TR2 (Q3, Q4; Q1
1 to Q42; DW10 + DR10) are provided. This charging means (Q3, Q4; Q11 to Q42; DW10 + D
Since the cyclic charging operation of the pair of capacitors (C1, C2) by R10) is similar to the refresh operation in the DRAM, the SRAM of the present invention is referred to as a dynamic SRAM in this specification.

【0013】ただし、通常のDRAMのリフレッシュが
「対応するビット線毎にプリチャージしてから現状のメ
モリセル記憶内容を読み出し、読み出した内容を書き戻
す」動作であるのに対し、この発明のダイナミックSR
AMのリフレッシュは、「現状の記憶内容を読み出すわ
けではなく、リフレッシュのためのビット線プリチャー
ジもせず、単にフリップフロップ回路状態維持のための
負荷キャパシタに対する間欠充電」動作である(見方を
変えると、この発明の1対キャパシタC1、C2は、S
RAMフリップフロップの高負荷抵抗に代わる負荷回路
用スイッチドキャパシタであるとも言える)。この点
が、通常のDRAMと本質的に異なっている。
However, while the normal DRAM refresh is an operation of "precharging for each corresponding bit line, then reading the current memory cell storage contents and writing back the read contents", the dynamic of the present invention SR
The AM refresh is an operation of "not reading the current stored contents, precharging the bit line for refreshing, but simply intermittently charging the load capacitor for maintaining the state of the flip-flop circuit". , The pair capacitor C1 and C2 of the present invention is S
It can be said that it is a switched capacitor for a load circuit instead of the high load resistance of a RAM flip-flop). This point is essentially different from a normal DRAM.

【0014】したがって、この発明のリフレッシュは複
数メモリセルに対して適当なタイミング(メモリアクセ
スのない期間)で短時間一括実行が可能であり、それゆ
えこの発明のリフレッシュはメモリの読み書き動作速度
を下げる要因にはならず、通常のSRAM並の高速性が
得られる。
Therefore, the refresh of the present invention can be collectively executed for a plurality of memory cells at an appropriate timing (a period without memory access) for a short time. Therefore, the refresh of the present invention reduces the read / write operation speed of the memory. It does not become a factor, and high speed performance comparable to a normal SRAM can be obtained.

【0015】また、この発明のリフレッシュは、SRA
Mセル内のフリップフロップ回路状態を維持するに必要
な限度で長周期な間欠動作でよいので、消費電流も十分
小さなものにできる。
The refresh of the present invention is based on SRA.
Since a long cycle intermittent operation is sufficient as long as the flip-flop circuit state in the M cell is maintained, the current consumption can be made sufficiently small.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の一実施の形態に係るダイナミックSRAMを説明す
る。なお、重複説明を避けるために、複数の図面に渡り
機能上共通する部分には共通の参照符号が用いられてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A dynamic SRAM according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In order to avoid redundant description, common reference numerals are used for functionally common parts in a plurality of drawings.

【0017】図1は、この発明の一実施の形態に係るダ
イナミックSRAMの概略構成を説明するためのブロッ
ク図である。ここでは、分かり易くするために、多数の
メモリセルCELmnのうち、16個のセルCEL11
〜CEL44とその一部の周辺回路ブロックのみを図示
している。
FIG. 1 is a block diagram for explaining a schematic structure of a dynamic SRAM according to an embodiment of the present invention. Here, for the sake of clarity, 16 cells CEL11 among a large number of memory cells CELmn
Only the CEL 44 and its peripheral circuit blocks are shown.

【0018】図1において、第1〜第4カラムのビット
線対BL1/BL1*〜BL4/BL4*は、それぞ
れ、センスアンプSA1〜SA4に接続される(ビット
線の参照符号に付けたアステリスク*は、*なしの場合
と逆の論理レベルを持つことを指している)。
In FIG. 1, bit line pairs BL1 / BL1 * to BL4 / BL4 * of the first to fourth columns are connected to sense amplifiers SA1 to SA4, respectively (the asterisk * attached to the reference numeral of the bit line). Refers to having the opposite logic level to the one without *).

【0019】第1カラムのビット線対BL1/BL1*
にはセルCEL11〜CEL41が接続され、第2カラ
ムのビット線対BL2/BL2*にはセルCEL12〜
CEL42が接続され、第3カラムのビット線対BL3
/BL3*にはセルCEL13〜CEL43が接続さ
れ、第4カラムのビット線対BL4/BL4*にはセル
CEL14〜CEL44が接続される。
Bit line pair BL1 / BL1 * in the first column
Are connected to the cells CEL11 to CEL41, and the bit lines BL2 / BL2 * in the second column are connected to the cells CEL12 to CEL12.
CEL42 is connected and bit line pair BL3 of the third column
The cells CEL13 to CEL43 are connected to / BL3 *, and the cells CEL14 to CEL44 are connected to the bit line pair BL4 / BL4 * in the fourth column.

【0020】セルCEL11〜CEL14には第1ワー
ド線WL1が接続され、セルCEL21〜CEL24に
は第2ワード線WL2が接続され、セルCEL31〜C
EL34には第3ワード線WL3が接続され、セルCE
L41〜CEL44には第4ワード線WL4が接続され
る。
The cells CEL11 to CEL14 are connected to the first word line WL1, the cells CEL21 to CEL24 are connected to the second word line WL2, and the cells CEL31 to CEL are connected.
The third word line WL3 is connected to EL34, and the cell CE
The fourth word line WL4 is connected to L41 to CEL44.

【0021】ワード線W1〜W4はワード線デコーダD
W10に接続され、センスアンプSA1〜SA4はビッ
ト線デコーダDB10に接続されている。
The word lines W1 to W4 are word line decoders D
The sense amplifiers SA1 to SA4 are connected to W10 and are connected to the bit line decoder DB10.

【0022】さらに、第1カラムのビット線対BL1/
BL1*は、それぞれ第1カラムリフレッシュトランジ
スタ対Q11,Q12を介して電源線Vddに接続され
る。同様に、ビット線対BL2/BL2*〜BL4/B
L4*は、それぞれ、リフレッシュトランジスタ対Q2
1〜Q42を介して電源線Vddに接続される。
Further, the bit line pair BL1 / of the first column
BL1 * is connected to the power supply line Vdd via the first column refresh transistor pair Q11, Q12, respectively. Similarly, bit line pairs BL2 / BL2 * to BL4 / B
L4 * is a refresh transistor pair Q2
It is connected to the power supply line Vdd through 1 to Q42.

【0023】また、リフレッシュ線RE0は、図示しな
いリフレッシュパルス発生回路またはリフレッシュデコ
ーダ(図6〜図9を参照して後述)に接続されている。
The refresh line RE0 is connected to a refresh pulse generating circuit or a refresh decoder (not shown) (described later with reference to FIGS. 6 to 9).

【0024】各リフレッシュトランジスタ対(Q11/
Q12〜Q41/Q42)と電源線Vddとの接続点に
は、それぞれ、100fF〜10pF程度の電圧変動吸
収キャパシタCssが接続されている。このキャパシタ
Cssと、各ビット線対(BL1/BL1*など)自体
の容量との和が、そのビット線対(BL1/BL1*な
ど)にぶら下がるメモリセル群(CEL11〜CEL4
1など)内部のキャパシタC1,C2の合計値(1セル
当たり10fF以下)に対して十分に大きければ、これ
らメモリセル群の内部キャパシタC1,C2のリフレッ
シュに伴う電源線Vddの電圧変動を、抑え込むことが
できる。
Each refresh transistor pair (Q11 /
Voltage fluctuation absorbing capacitors Css of about 100 fF to 10 pF are connected to connection points between Q12 to Q41 / Q42) and the power supply line Vdd, respectively. The sum of the capacitor Css and the capacitance of each bit line pair (BL1 / BL1 *, etc.) itself hangs on the bit line pair (BL1 / BL1 *, etc.) (CEL11-CEL4).
(1 etc.) is sufficiently large with respect to the total value of the internal capacitors C1 and C2 (10 fF or less per cell), the voltage fluctuation of the power supply line Vdd due to the refresh of the internal capacitors C1 and C2 of these memory cell groups is suppressed. be able to.

【0025】図2は、図1の各セルの内部構成例を、セ
ルCEL11について示している(他のセルの構成も同
様)。すなわち、NchトランジスタQ1およびQ2の
ソース(軽ドープドレインLDD構造)は、グランド線
Vssに接続される。トランジスタQ1のポリシリコン
ゲートは、配線L1を介してトランジスタQ2のドレイ
ン(軽ドープドレインLDD構造)に接続される。同様
に、トランジスタQ2のポリシリコンゲートは、配線L
2を介してトランジスタQ1のドレイン(軽ドープドレ
インLDD構造)に接続される。このようにゲートが交
差接続(クロスカップル)されたフリップフロップ回路
(Q1+Q2)が、セルCEL11の情報記憶部(SR
AMのセル構造)を構成する。
FIG. 2 shows an example of the internal structure of each cell of FIG. 1 for the cell CEL11 (the same applies to the structures of other cells). That is, the sources (lightly doped drain LDD structure) of the Nch transistors Q1 and Q2 are connected to the ground line Vss. The polysilicon gate of the transistor Q1 is connected to the drain (lightly-doped drain LDD structure) of the transistor Q2 via the wiring L1. Similarly, the polysilicon gate of the transistor Q2 is
2 to the drain of the transistor Q1 (lightly-doped drain LDD structure). The flip-flop circuit (Q1 + Q2) whose gates are cross-connected (cross-coupled) in this way is used in the information storage unit (SR) of the cell CEL11.
AM cell structure).

【0026】このフリップフロップ回路(Q1+Q2)
は、論理レベルが互いに反対の記憶内容を出力する1対
の出力ノードを持つ。一方の出力ノードは、配線領域
(拡散層)AR1を介して、Nch(またはPch)ト
ランジスタQ3のソース(またはドレイン)に接続され
る。トランジスタQ3のドレイン(またはソース)は、
ビット線対BL1/BL1*の一方BL1に接続され
る。
This flip-flop circuit (Q1 + Q2)
Has a pair of output nodes that output the stored contents whose logic levels are opposite to each other. One output node is connected to the source (or drain) of the Nch (or Pch) transistor Q3 via the wiring region (diffusion layer) AR1. The drain (or source) of the transistor Q3 is
It is connected to one of the bit line pairs BL1 / BL1 * BL1.

【0027】同様に、フリップフロップ回路(Q1+Q
2)の他方の出力ノードは、配線領域(拡散層)AR2
を介して、Nch(またはPch)トランジスタQ4の
ソース(またはドレイン)に接続される。トランジスタ
Q4のドレイン(またはソース)は、ビット線対(金属
配線層)BL1/BL1*の他方BL1*に接続され
る。トランジスタQ3およびQ4のポリシリコンゲート
は、ワード線(ポリシリコン層)WL1に接続される。
Similarly, a flip-flop circuit (Q1 + Q
The other output node of 2) is the wiring region (diffusion layer) AR2.
Is connected to the source (or drain) of the Nch (or Pch) transistor Q4. The drain (or source) of the transistor Q4 is connected to the other BL1 * of the bit line pair (metal wiring layer) BL1 / BL1 *. The polysilicon gates of transistors Q3 and Q4 are connected to word line (polysilicon layer) WL1.

【0028】配線領域AR1(トランジスタQ1のドレ
イン出力)とグランド線Vssとの間にはドレインキャ
パシタC1が設けられ、配線領域AR2(トランジスタ
Q2のドレイン出力)とグランド線Vssとの間にはド
レインキャパシタC2が設けられている。
A drain capacitor C1 is provided between the wiring region AR1 (the drain output of the transistor Q1) and the ground line Vss, and a drain capacitor C1 is provided between the wiring region AR2 (the drain output of the transistor Q2) and the ground line Vss. C2 is provided.

【0029】キャパシタC1またはC2は、トランジス
タQ3およびQ4がワード線WL1上のリフレッシュパ
ルスで導通した一瞬に、ビット線BL1/BL1*の電
圧(ほぼVdd)により充電される。たとえば、トラン
ジスタQ1がオフ、トランジスタQ2がオンの場合、ビ
ット線電圧が+3Vであれば、リフレッシュパルスのハ
イレベル期間とその反復周期に応じて、キャパシタC1
は、たとえば+1〜+2.5V程度に充電される。ま
た、トランジスタQ2がオフ、トランジスタQ1がオン
の場合は、リフレッシュパルスのハイレベル期間とその
反復周期に応じて、キャパシタC2が、たとえば+1〜
+2.5V程度に充電される。
The capacitor C1 or C2 is charged by the voltage (approximately Vdd) of the bit line BL1 / BL1 * at the moment when the transistors Q3 and Q4 are rendered conductive by the refresh pulse on the word line WL1. For example, when the transistor Q1 is off and the transistor Q2 is on, and the bit line voltage is +3 V, the capacitor C1 is changed according to the high level period of the refresh pulse and its repetition period.
Is charged to, for example, about +1 to + 2.5V. When the transistor Q2 is off and the transistor Q1 is on, the capacitor C2 has, for example, +1 to +1 depending on the high level period of the refresh pulse and its repetition period.
It is charged to about + 2.5V.

【0030】上記トランジスタQ1およびQ2のオン・
オフ状態(SRAMセルCEL11の記憶内容)は、キ
ャパシタC1およびC2双方が放電し切ってしまうと、
失われる。この記憶内容消失を防ぐために、キャパシタ
C1およびC2が、リフレッシュパルス(図8のPR1
など)で間欠的に導通するトランジスタQ3およびQ4
を介して、ビット線電圧Vddにより、適宜充電される
ようになっている。(トランジスタスイッチにより断続
的に充電されるという回路動作から見れば、キャパシタ
C1およびC2は、スイッチドキャパシタと考えること
もできる。) さらに、電源線Vddとグランド線Vssとの間には、
キャパシタC1およびC2の合計容量(たとえば10f
F程度)よりも十分に大きな電源電圧変動吸収キャパシ
タCss(たとえば100fF〜10pF程度)が接続
されている。この相対的大容量キャパシタCssは常時
電源電圧Vddで充電されているので、相対的小容量キ
ャパシタC1およびC2がリフレッシュ充電された一瞬
にセルCEL11の電源電圧が大きく落ち込むことはな
くなる。
Turning on the transistors Q1 and Q2
In the off state (contents of SRAM cell CEL11), when both capacitors C1 and C2 are completely discharged,
Lost. In order to prevent the loss of the stored contents, the capacitors C1 and C2 are connected to the refresh pulse (PR1 of FIG. 8).
Etc.), the transistors Q3 and Q4 are intermittently turned on.
Via the bit line voltage Vdd. (The capacitors C1 and C2 can be considered as switched capacitors in view of the circuit operation of being intermittently charged by the transistor switch.) Furthermore, between the power supply line Vdd and the ground line Vss,
Total capacitance of capacitors C1 and C2 (eg 10f
A power supply voltage fluctuation absorbing capacitor Css (for example, about 100 fF to 10 pF) that is sufficiently larger than F) is connected. Since the relative large-capacity capacitor Css is constantly charged with the power supply voltage Vdd, the power supply voltage of the cell CEL11 does not drop drastically at the moment when the relative small-capacity capacitors C1 and C2 are refresh-charged.

【0031】図3は、図2のトランジスタQ1〜Q4が
全てP基板またはPウェル上のNchMOSトランジス
タで構成される場合の集積回路構造を、デフォルメして
例示する平面図である。
FIG. 3 is a plan view exemplifying a deformed integrated circuit structure in the case where the transistors Q1 to Q4 of FIG. 2 are all formed of NchMOS transistors on a P substrate or P well.

【0032】たとえばP基板のセル形成領域(3〜4μ
mx4〜5μm程度の面積)にN型不純物(リンなど)
が熱拡散されて、トランジスタQ1〜Q4のドレインお
よびソース領域(この領域は、局所的に予めP型不純物
のボロンなどが少量イオン注入されており、軽ドープド
レインLDD領域となる)が形成される。このドレイン
/ソースLDD領域の形成と同時並行して、トランジス
タQ1〜Q4の各電極を図2の配線のように結線する接
続配線領域(拡散層)AR1およびAR2と、電源線
(拡散層)Vdd(図示せず)とが、形成される。
For example, the cell formation region of the P substrate (3 to 4 μm)
N-type impurities (phosphorus, etc.) in an area of about mx 4-5 μm)
Are thermally diffused to form the drain and source regions of the transistors Q1 to Q4 (in this region, a small amount of P-type impurity such as boron is ion-implanted in advance, which becomes a lightly doped drain LDD region). . Simultaneously with the formation of the drain / source LDD regions, connection wiring regions (diffusion layers) AR1 and AR2 that connect the electrodes of the transistors Q1 to Q4 as shown in FIG. 2 and power supply lines (diffusion layer) Vdd. (Not shown) are formed.

【0033】上記拡散層形成後、図示しない酸化シリコ
ン層を介して、トランジスタQ1〜Q4のゲート領域お
よびワード線WL1が、1工程のポリシリコン層で形成
される。
After the diffusion layer is formed, the gate regions of the transistors Q1 to Q4 and the word line WL1 are formed of a polysilicon layer in one step through a silicon oxide layer (not shown).

【0034】上記ポリシリコン層形成後、図示しない酸
化シリコン層を介して、グランド線Vssの金属配線1
が形成される。このVss金属配線パターンは、その一
部が、酸化シリコン層を介して、接続配線領域AR1お
よびAR2とVdd拡散層とに、平行している。する
と、酸化シリコン層を誘電体とするキャパシタC1が領
域AR1とVss金属配線との間に形成され、酸化シリ
コン層を誘電体とするキャパシタC2が領域AR2とV
ss金属配線との間に形成される。
After the polysilicon layer is formed, the metal wiring 1 of the ground line Vss is interposed via a silicon oxide layer (not shown).
Is formed. A part of this Vss metal wiring pattern is parallel to the connection wiring regions AR1 and AR2 and the Vdd diffusion layer via the silicon oxide layer. Then, a capacitor C1 having a silicon oxide layer as a dielectric is formed between the area AR1 and the Vss metal wiring, and a capacitor C2 having a silicon oxide layer as a dielectric is formed as the areas AR2 and V2.
It is formed between the ss metal wiring.

【0035】上記金属配線層1の形成後、図示しない酸
化シリコン層を介して、ワード線WL1に直交するビッ
ト線対BLn/BLn*が、金属配線2により形成され
る。なお、図中四角に×のマークは、コンタクトホール
を示している。
After the metal wiring layer 1 is formed, a bit line pair BLn / BLn * orthogonal to the word line WL1 is formed by the metal wiring 2 via a silicon oxide layer (not shown). In addition, a square mark in the drawing indicates a contact hole.

【0036】図3の構成では、ポリシリコンは1種類
(比較的低抵抗のポリシリコン層)でよいので、2種の
ポリシリコンを用いた従来のSRAM(1種は低抵抗配
線用、もう1種は高抵抗のフリップフロップ負荷抵抗
用)よりも製造コストが低くなる。また、温度変化の大
きいポリシリコン高抵抗を使わないので、フリップフロ
ップメモリセルの記憶状態の温度安定性にも優れたもの
が得られる。
In the structure shown in FIG. 3, only one type of polysilicon (polysilicon layer having a relatively low resistance) may be used. Therefore, a conventional SRAM using two types of polysilicon (one type for low resistance wiring and another type for polysilicon) is used. Seeds are less expensive to manufacture than high resistance flip-flop load resistors). Further, since the polysilicon high resistance having a large temperature change is not used, it is possible to obtain a flip-flop memory cell having excellent temperature stability in the storage state.

【0037】図4は、図2のトランジスタQ1,Q2が
P基板またはPウェル上のNchMOSトランジスタで
構成され、トランジスタQ3,Q4がNウェル中のPc
hMOSトランジスタで構成される場合の集積回路構造
を、デフォルメして例示する平面図である。
In FIG. 4, the transistors Q1 and Q2 in FIG. 2 are N-channel MOS transistors on the P substrate or P well, and the transistors Q3 and Q4 are Pc in the N well.
It is a top view which deforms and exemplifies the integrated circuit structure when it comprises an hMOS transistor.

【0038】図4は、図3のNchトランジスタQ3,
Q4を、Nウェルに収めたPchトランジスタQ3,Q
4に置き換えたもので、その他の構造は、図3と同様と
なっている。
FIG. 4 shows the Nch transistor Q3 of FIG.
Pch transistors Q3 and Q in which Q4 is housed in the N well
4 and the other structure is the same as that of FIG.

【0039】なお、図3または図4の実施形態におい
て、キャパシタC1およびC2は酸化シリコンを誘電体
とする平行平板キャパシタ構造をとっている。しかしな
がら、必要な容量が得られかつリーク電流が実用上問題
ないくらいに小さくできるならば、これらのキャパシタ
は、強誘電体を用いたものでも、あるいはPN接合容量
を利用したものでもよい。
In the embodiment of FIG. 3 or 4, the capacitors C1 and C2 have a parallel plate capacitor structure using silicon oxide as a dielectric. However, these capacitors may be ferroelectric capacitors or PN junction capacitors as long as the required capacitance can be obtained and the leakage current can be reduced to a level that poses no practical problem.

【0040】図5は、この発明の第2の実施の形態に係
るダイナミックSRAMの概略構成を説明するためのブ
ロック図である。図5の構成は、センスアンプ群SAn
とビット線デコーダDB10の配置を変更した点を除
き、図1の構成と同じである。
FIG. 5 is a block diagram for explaining the schematic structure of the dynamic SRAM according to the second embodiment of the present invention. The configuration of FIG. 5 has a sense amplifier group SAn.
The configuration is the same as that of FIG. 1 except that the arrangement of the bit line decoder DB10 is changed.

【0041】図6は、この発明の第3の実施の形態に係
るダイナミックSRAMの概略構成を説明するためのブ
ロック図である。図6の構成は、各リフレッシュトラン
ジスタ対(Q11/Q12〜Q41/Q42)のゲート
に印可するリフレッシュパルス(リフレッシュ線RE1
〜RE4上のPR1〜PR4;図9参照)が、それぞれ
独立している点を除き、図1の構成と同じである。これ
らのリフレッシュパルスは、リフレッシュデコーダDR
10により生成される。
FIG. 6 is a block diagram for explaining a schematic structure of a dynamic SRAM according to the third embodiment of the present invention. The configuration of FIG. 6 has a refresh pulse (refresh line RE1) applied to the gate of each refresh transistor pair (Q11 / Q12 to Q41 / Q42).
~ PR4 on PR4; see FIG. 9) are the same as the configuration of FIG. 1 except that they are independent of each other. These refresh pulses are applied to the refresh decoder DR.
Generated by 10.

【0042】図7は、この発明の第4の実施の形態に係
るダイナミックSRAMの概略構成を説明するためのブ
ロック図である。図7の構成は、センスアンプ群SAn
とビット線デコーダDB10の配置を変更した点を除
き、図6の構成と同じである。
FIG. 7 is a block diagram for explaining the schematic structure of a dynamic SRAM according to the fourth embodiment of the present invention. The configuration of FIG. 7 has a sense amplifier group SAn.
The configuration is the same as that of FIG. 6 except that the arrangement of the bit line decoder DB10 is changed.

【0043】図8は、図1または図5のメモリセルマト
リクスの全セル内のキャパシタC1およびC2を一括
(同時)リフレッシュ(間欠充電)する場合に、リフレ
ッシュ線駆動電圧VRE0(リフレッシュパルス)をど
のようにして発生させたらよいかを説明するタイミング
チャート図である。
FIG. 8 shows the refresh line drive voltage VRE0 (refresh pulse) when the capacitors C1 and C2 in all the cells of the memory cell matrix of FIG. 1 or FIG. 5 are collectively (simultaneously) refreshed (intermittently charged). It is a timing chart figure explaining whether it should generate in this way.

【0044】たとえばワード線WL1にワード線駆動電
圧VWLのパルスPW1が印加され(時刻t01)、セ
ルCEL11にデータにデータが書き込まれた(あるい
はデータが読み出された)あと、リフレッシュ線RE0
にリフレッシュ線駆動電圧VRE0のパルスPR1が印
加される(時刻t03)。すると、トランジスタQ11
〜Q42が同時に導通するとともに、セルCEL11の
ビット線選択トランジスタQ3,Q4が導通する。
For example, the pulse PW1 of the word line drive voltage VWL is applied to the word line WL1 (time t01), the data is written to the cell CEL11 (or the data is read), and then the refresh line RE0.
The pulse PR1 of the refresh line drive voltage VRE0 is applied to the (at time t03). Then, the transistor Q11
.About.Q42 are simultaneously turned on, and the bit line select transistors Q3 and Q4 of the cell CEL11 are turned on.

【0045】その時点でのセル記憶内容がトランジスタ
Q1オフ・トランジスタQ2オンであれば、キャパシタ
C1がビット線BL1/BL1*の電位(ほぼVdd)
側に充電(リフレッシュ)され、トランジスタQ1オフ
・トランジスタQ2オンという回路状態が保証される。
If the contents stored in the cell at that time are the transistor Q1 off and the transistor Q2 on, the capacitor C1 has the potential of the bit lines BL1 / BL1 * (approximately Vdd).
It is charged (refreshed) to the side, and the circuit state of transistor Q1 off and transistor Q2 on is guaranteed.

【0046】その時点でのセル記憶内容がトランジスタ
Q2オフ・トランジスタQ1オンであれば、キャパシタ
C2がビット線BL1/BL1*の電位(ほぼVdd)
側に充電(リフレッシュ)され、トランジスタQ2オフ
・トランジスタQ1オンという回路状態が保証される。
If the contents stored in the cell at that time are the transistor Q2 off and the transistor Q1 on, the capacitor C2 has the potential of the bit lines BL1 / BL1 * (approximately Vdd).
It is charged (refreshed) to the side, and the circuit state of transistor Q2 off and transistor Q1 on is guaranteed.

【0047】上記キャパシタC1,C2のリフレッシュ
後、再びワード線WL1にワード線駆動電圧VWLのパ
ルスPW2が印加され(時刻t05)、セルCEL11
にデータにデータが書き込まれる(あるいはデータが読
み出される)。そのあと、リフレッシュ線RE1にリフ
レッシュ線駆動電圧VREのパルスPR2が印加される
と、トランジスタQ11〜Q42およびQ3,Q4が同
時に導通し、キャパシタC1,C2が再びリフレッシュ
される。
After refreshing the capacitors C1 and C2, the pulse PW2 of the word line drive voltage VWL is applied to the word line WL1 again (time t05), and the cell CEL11.
Data is written (or data is read) to the data. After that, when the pulse PR2 of the refresh line drive voltage VRE is applied to the refresh line RE1, the transistors Q11 to Q42 and Q3 and Q4 are simultaneously turned on, and the capacitors C1 and C2 are refreshed again.

【0048】このように、メモリアクセス(PW1〜P
W3発生時)の合間(PW1〜PW3非発生時)をぬっ
てリフレッシュを行うことにより、SRAMの読書速度
にダメージを与えることなく、SRAMセルの記憶状態
(フリップフロップの回路状態)がダイナミックに維持
されるようになる。
In this way, the memory access (PW1 to PW1
By refreshing during the interval (when W3 is generated) (when PW1 to PW3 is not generated), the storage state of SRAM cells (circuit state of flip-flops) is dynamically maintained without damaging the reading speed of SRAM. Will be done.

【0049】上記例(図8の上段)では、ワード線駆動
パルス(PW1〜PW3)とリフレッシュパルス(PR
1〜PR3)が同一周期で位相ずれの関係にあるが、図
2のキャパシタC1,C2のリフレッシュはこれ以外の
タイミングでも可能である。すなわち、セルの記憶内容
を維持できる限りにおいて、リフレッシュパルス(PR
1〜PR3)の周期(TR2)をワード線駆動パルス
(PW1〜PW3)の周期(TW2)の複数倍にとり、
リフレッシュ回数を相対的に減らしてもよい。キャパシ
タC1,C2のリフレッシュ回数を減らせば、その分セ
ルの電源消費電流が少なくなる(セル1つ当たりの電源
電流減少分は僅かでも、セルが数十メガバイト分以上集
まると、電源電流減少分は馬鹿にならない量になる)。
In the above example (upper part of FIG. 8), the word line drive pulses (PW1 to PW3) and the refresh pulse (PR
1 to PR3) have the same cycle and a phase shift, but the capacitors C1 and C2 in FIG. 2 can be refreshed at other timings. That is, as long as the stored contents of the cell can be maintained, the refresh pulse (PR
1 to PR3) is set to a multiple of the period (TW2) of the word line drive pulses (PW1 to PW3),
The number of refreshes may be relatively reduced. If the refresh times of the capacitors C1 and C2 are reduced, the power consumption current of the cell is correspondingly reduced (the power supply current decrease per cell is small, but when the cells are collected for several tens of megabytes or more, the power supply current decrease is reduced. The amount is not stupid).

【0050】なお、図8のリフレッシュ駆動電圧VRE
0の波形は、トランジスタQ11〜Q42がエンハンス
メント型の場合で示してある。もしトランジスタQ11
〜Q42をデプレッション型で構成するときは、メモリ
アクセスおよびリフレッシュのない期間にトランジスタ
Q11〜Q42がオフするように、リフレッシュ駆動電
圧VRE0の電位レベルを平行シフト(Nchトランジ
スタなら負電位側へシフト)させる必要がある。
The refresh drive voltage VRE shown in FIG.
The waveform of 0 is shown when the transistors Q11 to Q42 are enhancement type. If transistor Q11
When -Q42 is configured as a depletion type, the potential level of the refresh drive voltage VRE0 is shifted in parallel (in the case of an Nch transistor, to the negative potential side) so that the transistors Q11 to Q42 are turned off during the period when there is no memory access or refresh. There is a need.

【0051】図9は、図6または図7のメモリセルマト
リクスの全セル内のキャパシタC1,C2を一括(同
時)リフレッシュ(間欠充電)する場合に、リフレッシ
ュ線駆動電圧VRE1〜VRE4(リフレッシュパル
ス)をどのようにして発生させたらよいかの他例を説明
するタイミングチャート図である。
FIG. 9 shows refresh line drive voltages VRE1 to VRE4 (refresh pulse) when the capacitors C1 and C2 in all cells of the memory cell matrix of FIG. 6 or 7 are collectively (simultaneously) refreshed (intermittently charged). FIG. 9 is a timing chart diagram for explaining another example of how to generate?

【0052】図8の例では、複数のワード線単位で複数
セルを同時にリフレッシュしているが、図9では、ワー
ド線毎にリフレッシュのタイミングを1パルスづつずら
している。図9の方法では、メモリ全体から見れば、単
位時間内に行われるリフレッシュ回数が図8の場合より
少なくなるので、セル電流をより低減させることができ
る。また、リフレッシュタイミングがワード線毎にずれ
ているので、リフレッシュに伴う電源電圧変動(あるい
はグランド線の電位変動)の大きさを、より小さくでき
る。
In the example of FIG. 8, a plurality of cells are refreshed simultaneously in units of a plurality of word lines, but in FIG. 9, the refresh timing is shifted by one pulse for each word line. In the method of FIG. 9, the number of refresh operations performed in a unit time is smaller than that of the case of FIG. 8 when viewed from the whole memory, so that the cell current can be further reduced. Moreover, since the refresh timing is shifted for each word line, the magnitude of the power supply voltage fluctuation (or the ground line potential fluctuation) accompanying the refresh can be further reduced.

【0053】[0053]

【発明の効果】この発明では、SRAMのメモリセル
(図2のCEL11)を構成するフリップフロップ(Q
1、Q2)の負荷回路に、高負荷抵抗の代わりに、電源
電圧(Vdd)に対応したビット線電圧に充電される1
対のキャパシタ(C1、C2)を用いている。このキャ
パシタは、たとえばシリコン酸化膜を誘電体とし、半導
体拡散層あるいは金属配線層を電極として、フリップフ
ロップ回路周辺に形成することができる。このようなキ
ャパシタの温度係数は、ポリシリコン高抵抗の温度係数
より1桁は少なくできる。したがって、温度変化に対し
て消費電流増やエラー発生の起きにくいメモリが得られ
る。
According to the present invention, the flip-flop (Q) which constitutes the memory cell (CEL 11 in FIG. 2) of the SRAM.
1, Q2) is charged to the bit line voltage corresponding to the power supply voltage (Vdd) instead of the high load resistance 1
A pair of capacitors (C1, C2) is used. This capacitor can be formed around the flip-flop circuit using, for example, a silicon oxide film as a dielectric and a semiconductor diffusion layer or a metal wiring layer as an electrode. The temperature coefficient of such a capacitor can be reduced by one digit from the temperature coefficient of high resistance polysilicon. Therefore, it is possible to obtain a memory in which increase in current consumption and occurrence of error are unlikely to occur with respect to temperature changes.

【0054】また、記憶情報読取時にビット線プリチャ
ージが必要な通常のDRAMと異なり、この発明ではそ
のようなビット線プリチャージを必要とせず、また負荷
回路キャパシタ(C1、C2)から種々な記憶内容を読
み取りそれらを書き戻すわけでもない。このため、メモ
リアクセスのない一瞬(たとえば図8のt03〜t04)を
利用して、共通ビット線(たとえばBL1、BL1*)
上の全セルの負荷回路キャパシタ(多数のキャパシタ対
C1+C2)に対する一括リフレッシュ(C1、C2の
同時充電)が可能となる。したがって、この発明では、
リフレッシュがあることにより情報の読書動作(メモリ
アクセス)が遅くなることはない。
Further, unlike the ordinary DRAM which requires the bit line precharge at the time of reading the stored information, the present invention does not require such bit line precharge, and the load circuit capacitors (C1, C2) can be used to store various memories. It does not read the contents and write them back. Therefore, the common bit lines (for example, BL1 and BL1 *) are used for a moment without memory access (for example, t03 to t04 in FIG. 8).
It is possible to perform batch refresh (simultaneous charging of C1 and C2) on the load circuit capacitors (a large number of capacitor pairs C1 + C2) of all the cells above. Therefore, in the present invention,
Refreshing does not slow down the information reading operation (memory access).

【0055】また、フリップフロップの回路状態(オン
・オフ状態)が維持できる限り、負荷回路キャパシタ
(C1、C2)の充電電圧はある程度任意の範囲にあっ
て良い。このため、リフレッシュ直後の負荷回路キャパ
シタ(C1、C2)の充電電圧を十分大きくとっておけ
ば、セルキャパシタに情報記憶する通常のDRAMほど
頻繁にリフレッシュ(充放電)しなくてもエラーは発生
しない。そこで、同規模のDRAMよりリフレッシュ周
期を長くとることができ、リフレッシュに伴う消費電流
の低減(セル当たりの消費電流を1ナノアンペア以下に
できる)を図れる。
Further, as long as the circuit state (on / off state) of the flip-flop can be maintained, the charging voltage of the load circuit capacitors (C1, C2) may be in an arbitrary range to some extent. Therefore, if the charge voltage of the load circuit capacitors (C1, C2) immediately after refreshing is set sufficiently high, no error occurs even if refreshing (charging / discharging) is not performed as frequently as in a normal DRAM that stores information in the cell capacitors. . Therefore, the refresh cycle can be made longer than that of the DRAM of the same scale, and the current consumption due to the refresh can be reduced (the current consumption per cell can be 1 nanoampere or less).

【0056】さらに、個別の工程が必要な高抵抗ポリシ
リコン層(フリップフロップの負荷抵抗)の形成が不要
となったことから、メモリセル製造におけるポリシリコ
ン形成工程は、MOSトランジスタのゲートポリシリコ
ン形成の1工程だけで済む。このため、この発明のダイ
ナミックSRAMの集積回路は、少ないマスク数で生産
できる。
Further, since the formation of the high resistance polysilicon layer (load resistance of the flip-flop), which requires a separate step, is not necessary, the polysilicon forming step in the memory cell manufacturing is the gate polysilicon forming of the MOS transistor. Only one step is required. Therefore, the integrated circuit of the dynamic SRAM of the present invention can be manufactured with a small number of masks.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施の形態に係るダイナミックS
RAMの概略構成を説明するためのブロック図。
FIG. 1 is a dynamic S according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram for explaining a schematic configuration of a RAM.

【図2】図1の各セルの内部構成を例示する回路図。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an internal configuration of each cell in FIG.

【図3】図2のトランジスタQ1〜Q4が全てP基板ま
たはPウェル上のNchMOSトランジスタで構成され
る場合の集積回路構造を、デフォルメして例示する平面
図。
FIG. 3 is a plan view showing a deformed example of an integrated circuit structure in the case where transistors Q1 to Q4 of FIG. 2 are all formed of NchMOS transistors on a P substrate or P well.

【図4】図2のトランジスタQ1,Q2がP基板または
Pウェル中のNchMOSトランジスタで構成され、ト
ランジスタQ3,Q4がNウェル中のPchMOSトラ
ンジスタで構成される場合の集積回路構造を、デフォル
メして例示する平面図。
FIG. 4 is a deformation of an integrated circuit structure in which the transistors Q1 and Q2 of FIG. 2 are composed of NchMOS transistors in a P substrate or a P well, and the transistors Q3 and Q4 are composed of PchMOS transistors in an N well. The top view which illustrates.

【図5】この発明の第2の実施の形態に係るダイナミッ
クSRAMの概略構成を説明するためのブロック図。
FIG. 5 is a block diagram for explaining a schematic configuration of a dynamic SRAM according to a second embodiment of the present invention.

【図6】この発明の第3の実施の形態に係るダイナミッ
クSRAMの概略構成を説明するためのブロック図。
FIG. 6 is a block diagram for explaining a schematic configuration of a dynamic SRAM according to a third embodiment of the present invention.

【図7】この発明の第4の実施の形態に係るダイナミッ
クSRAMの概略構成を説明するためのブロック図。
FIG. 7 is a block diagram for explaining a schematic configuration of a dynamic SRAM according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】メモリセルマトリクスの全セル内のキャパシタ
C1,C2を一括(同時)リフレッシュ(間欠充電)す
る場合に、リフレッシュ線駆動電圧VRE(リフレッシ
ュパルス)をどのようにして発生させたらよいかを説明
するタイミングチャート図。
FIG. 8 shows how to generate a refresh line drive voltage VRE (refresh pulse) when collectively (simultaneously) refreshing (intermittent charging) capacitors C1 and C2 in all cells of a memory cell matrix. The timing chart figure explaining.

【図9】メモリセルマトリクスの全セル内のキャパシタ
C1,C2を一括(同時)リフレッシュ(間欠充電)す
る場合に、リフレッシュ線駆動電圧VRE(リフレッシ
ュパルス)をどのようにして発生させたらよいかの他例
を説明するタイミングチャート図。
FIG. 9 shows how to generate a refresh line drive voltage VRE (refresh pulse) when collectively (simultaneously) refreshing (intermittently charging) capacitors C1 and C2 in all cells of a memory cell matrix. The timing chart figure explaining other examples.

【符号の説明】 CELmn…メモリセル;DW10…ワード線デコー
ダ;DB10…ビット線デコーダ;DR10…リフレッ
シュデコーダ;SAn…センスアンプ;WLm…ワード
線;REm…リフレッシュ線;BLn/BLn*…ビッ
ト線対;Q1,Q2…Nchフリップフロップトランジ
スタ対(情報記憶部);Q3,Q4…Nch(またはP
ch)トランジスタ(ビット線接続手段);Q11〜Q
42…リフレッシュトランジスタ対(C1,C2のリフ
レッシュ充電用);C1,C2…ドレインキャパシタ
(キャパシタ部);Css…電源電圧変動吸収キャパシ
タ;Vss…グランド線;Vdd…電源線;AR1,A
R2…接続配線領域(拡散層);VWL…ワード線駆動
電圧;VRE…リフレッシュ線駆動電圧;TW1〜TW
3…第1周期;TR1〜TR3…第2周期。
[Description of Codes] CELmn ... Memory cell; DW10 ... Word line decoder; DB10 ... Bit line decoder; DR10 ... Refresh decoder; SAn ... Sense amplifier; WLm ... Word line; REm ... Refresh line; BLn / BLn * ... Bit line pair Q1, Q2 ... Nch flip-flop transistor pair (information storage unit); Q3, Q4 ... Nch (or P
ch) transistor (bit line connecting means); Q11 to Q
42 ... Refresh transistor pair (for refresh charging of C1 and C2); C1, C2 ... Drain capacitor (capacitor part); Css ... Power supply voltage fluctuation absorbing capacitor; Vss ... Ground line; Vdd ... Power supply line; AR1, A
R2 ... Connection wiring region (diffusion layer); VWL ... Word line drive voltage; VRE ... Refresh line drive voltage; TW1 to TW
3 ... 1st period; TR1-TR3 ... 2nd period.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数対のビット線と複数のワード線の交差
位置に複数のメモリセルが配置されたマトリクス構造を
持つ記憶装置において、 個々の前記メモリセルを構成するものであって、互いに
逆の論理レベルを持つ記憶内容を出力する1対の出力ノ
ードを持つフリップフロップ回路と;前記ワード線の信
号レベルに応じて選択的に導通することにより、1対の
前記ビット線へ、前記フリップフロップ回路の1対の出
力ノードを、それぞれ接続するビット線接続手段と;前
記メモリセルの記憶内容が保持されるように、前記フリ
ップフロップ回路へ所定値以上の回路動作電圧を与える
キャパシタ部と;前記回路動作電圧が前記所定値以上に
維持されるように、所定の周期でビット線接続手段を一
時的に導通させて、ほぼ同電位にある前記一対のビット
線を利用して前記キャパシタ部を間欠充電する間欠充電
手段と;を備えたことを特徴とするダイナミックSRA
M。
1. A memory device having a matrix structure in which a plurality of memory cells are arranged at intersections of a plurality of pairs of bit lines and a plurality of word lines, wherein each of the memory cells is formed, and is opposite to each other. A flip-flop circuit having a pair of output nodes for outputting storage contents having a logic level of; and a flip-flop to the pair of bit lines by selectively conducting in accordance with a signal level of the word line. Bit line connecting means for respectively connecting a pair of output nodes of the circuit; a capacitor section for applying a circuit operating voltage of a predetermined value or more to the flip-flop circuit so that the stored contents of the memory cell are held; In order that the circuit operating voltage is maintained at the predetermined value or higher, the bit line connecting means is temporarily turned on in a predetermined cycle, and the pair of the pair of electrodes are at substantially the same potential. A dynamic SRA, comprising: intermittent charging means for intermittently charging the capacitor section using a bit line;
M.
【請求項2】第1周期で前記ビット線接続手段を間欠的
に導通状態にする期間をはずして、前記第1周期以上の
長さの第2周期でもって、前記間欠充電手段が前記キャ
パシタ部を充電するように構成したことを特徴とする請
求項1に記載のダイナミックSRAM。
2. The intermittent charging means is provided with a second cycle having a length equal to or longer than the first cycle by excluding a period of intermittently bringing the bit line connecting means into a conductive state in the first cycle. The dynamic SRAM according to claim 1, wherein the dynamic SRAM is configured to be charged.
【請求項3】第1周期で前記ビット線接続手段を間欠的
に導通状態にする期間をはずして、前記第1周期以上の
長さの第2周期でもって、複数の前記メモリセルの前記
間欠充電手段が互いに異なるタイミングで、順次、前記
キャパシタ部を充電するように構成したことを特徴とす
る請求項1に記載のダイナミックSRAM。
3. The intermittent operation of the bit line connecting means in the first cycle is removed, and the intermittent operation of a plurality of the memory cells is performed in a second cycle having a length longer than the first cycle. 2. The dynamic SRAM according to claim 1, wherein the charging means is configured to sequentially charge the capacitor section at different timings.
【請求項4】個々の前記ビット線対に対する1対の電源
配線間に接続されるものであって、前記キャパシタ部よ
りも大きな容量を持つキャパシタをさらに備えたことを
特徴とする請求項1に記載のダイナミックSRAM。
4. A capacitor, which is connected between a pair of power supply lines for each pair of bit lines and has a capacitance larger than that of the capacitor portion, according to claim 1. The described dynamic SRAM.
【請求項5】フリップフロップを構成するMOSトラン
ジスタ対と;前記フリップフロップMOSトランジスタ
対それぞれのドレイン回路に動作電圧を与えるキャパシ
タ部と;所定の周期で、ビット線対の電位により、前記
キャパシタ部を充電するビット線接続MOSトランジス
タ対と;を具備したメモリセルにおいて、 前記フリップフロップMOSトランジスタ対のゲート部
と、前記ビット線接続MOSトランジスタ対のゲート部
とが、同一工程のポリシリコンで形成されていることを
特徴とするメモリ構造。
5. A MOS transistor pair forming a flip-flop; a capacitor section for applying an operating voltage to the drain circuit of each of the flip-flop MOS transistor pair; and a capacitor section for controlling the capacitor section by a potential of a bit line pair at a predetermined cycle. A bit line connecting MOS transistor pair to be charged; and a gate portion of the flip-flop MOS transistor pair and a gate portion of the bit line connecting MOS transistor pair are formed of polysilicon in the same step. A memory structure characterized by:
【請求項6】前記キャパシタ部を、前記フリップフロッ
プMOSトランジスタ対のドレイン拡散層と前記グラン
ド配線との間にできるキャパシタで構成したことを特徴
とする請求項5に記載のメモリ構造。
6. The memory structure according to claim 5, wherein the capacitor portion is composed of a capacitor formed between the drain diffusion layer of the flip-flop MOS transistor pair and the ground wiring.
【請求項7】前記フリップフロップMOSトランジスタ
対それぞれのドレイン回路を前記ビット線対に選択的に
接続するものであって、前記フリップフロップMOSト
ランジスタ対と同じ導電型のMOSトランジスタゲート
部をさらに設けたことを特徴とする請求項5に記載のメ
モリ構造。
7. A drain circuit of each of the flip-flop MOS transistor pairs is selectively connected to the bit line pair, and a MOS transistor gate portion of the same conductivity type as the flip-flop MOS transistor pair is further provided. The memory structure according to claim 5, wherein:
【請求項8】前記フリップフロップMOSトランジスタ
対それぞれのドレイン回路を前記ビット線対に選択的に
接続するものであって、前記フリップフロップMOSト
ランジスタ対と異なる導電型のMOSトランジスタゲー
ト部をさらに設けたことを特徴とする請求項5に記載の
メモリ構造。
8. A drain circuit of each of the flip-flop MOS transistor pairs is selectively connected to the bit line pair, and a MOS transistor gate portion of a conductivity type different from that of the flip-flop MOS transistor pair is further provided. The memory structure according to claim 5, wherein:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120120066A (en) 2011-04-22 2012-11-01 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Memory element and memory device
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