JPH09223390A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH09223390A
JPH09223390A JP8028030A JP2803096A JPH09223390A JP H09223390 A JPH09223390 A JP H09223390A JP 8028030 A JP8028030 A JP 8028030A JP 2803096 A JP2803096 A JP 2803096A JP H09223390 A JPH09223390 A JP H09223390A
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semiconductor memory
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gblz
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 階層化ビット線方式の半導体記憶装置に関
し、電源電位が変動した場合やノイズが発生した場合等
においても、常に正しいデータを読み出すことができる
半導体記憶装置の提供を目的とする。 【解決手段】 ローカルビット線LBLZ0, LBLZ1およびグ
ローバルビット線GBLZを有する階層化ビット線方式の半
導体記憶装置であって、前記グローバルビット線GBLZと
センス用基準電位VR ' との間で差動増幅する読出用増
幅回路Aと、スタンバイ中はプリチャージ用基準電位V
R にチャージアップされ、且つ、アクティブ中はフロー
ティングになっているダミーのビット線DGBLZ を備え、
前記センス用基準電位VR ' をダミービット線部D1,
D2を介して供給するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体記憶装置に関
し、特に、階層化ビット線方式の半導体記憶装置に関す
る。近年、半導体技術の進歩に伴って、半導体記憶装置
も高集積化および大容量化されており、同時に、高速化
および低消費電力化の要求もされている。そのため、メ
モリセルアレイ部のセンスアンプによる増幅時間の短縮
および消費電力の低減を行なうことのできる半導体記憶
装置の提供が要望されている。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体記憶装置(例えば、DRA
M:Dynamic Random Access Memory)は、64Mビット,
或いは, 256Mビットというように大容量化されつ
つある。そして、処理データの大規模化および周辺機器
の高速化に伴って、半導体記憶装置に対する動作速度の
高速化の要求も強くなっている。さらに、半導体記憶装
置をバッテリ駆動によるノート型のパーソナルコンピュ
ータや携帯機器に使用する場合だけでなく、半導体記憶
装置の消費電力を低減することも重要視されて来てい
る。
【0003】このような要求を満たすものとして、階層
化ビット線方式のDRAM(半導体記憶装置)が提案さ
れている。この階層化ビット線方式は、多層金属配線を
利用して、ビット線をグローバルビット線とポリシリコ
ンまたはポリサイドからなるローカルビット線とに分
け、該グローバルビット線とローカルビット線との間に
トランスファゲートを設けるようになっている。そし
て、階層化ビット線方式は、アクセスの掛かったワード
線が存在するメモリセルアレイ中のトランスファゲート
だけを開く(スイッチオンする)ことにより、ビット線
の低容量化および低時定数化を図るようになっている。
【0004】図10は本発明に対応する関連技術として
の半導体記憶装置の一例を示す回路図である。同図にお
いて、参照符号GBLX,GBLZ はグローバルビット線,LBL0
X,LBL0Z;LBL1X,LBL1Zはローカルビット線,WL はワード
線,DBX,DBZはデータ信号線、TG0,TG1 はトランスファゲ
ート, SAはセンスアンプ, そして, MCはメモリセルを示
している。また、参照符号φX0, φX1はローカルビット
線選択信号, CLはコラム選択信号, TGRX,TGRZ,TGR0,TGR
1 はリセット用トランスファゲート, そして, V R は基
準電圧(固定の基準電圧)を示している。ここで、各ワ
ード線WLと各ローカルビット線LBL0X,LBL0Z,LBL1X,LBL1
Z との間には、それぞれメモリセルMCが設けられてい
る。尚、ローカルビット線対LBL0X,LBL0Z に対しては、
例えば、n+1本のワード線WL(0-o〜0-n)が設けられ、
また、ローカルビット線対LBL1X,LBL1Z に対しては、例
えば、n+1本のワード線WL(1-o〜1-n)が設けらてい
る。
【0005】図10に示されるように、関連技術の半導
体記憶装置においては、ローカルビット線LBL0X,LBL0Z,
LBL1X,LBL1Z とグローバルビット線GBLX,GBLZ の接続点
となるトランスファゲートTG0,TG1 は、それぞれローカ
ルビット線LBL0X,LBL0Z,LBL1X,LBL1Z の一端に設けられ
ている。また、図10に示す関連技術の半導体記憶装置
において、グローバルビット線は、2本の相補の信号線
GBLX,GBLZ として構成されている。
【0006】図11は半導体記憶装置におけるメモリセ
ルMCの一例を示す図である。同図に示されるように、メ
モリセルMCは、ゲートトランジスタQおよび容量Cによ
り構成され、該トランジスタQのドレインはローカルビ
ット線LBL(LBL0X,LBL0Z,LBL1X,LBL1Z)に接続され、ゲー
トはワード線WLに接続され、そして、ソースは容量Cを
介して電源Vp に接続されている。
【0007】このように、図10に示す関連技術の半導
体記憶装置では、グローバルビット線GBLX,GBLZ との接
続を制御するトランスファゲートTG0,TG1 は、各ローカ
ルビット線LBL0X,LBL0Z,LBL1X,LBL1Z の一端に設けら
れ、また、グローバルビット線は、2本の相補の信号線
GBLX,GBLZ として構成されている。図12は図10の半
導体記憶装置の動作を説明するための各信号波形を示す
図である。
【0008】図12に示されるように、まず、/RAS(ロ
ウ・アドレス・ストローブ)信号が高レベル“H”から
低レベル“L”に変化すると、ビット線リセット信号φ
B が高レベル“H"(高電位の電源電圧VccまたはVii)
から低レベル“L"(低電位の電源電圧Vss)へ立ち下が
り、ローカルビット線選択信号φx(φX0, φX1)が変化
すると、対応するローカルビット線LBL0X,LBL0Z が選択
されてグローバルビット線GBLX,GBLZ に接続される。こ
こでは、ローカルビット線選択信号φX0がVcc+α(ま
たは、Vii+α)となってローカルビット線LBL0X,LBL0
Z が選択(セレクト状態)され、ローカルビット線選択
信号φX1が低レベル“L”となってローカルビット線LB
L1X,LBL1Z が非選択(アンセレクト状態)される場合を
考える。
【0009】次いで、所定のワード線WLが選択される
と、該ワード線WLに接続されたメモリセルMCの内容がロ
ーカルビット線LBL0X,LBL0Z を介してグローバルビット
線GBLX,GBLZ に現出する。このとき、関連技術の半導体
記憶装置では、トランスファゲートTG0 がローカルビッ
ト線LBL0X,LBL0Z の一端に設けられているため、ビット
線(LBL0X,LBL0Z) の配線抵抗および信号伝送時定数が大
きくなって、読み出し時間(t)が増大することにもな
る。すなわち、ビット線LBL0X,LBL0Z(GBLX,GBLZ)に十分
な差電圧が生じるまでの時間(t)を短縮するために
は、例えば、ローカルビット線の長さを短くして該ロー
カルビット線の数を増大し、且つ、トランスファゲート
の数および該トランスファゲートを制御する信号線(信
号φX )の数を増大する必要があった。
【0010】さらに、関連技術の半導体記憶装置では、
通常、金属配線(例えば、アルミニウム配線)により形
成されるグローバルビット線GBLX,GBLZ を相補の2本設
ける必要があり、製造技術の問題から上記金属配線間の
ピッチを短くすることができず、集積度が低下すること
にもなっている。尚、図12において、例えば、データ
の読み出し処理が終了すると、/RAS信号が低レベル
“L”から高レベル“H”に変化し、ワード線WLのレベ
ルが低レベル“L”となり、また、ビット線リセット信
号φB も低レベル“L”から高レベル“H”へ戻ってグ
ローバルビット線GBLX,GBLZ のレベルを基準電圧(基準
電位)VR とする。そして、ローカルビット線選択信号
φx(φX0)の電位もVcc+α(または、Vii+α)から
Vcc(または、Vii)となり、ローカルビット線LBL0X,
LBL0Z とグローバルビット線GBLX,GBLZ との接続が初期
状態に戻る。
【0011】上述したような半導体記憶装置(階層化ビ
ット線方式の半導体記憶装置)が有する課題に鑑み、本
発明者は、ローカルビット線の数を増やすことなく、よ
り一層の高速化および低消費電力化を行うことが可能な
半導体記憶装置を特願平6−293050号として提案
した。図13は特願平6−293050号において提案
した本発明に対応する関連技術としての半導体記憶装置
の他の例を示す回路図である。
【0012】図13に示されるように、特願平6−29
3050号において提案した関連技術の半導体記憶装置
は、ローカルビット線LBLZ0,LBLZ1 およびグローバルビ
ット線GBLZ,GBLX を有する階層化ビット線方式の半導体
記憶装置であり、トランスファゲートTG0,TG1 は、ロー
カルビット線LBLZ0,LBLZ1 の中央付近に設けるようにな
っている。すなわち、各トランスファゲートTG0,TG1 と
各ローカルビット線LBLZ0,LBLZ1 の端部のメモリセルMC
との長さを低減し、ビット線の抵抗を低減するようにな
っている。
【0013】さらに、図13に示す関連技術の半導体記
憶装置は、ローカルビット線LBLZ0,LBLZ1 を単一のグロ
ーバルビット線GBLZに接続し、このグローバルビット線
GBLZの電位を基準電位VR との間で差動増幅するように
なっている。すなわち、図10に示す半導体記憶装置に
おける相補の(2本の)グローバルビット線GBLX,GBLZ
にそれぞれ接続していた2対のローカルビット線LBL0X,
LBL0Z;LBL1X,LBL1Z(LBLZ0,LBLZ1)を、単一の(1方の)
グローバルビット線GBLZにのみ接続し、他方のグローバ
ルビット線GBLXを除去するようになっている。これによ
り、グローバルビット線の数を低減(半減)すると共
に、ビット線の充放電電流を削減してセンスアンプの増
幅時間を短縮するようになっている。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】図14は図13の半導
体記憶装置におけるデータ”1”の読み出し動作を説明
するための各信号波形を示す図である。図14に示され
るように、まず、/RAS(ロウ・アドレス・ストローブ)
信号が高レベル“H”から低レベル“L”に変化する
と、ビット線リセット信号φB (図14では省略)が高
レベル“H"(高電位の電源電圧VccまたはVii)から低
レベル“L"(低電位の電源電圧Vss)へ立ち下がり、ロ
ーカルビット線選択信号φx(φX0, φX1)が変化する
と、対応するローカルビット線LBLZ0,LBLZ1 が選択され
てグローバルビット線GBLZに接続される。
【0015】次いで、所定のワード線WLが選択される
と、該ワード線WLに接続されたメモリセルMCの内容がロ
ーカルビット線LBLZ0 を介してグローバルビット線GBLZ
に現出する。ここで、図13に示す関連技術の半導体記
憶装置において、読み出し時の基準電位VR としては、
固定電位(例えば、ビット線のHigh側振巾とLow 側振巾
の中間電位であるVCC/2、または、内部電源電位VII
の中間電位VII/2)に設定される。
【0016】ところで、読み出し時において、外部電源
CC(または、内部電源電位VII)が急激に変動する
と、この中間電位に設定されている基準電位VR も変動
してしまう。この基準電位VR の変動は、半導体記憶装
置自身から発生されるノイズによっても生じ得るもので
あり、例えば、読み出すべきメモリーセルの接続されて
いるビット線がプリチャージ電位(基準電位)VR から
切り離された直後にこの変動が生じると(図14中、符
号TT1参照)、読み出すべきビット線の初期の電位と
基準電位VR との間に差電位が発生し、その結果、最悪
の場合には読み出すべきセルの情報により生じるビット
線の電位と基準電位VR との間に生じるべき差電圧が減
少し、正しい情報を読み出せなくなる。
【0017】具体的に、基準電位VR が正確にVCC/2
(VII/2)の場合に生じるグローバルビット線GBLZの
電位と基準電位VR との電位差(図14中、符号VV1
参照)が、基準電位VR の上昇により逆向きになってし
まい(図14中、符号VV2参照)、本来、メモリセル
に格納されたデータ”1”を、逆のデータ”0”として
読み出してしまう危険があった。このことは、誤った読
み出しデータに従って、メモリセルに対して逆のデータ
を再書き込みすることに対応する。
【0018】尚、グローバルビット線GBLZの電位の変化
は、カレントミラーアンプ(読出用差動増幅器)Aに供
給された基準電圧(基準電位)VR との間で差動増幅さ
れる。さらに、カレントミラーアンプAの出力(GBLX)
はインバータ(再書込用増幅器)A' を介してグローバ
ルビット線GBLZが接続されたカレントミラーアンプAの
入力端子にフィードバックされ、これにより、信号線
(グローバルビット線GBLXに対応) の電位が電位がVcc
(または、Vii:高レベル“H")となり、また、グロー
バルビット線GBLZの電位がVss(低レベル“L")に変化
する。さらに、コラム選択信号CLが低レベル“L"(Vs
s)から高レベル“H"(VccまたはVii)へ変化する
と、トランスファゲートTGDX,TGDZ がスイッチオンし、
信号線(相補のグローバルビット線に対応)GBLX,GBLZの
電位がデータ信号線DBX,DBZ に伝えられて外部へ出力さ
れる。そして、データの読み出し処理が終了すると、/R
AS信号が低レベル“L”から高レベル“H”に変化し、
ワード線WLのレベルが低レベル“L”となり、また、ビ
ット線リセット信号φB も低レベル“L”から高レベル
“H”へ戻って信号線(グローバルビット線)GBLX,GBLZ
のレベルを基準電圧VR とする。このとき、ローカルビ
ット線選択信号φx(φX0, φX1)の電位もVcc+α(ま
たは、Vii+α)からVcc(または、Vii)となり、ロ
ーカルビット線LBLZ0,LBLZ1 とグローバルビット線GBLZ
との接続が初期状態に戻る。
【0019】このように、図13に示す関連技術の半導
体記憶装置は、グローバルビット線の数を低減すると共
に、ビット線の充放電電流を削減してセンスアンプの増
幅時間を短縮することが可能ではあるものの、外部電源
CCや内部電源電位VIIの変動、或いは、半導体記憶装
置自身から発生されるノイズ等により、最悪の場合には
読み出すべきメモリセルの情報により生じるビット線の
電位と基準電位VR との間に生じるべき差電圧が減少
し、正しい情報を読み出せなくなる危険が考えられる。
【0020】本発明は、上述した従来の半導体記憶装置
が有する課題に鑑み、電源電位(V CCまたはVII)が変
動した場合やノイズが発生した場合等においても、常に
正しいデータを読み出すことができる半導体記憶装置の
提供を目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】図1は本発明に係る半導
体記憶装置の原理構成を示す回路図である。本発明によ
れば、ローカルビット線LBLZ0, LBLZ1およびグローバル
ビット線GBLZを有する階層化ビット線方式の半導体記憶
装置であって、前記グローバルビット線GBLZとセンス用
基準電位VR ' との間で差動増幅する読出用増幅回路A
と、スタンバイ中はプリチャージ用基準電位VR にチャ
ージアップされ、且つ、アクティブ中はフローティング
になっているダミーのビット線DGBLZ を備え、前記セン
ス用基準電位VR ' をダミービット線部D1,D2を介
して供給するようにしたことを特徴とする半導体記憶装
置が提供される。
【0022】
【発明の実施の形態】本発明の半導体記憶装置は、ロー
カルビット線LBLZ0, LBLZ1およびグローバルビット線GB
LZを有する階層化ビット線方式の半導体記憶装置であ
り、グローバルビット線GBLZとセンス用基準電位VR '
との間で差動増幅する読出用増幅回路Aを備えている。
本発明の半導体記憶装置によれば、センス用基準電位V
R ' はダミービット線部D1,D2を介して供給されて
いる。そして、このダミーのビット線DGBLZ は、スタン
バイ中はプリチャージ用基準電位VR にチャージアップ
され、また、アクティブ中はフローティングとされてい
る。これにより、本発明の半導体記憶装置は、電源電位
が変動した場合やノイズが発生した場合等においても、
常に正しいデータを読み出すことができる。
【0023】図1において、参照符号RRは実際に使用
するリアルビット線部を示し、また、D1およびD2は
ダミービット線部を示している。リアルビット線部RR
は、グローバルビット線GBLZ, ローカルビット線LBLZ0,
LBLZ1,メモリセルMC, および, センスアンプ部等を含
み、また、ダミービット線部D1(D2)は、ダミーグ
ローバルビット線DGBLZ,ダミーローカルビット線DLBLZ
0,DLBLZ1,および, メモリセルMC等を含んで構成されて
いる。ここで、リアルビット線部RRは、実際には、例
えば、128本のグローバルビット線GBLZを含んで構成
されている。
【0024】さらに、図1において、参照符号 DBX,DBZ
はデータ信号線、TG0,TG1 はトランスファゲート、
φX0, φX1はローカルビット線選択信号、CLはコラム選
択信号、VR はプリチャージ用基準電圧(プリチャージ
用基準電位)、そして、VR ' はセンス用基準電圧(セ
ンス用基準電位)を示している。ここで、各ワード線WL
と各ローカルビット線LBLZ0,LBLZ1 との間には、それぞ
れメモリセルMCが設けられている。尚、ローカルビット
線LBLZ0,LBLZ1 は、それぞれ一対設けられている。さら
に、ローカルビット線LBLZ0 に対しては、例えば、n+
1本のワード線WL(0-o〜0-n)が設けられ、また、ローカ
ルビット線LBLZ1 に対しては、例えば、n+1本のワー
ド線WL(1-o〜1-n)が設けらている。また、メモリセルMC
の構成は、前述した図11に示すものと同様である。
【0025】図1に示されるように、本発明の半導体記
憶装置においては、実際にデータを格納するために使用
するリアルビット線部RRと共に、センス用基準電位V
R 'をリアルビット線部RRのセンスアンプ部(読出用
増幅回路:差動増幅回路、カレントミラーアンプA)に
供給するためのダミービット線部D1,D2が設けられ
ている。このダミービット線部D1,D2におけるグロ
ーバルビット線DGBLZの一端には、ゲートにビット線リ
セット信号φB が供給されたトランジスタTGRDが設けら
れ、また、該グローバルビット線DGBLZ の他端には、読
出用増幅回路Aの一方の入力(基準電位入力)が接続さ
れている。すなわち、読出用増幅回路Aの基準電位入力
に印加されるセンス用基準電位VR ' は、ビット線プリ
チャージ制御信号(ビット線リセット信号)φB により
制御されるトランジスタTGRDに応じたビット線プリチャ
ージ用基準電位VR がダミービット線部D1,D2のグ
ローバルビット線DGBLZ を介して供給されたものとな
る。
【0026】ここで、ダミービット線部D1,D2のト
ランジスタTGRDを制御するビット線プリチャージ制御信
号φB は、リアルビット線部RRのトランジスタTGRDを
制御する信号(φB )であるため、読出用増幅回路Aの
基準電位入力に印加されるセンス用基準電位VR ' は、
スタンバイ中はプリチャージ用基準電位VR にチャージ
アップされ、また、アクティブ中はフローティングとさ
れることになる。従って、この時(アクティブ状態)、
電源電圧が変動したとしても、その変動に関わらず、セ
ンス用基準電位VR ' を保持することができ、そのセン
ス用基準電位V R ' とリアルビット線部RRのグローバ
ルビット線GBLZの電位とを読出用増幅回路Aで差動増幅
することによりデータの読み出しを行うようになってい
る。
【0027】さらに、センス用基準電位VR ' は、ダミ
ービット線部D1,D2のグローバルビット線DGBLZ を
介して供給されるため、例えば、アクティブ状態におけ
るノイズ等によりリアルビット線部RRのグローバルビ
ット線GBLZの電位が変動するような場合でも、該変動に
応じてセンス用基準電位VR ' も変動することになるた
め、データの読み出し処理を正しく行うことができる。
【0028】図2は図1の半導体記憶装置の動作を説明
するための各信号波形を示す図である。図2に示される
ように、まず、/RAS(ロウ・アドレス・ストローブ)信
号が高レベル“H”から低レベル“L”に変化すると、
ビット線リセット信号φB が高レベル“H"(高電位の電
源電圧VccまたはVii)から低レベル“L"(低電位の電
源電圧Vss)へ立ち下がり、ローカルビット線選択信号
φx(φX0, φX1)が変化すると、実際にデータの読み書
きを行うために使用するリアルビット線部RRにおいて
は、対応するローカルビット線LBLZ0,LBLZ1 が選択され
てグローバルビット線GBLZに接続される。ここで、ダミ
ービット線部D1,D2においては、ビット線リセット
信号φB が高レベル“H”の時、トランジスタTGRDはス
イッチ・オンとなり、グローバルビット線DGBLZ を介し
てプリチャージ用基準電位VR (V CC/2、または、V
II/2)が読出用増幅回路Aの基準電位入力に印加され
るが、ビット線リセット信号φB が低レベル“L”にな
ると、トランジスタTGRDはスイッチ・オフして、グロー
バルビット線DGBLZ はフローティング状態となる。
【0029】図2では、ビット線リセット信号φB が高
レベル“H”から低レベル“L”へ立ち下がり、ローカ
ルビット線選択信号φx(φX0, φX1)が変化するアクテ
ィブ時において、電源電圧(外部電源電圧VCCまたは内
部電源電圧VII)が急激に上昇した場合(図2中、符号
TT1参照)を示しているが、この時、プリチャージ用
基準電位VR (VCC/2、または、VII/2)も該電源
電圧の上昇に応じて変動する。しかしながら、読出用増
幅回路Aの基準電位入力に印加されるセンス用基準電位
R ' は、ビット線リセット信号φB によりトランジス
タTGRDがスイッチ・オフとされて、グローバルビット線
DGBLZ がフローティングとなっているため、それまでの
電圧を保持することができる。すなわち、本発明の半導
体記憶装置によれば、リアルビット線部RRのグローバ
ルビット線GBLZがフローティングになった直後に電源電
圧(VCC,VII)が急激に変動しても、ダミービット線
部のグローバルビット線DGBLZ を介して供給されるセン
ス用基準電位VR ’はリアルビット線部のグローバルビ
ット線GBLZと同じカップリングを持つフローティングな
ノードであるため、該アルビット線部のグローバルビッ
ト線GBLZと同等な変動しか起らない。従って、読出用増
幅回路Aでは、リアルビット線部RRにおけるグローバ
ルビット線GBLZの電位とセンス用基準電位VR ' との電
位差がセンスされるため、プリチャージ用基準電位VR
の変動に関わらず、正しくデータの読み出しを行うこと
が可能となる。
【0030】尚、アクティブ状態におけるノイズ等によ
りリアルビット線部RRのグローバルビット線GBLZの電
位が変動した場合、その変動を打ち消すように、センス
用基準電位VR ' も変化する様子は、後に図4を参照し
て説明される。
【0031】
【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る半導体記
憶装置の実施例を説明する。図3は本発明の半導体記憶
装置の一実施例を示す回路図である。同図において、参
照符号RRは実際に使用するリアルビット線部を示し、
また、D1およびD2はダミービット線部を示してい
る。また、リアルビット線部RRにおいて、参照符号GB
LZはグローバルビット線、LBLZ0,LBLZ1 はローカルビッ
ト線、WLはワード線,DBX,DBZはデータ信号線、TG0,TG1
はトランスファゲート、そして、MCはメモリセルを示し
ている。さらに、参照符号φX0, φX1はローカルビット
線選択信号, CLはコラム選択信号, そして, VR はプリ
チャージ用基準電圧を示している。また、図3におい
て、参照符号Aはカレントミラーアンプ(読出用増幅回
路),A' はトライステートインバータ(再書込用増幅回
路),φB はビット線リセット信号, φ1 はカレントミラ
ーアンプの活性化信号,/φ2 は再書き込み用のインバー
タの活性化信号,CLRは読み出し用コラム選択信号, そし
て,CLWは書き込み用コラム選択信号を示している。
【0032】ダミービット線部D1(D2)において、
参照符号DGBLZ はグローバルビット線、DLBLZ0,DLBLZ1
はローカルビット線、WLはワード線,DBX,DBZはデータ信
号線、TG0,TG1 はトランスファゲート、そして、VR '
はセンス用基準電圧を示している。ここで、カレントミ
ラーアンプAは読み出し用の差動増幅器であり、また、
トライステートインバータA’は再書き込み用の増幅器
である。尚、図3から明らかなように、ダミービット線
部D1(D2)には、カレントミラーアンプAおよびイ
ンバータA' 等の書込/読出回路は設けられていない
が、その他の構成はリアルビット線部RRと同様とされ
ている。また、リアルビット線部RRは、例えば、12
8本のグローバルビット線GBLZを含んで構成されてい
る。
【0033】ここで、図3に示す実施例では、リアルビ
ット線部RRの両側にダミービット線部D1およびD2
を設けるように構成されているが、図9を参照して後述
するように、リアルビット線部RRの一方だけに設けて
もよく、或いは、所定数のリアルビット線部RR(メモ
リアレイの所定数のサブアレイ)に対して設けるように
してもよい。尚、ダミービット線部D1(D2)の構成
を書込/読出回路(カレントミラーアンプA等)を除い
てリアルビット線部RRと同様としたのは、ノイズ等の
影響によるリアルビット線部RRのグローバルビット線
GBLZの電位の変動を、ダミービット線部D1(D2)の
グローバルビット線DGBLZ の電位の変化に反映させるた
めである。
【0034】各ワード線WLと各ローカルビット線LBLZ0,
LBLZ1 との間には、それぞれメモリセルMCが設けられ、
また、ローカルビット線LBLZ0,LBLZ1 は、それぞれ一対
設けられている。さらに、ローカルビット線LBLZ0 に対
しては、例えば、n+1本のワード線WL(0-o〜0-n)が設
けられ、また、ローカルビット線LBLZ1 に対しては、例
えば、n+1本のワード線WL(1-o〜1-n)が設けらてい
る。
【0035】図3に示されるように、本実施例の半導体
記憶装置においては、図13の半導体記憶装置と同様
に、ローカルビット線LBLZ0,LBLZ1 とグローバルビット
線GBLZの接続点となるトランスファゲートTG0,TG1 をロ
ーカルビット線LBLZ0,LBLZ1 の中央に設けるようになっ
ている。すなわち、各トランスファゲートTG0,TG1 と各
ローカルビット線LBLZ0,LBLZ1 の端部のメモリセルMCと
の長さを図10に示す関連技術の半導体記憶装置におけ
るものの約半分とし、ビット線の抵抗を低減するように
なっている。
【0036】さらに、図10と図3との比較から明らか
なように、本実施例の半導体記憶装置においては、図1
0の関連技術における相補の(2本の)グローバルビッ
ト線GBLX,GBLZ にそれぞれ接続していた2対のローカル
ビット線LBL0X,LBL0Z;LBL1X,LBL1Z(LBLZ0,LBLZ1)を、図
13の半導体記憶装置と同様に、単一の(1方の)グロ
ーバルビット線GBLZにのみ接続し、他方のグローバルビ
ット線GBLXを除去するようになっている。そして、本実
施例の半導体記憶装置は、カレントミラーアンプAによ
り、リアルビット線部RRにおけるグローバルビット線
GBLZの電位をセンス用基準電位VR ' との間で差動増幅
することにより、グローバルビット線の数を低減(半
減)すると共に、ビット線の充放電電流を削減してセン
スアンプの増幅時間を短縮するようになっている。ここ
で、リアルビット線部RRのグローバルビット線GBLZの
両端には、ゲートにビット線リセット信号φB が供給さ
れたリセット用トランジスタTGR およびトランジスタ33
が設けられ、該ビット線リセット信号φB (φB が高レ
ベル“H”のとき)によりグローバルビット線GBLZのレ
ベルをプリチャージ用基準電圧VR とするようになって
いる。尚、後述するカレントミラーアンプAの出力信号
線(GBLX)も、ゲートにビット線リセット信号φB が供
給されたリセット用のトランジスタ31により基準電圧
(プリチャージ用基準電圧)VR にリセットされるよう
になっている。
【0037】図3に示されるように、カレントミラーア
ンプ(読出用増幅回路)Aは、Pチャネル型MOSトラ
ンジスタ11,12 およびNチャネル型MOSトランジスタ
13,14,15,16 で構成され、リアルビット線部RRのグロ
ーバルビット線GBLZはトランジスタ13のゲートに接続さ
れている。また、ダミービット線部D1(D2)のグロ
ーバルビット線DGBLZ(センス用基準電位VR ')は、トラ
ンジスタ14のゲート(基準電位入力)に印加されるよう
になっており、これにより、カレントミラーアンプAに
おいて、リアルビット線部RRのグローバルビット線GB
LZの電位がセンス用基準電位VR ' と比較されてデータ
の読み出しが行われることになる。
【0038】また、トライステート型のインバータ(再
書込用増幅回路)A' は、Pチャネル型MOSトランジ
スタ21,22 およびNチャネル型MOSトランジスタ23,2
4 で構成され、グローバルビット線GBLZはトランジスタ
22と23の接続個所に接続され、また、カレントミラーア
ンプAの出力信号(GBLX)はトランジスタ22および23の
ゲートに供給されている。また、トランジスタ21および
24のソースには、それぞれPチャネルドライブ信号PSA
およびNチャネルドライブ信号NSA が供給されている。
ここで、トランジスタ24のゲートにはノアゲート41の出
力が供給され、また、トランジスタ21のゲートにはイン
バータ42を介してノアゲート41の出力が供給されてい
る。尚、ノアゲート41およびインバータ42で構成される
制御回路Bは、例えば、コラムデコーダ単位に設ければ
よく、複数のセンスアンプで共用することができる。ま
た、ノアゲート41の入力には、再書き込み用インバータ
の活性化信号 /φ2,および, 書き込み用コラム選択信号
CLW が供給され、該信号 /φ 2,CLW によりインバータ
A' の動作を制御するようになっている。
【0039】すなわち、上述したように、リアルビット
線部RRのグローバルビット線GBLZの電位は、カレント
ミラーアンプAにより、ダミービット線部D1(D2)
のグローバルビット線DGBLZ を介して供給されるセンス
用基準電位VR ' との間で差動増幅される。また、カレ
ントミラーアンプAの出力(GBLX)は増幅器A' を介して
リアルビット線部RRのグローバルビット線GBLZと共に
カレントミラーアンプAの入力端子に供給され、これに
より、相補のグローバルビット線GBLX,GBLZ に対応する
信号線が構成され、該信号線GBLX,GBLZ の電位はトラン
スファゲート32,34(TGDX,TGDZ)を介してデータ信号線DB
WX,DBRX(DBX)およびDBWZ(DBZ) に伝えられて外部へ出力
されるようになっている。ここで、トランスファゲート
32は、ゲートに読み出し用コラム選択信号CLR が供給さ
れたトランジスタ321 およびゲートに書き込み用コラム
選択信号CLW が供給されたトランジスタ322 で構成さ
れ、読み出しおよび書き込み時に選択されるようになっ
ており、また、トランスファゲート33は、ゲートに書き
込み用コラム選択信号CLW が供給されたトランジスタで
構成され、書き込み時に選択されるようになっている。
尚、参照符号DBWX,DBWZ は書き込み用のデータ信号線,
DBRXは読み出し用のデータ信号線を示し、データ信号線
DBX は書き込みおよび読み出し両方のデータ信号線DBW
X,DBRX として使用される。図4は図3の半導体記憶装
置におけるデータ”1”の読み出し動作を説明するため
の各信号波形を示す図である。
【0040】図4に示されるように、まず、読み出し動
作が開始されると、/RAS(ロウ・アドレス・ストロー
ブ)信号が高レベル“H”から低レベル“L”に変化
し、ビット線リセット信号φB が高レベル“H"(高電位
の電源電圧VccまたはVii)から低レベル“L"(低電位
の電源電圧Vss)へ立ち下がり、グローバルビット線GB
LZおよびカレントミラーアンプAの出力信号線(GBLX)
のレベルがプリチャージ用基準電圧VR から解放され
る。
【0041】ここで、ダミービット線部D1,D2にお
いて、ビット線リセット信号φB が高レベル“H”の
時、トランジスタTGRDはスイッチ・オンとなり、グロー
バルビット線DGBLZ を介してプリチャージ用基準電位V
R (VCC/2、または、VII/2)が読出用増幅回路A
の基準電位入力に印加されるが、ビット線リセット信号
φB が低レベル“L”になると、トランジスタTGRDはス
イッチ・オフして、グローバルビット線DGBLZ はフロー
ティング状態となる。
【0042】また、実際にデータの読み書きを行うため
に使用するリアルビット線部RRにおいて、ローカルビ
ット線選択信号φx(φX0, φX1)が変化すると、対応す
るローカルビット線LBLZ0,LBLZ1 が選択されてグローバ
ルビット線GBLZに接続される。具体的に、一方のローカ
ルビット線選択信号φX0の電位がVcc(または、Vii)
からVcc+α(または、Vii+α)に変化する(セレク
ト状態)と、該信号φ X0がゲートに供給されたトランス
ファゲートTG0(2つ)がスイッチオンとなってローカル
ビット線LBLZ0(2本)とグローバルビット線GBLZが接続
され、また、他方のローカルビット線選択信号φX1の電
位がVcc(または、Vii)からVssに変化する(アンセ
レクト状態)と、該信号φX1がゲートに供給されたトラ
ンスファゲートTG1(2つ)がスイッチオフとなりローカ
ルビット線LBLZ0(2本)とグローバルビット線GBLZとは
切断される。すなわち、一方の(或いは、1つの)ロー
カルビット線対LBLZ0 がグローバルビット線GBLZに接続
される。
【0043】この時、ダミービット線部D1,D2にお
いては、ビット線リセット信号φBが高レベル“H”の
時、トランジスタTGRDはスイッチ・オンとなり、グロー
バルビット線DGBLZ を介してプリチャージ用基準電位V
R (VCC/2、または、VII/2)が読出用増幅回路A
の基準電位入力に印加されるが、ビット線リセット信号
φB が低レベル“L”になると、トランジスタTGRDはス
イッチ・オフして、グローバルビット線DGBLZ はフロー
ティング状態となる。
【0044】次いで、リアルビット線部RRにおいて、
所定のワード線WL(アドレス信号に対応して選択される
任意の1本のワード線)が選択され、また、カレントミ
ラーアンプの活性化信号φ1 が高レベル“H" になる
と、カレントミラーアンプAが活性化され、さらに、読
み出し用コラム選択信号CLR が高レベル“H" になる
と、トランジスタ(トランスファゲート)321がスイッチ
・オンとなって、カレントミラーアンプAの出力信号線
GBLXがデータ信号線DBX(DBRX) に接続される。これによ
り、上記選択された所定のワード線WLに接続されたメモ
リセルMCの内容がローカルビット線LBLZ0 を介してグロ
ーバルビット線GBLZに現出する。ここで、本実施例で
は、読み出し用コラム選択信号CLR を、読み出し信号の
増幅前に高レベル“H" とし、カレントミラーアンプA
の出力線GBLXをデータ信号線DBX(DBRX)に接続しておく
ことができ、読み出し動作をより一層高速化することが
できる。
【0045】このとき、ダミービット線部D1,D2に
おいても、リアルビット線部RRと同様に、ローカルビ
ット線選択信号φx(φX0, φX1)が変化すると、対応す
るローカルビット線DLBLZ0,DLBLZ1 が選択されてグロー
バルビット線DGBLZ に接続され、さらに、選択された所
定のワード線WLには所定の電位(高レベル“H")が印加
される。尚、ダミービット線部D1,D2におけるメモ
リセルMCにはデータの書き込みは行われておらず、所定
のワード線WLが選択されても、グローバルビット線DGBL
Z の電位(センス用基準電位VR ')が変化することはな
い。
【0046】図4では、ビット線リセット信号φB が高
レベル“H”から低レベル“L”へ立ち下がり、ローカ
ルビット線選択信号φx(φX0, φX1)が変化するアクテ
ィブ時において、ノイズ等によりリアルビット線部RR
のグローバルビット線GBLZの電位が変動した場合を示し
ている(図4中、符号TT2参照)。このように、リア
ルビット線部RRのグローバルビット線GBLZの電位が変
動すると、該リアルビット線部RRと同様に構成したダ
ミービット線部D1(D2)のグローバルビット線DGBL
Z を介してカレントミラーアンプAの一方の入力(基準
電位入力)に印加されるセンス用基準電位VR ' も同様
に変動する(図4中、符号TT3参照)。従って、リア
ルビット線部RRのグローバルビット線GBLZの電位とセ
ンス用基準電位VR ' との間の電位差は、グローバルビ
ット線GBLZの電位が変動しない時とほぼ同じ電圧となる
(図4中、符号VV3参照)。すなわち、例えば、ワー
ド線WLの電位がVSSからVCC+α(または、VII+α)
へ上昇した場合やローカルビット線セレクト信号φxの
CCからVCC+α(または、VIIからVII+α)へ上昇
した場合、或いは、非選択の場合におけるワード線WLの
SSへの変化等によるカップリングノイズに対しても、
ダミービット線部のグローバルビット線DGBLZ を介して
供給されるセンス用基準電位VR ' は、リアルビット線
部RRのグローバルビット線GBLZの電位の変動と同様の
影響を受けるため、両者の変動巾はほぼ一致することに
なる。従って、アクティブ状態におけるノイズ等により
リアルビット線部RRのグローバルビット線GBLZの電位
が変動した場合でも、その変動に対応してセンス用基準
電位VR ' も変化するため、カレントミラーアンプAは
データ読み出しを正しく行うことができる。
【0047】このとき、本実施例の半導体記憶装置で
は、トランスファゲートTG0(TG1)がローカルビット線LB
LZ0(LBLZ1)の中央付近に設けられているため、選択され
たメモリセルMCによる電位の変化を短時間の内にビット
線へ伝えることができる。すなわち、例えば、選択され
たメモリセルMCがトランスファゲートTG0 から最も遠い
場合でも、その距離はローカルビット線LBLZ0 の半分以
下になるため、ビット線(ローカルビット線LBLZ0)によ
る抵抗が低減され、選択されたメモリセルMCによるロー
カルビット線LBLZ0 の電位の変化が短時間で(高速に)
グローバルビット線GBLZへ伝えられることになる。この
ことは、図4に示されるビット線の電位の変化時間T
が、前述した図12に示す変化時間tよりも短いこと
(約半分)により示される。
【0048】さらに、図4に示されるように、再書き込
み用インバータの活性化信号 /φ2が低レベル“L" に
なり、ノアゲート41に入力される書き込み用コラム選択
信号CLW が低レベル“L" であるため、ノアゲート41の
出力は高レベル“H”となりトライステートインバータ
(再書込用増幅器)A' が活性化される。すなわち、リ
アルビット線部RRのグローバルビット線GBLZの電位の
変化(図4では、高電位側への変化)は、カレントミラ
ーアンプAに供給されたセンス用基準電圧VR ' との間
で差動増幅され、該カレントミラーアンプAの出力信号
(GBLX) の電位がインバータA' におけるトランジスタ
22,23 のゲートに印加され、反転増幅されてグローバル
ビット線GBLZに出力される。また、トランジスタ21およ
び24のソースに供給されるPチャネルおよびNチャネル
ドライブ信号PSA,NSA は、スタンバイ時のプリチャージ
用基準電圧VR のレベルから、活性化信号φ 2 が変化す
る(活性化される)前に、電圧Vcc(または、Vii)お
よびVssのレベルへチャージアップおよびディスチャー
ジされる。これにより、グローバルビット線GBLZとカレ
ントミラーアンプAの出力信号(GBLX) との電位差が広
げられることになる。そして、カレントミラーアンプA
の出力信号(GBLX) は、トランジスタ321 を介してデー
タ信号線DBRX(DBX) に伝えられて外部へ出力されるよう
になっている。尚、グローバルビット線GBLZの電位は、
トランスファゲート(トランジスタ)34がオフ状態なの
で、データ信号線DBZ に伝えられないようになってい
る。
【0049】そして、データの読み出し処理が終了する
と、/RAS信号が低レベル“L”から高レベル“H”に変
化し、ワード線WLのレベルが低レベル“L”となり、ま
た、カレントミラーアンプの活性化信号φ1 が高レベル
“H”から低レベル“L" になってカレントミラーアン
プAが不活性とされ、ビット線リセット信号φB も低レ
ベル“L”から高レベル“H”へ戻ってグローバルビッ
ト線GBLZおよび信号線GBLXのレベルを基準電圧VR とす
る。さらに、ローカルビット線選択信号φx(φ X0,
φX1)の電位もVcc+α(または、Vii+α:セレクト
状態)からVcc(または、Vii)、或いは、Vss(アン
セレクト状態)からVcc(または、Vii)となり、ロー
カルビット線LBLZ0,LBLZ1 とグローバルビット線GBLZと
の接続が初期状態に戻される。
【0050】ここで、本実施例では、例えば、読み出し
時において、グローバルビット線GBLZが読み出し配線
(データ信号線)DBRX(DBX)に直接接続されていないた
め、読み出し用コラム選択信号CLR を早い時期に活性化
することができる。さらに、ワード線WLが活性化される
と、図10に示す関連技術の半導体記憶装置の約半分の
時定数でグローバルビット線GBLZに電位が供給され基準
電圧VR との間に差電圧がつく。すると、カレントミラ
ーアンプAは、ワード線WLとほぼ同時にカレントミラー
アンプの活性化信号φ1 が活性化されているため、直ち
に差動増幅を行って出力信号GBLXを32(321) を介してデ
ータ信号線DBRX(DBX) ににセル情報を送り出し、高速な
アクセスが可能となる。ここで、出力信号GBLXの増幅
は、容量が小さいため高速に行なうことができ、再書き
込み用インバータA' の活性化信号 /φ 2 が出力される
時点では、既に増幅が終了しているため、グローバルビ
ット線GBLZへの再書き込みも高速で行なわれる。しか
も、インバータA' における貫通電流はほとんど発生し
ないため、消費電流を十分に削減することが可能とな
る。具体的に、ビット線の充放電電流は、通常の場合、
図10に示す関連技術の半導体記憶装置の約半分にな
る。さらに、グローバルビット線GBLZのピッチを図10
の半導体記憶装置の約2倍に緩めることが可能なため、
グローバルビット線の線間容量や相互干渉を低減するこ
ともできる。これらの効果は、読み出し時だけでなく、
書き込み時においても同様に発揮される。
【0051】図5は本発明の半導体記憶装置の他の実施
例を示す回路図である。図5に示す実施例では、ダミー
ビット線部D1' をリアルビット線部RRの一方にだけ
設けるようにしたものであり、また、該ダミービット線
部D1' ではメモリセルMCを省略するように構成されて
いる。このように、メモリセルMCを省略したダミービッ
ト線部D1' をリアルビット線部RRの一方にだけ設け
た場合でも、リアルビット線部RRにおけるグローバル
ビット線GBLZの電位変動を、センス用基準電位VR '(ダ
ミービット線部D1' のグローバルビット線DGBLZ を介
してカレントミラーアンプAの基準電位入力に印加され
るセンス用基準電圧)に反映させることができる。しか
しながら、ローカルビット線選択信号φx(φX0, φ X1
により制御されるトランスファゲートTG0 およびTG1
は、ダミービット線部D1' に設ける必要がある。尚、
図5に示す半導体記憶装置の動作は、図4を参照して説
明したものと同様であるので、その説明は省略する。
【0052】上述したように、本発明に係る半導体記憶
装置の各実施例によれば、ダミービット線部D1,D2
(D1' )のグローバルビット線DGBLZ は、スタンバイ
時にリアルビット線部RRのグローバルビット線GBLZと
同じプリチャージ用基準電位VR にチャージアップされ
る。その後、ビット線リセット信号φB によりリアルビ
ット線部RRのグローバルビット線GBLZがプリチャージ
電位VR から切り離されると同時に、ダミービット線も
プリチャージ電位VR から切り離される。これによっ
て、ビット線がプリチャージ電位VR から切り離されて
から、電源の急激な変化が生じてプリチャージ電位VR
が変動した場合でも、リアルビット線部のグローバルビ
ット線GBLZとダミービット線部のグローバルビット線DG
BLZ とは共にフローティングとなっているため、カップ
リングによる変動が生じても、該グローバルビット線GB
LZ, DGBLZ 間に電位差は生じない。また、同様の理由に
より、ビット線(グローバルビット線GBLZ, DGBLZ )が
ワード線WLやローカルビット線選択信号の立ち上り、立
ち下がりによるカップリングノイズを受けて変動する際
にも、ダミービット線部のグローバルビット線DGBLZ は
リアルビット線部のグローバルビット線GBLZと同じ影響
を受けるため、該グローバルビット線GBLZ, DGBLZ 間に
電位差は生じない。その結果、電源電位が変動した場合
やノイズが発生した場合等においても、常に正しいデー
タを読み出すことが可能となる。
【0053】上述した各実施例では、センス用基準電位
R ’がメモリアレイにおけるメモリブロック内、或い
は、サブアレイ内を配線される際の配線容量が考慮され
ておらず、リアルビット線部のグローバルビット線GBLZ
の電位およびセンス用基準電位VR ’の変動には若干の
差が有ると考えられる。そこで、図3(図1)に示す実
施例では、ダミービット線部D1,D2をリアルビット
線部RRの両端の2個所に設け、サブアレイ内等の配線
容量を補償するようになっている。しかし、図5に示す
実施例のように、ダミービット線部D1’をリアルビッ
ト線部RRの一方に設け、メモリセルMCを省略した場合
でも、実際の使用に当たっては殆ど問題となることはな
い。尚、メモリアレイの面積の増加を招くことにはなる
が、メモリアレイにおける対称性を保つために、上記の
センス用基準電圧VR ’を発生するためのダミーの配線
をメモリアレイのサブアレイ内に設置することもでき
る。
【0054】図6は本発明の半導体記憶装置のさらに他
の実施例を示す回路図であり、図7は図6の半導体記憶
装置におけるデータ”1”の読み出し動作を説明するた
めの各信号波形を示す図である。図6に示す半導体記憶
装置の実施例は、前述した図3(図5)に示す半導体記
憶装置とは読出用増幅回路(A)および再書込用増幅回
路(A')の構成が異なっている。図6において、参照符
号17は、ゲートに活性化信号φ1 が供給されたNチャネ
ル型MOSトランジスタ, 20はインバータ201 および20
2 により構成されたラッチ回路, そして, 25はトランス
ファーゲートを示している。
【0055】図6に示されるように、読出用増幅回路
(カレントミラーアンプ)Aは、Pチャネル型MOSト
ランジスタ11,12 およびNチャネル型MOSトランジス
タ13,14,17で構成され、リアルビット線部RRのグロー
バルビット線GBLZはトランジスタ13のゲートに接続され
ている。また、ダミービット線部D1(D2)のグロー
バルビット線DGBLZ(センス用基準電位VR ')は、トラン
ジスタ14のゲート(基準電位入力)に印加されるように
なっており、これにより、カレントミラーアンプAにお
いて、リアルビット線部RRのグローバルビット線GBLZ
の電位がセンス用基準電位VR ' と比較されてデータの
読み出しが行われることになる。
【0056】ここで、図7に示されるように、カレント
ミラーアンプA用の活性化信号φ1は、図4における活
性化信号φ1 よりも短い期間だけ高レベル”H”となっ
ている。これは、本実施例のカレントミラーアンプAで
は、活性化信号φ1 が高レベル”H”となっている間
中、トランジスタ17を介して貫通電流が流れるので、該
貫通電流による消費電力を最小限に抑えるためである。
【0057】また、再書込用増幅回路A’は、ラッチ回
路20およびトランスファーゲート25を備えて構成されて
いる。ラッチ回路20は、逆接続された2つのインバータ
201および202 で構成され、該ラッチ回路20の入力はグ
ローバルビット線GBLXに接続され、また、該ラッチ回路
20の出力はトランスファーゲート25を介してグローバル
ビット線GBLXに接続されている。トランスファーゲート
25は、活性化信号 /φ 2 がゲートに供給されたPチャネ
ル型MOSトランジスタ251 および活性化信号φ2 がゲ
ートに供給されたNチャネル型MOSトランジスタ252
を備えて構成されている。
【0058】この図6に示す実施例においても、カレン
トミラーアンプAは、リアルビット線部RRにおけるグ
ローバルビット線GBLZの電位をセンス用基準電位VR '
との間で差動増幅するようになっている。なお、図7に
示すデータ”1”の読み出し動作の各信号波形は、前述
した図4の信号波形と同様であり、その説明は省略す
る。また、本実施例においても、再書込用増幅回路A’
を図3に示すようなトライステートインバータとして構
成してもよいのはもちろんである。
【0059】図8は図6の半導体記憶装置の変形例を示
す回路図である。この図8に示す変形例は、図6に示す
半導体記憶装置におけるものと同様の読出用増幅回路A
および再書込用増幅回路A' を備えているが、制御回路
B等の構成が異なっている。すなわち、図8に示す半導
体記憶装置では、グローバルビット線GBLXは、Nチャネ
ル型MOSトランジスタ320 を介してデータ信号線DBX
に接続され、図3の半導体記憶装置におけるトランジス
タ34,33 を取り除くように構成されている。さらに、制
御回路Bにおいても、書き込み用コラム選択信号CLW と
の論理を取る必要がないため、ノアゲート41を設けるこ
となく、インバータ40により活性化信号/φ22 を生
成してトランスファゲートのトランジスタ251,252 を制
御するようになっている。
【0060】ここで、図3の半導体記憶装置におけるデ
ータ信号線DBZ に接続されたトランジスタ34を取り除く
ことができるのは、データ信号線DBX に読み出されるデ
ータにより十分な読み出し動作が可能であると共に、ラ
ッチ回路20およびトランスファゲート25を有する再書込
用増幅回路A' によるデータの再書き込みが十分に行え
るからである。
【0061】図9は本発明の半導体記憶装置の全体的な
構成を概略的に示す図である。図9(a) 〜図9(c) にお
いて、参照符号6はメモリアレイ、60,61,…はメモリブ
ロック、そして、600,601,…はサブアレイを示してい
る。尚、各サブアレイ(600) は、例えば、128本のグ
ローバルビット線(リアルビット線部のグローバルビッ
ト線GBLZ) を備えて構成されている。また、図9(a) 〜
図9(c) において、参照符号600A,600B, 601A,601B,
…; 600C, 601C, …; および; 60A,60B, 61A, 61Bはそ
れぞれダミービット線部(D1,D2)を示している。
【0062】図9(a) に示す半導体記憶装置の実施例で
は、ダミービット線部600A,600B, 601A,601B, …は、メ
モリブロック60(61)を構成する各サブアレイ600,601,…
に対して両側に設けられるようになっている。すなわ
ち、サブアレイ600 の両側にはダミービット線部600Aお
よび600Bが設けられ、また、サブアレイ601 の両側には
ダミービット線部601Aおよび601Bが設けられるようにな
っている。
【0063】図9(b) に示す半導体記憶装置の実施例で
は、ダミービット線部600C, 601C,…は、メモリブロッ
ク60(61)を構成する各サブアレイ600,601,…に対して一
方側に設けられるようになっている。すなわち、サブア
レイ600 の一方側にはダミービット線部600Cが設けら
れ、また、サブアレイ601 の一方側にはダミービット線
部601Cが設けられるようになっている。
【0064】図9(c) に示す半導体記憶装置の実施例で
は、ダミービット線部60A,60B, 61A,61Bは、メモリブロ
ック60,61 に対して両側に設けられるようになってい
る。すなわち、メモリブロック60の両側にはダミービッ
ト線部60A および60B が設けられ、また、メモリブロッ
ク61の両側にはダミービット線部61A および61B が設け
られるようになっている。
【0065】上述した図9(a) 〜図9(c) に示す各実施
例は、ダミービット線部600A,600B,601A,601B, …; 600
C, 601C, …; および; 60A,60B, 61A, 61B が、メモリ
ブロック内等におけるビット線(リアルビット線部のグ
ローバルビット線)の配線容量を考慮して、該リアルビ
ット線部のグローバルビット線GBLZに加わる変動に対応
する影響がダミービット線部のグローバルビット線DGBL
Z(センス用基準電圧V R ')に加わるように適切な構成の
ものを選択することができる。ここで、ダミービット線
部600A,600B, 601A,601B, …; 600C, 601C, …; およ
び; 60A,60B, 61A, 61B が設ける位置は、ワード線の裏
打ち部(ポリシリコン等のワード線をアルミニウム配線
と接触させる個所)やサブワードデコーダ部とされてお
り、これにより、ダミービット線部のための特別な領域
を設ける必要がない。
【0066】上述したように、本発明の半導体記憶装置
の各実施例によれば、階層化ビット線構造を利用したシ
ングルビット線方式において、電源の急激な変動や各種
信号の出力により発生するノイズによって基準電位とビ
ット線に生じる読み出されるべき電位の差の減少をメモ
リセルアレイ面積の増加を行なわずに実現することがで
きる。
【0067】
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明の半導体
記憶装置によれば、センス用基準電位をダミービット線
部を介して供給し、該ダミーのビット線をスタンバイ中
はプリチャージ用基準電位にチャージアップし、且つ、
アクティブ中はフローティングとすることにより、電源
電位が変動した場合やノイズが発生した場合等において
も、常に正しいデータを読み出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体記憶装置の原理構成を示す
回路図である。
【図2】図1の半導体記憶装置の動作を説明するための
各信号波形を示す図である。
【図3】本発明の半導体記憶装置の一実施例を示す回路
図である。
【図4】図3の半導体記憶装置におけるデータ”1”の
読み出し動作を説明するための各信号波形を示す図であ
る。
【図5】本発明の半導体記憶装置の他の実施例を示す回
路図である。
【図6】本発明の半導体記憶装置のさらに他の実施例を
示す回路図である。
【図7】図6の半導体記憶装置におけるデータ”1”の
読み出し動作を説明するための各信号波形を示す図であ
る。
【図8】図6の半導体記憶装置の変形例を示す回路図で
ある。
【図9】本発明の半導体記憶装置の全体的な構成を概略
的に示す図である。
【図10】本発明に対応する関連技術としての半導体記
憶装置の一例を示す回路図である。
【図11】半導体記憶装置におけるメモリセルの一例を
示す図である。
【図12】図10の半導体記憶装置の動作を説明するた
めの各信号波形を示す図である。
【図13】本発明に対応する関連技術としての半導体記
憶装置の他の例を示す回路図である。
【図14】図13の半導体記憶装置におけるデータ”
1”の読み出し動作を説明するための各信号波形を示す
図である。
【符号の説明】
6…メモリアレイ 60,61 …メモリブロック 600〜617…サブアレイ 600A,600B〜617A,617B;600C〜617C;60A,60B,61A,61B…
ダミービット線部 A…カレントミラーアンプ(読出用増幅回路) A' …トライステートインバータ(再書込用増幅回路) B…制御回路 S…センスアンプ RR…リアルビット線部 D1,D2…ダミービット線部 CLR …読み出し用コラム選択信号 CLW …書き込み用コラム選択信号 DBX,DBZ …データ信号線 GBLZ,(GBLX) …リアルビット線部のグローバルビット線 LBLZ0,LBLZ1 …リアルビット線部のローカルビット線 DGBLZ …ダミービット線部のグローバルビット線 DLBLZ0,DLBLZ1 …ダミービット線部のローカルビット線 MC…メモリセル TG0,TG1 …トランスファゲート VR …プリチャージ用基準電圧 VR ' …センス用基準電圧 φ1 …カレントミラーアンプの活性化信号 /φ2 …再書き込み用インバータの活性化信号 φB …ビット線リセット信号 φX0, φX1…ローカルビット線選択信号

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ローカルビット線(LBLZ0, LBLZ1)およ
    びグローバルビット線(GBLZ)を有する階層化ビット線
    方式の半導体記憶装置であって、 前記グローバルビット線(GBLZ)とセンス用基準電位
    (VR ')との間で差動増幅する読出用増幅回路(A)
    と、 スタンバイ中はプリチャージ用基準電位(VR )にチャ
    ージアップされ、且つ、アクティブ中はフローティング
    になっているダミーのビット線(DGBLZ) を備え、前記セ
    ンス用基準電位(VR ')をダミービット線部(D1,D
    2)を介して供給するようにしたことを特徴とする半導
    体記憶装置。
  2. 【請求項2】 前記半導体記憶装置は、さらに、前記読
    出用増幅回路(A)の出力信号(GBLX)を反転して前記
    グローバルビット線(GBLZ)に供給する再書込用増幅回
    路(A')を具備することを特徴とする請求項1記載の半
    導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 前記読出用増幅回路(A)はカレントミ
    ラーアンプであり、前記再書込用増幅回路(A')はトラ
    イステートインバータであることを特徴とする請求項2
    記載の半導体記憶装置。
  4. 【請求項4】 前記読出用増幅回路(A)はカレントミ
    ラーアンプであり、前記再書込用増幅回路(A')はラッ
    チ回路を備えていることを特徴とする請求項2記載の半
    導体記憶装置。
  5. 【請求項5】 前記ラッチ回路の出力は、所定の活性化
    信号(φ2)により制御されるトランスファーゲートを介
    して前記グローバルビット線(GBLZ)に接続されている
    ことを特徴とする請求項4記載の半導体記憶装置。
  6. 【請求項6】 前記ダミービット線部は、各メモリブロ
    ックの両側にそれぞれ設けられていることを特徴とする
    請求項1記載の半導体記憶装置。
  7. 【請求項7】 前記ダミービット線部は、メモリブロッ
    クを構成する複数のサブアレイに対して当該サブアレイ
    の一側にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求
    項1記載の半導体記憶装置。
  8. 【請求項8】 前記ダミービット線部は、メモリブロッ
    クを構成する複数のサブアレイに対して当該サブアレイ
    の両側にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求
    項1記載の半導体記憶装置。
  9. 【請求項9】 前記半導体記憶装置は、前記グローバル
    ビット線(GBLZ)の電位を増幅するセンスアンプ(S)
    を具備することを特徴とする請求項1記載の半導体記憶
    装置。
  10. 【請求項10】 前記ダミービット線部では、再書き込
    み用のアンプを無くす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。
  11. 【請求項11】 前記ダミービット線部では、再書き込
    み用のアンプの配線処理を行わないようにしたことを特
    徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。
  12. 【請求項12】 前記ローカルビット線(LBLZ0, LBLZ
    1)と前記グローバルビット線(GBLZ)の接続点となる
    トランスファゲート(TG0, TG1)を該ローカルビット線
    (LBLZ0, LBLZ1)の中央付近に設けるようにしたことを
    特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。
  13. 【請求項13】 前記ローカルビット線(LBLZ0, LBLZ
    1)をリアルビット線部(RR)の単一のグローバルビ
    ット線(GBLZ)に接続し、該グローバルビット線(GBL
    Z)の電位を前記ダミービット線部(D1,D2)を介
    して供給されるセンス用基準電位(VR ')との間で差動
    増幅するようにしたことを特徴とする請求項1記載の半
    導体記憶装置。
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