JPH0982084A - 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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Publication number
JPH0982084A
JPH0982084A JP7234031A JP23403195A JPH0982084A JP H0982084 A JPH0982084 A JP H0982084A JP 7234031 A JP7234031 A JP 7234031A JP 23403195 A JP23403195 A JP 23403195A JP H0982084 A JPH0982084 A JP H0982084A
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JP
Japan
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cell
dummy
memory cell
bit line
dummy cell
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Application number
JP7234031A
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English (en)
Inventor
Hiroaki Nakano
浩明 中野
Takehiro Hasegawa
武裕 長谷川
Kazunori Ouchi
和則 大内
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ビット線をVcc/2にプリチャージする時の相
補ビット線間の容量アンバランスを解消し、Vcc/2発
生回路に対する負荷及びビット線プリチャージの時間増
大を抑えるため、ワード線とダミーセルのワード線を独
立に制御する。 【解決手段】ビット線イコライズ回路15が接続された
センスアンプ11に、メモリセルユニット12が接続さ
れたビット線BLと、ダミーセルユニット13が接続さ
れたビット線/BLが接続される。メモリセルユニット
12内のメモリセル12a、12bにはワード線WL
0、WL1が、ダミーセルユニット13内のダミーセル
13a、13bにはダミーワード線DWL0、DWL1
が接続されている。ダミーセル13bのトランジスタ
は、対応するメモリセル12bのトランジスタがオンす
るタイミングでオンし、該メモリセル12bへのデータ
の書込み開始より前に対応するダミーセル13bのワー
ド線DWL1をオフする。

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(DRAM)に係わり、特に64Mbit以
降のDRAM及びダイナミック型メモリセルを複数個直
列に接続して構成されるメモリセルユニットから成る超
高密度DRAMに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、1つのトランジスタと1つのキャ
パシタから成る、所謂1トランジスタ/1キャパシタ型
のダイナミック型メモリセル構造を有するダイナミック
型半導体記憶装置(DRAM)は、メモリセルの改良・
微細加工技術及び回路設計技術により、著しく高集積化
が進んでいる。そして、今後もこの流れは続くと思われ
る。
【0003】このようなDRAMの高集積化に伴い、セ
ンスマージンの確保は非常に重要な問題となってくる。
センスマージンを劣化させる様々なノイズ対策のひとつ
としては、例えばメモリセルの信号を読出して検知、増
幅する時にダミーセルを使用する方式がある。この方式
について、図6を参照して簡単に説明する。
【0004】図6(a)はDRAMセルアレイの一例を
示す概略図、図6(b)は同図(a)のダミーセルを用
いる場合のメモリセルからのデータの読出しと書込みの
時の各ノードの動作波形の例を示したタイミングチャー
トである。
【0005】ビット線BLと、このビット線BLの相補
ビット線/BL(BLの反転信号線)間に、センスアン
プ(S/A)1が接続されている。前記ビット線BLと
ワード線WLにはメモリセル2が、そして、ビット線/
BLとダミーワード線DWLにはダミーセル3が接続さ
れている。
【0006】前記メモリセル2は、1トランジスタ/1
キャパシタ型のダイナミック型メモリセルで構成されて
おり、ダミーセル3についても構造は通常のメモリセル
2と全く変わらないものである。
【0007】このような構成に於いて、図6(b)を参
照して、先ずDRAMの読出し時について説明する。/
RAS(ロウアドレスストロークの反転信号)=Hig
hのプリチャージ状態に於いて、ダミーセル3の選択を
行うダミーワード線DWLが“High”である。ま
た、ビット線BL、/BLは、センスアンプ1内のビッ
ト線イコライズ回路(図示せず)により、通常はVcc/
2に充電されている。同様に、ダミーセル3もVcc/2
に保持されている。
【0008】/RAS=LowでDRAMがアクティブ
な状態に入ると、ダミーセル3のダミーワード線DWL
が“Low”となってダミーセル3もオフし、更にビッ
ト線イコライズ回路がオフして、ビット線BLはフロー
ティング状態となる。その後、/RAS=Lowで確定
したアドレスに応じて、ワード線WLが選択され、WL
=Highとなると同時に、選択されたワード線WLに
対応するダミーセル3のダミーワード線DWLも“Hi
gh”となる。
【0009】このように、メモリセル2のデータを読出
す時に、ワード線WLとダミーワード線DWLとを同期
させて動作させることで、ワード線WLとビット線BL
の間に生じるノイズを打消すことができる。また、ダミ
ーセル3の構造を、通常のメモリセル2と全く同じにす
ることで、相補ビット線(BL、/BL)の容量を等し
くすることができる。加えて、セルから読出される微小
な信号をセンスしなければならないDRAMのセンスマ
ージンを左右する要因である、センス時のビット線間の
アンバランスを抑えることができる。
【0010】以上述べたように、ダミーセルを用いるこ
とで相補ビット線間の動作、或いは容量等の非対称性を
なくして、DRAMのセンスマージンを上げることがで
きる。
【0011】次に、メモリセルへのデータ書込み時につ
いて説明する。上述したように、メモリセル2及びダミ
ーセル3からビット線対に読出された信号は、センスア
ンプ1によって増幅され、ビット線BLもセル書込み電
位に充電されて、再びメモリセル2にデータが書込まれ
る。そして、/RAS=HighでWL=Lowとな
り、メモリセル2へのデータの再書込みが終了して、D
RAMは待機状態に入る。この間に、ビット線イコライ
ズ回路がオンしてビット線BLをVcc/2にプリチャー
ジする。
【0012】図7は、ビット線イコライズ回路の代表的
な例を示したものである。このビット線イコライズ回路
は、フル振幅した状態(片側が電源電圧Vccならばもう
一方はVssの状態)の相補ビット線対を短絡すること
で、ビット線BL、/BLをVcc/2にプリチャージす
るためのトランジスタ5と、更に補助的なものとしてV
cc/2発生回路(図示せず)等から生成された電位を、
ビット線BL、/BLに直接供給するためのトランジス
タ6a、6b等から構成される。
【0013】ビット線対の容量が全く同じであれば、互
いのビット線BL、/BLを短絡するだけで、その結果
生じる電荷の分配により、各ビット線BL、/BLはV
cc/2にプリチャージすることができる。しかし、上述
したような方式でメモリセル2へのデータの書込みを行
った場合には、ビット線BLのプリチャージの際にメモ
リセル2はビット線BLから切離されているのにもかか
わらず、ダミーセル3はビット線/BLに接続されたま
まである。それ故、相補ビット線間の容量は同じではな
い。したがって、相補ビット線を短絡するだけではVcc
/2にプリチャージすることはできず、Vcc/2発生回
路からビット線を充放電する必要があり、その結果消費
が増加してしまう。
【0014】以上は、従来使用されてきた代表的なDR
AMを例にして説明したが、次に同じ設計ルールでのセ
ルサイズを縮小可能なメモリセル直接接続型DRAMに
ついて説明する。
【0015】図8は、セルアレイの概略図を示したもの
である。このメモリセル直接接続型DRAMは、名称か
らもわかるように、メモリセルを直列接続することで、
ビット線とメモリセル選択トランジスタのコンタクトの
数を減らしてメモリセルの面積を低減しようとするもの
である。すなわち、センスアンプ1に接続されたビット
線BLに、直列接続されたメモリセル7a、7b、…を
有したメモリセルユニット7が接続されている。同様
に、ビット線/BL側にも、直列接続されたセルを有す
るダミーセルユニット8が接続されている。
【0016】尚、9はプレートである。また、メモリセ
ルユニット7のメモリセル7a、7bにはワード線WL
0、WL1が、同様にダミーセルユニット8内のセルに
もダミーワード線DWL0、DWL1が接続されてい
る。
【0017】このようなDRAMでは、直列接続されて
いる任意のセルに対してアクセスすることは難しく、直
列接続されたメモリセルを1つのメモリセルユニット7
として扱うことになる。そのため、ダミーセルもメモリ
セルと同様に直列接続されたメモリセルユニット8を用
いることが望ましい。
【0018】このような構成のメモリセル直列接続型D
RAMに於いて、そのセルを2つ接続して1つのユニッ
トにした場合の動作例を、図9のタイミングチャートを
用いて簡単に説明する。
【0019】データの読出し時は、基本的には汎用DR
AM(図6参照)と同じである。先ず、ビット線コンタ
クトに近いセル07aのデータを読むために、ワード線
WL0が“High”レベルになる。それと同時に、ダ
ミーセルユニット8内の最もビット線コンタクトに近い
ダミーワード線DWL0が“High”レベルになる。
そして、セル07aのデータが読出され、センスアンプ
1内の一時記憶用のセルに記憶する。この一時記憶用セ
ルは、メモリセルアレイ内のメモリセルと同じである必
要はない。
【0020】次に、セル17bのデータを読出すため
に、ワード線WL1とダミーワード線DWL1が“Hi
gh”レベルになる。この時、ワード線WL0とダミー
ワード線DWL0も“High”レベルを維持してい
る。そして、セル17bのデータを、セル07aと同様
にセンスアンプ1内の一時記憶用セルに記憶する。
【0021】以上述べたように、直列接続型DRAMに
於いても、汎用DRAMと同様に、メモリセルのデータ
を読出す時にワード線とダミーワード線を同期させて動
作させることで、ワード線とビット線の間に生じるノイ
ズを打ち消し、またダミーセルの構造を通常のメモリセ
ルと全く同じにすることで相補ビット線の容量を等しく
することができ、更に相補ビット線間の動作或いは容量
等の非対称性をなくして、DRAMのセンスマージンを
上げることができる。
【0022】次に、データ書込み時について説明する。
直列接続型DRAMに於いては、上述したように、一時
記憶セルに記憶されたデータは、データ書込みサイクル
に入ると、一時記憶セルから読出されてセンスアンプ1
によって増幅され、ビット線BLもセル書込み電位に充
電されて、再びメモリセル7a、7b、にデータが書込
まれる。データ読出し時には、セル07aから読みめた
が、書込み時にはセル17bから書込む。したがって、
書込みサイクルの動作は読出しサイクルの動作の逆とな
る。
【0023】先ず、一時記憶セルからセル17bのデー
タが読出されてビット線BL上で増幅されてセル17b
に書込まれ、ワード線WL1が閉じる。その後、一旦ビ
ット線BLはVcc/2にプリチャージされる。次に、セ
ル07aのデータが一時記憶用セルから読出され、ビッ
ト線BL上で増幅されてセル07bに書込まれ、ワード
線WL0が閉じる。
【0024】この間、ダミーワード線DWL0、DWL
1は“High”レベルのままである。その後、ビット
線BLはVcc/2にプリチャージされ、ダミーワード線
DWLもカットオフして、次の動作に備えることにな
る。
【0025】このような動作方式に於いては、上述した
汎用DRAMの問題点が更に顕著に現れる。これは、図
8及び図9により説明した例では、ビット線イコライズ
回路が動作する時に、メモリセルの直列数が2個である
ために、メモリセルユニット7側のビット線にはセルが
接続されていない状況であるが、ダミーセルユニット8
側のビット線にはセルが2つ接続された状態であり、相
補ビット線間の容量アンバランスが汎用DRAMの場合
より大きくなるからである。
【0026】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の汎
用DRAMに於いては、ダミーセルを用いた場合にビッ
ト線をVcc/2にプリチャージする際に、相補ビット線
間に容量アンバランスが生じることになる。また、この
ような相補ビット線間のアンバランスは、メモリセルを
直列に接続したメモリセル直列接続型DRAMに於いて
は、更に顕著になる。
【0027】そして、このような相補ビット線間のアン
バランスによって、Vcc/2発生回路に対する負荷の増
大、及びビット線プリチャージに要する時間の増大が引
起こされることになる。
【0028】本発明は前記実情を考慮してなされたもの
で、その目的とするところは、ビット線をVcc/2にプ
リチャージする時の相補ビット線間の容量のアンバラン
スを解消すると共に、Vcc/2発生回路に対する負荷及
びビット線プリチャージに要する時間の増大を抑えるこ
との可能なダイナミック型半導体記憶装置を提供するこ
とである。
【0029】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、ダイ
ナミック型メモリセルを複数個直列に接続して構成され
る複数のメモリセルユニットと、前記複数のメモリセル
ユニットに接続された複数の第1のビット線と、前記第
1のビット線に供給された前記ダイナミック型メモリセ
ルの信号を増幅するセンスアンプと、ダイナミック型メ
モリセルをダミーセルとして複数個直列に接続して構成
される複数のダミーセルユニットと、前記複数のダミー
セルユニット及び前記センスアンプに接続されて前記複
数の第1のビット線と相補形をなす複数の第2のビット
線と、前記複数の第1及び第2のビット線と交差して配
設されて前記ダイナミック型メモリセルの選択を行う複
数のワード線と、前記第1のビット線と前記第2のビッ
ト線との間に配設されて、該第1及び第2のビット線と
前記センスアンプの接続の制御を行う複数のセルアレイ
選択トランジスタとを備えるダイナミック型半導体記憶
装置に於いて、前記ダミーセルユニット内のダミーセル
のワード線は、該ダミーセルユニットに対応するメモリ
セルユニット内のメモリセルのワード線がオンするタイ
ミングでオンし、該メモリセルへのデータの書込み開始
より前に対応するダミーセルのワード線をオフすること
を特徴とする。
【0030】また本発明は、ダイナミック型メモリセル
を複数個直列に接続して構成される複数のメモリセルユ
ニットと、前記複数のメモリセルユニットと情報の供給
を行う複数のビット線と、前記ビット線に供給された前
記ダイナミック型メモリセルの信号を増幅するセンスア
ンプと、ダイナミック型メモリセルから成るダミーセル
を複数個直列に接続して構成される複数のダミーセルユ
ニットと、前記複数のダミーセルユニット内の前記ビッ
ト線から最も離れたダミーセルに接続され、該ダミーセ
ルのデータ蓄積部に所望の電位を書込むためのダミーセ
ル電位書込みトランジスタと、前記複数のビット線と交
差して配設されて前記ダイナミック型メモリセルの選択
を行う複数のワード線と、前記複数のビット線と前記セ
ンスアンプの間に接続されて該ビット線とセンスアンプ
の接続の制御を行う複数のセルアレイ選択トランジスタ
とを具備し、前記メモリセルユニットへのデータ書込み
サイクルに於いて、前記メモリセルユニットのビット線
から最も離れたセルにデータを書込む時は、前記ダミー
セルユニットは前記ダミーセル電位書込みトランジスタ
のみオフ状態で他のダミーセルのワード線はオン状態と
なり、前記データの書込みが終了して前記メモリセルユ
ニットのビット線から最も離れたワード線をオフする時
は、前記メモリセルユニットのビット線から最も離れた
メモリセルに対応する前記ダミーセルユニットのビット
線から最も離れたダミーセルのワード線をオフ状態で且
つ前記ダミーセル電位書込みトランジスタをオン状態に
し、前記メモリセルユニットに於ける次のメモリセルの
情報書込みが終了し、このメモリセルのワード線をオフ
状態にする時、該セルに対応するダミーセルのワード線
もオフし、前記ダミーセルユニットのビット線から最も
離れたダミーセルのワード線をオフ状態からオン状態に
することを特徴とする。
【0031】更に本発明は、ダイナミック型メモリセル
を複数個直列に接続して構成される複数のメモリセルユ
ニットと、前記複数のメモリセルユニットと情報の供給
を行う複数のビット線と、前記ビット線に供給された前
記ダイナミック型メモリセルの信号を増幅するセンスア
ンプと、ダイナミック型メモリセルをダミーセルとして
複数個直列に接続して構成される複数のダミーセルユニ
ットと、前記複数のダミーセルユニット内の前記ビット
線から最も離れたダミーセルに接続され、該ダミーセル
のデータ蓄積部に所望の電位を書込むためのダミーセル
電位書込みトランジスタと、前記複数のビット線と交差
して配設されて前記ダイナミック型メモリセルの選択を
行う複数のワード線と、前記複数のビット線と前記セン
スアンプの間に接続されて該ビット線とセンスアンプの
接続の制御を行う複数のセルアレイ選択トランジスタと
を具備し、データ読出しサイクルに入る前は、前記ダミ
ーセルユニットの複数のワード線及び書込みトランジス
タのゲートはビット線から最も手前のダミーセルのワー
ド線のみオフ状態で他はオン状態となり、前記メモリセ
ルユニットのデータ読出しサイクルに於いて、前記メモ
リセルユニットのビット線から最も手前のメモリセルの
データを読出す時は前記ダミーセルユニットでは、前記
セルに対応するダミーセルの1つ奥にあるダミーセルの
ワード線がオフ状態で且つ前記最も手前のダミーセルが
オン状態となり、次のセルの読出しサイクルにて、読出
されるメモリセルに対応するダミーセルの1つ奥のダミ
ーセルのワード線がオフ状態となり、現時点で読出され
ているセルに対応するダミーセルのワード線がオン状態
になることを特徴とする。
【0032】本発明によれば、ワード線とダミーセルの
ワード線を独立に制御することで、ビット線をVcc/2
にプリチャージする時の相補ビット線間の容量のアンバ
ランスを解消し、Vcc/2発生回路に対する負荷及びビ
ット線プリチャージに要する時間を抑えることができ
る。
【0033】そして、メモリセルユニットの書込みサイ
クルに於いて、メモリセルユニット内の書込みが行われ
ているメモリセルに対応して、ダミーセルユニット内の
複数のワード線と前記ダミーセル電位書込みトランジス
タのゲートの中の1本だけがオフ状態になっている。
【0034】更に、メモリセルユニットの読出しサイク
ルに於いて、メモリセルユニット内の読出しが行われて
いるメモリセルに対応して、ダミーセルユニット内の複
数のワード線と前記ダミーセル電位書込みトランジスタ
のゲートの中の1本だけがオフ状態になっている。
【0035】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1は、本発明の第1の実施の形
態であるメモリセル直列接続型DRAMの一例を示した
もので、(a)は前記DRAMの一部を示す回路構成
図、(b)は動作を説明するタイミングチャートであ
る。
【0036】図1(a)に於いて、ビット線BLと、こ
のビット線BLの相補ビット線/BL(BLの反転信号
線)間に、センスアンプ(S/A)11が接続されてい
る。そして、センスアンプ11に接続されたビット線B
Lに、直列接続されたメモリセル12a、12b、…を
有したメモリセルユニット12が接続されている。同様
に、ビット線/BL側にも、直列接続されたダミーセル
13a、13b、…を有するダミーセルユニット13が
接続されている。
【0037】尚、14はプレートである。また、メモリ
セル12a、12bにはワード線WL0、WL1が、そ
してダミーセル13a、13bにはダミーワード線DW
L0、DWL1が接続されている。
【0038】前記センスアンプ11には、また、ビット
線イコライズ回路15が接続されている。このビット線
イコライズ回路15は、フル振幅した状態(片側が電源
電圧Vccならばもう一方はVssの状態)の相補ビット線
対を短絡することで、ビット線BL、/BLをVcc/2
にプリチャージするためのトランジスタ16と、更に補
助的なものとしてVcc/2発生回路(図示せず)等から
生成された電位を、ビット線BL、/BLに直接供給す
るためのトランジスタ17a、17b等から構成されて
いる。
【0039】次に、この第1の実施の形態によるメモリ
セル直列接続型DRAMの動作について説明する。図1
(b)に示されるように、メモリセル直列接続型DRA
Mの動作は、(1)セル0データの読出し、(2)セル
1データの読出し、(3)セル1データの再書込み、
(4)セル0データの再書込み、の4つのサイクルから
構成される。
【0040】先ず、メモリセル012aからデータを読
出すために、セル012aのワード線WL0がハイレベ
ルになる(t1 )。また、セル012aに対応するダミ
ーワード線DWL0も、同じタイミングでハイレベルに
なる。そして、データがセンスアンプ11で増幅された
後、所定の場所に格納され、ビット線BLはVEQL =H
ighにより、Vcc/2にプリチャージされる。このと
き、ワード線WL0及びダミーワード線DWL0は、ハ
イレベルのままで、セル112bからデータを読出すた
めに、ワード線WL1及びダミーワード線DWL1がハ
イレベルになる(t2 )。
【0041】メモリセル112bのデータがセンスアン
プ11で増幅され、所定の位置に格納された後で、V
EQL =Highとなり、ワード線WL0、WL1及びダ
ミーワード線DWL0、DWL1がハイレベルの状態で
プリチャージ状態となる。次いで、ビット線BLのプリ
チャージが終了すると、セル112bの再書込みサイク
ルに入るが、VEQL =lowでプリチャージを終了する
時に、ダミーワード線DWL1もローレベルにする(t
3 )。その結果、ダミーセル113bには所望の電位で
あるVcc/2が書込まれていることになる。
【0042】セル112bの再書込みサイクルに入る
(t3 )と、読出し時に格納されたデータを再びビット
線BL上に読出し、センスアンプ11で増幅してからメ
モリセル112bに書込む。データがセル112bに書
込まれると、ワード線WL1はローレベルとなり、V
EQL がハイレベルとなって、ビット線BLはプリチャー
ジ状態になる。
【0043】プリチャージが終了すると、セル012a
の再書込みサイクルに入る(t4 )が、プリチャージ終
了時に、VEQL =lowとほぼ同じタイミングで、DW
L0=lowとなる。セル012aの再書込みは、セル
112bの時と同様に、読出し時に格納されたデータを
再びビット線BL上に読出し、センスアンプ11で増幅
してからメモリセル012aに書込む。
【0044】このような方式で動作した場合、ビット線
のVcc/2へのプリチャージ動作は4回あるが、どの動
作に於いてもイコライズトランジスタ16がオンしてシ
ョートされる相補ビット線BL、/BLの容量は等し
い。
【0045】いま、メモリセルが接続されている側のビ
ット線をBL、ダミーセル側を/BLとすると、“セル
0読出し”サイクル(t1 〜t2 )のイコライズ時の各
容量は、ビット線BL側がビット線自体の容量にメモリ
セル1つ分の容量を合わせたもので、ビット線/BL側
はビット線自体の容量とダミーセル1つ分の容量を合わ
せたものである。したがって、メモリセルとダミーセル
が同じであれば、ビット線BLと/BLの容量は等し
い。
【0046】また、“セル1読出し”サイクル(t2
3 )でのイコライズ時の各容量については、ビット線
BL、/BL共に、ビット線自体の容量にセル(メモリ
セル或いはダミーセル)2つ分の容量を加えたものであ
る。したがって、ビット線BLと/BLの容量は等し
い。
【0047】更に、“セル1書込み”サイクル(t3
4 )のイコライズ時の各容量については、ビット線B
L、/BL共にビット線自体の容量にセル(メモリセル
或いはダミーセル)1つ分の容量を加えたものである。
したがって、ビット線BLと/BLの容量は等しい。
【0048】最後に、“セル0書込み”サイクル(t4
〜t5 )でのイコライズ時の各容量については、ビット
線BL、/BL共にビット線自体の容量になるので、ビ
ット線BLと/BLの容量は等しい。
【0049】以上説明したように、第1の実施の形態に
よるタイミングチャートで動作した場合、全てのビット
線のプリチャージ動作に於いて、イコライズされるビッ
ト線間の容量は等しくなり、ビット線プリチャージ時に
於けるVcc/2発生回路に対する負荷及びビット線プリ
チャージに要する時間を、最小限に抑えることができ
る。
【0050】次に、本発明の第2の実施の形態について
説明する。図2は、本発明の第2の実施の形態であるメ
モリセル直列接続型DRAMの一部を示す回路構成図で
ある。この第2の実施の形態は、1つのセンスアンプを
複数のビット線で共有する場合の例を示している。
【0051】すなわち、センスアンプ11に接続された
ビット線BL1 に、直列接続されたメモリセル181
a、181 b、…を有したメモリセルユニット181
が、ビット線選択トランジスタ191 を介して接続され
ている。また、前記メモリセルユニット181 と並列
に、モリセル182 a、182 b、…を有したメモリセ
ルユニット182 が、ビット線BL2 、ビット線選択ト
ランジスタ192 を介してセンスアンプ11に接続され
ている。
【0052】同様に、ビット線/BL1 、/BL2 側に
も、直列接続されたダミーセルを有するダミーセルユニ
ット201 、202 が、それぞれビット線選択トランジ
スタ211 、212 を介してセンスアンプ11に接続さ
れている。接続されている。
【0053】更に、メモリセル181 a、182 a及び
181 b、182 bにはワード線WL0、WL1が、同
様にダミーセル側にもダミーワード線DWL0、DWL
1が接続されている。尚、PT0、PT1は、ビット線
選択トランジスタ191 、192 、211 、212 を選
択的に動作させるための制御線である。
【0054】また、前記センスアンプ11には、図1に
示されたようなビット線イコライズ回路15が接続され
ている。次に、図3に示されるタイミングチャートを参
照して、第2の実施の形態によるDRAMの動作を説明
する。
【0055】このようなDRAMに於いては、そのデー
タの読出しは時分割に行われる。例えば、ワード線WL
0がハイレベルになった時、ビット線BL1 及びBL2
にデータが読出されるが、これらのビット線BL1 及び
BL2 はセンスアンプ11を共有しているため、例えば
ビット線BL1 側にデータが読出される。
【0056】すなわち、先ず制御線PT1及びPT0に
より、ビット線選択トランジスタ192 がオフされると
共に、ビット線選択トランジスタ191 がオンされた状
態になる。すると、ビット線BL1 のデータがセンスア
ンプ11で増幅される。次に、ビット線選択トランジス
タ191 がオフ状態になり、ビット線選択トランジスタ
192 がオンすることで、ビット線BL2 のデータがセ
ンスアンプ11で読出される。
【0057】この第2の実施の形態に於いては、時分割
であることを除いては、その動作は基本的には上述した
第1の実施の形態で説明したものと同様である。図3に
示されるように、第2の実施の形態に於けるDRAMの
動作は、(1)セル00181 aのデータの読出し(ワ
ード線WL0、ダミーワード線DWL0オン)(t11
12)、(2)セル10182 aのデータの読出し(t
12〜t13)、(3)セル01181 bのデータの読出し
(ワード線WL1、ダミーワード線DWL1オン)(t
13〜t14)、(4)セル11182 bのデータの読出
し,ダミーセル01201 b、11202 bの再書込
み、ダミーワード線DWL1オフ(t14〜t15)、
(5)セル11182 bのデータの再書込み(t15〜t
16)、(6)セル01181 bのデータの再書込み、ワ
ード線WL0オフ、ダミーセル00201 a、1020
2 aの再書込み、ダミーワード線DWL0オフ(t16
17)、(7)セル10182 aのデータの再書込み
(t17〜t18)、(8)セル00181 aのデータの再
書込み、ワード線WL1オフ(t18〜t19)、の8つの
サイクルから構成される。
【0058】これらの各サイクルの動作については、上
述した第1の実施の形態と同様であるので、詳細な説明
は省略する。第2の実施の形態の特徴としては、メモリ
セルの再書込みを行う前のサイクルのビット線プリチャ
ージ期間に、それらのセルに対応するダミーセルをVcc
/2にプリチャージして、それらのダミーセルのワード
線DWLをオフすることである。その結果、上述した第
1の実施の形態で説明した方式で動作した場合、全ての
ビット線のプリチャージ動作に於いて、イコライズされ
るビット線間の容量は等しくなり、ビット線プリチャー
ジ時に於けるVcc/2発生回路に対する負荷及びビット
線プリチャージに要する時間を最小限に抑えることがで
きる。
【0059】次に、本発明の第3の実施の形態について
説明する。図4は、本発明の第3の実施の形態であるメ
モリセル直列接続型DRAMの一部を示す回路構成図で
ある。この第3の実施の形態では、ダミーセルユニット
に於いて各ダミーセルの書込み電圧を任意の電圧V
DCCELLに設定するためのトランジスタ及びその制御信号
線PWLを有するメモリセル直列接続型DRAMの例を
示したものである。また説明を簡略化するために、図2
に示されたようなセンスアンプ共有型とはしていない。
【0060】図4に於いて、センスアンプ11に接続さ
れたビット線BLに、直列接続されたメモリセル231
a、231 b、…を有したメモリセルユニット231
と、直列接続されたダミーセル241 a、241 b、…
を有するダミーセルユニット241 が接続されている。
同様に、ビット線/BL側にも、直列接続されたメモリ
セルを有したメモリセルユニット232 と、直列接続さ
れたダミーセルを有するダミーセルユニット242 が接
続されている。
【0061】また、メモリセル231 a、231 bには
ワード線WL0、WL1が、そしてダミーセル241
a、241 bにはダミーワード線DWL0、DWL1が
接続されており、メモリセルユニット232 、ダミーセ
ルユニット242 にも同様のワード線WL0、WL1、
ミーワード線DWL0、DWL1が接続されている。
【0062】更に、前記ダミーセルユニット241 、2
2 には、制御信号線PWLにより動作されるダミーセ
ル電位書込みトランジスタ241 Q、242 Qがダミー
セルと直列に接続されている。
【0063】また、前記センスアンプ11には、ビット
線イコライズ回路15が接続されている。次に、図5の
タイミングチャートを参照して、第3の実施の形態に於
けるDRAMの動作を説明する。
【0064】メモリセルユニット231 のデータ読出し
サイクルに入る前には、ダミーセルユット241 の複数
のダミーワード線及び書込みトランジスタ241 Qのゲ
ートは、最も手前のダミーセルのダミーワード線、すな
わちDWL0のみオフ状態で、他は全てオン状態になっ
ている。
【0065】そして、メモリセルユット231 のデータ
読出しサイクルに入る(t21〜t22)と、メモリセルユ
ニット231 の最も手前のセル0231 aのデータを読
出す時は、ダミーワード線WL0はハイレベルとなる。
一方、ダミーセルユニット241 では、メモリセルに対
応するダミーセル241 bの1つ奥にあるダミーワード
線DWL1がオフ状態となり、それまでオフしていた最
も手前のダミーセル241 aがオン(ダミーワード線D
WL0がオン)する。
【0066】次のセル1231 bの読出しサイクル(t
22〜t23)では、読出されるメモリセル(セル1231
b)に対応するダミーセル1241 bの1つ奥のダミー
セルのワード線(本実施の形態ではPWL)がオフす
る。そして、それまでオフ状態であった現時点で読出さ
れているセル1231 bに対応するダミーワード線DW
L1がオン状態になる。
【0067】また、メモリセルユニット231 のデータ
書込みサイクル(t23〜t24)に於いて、メモリセルユ
ニット231 の最も奥のセル1231 bに書込む時は、
ワード線WL0及びWL1はハイレベルである。これに
対し、ダミーセルユニット241 では、ダミーセル電位
書込みトランジスタ241 Qと書込まれているメモリセ
ル1231 bに対応するダミーセル1241 bのダミー
ワード線DWL1がオフ状態となる。この時、他のダミ
ーセル241 aのダミーワード線DWL0はオン状態と
なる。
【0068】こうして、セル1231 bへのデータの書
込みが終了すると、セル0231 aへの書込みサイクル
に入る(t24〜t25)。メモリセルユニット231 の最
も奥のワード線WL1をオフする際に、ダミーセルユニ
ット241 に於いては次に書込まれるセル0231 aに
対応するダミーセル0241 aのダミーワード線DWL
0をオフ状態とする。それと共に、ダミーセル電位書込
みトランジスタ241Qと、今までオフ状態であったダ
ミーワード線DWL1をオン状態にする。
【0069】そして、メモリセルユニット231 に於い
て、書込みサイクルの最後に書込まれるセル0231
への書込みが終了した際には、そのセルのワード線WL
0がオフ状態となるが、ダミーセルユニット241 に於
いては変化しない。
【0070】このように、メモリセルユニットの書込み
サイクルに於いて、メモリセルユニット内の書込みが行
われているメモリセルに対応して、ダミーセルユニット
内の複数のワード線と、ダミーセル電位書込みトランジ
スタのゲートの中の1本だけがオフ状態になる。また、
読出しサイクルに於いては、メモリセルユニット内の読
出しが行われているメモリセルに対応して、ダミーセル
ユニット内の複数のワード線と前記ダミーセル電位書込
みトランジスタのゲートの中の1本だけがオフ状態にな
る。
【0071】このような動作タイミングにすることによ
って、各ダミーセルへの書込まれ方は全て同じ条件とな
り、センスする際のセルによるセンス感度のアンバラン
スを減少させることができる。
【0072】更に、メモリセルのデータを読出し/書込
みしている期間内にダミーセルへの書込みを開始できる
ため、ダミーセルへの書込みのための余分な期間を設け
る必要がなくなる。
【0073】尚、上述した第1乃至第3の実施の形態に
於けるDRAMの回路構成は、各ビット線に1つまたは
2つのメモリセルユニット、ダミーセルユニットが接続
されているが、これらに限られるものではない。また、
ビット線BL、/BL、センスアンプ11等はそれぞれ
1系統ずつが示されているが、実際には複数個設けられ
てDRAMが構成されている。
【0074】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ワード線
とダミーセルのワード線を独立に制御することにより、
ビット線をVcc/2にプリチャージする時の相補ビット
線間の容量のアンバランスを解消することができ、Vcc
/2発生回路に対する負荷及びビット線プリチャージに
要する時間の増大を抑えることの可能なダイナミック型
半導体記憶装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態であるメモリセル直
列接続型DRAMの一例を示したもので、(a)は前記
DRAMの一部を示す回路構成図、(b)は動作を説明
するタイミングチャートである。
【図2】本発明の第2の実施の形態であるメモリセル直
列接続型DRAMの一部を示す回路構成図である。
【図3】第2の実施の形態によるDRAMの動作を説明
するタイミングチャートである。
【図4】本発明の第3の実施の形態であるメモリセル直
列接続型DRAMの一部を示す回路構成図である。
【図5】第3の実施の形態に於けるDRAMの動作を説
明するタイミングチャートである。
【図6】(a)は従来のDRAMセルアレイの一例を示
す概略的な回路構成図、図6(b)は同図(a)のダミ
ーセルを用いる場合のメモリセルからのデータの読出し
と書込みの時の各ノードの動作波形の例を示したタイミ
ングチャートである。
【図7】ビット線イコライズ回路の代表的な例を示した
回路構成図である。
【図8】図6と同じ設計ルールでのセルサイズを縮小可
能なメモリセル直接接続型DRAMのセルアレイの概略
的な回路構成図である。
【図9】図8のDRAMに於けるメモリセルからのデー
タの読出しと書込みの時の各ノードの動作波形の例を示
したタイミングチャートである。
【符号の説明】
11…センスアンプ(S/A)、12…メモリセルアレ
イ、12a…メモリセル0、12b…メモリセル1、1
3…ダミーセルユニット、13a…ダミーセル0、13
b…ダミーセル1、15…ビット線イコライズ回路、1
6、17a、17b…トランジスタ、BL、/BL…ビ
ット線、WL0、WL1…ワード線、DWL0、DWL
1…ダミーワード線。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ダイナミック型メモリセルを複数個直列
    に接続して構成される複数のメモリセルユニットと、 前記複数のメモリセルユニットに接続された複数の第1
    のビット線と、 前記第1のビット線に供給された前記ダイナミック型メ
    モリセルの信号を増幅するセンスアンプと、 ダイナミック型メモリセルをダミーセルとして複数個直
    列に接続して構成される複数のダミーセルユニットと、 前記複数のダミーセルユニット及び前記センスアンプに
    接続されて前記複数の第1のビット線と相補形をなす複
    数の第2のビット線と、 前記複数の第1及び第2のビット線と交差して配設され
    て前記ダイナミック型メモリセルの選択を行う複数のワ
    ード線と、 前記第1のビット線と前記第2のビット線との間に配設
    されて、該第1及び第2のビット線と前記センスアンプ
    の接続の制御を行う複数のセルアレイ選択トランジスタ
    とを備えるダイナミック型半導体記憶装置に於いて、 前記ダミーセルユニット内のダミーセルのワード線は、
    該ダミーセルユニットに対応するメモリセルユニット内
    のメモリセルのワード線がオンするタイミングでオン
    し、該メモリセルへのデータの書込み開始より前に対応
    するダミーセルのワード線をオフすることを特徴とする
    ダイナミック型半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 前記複数のセンスアンプにはそれぞれ少
    なくとも2本の第1のビット線と少なくとも2本の第2
    のビット線が接続され、更に該センスアンプと前記少な
    くとも2本の第1のビット線との間、及び該センスアン
    プと前記少なくとも2本の第2のビット線との間にそれ
    ぞれ接続されて時分割によりビット線を選択する第1及
    び第2のビット線選択手段を具備することを特徴とする
    請求項1に記載のダイナミック型半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 ダイナミック型メモリセルを複数個直列
    に接続して構成される複数のメモリセルユニットと、 前記複数のメモリセルユニットと情報の供給を行う複数
    のビット線と、 前記ビット線に供給された前記ダイナミック型メモリセ
    ルの信号を増幅するセンスアンプと、 ダイナミック型メモリセルから成るダミーセルを複数個
    直列に接続して構成される複数のダミーセルユニット
    と、 前記複数のダミーセルユニット内の前記ビット線から最
    も離れたダミーセルに接続され、該ダミーセルのデータ
    蓄積部に所望の電位を書込むためのダミーセル電位書込
    みトランジスタと、 前記複数のビット線と交差して配設されて前記ダイナミ
    ック型メモリセルの選択を行う複数のワード線と、 前記複数のビット線と前記センスアンプの間に接続され
    て該ビット線とセンスアンプの接続の制御を行う複数の
    セルアレイ選択トランジスタとを具備し、 前記メモリセルユニットへのデータ書込みサイクルに於
    いて、前記メモリセルユニットのビット線から最も離れ
    たセルにデータを書込む時は、前記ダミーセルユニット
    は前記ダミーセル電位書込みトランジスタのみオフ状態
    で他のダミーセルのワード線はオン状態となり、前記デ
    ータの書込みが終了して前記メモリセルユニットのビッ
    ト線から最も離れたワード線をオフする時は、前記メモ
    リセルユニットのビット線から最も離れたメモリセルに
    対応する前記ダミーセルユニットのビット線から最も離
    れたダミーセルのワード線をオフ状態で且つ前記ダミー
    セル電位書込みトランジスタをオン状態にし、前記メモ
    リセルユニットに於ける次のメモリセルの情報書込みが
    終了し、このメモリセルのワード線をオフ状態にする
    時、該セルに対応するダミーセルのワード線もオフし、
    前記ダミーセルユニットのビット線から最も離れたダミ
    ーセルのワード線をオフ状態からオン状態にすることを
    特徴とするダイナミック型半導体記憶装置。
  4. 【請求項4】 ダイナミック型メモリセルを複数個直列
    に接続して構成される複数のメモリセルユニットと、 前記複数のメモリセルユニットと情報の供給を行う複数
    のビット線と、 前記ビット線に供給された前記ダイナミック型メモリセ
    ルの信号を増幅するセンスアンプと、 ダイナミック型メモリセルをダミーセルとして複数個直
    列に接続して構成される複数のダミーセルユニットと、 前記複数のダミーセルユニット内の前記ビット線から最
    も離れたダミーセルに接続され、該ダミーセルのデータ
    蓄積部に所望の電位を書込むためのダミーセル電位書込
    みトランジスタと、 前記複数のビット線と交差して配設されて前記ダイナミ
    ック型メモリセルの選択を行う複数のワード線と、 前記複数のビット線と前記センスアンプの間に接続され
    て該ビット線とセンスアンプの接続の制御を行う複数の
    セルアレイ選択トランジスタとを具備し、 データ読出しサイクルに入る前は、前記ダミーセルユニ
    ットの複数のワード線及び書込みトランジスタのゲート
    はビット線から最も手前のダミーセルのワード線のみオ
    フ状態で他はオン状態となり、前記メモリセルユニット
    のデータ読出しサイクルに於いて、前記メモリセルユニ
    ットのビット線から最も手前のメモリセルのデータを読
    出す時は前記ダミーセルユニットでは、前記セルに対応
    するダミーセルの1つ奥にあるダミーセルのワード線が
    オフ状態で且つ前記最も手前のダミーセルがオン状態と
    なり、次のセルの読出しサイクルにて、読出されるメモ
    リセルに対応するダミーセルの1つ奥のダミーセルのワ
    ード線がオフ状態となり、現時点で読出されているセル
    に対応するダミーセルのワード線がオン状態になること
    を特徴とするダイナミック型半導体記憶装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8773935B2 (en) 2011-01-31 2014-07-08 Kazuhiko Kajigaya Semiconductor device having complementary bit line pair
US8891324B2 (en) 2010-02-09 2014-11-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Memory device from which dummy edge memory block is removed

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US8773935B2 (en) 2011-01-31 2014-07-08 Kazuhiko Kajigaya Semiconductor device having complementary bit line pair
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