JPH11149778A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH11149778A
JPH11149778A JP9330880A JP33088097A JPH11149778A JP H11149778 A JPH11149778 A JP H11149778A JP 9330880 A JP9330880 A JP 9330880A JP 33088097 A JP33088097 A JP 33088097A JP H11149778 A JPH11149778 A JP H11149778A
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JP
Japan
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bit line
semiconductor memory
bit
memory device
lines
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Withdrawn
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JP9330880A
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English (en)
Inventor
Hidekazu Konogi
秀和 此木
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 各ビット線に極めて高い集積度をもってメモ
リセルが設けられても、メモリセルの読み出し動作前に
おいて短時間でビット線のプリチャージを行うことを可
能とする。 【解決手段】 イコライズ回路4は、メモリセルアレイ
11の各端部に接続されており、ビット線対BL1,B
L2の各々のビット線に対して1つのトランジスタを備
えて構成されている。具体的には、トランジスタQ1,
Q3がそれぞれビット線BL1の各端部に接続されると
ともに、トランジスタQ2,Q4がそれぞれビット線B
L2の各端部に接続され、トランジスタQ1,Q2から
一方のイコライズ回路4が、トランジスタQ3,Q4か
ら他方のイコライズ回路4がそれぞれ構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のビット線と
複数のワード線とが互いに交差し、交差部位にメモリセ
ルが設けられてなる半導体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】通常、DRAMにおいては、メモリセル
から記憶データの読み出し動作を行う前に、各ビット線
を1/2Vcc(Vccは電源電圧)に初期化、即ちプリチ
ャージすることが必要である。このプリチャージを行う
ための等価回路(イコライズ回路)は、例えば隣接する
2本のビット線が対となって各一端部にてセンスアンプ
に接続される折り返しビット線方式のDRAMである場
合、センスアンプとビット線対との間に設けられる。
【0003】近年では、半導体メモリの更なる微細化及
び高集積化の要請が高まっており、そのため、折り返し
ビット線方式において、1本のビット線に接続されるメ
モリセル数を従来の128個から256個へ変更する試
験段階にさしかかっている現状にある。ところが、この
ような半導体メモリの微細化や配線長の拡大により、ビ
ット線の容量やその配線抵抗が益々増大化し、読み出し
動作前にプリチャージに要する時間が長くなって読み出
し速度の低下を招くという問題が起こっている。現在の
ところ、プリチャージ時間の短縮化は、半導体メモリの
性能向上のための解決すべき重大な課題の1つとなって
いる。
【0004】半導体メモリの微細化及び高集積化に伴
い、安定で耐雑音性に優れたセンスアンプを有する半導
体記憶装置が、特開昭63−205897号公報に開示
されている。特開昭63−205897号公報には、高
密度に配列してなるメモリセルに接続されたビット線に
おいて、2本のビット線対毎にその両端部にそれぞれセ
ンスアンプを設け、安定で高速な動作が可能となる、と
記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報に記載されている内容では、安定且つ高速動作が実現
する反面、センスアンプの数が少なくとも2倍となるた
めに回路構成が煩雑となり、微細化や高集積化の妨げと
なるおそれがある。
【0006】そこで本発明の目的は、各ビット線に極め
て高い集積度をもってメモリセルが設けられても、メモ
リセルの読み出し動作前において短時間でビット線のプ
リチャージを行うことを可能とする半導体記憶装置を提
供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体記憶装置
は、並列する複数のビット線と並列する複数のワード線
とが互いに交差するように配列しており、前記ビット線
と前記ワード線との交差部位にそれぞれメモリセルが配
されてなる半導体記憶装置において、前記各ビット線の
両端部には、当該両端部及びこれらに対応する所定の前
記ワード線に接続されてなる一対の等価回路が設けられ
ており、前記等価回路が接続された前記各ワード線には
常に所定の一定電圧が印加されているとともに、前記等
価回路の制御により前記一定電圧が前記ビット線の両端
から印加される。
【0008】本発明の半導体記憶装置の一態様例におい
ては、前記等価回路が、複数の前記メモリセルのトラン
ジスタと同様のレイアウトに構成されている。
【0009】本発明の半導体記憶装置の一態様例におい
ては、前記各等価回路が、それぞれ対応する前記ビット
線に接続された1つの前記トランジスタを有して構成さ
れている。
【0010】本発明の半導体記憶装置の一態様例におい
ては、前記トランジスタにおいて、ゲートがプリチャー
ジ信号が供給される前記ワード線に、ソース/ドレイン
の一方が前記ビット線に、前記ソース/ドレインの他方
が前記所定の一定電圧が供給される前記ワード線にそれ
ぞれ接続されている。
【0011】本発明の半導体記憶装置の一態様例におい
ては、隣接した一組の前記ビット線毎に、各々の一端部
にて一方の前記等価回路を介してセンスアンプが接続さ
れている。
【0012】本発明の半導体記憶装置の一態様例におい
ては、前記所定の一定電圧が、電源電圧の半値である。
【0013】本発明の半導体記憶装置の一態様例におい
ては、前記等価回路が、メモリセルアレイの各端部とそ
れぞれダミーのメモリセルを介して接続されている。
【0014】
【作用】本発明の半導体記憶装置においては、前記各ビ
ット線の両端部に、当該両端部及びこれらに対応する所
定の前記ワード線に接続されてなる一対の等価回路が設
けられており、等価回路が接続された前記各ワード線に
は常に所定の一定電圧が印加されている。従って、各ビ
ット線に対応した等価回路としては、前記一定電圧が印
加されたワード線のオン/オフを制御するだけの簡易な
構成のもの、例えば1つのトランジスタ等を設ければよ
く、メモリセル(例えばDRAMメモリセル)のアクセ
ストランジスタとほぼ同一のレイアウトで形成すること
が可能である。即ち、ビット線に極めて高い集積度をも
ってメモリセルが設けられる場合でも、メモリセル形成
の一環として一対の等価回路を容易に形成することがで
きるために高集積化の妨げとなることなく、等価回路の
制御により前記一定電圧を前記ビット線の両端から同時
に印加することにより短時間でビット線のプリチャージ
を行うことが可能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明をDRAMに適用し
た好適な実施形態について詳細に説明する。この実施形
態では、図1は、本実施形態のDRAMのビット線近傍
を示す回路図であり、図2はビット線の各端部近傍の様
子を示す概略断面図である。
【0016】本実施形態のDRAMは、図1に示すよう
に、ほぼ平行して隣接するビット線(BL1,BL2)
が対となって一端に存するセンスアンプ5に接続されて
なる、いわゆる折り返しビット線方式とされている。
【0017】このDRAMは、互いにほぼ平行に並列す
るビット線(ここでは、ビット線対BL1,BL2のみ
を示す。)と直交し各々がほぼ平行に配列されてなるワ
ード線(ここでは、両端部のワード線のみに符号WL1
〜WL6が付されている。)と、メモリセルアレイ1
と、このメモリセルアレイ1に接続されたデコーダ2
と、各々のビット線対(BL1,BL2)の両端部にそ
れぞれ接続されたダミーメモリセル3と、各ダミーメモ
リセル3に隣接する一対の等価回路(イコライズ回路)
4と、一方のイコライズ回路4に接続されたセンスアン
プ5とを備えて構成されている。
【0018】メモリセルアレイ1は、ビット線(ビット
線対BL1,BL2を含む)とワード線とが交差する各
部位に接続された各々のメモリセル11からなり、前記
各交点に1つずつメモリセル11が接続されてマトリク
ス状に配列構成されている。ここでは、折り返しビット
線方式を採用しているため、各ビット線対BL1,BL
2の各々のビット線には1つおきに順次メモリセル11
が接続されている。なお、各メモリセル11は、アクセ
ストランジスタとそのソース/ドレインの一方に接続さ
れたメモリキャパシタとからそれぞれ構成されている。
【0019】デコーダ2は、メモリセルアレイ1のワー
ド線が接続された行デコーダと、メモリセルアレイ1の
ビット線が接続された列デコーダとから構成されており
(ここでは、行デコーダのみ示す。)、書き込み/読み
出しの際に所望のメモリセル11を選択する機能を有す
る。
【0020】ダミーメモリセル3は、メモリセル11に
発生しがちなノイズがセンスアンプ5に入力することを
防止するノイズ除去フィルターとしての機能を有してお
り、メモリセルアレイ11の両端に隣接するそれぞれ2
本のワード線をダミーワード線として当該ダミーワード
線に接続された各々2つずつのメモリセルがダミーメモ
リセル3に割り当てられている。
【0021】イコライズ回路4は、メモリセルアレイ1
の各端部とそれぞれダミーメモリセル3を介して接続さ
れており、ビット線対BL1,BL2の各々のビット線
に対して1つのトランジスタを備えて構成されている。
具体的には、ビット線対BL1,BL2の左端では、ト
ランジスタQ1がビット線BL1の端部に、トランジス
タQ2がビット線BL2の端部にそれぞれ接続されてい
る。一方、ビット線対BL1,BL2の右端では、トラ
ンジスタQ3がそれぞれビット線BL1の端部に、トラ
ンジスタQ4がそれぞれビット線BL2の端部にそれぞ
れ接続されている。そして、トランジスタQ1,Q2か
ら一方のイコライズ回路4が、トランジスタQ3,Q4
から他方のイコライズ回路4がそれぞれ構成されてい
る。
【0022】一方のイコライズ回路4については、トラ
ンジスタQ1のソース/ドレインの一方がビット線BL
1に、ソース/ドレインの他方がトランジスタQ2のソ
ース/ドレインの他方に、ゲートがワード線WL2にそ
れぞれ接続されており、トランジスタQ2のソース/ド
レインの一方がビット線BL2に、ゲートがワード線W
L3にそれぞれ接続されている。そして、トランジスタ
Q1,Q2の接続部位とワード線WL1とが接続されて
おり、ワード線WL2,WL3にはそれぞれプリチャー
ジ信号BLEが供給されるとともに、ワード線WL1に
は常にプリチャージ電圧1/2Vcc(Vccは電源電圧)
が印加されている。
【0023】他方のイコライズ回路4については、トラ
ンジスタQ3のソース/ドレインの一方がビット線BL
1に、ソース/ドレインの他方がトランジスタQ4のソ
ース/ドレインの他方に、ゲートがワード線WL4にそ
れぞれ接続されており、トランジスタQ4のソース/ド
レインの一方がビット線BL2に、ゲートがワード線W
L5にそれぞれ接続されている。そして、トランジスタ
Q3,Q4の接続部位とワード線WL6とが接続されて
おり、ワード線WL4,WL5にはそれぞれプリチャー
ジ信号BLEが供給されるとともに、ワード線WL6に
はワード線WL1と同様に常にプリチャージ電圧1/2
Vccが印加されている。
【0024】上記の如く構成されたイコライズ回路4に
おいては、読み出し動作の前に、ワード線WL2〜WL
5に供給されるプリチャージ信号BLEがH(ハイ)と
なることによりトランジスタQ1〜Q4が一斉にオンの
状態となり、ビット線BL1,BL2及びワード線WL
1,WL6が導通状態となる。これにより、ビット線B
L1,BL2がそれぞれ両側から同時にプリチャージ電
圧1/2Vccに短時間で初期化されることになる。
【0025】ところで、通常DRAMを製造する際に
は、メモリセルアレイ1の端部に起因する加工形状のバ
ラツキを吸収するためにダミーのワード線を設けること
が多い。そこで、本実施形態においては、各イコライズ
回路4をメモリセルアレイ1とほぼ同様のレイアウトに
形成することができることを利用して、バラツキ吸収の
ダミーワード線に形成したトランジスタをイコライズ回
路4を構成するトランジスタQ1〜Q4として利用する
ことも可能である。
【0026】そして、センスアンプ5は、信号増幅機能
を有する回路であり、ビット線対BL1,BL2毎に一
方の最端部が接続されているとともに、一方で入出力用
のI/Oゲート6と接続されている。
【0027】ここで、ビット線BL1,BL2の各端部
近傍の様子を図2に示す。図2の左側がビット線BL1
の左端部近傍を、右側がビット線BL2の右端部近傍を
それぞれ示している。
【0028】ビット線BL1の左端部近傍においては、
シリコン半導体基板31上にLOCOS法によりフィー
ルド酸化膜13が形成されており、このフィールド酸化
膜13によって素子活性領域21が画定されている。こ
の素子活性領域21には、トランジスタQ1,Q2がそ
れぞれ形成されている。これらのトランジスタQ1,Q
2は、共にゲート電極構造32の両側に形成されたソー
ス/ドレインとなる一対の不純物拡散層10を備えて構
成されている。各ゲート電極構造32は、素子活性領域
21上ではゲート酸化膜12を介して多結晶シリコン膜
からなるゲート電極15及びそのキャップ絶縁膜16が
帯状にパターン形成され、ゲート電極15及びキャップ
絶縁膜16の側面に側壁絶縁膜17が形成されて構成さ
れている。これらのゲート電極構造15は、フィールド
酸化膜13上を跨ぐように素子活性領域21上に延在す
る。
【0029】これらのトランジスタQ1,Q2の上層に
は、層間絶縁膜18を介して多結晶シリコン膜からなる
ビット線BL1が帯状にパターン形成されており、この
ビット線BL1は、各トランジスタQ1,Q2の一方の
不純物拡散層10と層間絶縁膜18に形成されたコンタ
クト孔19を通じてパッド多結晶シリコン膜14を介し
て接続されている。このビット線BL1の上層には、層
間絶縁膜22を介してダミーメモリセル3のメモリキャ
パシタ23が形成されている。このメモリキャパシタ2
3は、島状のストレージノード電極24と、このストレ
ージノード電極24を薄い誘電体膜25を介して覆って
ストレージノード電極24と容量結合するセルプレート
電極26とから構成されており、ストレージノード電極
24が図示しないストレージコンタクト孔を通じてダミ
ーメモリセル3のアクセストランジスタの構成要素であ
る不純物拡散層10とパッド多結晶シリコン膜14を介
して接続されている。
【0030】そして、メモリキャパシタ23の上層に
は、層間絶縁膜27を介してアルミニウム合金膜からな
る各ワード線(WL1,WL2,WL3)がパターン形
成されている。ここで、最左端のワード線WL1がトラ
ンジスタQ1の一方の不純物拡散層10と接続されてい
る。更に、ワード線WL2がトランジスタQ1のゲート
電極15と、ワード線WL3がトランジスタQ2のゲー
ト電極15とそれぞれ接続されており、これらワード線
WL2,WL3はそれぞれトランジスタQ1,Q2のゲ
ート電極15の抵抗値低減のためのいわゆる裏打ち配線
として機能する。
【0031】一方、ビット線BL2の左端部近傍の様子
も、ビット線BL1の左端部近傍と同様である。即ち、
トランジスタQ3,Q4の構成要素である各ゲート電極
構造32上にビット線BL2がパターン形成されてお
り、このビット線BL2の上層にダミーメモリセル3の
メモリキャパシタ23や層間絶縁膜22,27等を介し
て各ワード線(WL4,WL5,WL6)がパターン形
成されている。ここで、最右端のワード線WL6がトラ
ンジスタQ3の一方の不純物拡散層10と接続されてい
る。更に、ワード線WL4がトランジスタQ3のゲート
電極15と、ワード線WL5がトランジスタQ4のゲー
ト電極15とそれぞれ接続されており、これらワード線
WL4,WL5はそれぞれトランジスタQ3,Q4のゲ
ート電極15の抵抗値低減のための裏打ち配線として機
能する。
【0032】上述したように、本実施形態のDRAMに
おいては、前記各ビット線の両端部に当該両端部及びこ
れらに対応するワード線WL1〜WL6に接続されてな
る一対のイコライズ回路4が設けられており、イコライ
ズ回路4が接続されたワード線のうち、ワード線WL
1,WL6には常に一定電圧であるプリチャージ電圧
(1/2Vcc)が印加されている。従って、各ビット線
に対応したイコライズ回路4としては、プリチャージ電
圧が印加されたワード線WL1,WL6のオン/オフを
制御するだけの簡易な構成のもの、ここではトランジス
タQ1〜Q4を設ければ良く、メモリセル11のアクセ
ストランジスタとほぼ同一のレイアウトで形成すること
が可能であり、従ってビット線の一端近傍や両端近傍に
存する周辺回路部にイコライズ回路を設ける場合に比し
て占有面積を大幅に縮小させることができる。即ち、各
ビット線に極めて高い集積度をもってメモリセルが設け
られる場合でも、メモリセルアレイ1の形成の一環とし
て一対のイコライズ回路4を容易に形成することができ
るために高集積化の妨げとなることなく、イコライズ回
路4の制御によりプリチャージ電圧をビット線の両端か
ら印加することにより短時間でビット線のプリチャージ
を行うことが可能となる。
【0033】
【発明の効果】本発明の半導体記憶装置によれば、各ビ
ット線に極めて高い集積度をもってメモリセルが設けら
れても、メモリセルの読み出し動作前において短時間で
ビット線のプリチャージを行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態におけるDRAMのビット線
近傍を示す回路図である。
【図2】本発明の実施形態におけるDRAMのビット線
の各端部近傍の様子を示す概略断面図である。
【符号の説明】
1 メモリセルアレイ 2 デコーダ 3 ダミーメモリセル 4 イコライズ回路 5 センスアンプ 6 I/Oゲート 11 メモリセル 12 ゲート酸化膜 13 フィールド酸化膜 14 パッド多結晶シリコン膜 15 ゲート電極 16 キャップ絶縁膜 17 側壁絶縁膜 18,22,27 層間絶縁膜 21 素子活性領域 23 メモリキャパシタ 24 ストレージノード電極 25 誘電体膜 26 セルプレート電極 31 シリコン半導体基板 32 ゲート電極構造 BL1,BL2 ビット線(対) WL1〜WL6 ワード線 Q1〜Q4 トランジスタ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 並列する複数のビット線と並列する複数
    のワード線とが互いに交差するように配列しており、前
    記ビット線と前記ワード線との交差部位にそれぞれメモ
    リセルが配されてなる半導体記憶装置において、 前記各ビット線の両端部には、当該両端部及びこれらに
    対応する所定の前記ワード線に接続されてなる一対の等
    価回路が設けられており、 前記等価回路が接続された前記各ワード線には常に所定
    の一定電圧が印加されているとともに、前記等価回路の
    制御により前記所定の一定電圧が前記ビット線の両端か
    ら印加されることを特徴とする半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 前記等価回路は、複数の前記メモリセル
    のトランジスタと同様のレイアウトに構成されているこ
    とを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 前記各等価回路は、それぞれ対応する前
    記ビット線に接続された1つの前記トランジスタを有し
    て構成されていることを特徴とする請求項2に記載の半
    導体記憶装置。
  4. 【請求項4】 前記トランジスタにおいて、ゲートがプ
    リチャージ信号が供給される前記ワード線に、ソース/
    ドレインの一方が前記ビット線に、前記ソース/ドレイ
    ンの他方が前記所定の一定電圧が供給される前記ワード
    線にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項3
    に記載の半導体記憶装置。
  5. 【請求項5】 隣接した一組の前記ビット線毎に、各々
    の一端部にて一方の前記等価回路を介してセンスアンプ
    が接続されていることを特徴とする請求項1〜4のいす
    れか1項に記載の半導体記憶装置。
  6. 【請求項6】 前記所定の一定電圧は、電源電圧の半値
    であることを特徴とする請求項1〜5のいすれか1項に
    記載の半導体記憶装置。
JP9330880A 1997-11-14 1997-11-14 半導体記憶装置 Withdrawn JPH11149778A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008010135A (ja) * 2006-06-29 2008-01-17 Hynix Semiconductor Inc セルアレイにビットライン均等化部を備えたメモリ装置及びビットライン均等化部をセルアレイに配置する方法

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JP2008010135A (ja) * 2006-06-29 2008-01-17 Hynix Semiconductor Inc セルアレイにビットライン均等化部を備えたメモリ装置及びビットライン均等化部をセルアレイに配置する方法

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Effective date: 20050201