JPH11273375A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH11273375A
JPH11273375A JP7050898A JP7050898A JPH11273375A JP H11273375 A JPH11273375 A JP H11273375A JP 7050898 A JP7050898 A JP 7050898A JP 7050898 A JP7050898 A JP 7050898A JP H11273375 A JPH11273375 A JP H11273375A
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徹治 戸上
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 オフしているセルの読み出し時において、読
み出し速度を高速化させることができる半導体記憶装置
を提供する。 【解決手段】 ワード段数/2の箇所に拡散配線を遮断
するハーフバンク選択トランジスタを付加し、そのトラ
ンジスタのゲート信号(ハーフバンク選択線)により拡
散配線を遮断又は導通して、充電すべき拡散配線容量を
低減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、セルが行列状に配
置されたROM及びEEPROM等の半導体記憶装置に
関し、特にセルデータの読み出し方法を改善した半導体
記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の半導体記憶装置は、読み
出すメモリセルの位置に拘わらず、センスアンプの放電
電流に対する抵抗値を一定に保つため、例えば特開平4
−31190号公報に示されるようなセル構成で読み出
しを行っていた。
【0003】図3は従来の半導体記憶装置の構成を示す
回路図である。同図において、D0、D1は図示しない
センスアンプに接続されるビット線端子、W0〜W2n
−1は行方向のセルを選択するワード線、BS1〜BS
4はビット毎の列方向のセルを選択するためのバンク選
択線、VG0、VG2は仮想グランド線端子である。ま
た、BT1〜BT4はバンク選択トランジスタ、SAR
Yはセルアレイである。セルアレイSARYは、図中、
例えばS1〜S4で示されるような各セルが行列状に配
置されている。
【0004】次に、この従来の半導体記憶装置の動作に
ついて説明する。図3において、オンしているセルS1
のデータを読み出す場合は、センスアンプからビット線
端子D0にセンスアンプ電流を供給し、かつバンク選択
トランジスタBT2をオンとして、上記センスアンプ電
流を内部のビットライン拡散配線Bを介して選択セルS
1のドレインに与えると共に、ワード線W0により選択
セルS1を含む1行の各セルの選択を行う。また、バン
ク選択トランジスタBT3をオンとし、選択セルS1の
ソースから、内部のビットライン拡散配線A及び仮想グ
ランド線端子VG0を介して、図3中、線にて示すよ
うに電流が流れていることをセンスアンプで検知し、判
定する。また、オフしているセルS1のデータを読み出
す場合は、上記と同様に選択するが、S1がオフしてい
るため拡散配線を充電し、電流が流れなくなったこと
をセンスアンプで検知し、判定する。また、S1がオフ
しているセルであると共にS2がオンしているセルであ
った場合、S2側にセンスアンプ電流が線に示すよう
に流れて、誤読み出しをする。このため、S1のドレイ
ン側に位置するビット線端子D1、又はビット線端子D
1と仮想グランド線端子VG1は図3中線で示すよう
にプリチャージされる。
【0005】更に、S1、S4が共にオフしているセ
ル、かつS2、S3が共にオンしているセルの場合、仮
想グランド線端子VG1からのプリチャージ電流はセ
ルS4でカットされるため、ビット線端子D0からのセ
ンスアンプ電流により拡散配線B〜Dを充電してか
ら、読み出しを開始することになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の半導体記憶装置においては、オフしているセルの読
み出し時に、ビット線端子からのセンスアンプ電流によ
り最大で3本の拡散配線を充電する必要があり、時定数
が大きくなるため、データの読み出し速度が遅れるとい
う問題点がある。
【0007】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、オフしているセルの読み出し時において、
読み出し速度を高速化させることができる半導体記憶装
置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体記憶
装置は、MOSトランジスタからなる各セルが行列状に
配置されたセルアレイと、列方向に配置された複数セル
の一方の電極に共通に接続されると共にセンスアンプ電
流を供給するビット線端子と、前記各セルの他方の電極
に共通に接続されたグランド端子と、行方向に配置され
た各セルのゲートに共通に接続されたワード線と、前記
ビット線端子に接続されると共に各セルの一方の電極の
夫々に接続される複数の第1の副ビット線と、前記グラ
ンド線端子に接続されると共に各セルの他方の電極の夫
々に接続される複数の第2の副ビット線と、前記第1及
び第2の副ビット線に接続されバンク選択信号により第
1及び第2の副ビット線を各セルの一方の電極及び他方
の電極に夫々接続する複数のバンクトランジスタとを有
する半導体記憶装置において、前記第1及び第2の副ビ
ット線を列方向に2分する位置に夫々ハーフバンク選択
トランジスタを備えたことを特徴とする。
【0009】本発明の半導体記憶装置においては、オフ
しているセルの読み出し時に、充電すべき拡散配線容量
を減少させる。即ち、ワード段数/2の箇所に拡散配線
を遮断する手段として、第1及び第2の副ビット線を列
方向に2分する位置にセレクトトランジスタ(図1のH
T1、HT2)を設ける。
【0010】このように、本発明においては、ワード段
数/2の箇所にトランジスタを付加し、そのトランジス
タのゲート信号により拡散配線を導通又は遮断してい
る。このため、充電すべき拡散配線容量を減少でき、読
み出し速度の高速化が可能になる。
【0011】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について添
付の図面を参照して具体的に説明する。図1は本発明の
実施例に係る半導体記憶装置を示す回路図である。同図
において、D0〜D2はビット線端子、W0〜W(2n
−1)は列方向のセルを選択するためのワード線、BS
1〜BS4はビット線毎の列方向のセルを選択するため
のバンク選択線である。HS1、HS2はワード上段か
又は下段かで選択又は非選択を決定するハーフバンク選
択線、VG0〜VG2は仮想グランド線端子である。ま
た、BT1〜BT4はバンク選択トランジスタ、HT
1、HT2はハーフバンク選択トランジスタ、SARY
はセルアレイである。セルアレイSARYは、図中、例
えば記号SX1〜SX4、SY1〜SY4で示されるよ
うに各セルが行列状に配置されている。ここで、各セ
ル、各バンク選択トランジスタ及び各ハーフバンク選択
トランジスタのソースとドレインは拡散層により形成さ
れ、ゲートはポリシリコンにより形成される。また、各
セル、各バンク選択トランジスタ及び各ハーフバンク選
択トランジスタのゲート電流を制御するため、ワード線
W0〜W(2n−1)、バンク選択線BS1〜BS4及
びハーフバンク選択線HS1、HS2も同様にポリシリ
コンにより形成される。
【0012】一方、各ビット線端子D0〜D2は、セン
スアンプに接続されると共に、アルミニウム線(ビット
線又はグランド線)に接続される。また、各ビット線端
子D0〜D2は、バンク選択トランジスタBT1又はB
T2とビットライン拡散配線B,D,F,H,Jを介し
てセルアレイSARYの各セルのドレインに接続され
る。更に、各仮想グランド線端子VG0〜VG2は、グ
ランドに接続されると共に、アルミニウム線(グランド
線又はビット線)に接続される。また、各バンク選択ト
ランジスタBT3,BT4の1つと、ビットライン拡散
配線A,C,E,G,Iを介してセルのソースに接続さ
れる。
【0013】次に、図1の回路図の動作について説明す
る。ワード線上段でオフしている選択セルSX1のデー
タを読み出す場合、図1に示すように、ビット線端子D
1にセンスアンプ電流を供給すると共に、バンク選択ト
ランジスタBT2をオン、ハーフバンク選択トランジス
タHT1をオフし、かつワード線W0を選択して選択セ
ルSX1のドレインにセンスアンプ電流を与える。そ
して、バンク選択トランジスタBT3をオン、ハーフバ
ンク選択トランジスタHT2をオンとし、選択セルSX
1のソースからトランジスタBT3を介して仮想グラン
ド線端子VG1側に読み出す。このとき、SX1がオフ
しているため、拡散配線Fを充電し、電流が流れなくな
ったことをセンスアンプで検知し、判定する。なお、こ
の場合、従来回路と同様にSX1のドレイン側に位置す
るビット線端子D2、又はビット線端子D2と仮想グラ
ンド線端子VG2はのようにプリチャージされる。
【0014】ここで、選択セルSX1に隣接するプリチ
ャージ側のセルSX2、SX3がオンでかつセルSX4
がオフしていると、プリチャージされている仮想グラン
ド線端子VG2からのプリチャージ電流は、オフして
いるSX4でカットされる。このため、ビット線端子D
1からのセンスアンプ電流によりSX2→SX4の方向
に充電が行われる。しかし、この充電は3本の拡散配線
F〜Hに対して行われるが、実際はHS1がオフしてい
るため、F/2+G+I/2の計2本分の拡散配線容量
を充電すればよいことになる。このため、図3に示すよ
うに、3本分の拡散配線容量に対して行っていた従来技
術に比べて、本実施例は充電時間が著しく短縮され、従
ってデータを高速で読み出すことができる。
【0015】このように、ワード線上段でオフしている
セルSX1のデータを読み出す場合、この選択セルSX
1に隣接する各セルへのプリチャージ電流がオフしてい
る場合でも、センスアンプ電流により充電される拡散配
線容量を少なくするように構成したことにより、選択セ
ルSX1へのセンスアンプ電流供給時の拡散配線容量に
対して充電時間を短くすることができ、従ってデータの
読み出し速度の高速化が可能となる。
【0016】次に、ワード線下段でオフしている選択セ
ルSY1のデータを読み出す場合、ワード線上段の選択
セルSX1を選択している場合と同様に、ビット線端子
D1にセンスアンプ電流を供給すると共に、バンク選択
トランジスタBT2、BT3をオンし、選択セルSY1
のソースからトランジスタBT3を介して仮想グランド
線端子VG1側に読み出す。しかし、ワード線上段選択
時との違いは、ワード線W(2n−1)を選択して、ハ
ーフバンク選択トランジスタHT1をオン、HT2をオ
フにすることである。このとき、SY1がオフしている
ため、拡散配線Fを充電し、電流が流れなくなったこと
をセンスアンプで検知し、判定する。
【0017】ここで、選択セルSY1に隣接するプリチ
ャージ側のセルSY2、SY3がオンでかつセルSY4
がオフしていると、プリチャージされている仮想グラン
ド線端子VG2からのプリチャージ電流は、オフして
いるSY4でカットされる。このため、ビット線端子D
1からのセンスアンプ電流により、SY2→SY4の方
向に充電が行われる。しかし、この充電は3本の拡散配
線F〜Hに対して行われるが、実際はHS2がオフして
いるため、F+G/2+Iの計2.5本分の拡散配線容
量を充電すればよいことになる。従って、ワード下段が
選択された場合においても、3本分の拡散配線容量に対
して充電していた従来技術に比べて充電時間が遥かに短
縮され、従ってデータを高速で読み出すことができる。
【0018】次に、本発明の第2の実施例について詳細
に説明する。図2は本発明の第2実施例に係る半導体記
憶装置を示す回路図である。同図において、SAはセン
スアンプ、D0〜D2はワード線上段が選択されるとき
のビット線端子、W0〜W(2n−1)は列方向のセル
を選択するためのワード線、BS1〜BS4はビット線
毎の列方向のセルを選択するためのバンク選択線であ
る。HS1、HS2はワード上段か又は下段かで、選択
又は非選択を決定するハーフバンク選択線、VG0〜V
G2はワード線上段が選択されるときの仮想グランド線
端子である。ここで、ワード線下段が選択されたとき、
D0〜D2は仮想グランド線端子となり、VG0〜VG
2はビット線端子となる。また、SW1、SW2はワー
ド線の選択位置によりセンスアンプSAとグランドを切
り換えるスイッチであり、BT1〜BT4はバンク選択
トランジスタ、HT1、HT2はハーフバンク選択トラ
ンジスタ、SARYはセルアレイである。セルアレイS
ARYは、図中、例えば記号SX1〜SX4、SY1〜
SY4で示されるように、各セルが行列状に配置されて
いる。ここで、各セル、各バンク選択トランジスタ及び
各ハーフバンク選択トランジスタのソースとドレインは
拡散層により形成され、ゲートはポリシリコンにより形
成される。また、各セル、各バンク選択トランジスタ及
び各ハーフバンク選択トランジスタのゲート電流を制御
するため、ワード線W0〜W(2n−1)、バンク選択
線BS1〜BS4及びハーフバンク選択線HS1、HS
2も同様にポリシリコンにより形成される。
【0019】一方、各ビット線端子D0〜D2は、セン
スアンプ又はグランドに接続されると共にアルミニウム
線(ビット線又はグランド線)に接続される。また、各
ビット線端子D0〜D2は、バンク選択トランジスタB
T1又はBT2とビットライン拡散配線B,D,F,
H,Jを介してセルアレイSARYの各セルのドレイン
に接続される。更に、各仮想グランド線端子VG0〜V
G2は、グランド又はセンスアンプに接続されると共
に、アルミニウム線(グランド線又はビット線)に接続
される。また、各バンク選択トランジスタBT3,BT
4の1つとビットライン拡散配線A,C,E,G,Iを
介してセルのソースに接続される。
【0020】次に、本実施例の半導体記憶装置の動作に
ついて説明する。ワード線上段でオフしている選択セル
SX1のデータを読み出す場合、図2に示すように、ビ
ット線端子D1にセンスアンプ電流を供給すると共に、
バンク選択トランジスタBT2をオン、ハーフバンク選
択トランジスタHT1をオフし、かつワード線W0を選
択して選択セルSX1のドレインにセンスアンプ電流
を与える。そして、バンク選択トランジスタBT3をオ
ン、ハーフバンク選択トランジスタHT2をオンとし、
選択セルSX1のソースからトランジスタBT3を介し
て仮想グランド線端子VG1側に読み出す。
【0021】ここで、選択セルSX1に隣接するプリチ
ャージ側のセルSX2、SX3がオンでかつセルSX4
がオフしていると、プリチャージされている仮想グラン
ド線端子VG2からのプリチャージ電流は、オフして
いるSX4でカットされる。このため、ビット線端子D
1からのセンスアンプ電流によりSX2→SX4の方向
に充電が行われる。しかし、この充電は3本の拡散配線
F〜Hに対して行われるが、実際はハーフバンク選択線
HS1がオフしているため、F/2+G+H/2の2本
分の拡散配線容量を充電すればよいことになる。このた
め、図3に示すように、3本も拡散配線F+G+Hに対
して充電していた従来技術に比べて、本実施例は充電時
間が著しく短縮され、従って、データを高速で読み出す
ことができる。
【0022】ワード線下段でオフしている選択セルSY
1のデータを読み出す場合、図2に示すように、ビット
線端子VG1にセンスアンプ電流を供給すると共に、バ
ンク選択トランジスタBT3をオン、ハーフバンク選択
トランジスタHT2をオフし、かつワード線W(2n−
1)を選択して選択セルSY1のドレインにセンスアン
プ電流を与える。そして、バンク選択トランジスタB
T2をオン、ハーフバンク選択トランジスタHT1をオ
ンとし、選択セルSY1のソースからトランジスタBT
2を介して仮想グランド線端子D1側に読み出す。
【0023】ここで、選択セルSY1に隣接するプリチ
ャージ側のセルSY2、SY3がオンでかつセルSY4
がオフしていると、プリチャージされている仮想グラン
ド線端子D0からのプリチャージ電流は、オフしてい
るSY4でカットされる。このため、ビット線端子VG
1からのセンスアンプ電流によりSY2→SY4の方向
に充電が行われる。しかし、この充電は3本の拡散配線
C〜Eに対して行われるが、実際はHS1がオフしてい
るため、C/2+D+E/2の2本分の拡散配線容量を
充電すればよいことになる。図3に示すように3本の拡
散配線F+G+Hに対して充電していた従来技術に比べ
て充電時間が著しく短縮され、従って、データを高速で
読み出すことができる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体記
憶装置によれば、ビット線端子からのセンスアンプ電流
により最大で2.5本分に相当する拡散配線容量を充電
するだけでよく、時定数が小さくなるので、オフしてい
るセルの読み出し速度を著しく速くすることができると
いう効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係る半導体記憶装置を
示す回路図である。
【図2】本発明の第2の実施例に係る半導体記憶装置を
示す回路図である。
【図3】従来の半導体記憶装置を示す回路図である。
【符号の説明】
D0〜D2:ビット線端子 W0〜W(2n−1):列方向のセルを選択するための
ワード線 BS1〜BS4:ビット線毎の列方向のセルを選択する
ためのバンク選択線 HS1、HS2:ハーフバンク選択線 VG0〜VG2:仮想グランド線端子 BT1〜BT4:バンク選択トランジスタ HT1、HT2:ハーフバンク選択トランジスタ SARY:セルアレイ SX1〜SX4、SY1〜SY4:セル SA:センスアンプ SARY:セルアレイ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 MOSトランジスタからなる各セルが行
    列状に配置されたセルアレイと、列方向に配置された複
    数セルの一方の電極に共通に接続されると共にセンスア
    ンプ電流を供給するビット線端子と、前記各セルの他方
    の電極に共通に接続されたグランド端子と、行方向に配
    置された各セルのゲートに共通に接続されたワード線
    と、前記ビット線端子に接続されると共に各セルの一方
    の電極の夫々に接続される複数の第1の副ビット線と、
    前記グランド線端子に接続されると共に各セルの他方の
    電極の夫々に接続される複数の第2の副ビット線と、前
    記第1及び第2の副ビット線に接続されバンク選択信号
    により第1及び第2の副ビット線を各セルの一方の電極
    及び他方の電極に夫々接続する複数のバンクトランジス
    タとを有する半導体記憶装置において、前記第1及び第
    2の副ビット線を列方向に2分する位置に夫々ハーフバ
    ンク選択トランジスタを備えたことを特徴とする半導体
    記憶装置。
  2. 【請求項2】 前記第1の副ビット線に設けられたハー
    フバンク選択トランジスタと前記第2の副ビット線に設
    けられたハーフバンク選択トランジスタとは、夫々1本
    のハーフバンク選択線により共通してオンオフ駆動され
    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】 センスアンプと、ワード線の選択位置に
    より前記センスアンプとグランドとを切り換えるスイッ
    チとを有することを特徴とする請求項1又は2に記載の
    半導体記憶装置。
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