JPH1186543A - 半導体記憶装置 - Google Patents
半導体記憶装置Info
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- JPH1186543A JPH1186543A JP9238474A JP23847497A JPH1186543A JP H1186543 A JPH1186543 A JP H1186543A JP 9238474 A JP9238474 A JP 9238474A JP 23847497 A JP23847497 A JP 23847497A JP H1186543 A JPH1186543 A JP H1186543A
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Abstract
回路構成で非選択状態で任意の負電圧をメモリセルに接
続されたワード線に供給し、選択状態で選択されたワー
ド線のみハイレベルにすることのできる半導体記憶装置
を提供する。 【解決手段】 メインワード線105を制御するメイン
ローデコーダ回路101、サブワード選択線106を制
御するサブローデコーダ回路103、そして、メインワ
ード線105、サブワード選択線106により制御され
メモリセル選択用のサブワード線107の駆動するサブ
ワード線駆動回路103により構成される階層型ワード
線方式を適用する。メインワード線105、サブワード
選択線106の制御により、非選択状態では、負電位発
生回路104から発生する任意の負電圧をサブワード線
107に供給し、選択状態では、選択されたサブワード
線のみをハイレベルにする。
Description
し、特にメインローデコーダ回路により制御されるメイ
ンワード線およびサブローデコーダ回路により制御され
るサブワード選択線にしたがってメモリセル選択用のサ
ブワード線を駆動するサブワード線駆動回路を有する半
導体記憶装置に関する。
り、半導体記憶装置の高集積化、大容量化が著しい。特
に、半導体記憶装置の中でも記憶保持動作の必要なダイ
ナミックランダムアクセスメモリ(以下DRAMと略
す)では、メモリセルが1トランジスタ1キャパシタの
2素子のみで構成されるため、高集積化、大容量化が容
易であり、学会レベルではGb級のDRAMが発表され
ている。
す。DRAMのメモリセルキャパシタC1にはメモリセ
ルトランジスタM1を介して電源電圧Vccもしくは接
地電位GNDが書き込まれる。そして、メモリセルトラ
ンジスタM1のしきい値電圧Vtnは、サブスレッショ
ルドリークを低減するため周辺のトランジスタのしきい
値電圧より高い値となっている。そのため、メモリセル
キャパシタC1にデータを書き込むとき、メモリセルト
ランジスタM1の接続されたワード線WLには、「メモ
リセルトランジスタM1のしきい値電圧Vtn+書き込
み電圧Vcc」以上の電圧を印加する必要がある。よっ
て、電源電圧Vccより高く昇圧された昇圧電位Vpp
がメモリセルトランジスタM1のゲートに印加される。
外部から供給される電源電圧は低電圧化される。例え
ば、64,256MDRAMでは3.3V、1GDRA
Mクラスでは2.5V付近の電源電圧になると思われ
る。
て高速動作を行う場合、トランジスタのしきい値電圧を
低くして駆動能力を大きくすればよいが、逆にサブスレ
ッショルドリーク特性を劣化させてしまうことが問題に
なる。
電圧はサブスレッショルドリークを小さくするため低く
できず、電源電圧に対してスケーリングすることはでき
ない。
トに印加される昇圧電位は十分低くすることができず、
低電圧化の進む電源電圧から昇圧電位を発生させること
が困難になる。
続されたワード線を負電圧にする方法が提案されてい
る。
5)の回路図、図21にそのタイミングチャートを示
す。
ランジスタM49のゲート入力信号になっている。
いて、選択トランジスタN66のゲート電圧はGND電
位となり、トランジスタN66は非導通状態、非選択ト
ランジスタN68のゲート電圧Vcc電位となり、トラ
ンジスタN68は導通状態にある。また、下位アドレス
プリデコーダからのワード線選択信号50aはGND電
位となっている。そして、ワード線WL0,WL1はロ
ウレベルである負電圧電位VL(nチャンネルトランジ
スタN66のしきい値電圧Vtnの絶対値より小さい
値)となっている。
て、時刻t1におけるアドレス入力によりNANDゲー
ト60の出力はVcc電位からロウレベルであるVL電
位に変化し、トランジスタN66のゲート電位はVcc
−Vtnとなり導通状態、トランジスタN68のゲート
電位はVL電位となり非導通状態となる。
接続されている全てのワード線はVL電位からGNDま
で引き上げられる。
いて、アドレス入力によりワード線選択信号50aのう
ち選択された信号線のみが昇圧された電位であるVH電
位に変化し、所望のワード線WL0をVH電位レベルま
で引き上げる。
al.,“Circuit Design Techniquesfor Low-Voltage Ope
rating and/or Giga-Scale DRAMs ”, ISSCC Digest of
Technical Papers, pp. 248-249, Feb., 1955)の回路
図を示す。
の出力はVcc電位となっている。そのため、トランジ
スタN72のゲート電圧はVcc電位となり、トランジ
スタN72は導通状態である。また、トランジスタP7
2のゲート電位は昇圧電位Vppとなり、トランジスタ
P72は非導通状態である。ワード線WLは負電圧であ
るVbb電位となっている。
ると、NANDゲート71の出力はGND電位となる。
そのため、トランジスタN72のゲート電圧はVbb電
位でトランジスタN72が非導通状態、トランジスタP
72のゲート電位はGND電位となりトランジスタP7
2が導通状態となり、ワード線WLはVbb電位からV
pp電位へ変化する。
以下の問題がある。
ネルトランジスタのしきい値電圧より小さい絶対値で設
定されており、ワード線電位を十分下げることができな
いという欠点がある。また、ワードデコーダ52が活性
化されワード線選択信号50aで選ばれなかったワード
線群は、負電位からGND電位に変化してしまうという
欠点もある。
であるロウレベルは、トランジスタのしきい値電圧に関
係なく設定できるが、微細化が進むにつれ、ワード線の
ピッチで配線遅延低減のためのメタル配線によるワード
線裏打ちを行うことが困難になる。これは第1の従来例
でも同様であり、半導体記憶装置の微細化、大容量化を
行う上で大きな問題となっている。
化、大容量化に適した回路構成で非選択状態で任意の負
電圧をメモリセルに接続されたワード線に供給し、選択
状態で選択されたワード線のみハイレベルにすることの
できる半導体記憶装置を提供することである。
線を制御するメインローデコーダ回路、サブワード選択
線を制御するサブローデコーダ回路、そしてメインワー
ド線、サブワード選択線により制御されメモリセル選択
用のサブワード線を駆動するサブワード線駆動回路によ
り構成され、メタル配線によるワード線裏打ちを行う必
要のない階層型ワード線方式を適用し、メインワード
線、サブワード選択線の制御により、非選択状態では、
負電位発生回路から発生する任意の負電圧をサブワード
線に供給し、選択状態では、選択されたサブワード線の
みをハイレベルにすることを特徴とする。
て図面を参照して説明する。
半導体記憶装置は、メインローデコーダ回路101と、
サブローデコーダ回路102と、メインデコーダ回路1
01により制御されるメインワード線105とサローブ
デコーダ回路102により制御されるサブワード選択線
106によりサブワード選択線106にしたがってメモ
リセル選択用のサブワード線107を駆動するサブワー
ド線駆動回路103と、サブワード線107の非選択時
にサブワード線107を負電位にする負電位発生回路1
04を有している。本発明では階層型ワード線方式を使
用している。
ンローデコーダ回路101、サブローデコーダ回路10
2が活性化され、所望のサブワード線駆動回路103が
選択される。そして、選択されたサブワード線駆動回路
103のサブワード線107はハイレベルとなる。ま
た、負電位発生回路104からの負電位は各回路101
〜103に供給され、選択されないサブワード線駆動回
路103のサブワード線107はロウレベルである負電
位となっている。ここで、負電位を生成する負電位発生
回路104は半導体記憶装置上で低電圧を発生する一般
的によく知られた回路が使用可能である。例えば、負電
圧レベル検出回路により制御され、一定レベルの負電位
を供給するチャージポンプ回路等で構成することが好適
である。
ーダ回路108側に配置されている。メインローデコー
ダ回路101のメインワード線105とサブローデコー
ダ回路102のサブワード選択線106が活性化される
ことによりサブワード線駆動回路列109内の所望のサ
ブワード線駆動回路103が選ばれ、サブワード線10
7を駆動する。
スタのゲートは、サブワード線駆動回路103からのサ
ブワード線107に接続されている。また、メインロー
デコーダ回路101からの1つのメインワード線105
はサブワード線駆動回路列109内の複数個のサブワー
ド線駆動回路103と接続されている(図では4個接続
されている)。そして、サブローデコーダ回路102か
らのサブワード選択線106により1つのメインワード
線105に接続された複数個のサブワード線駆動回路1
03のうちの一つが選択され(図では4個のうちの1個
が選択される)、所望のサブワード線107が活性化さ
れる。
ブローデコーダ回路102で使用されるレベル変換回路
は、サブワード線駆動回路103への入力制御線である
メインワード線105、サブワード選択線106の論理
レベルの振幅によって、図4〜7のようなものが使われ
る。
ルが接地電位GNDである入力信号に対して、ハイレベ
ルが昇圧電位Vppで、ロウレベルがGNDである出力
信号に変換する場合は図4の回路例、ハイレベルが電源
電位Vccで、ロウレベルが負電位Vnbである出力信
号に変換する場合は図5の回路例、ハイレベルが昇圧電
位Vppで、ロウレベルが負電位Vnbである出力信号
に変換する場合は、第2の従来例の図6の回路例や図7
の回路例が考えられる。ここに挙げたのはそれぞれの1
つの回路例であるが他のどのような形式のレベル変換回
路でも本発明に適用できる。
す。
では、サブローデコーダ回路102からのロウレベルの
論理出力を接地電位であるGNDレベルとしている。そ
して、サブワード線駆動回路103の近くに配置された
レベル変換回路110は、サブローデコーダ回路102
からの出力と、メモリセルアレイ列を選択する信号BS
ELとの論理により活性化される。レベル変換回路11
0によりサブワード選択線106のロウレベルの論理出
力を負電位であるVnbに変換している。
アウト例のサブワード線駆動回路列109とセンス系回
路列の交点であるSWCROSS部等に配置され、メイ
ンローデコーダ回路101方向からセンス系回路列沿い
に走るブロック選択信号線BSELにより選択されたメ
モリセルアレイ単位列を駆動するもののみを動作する。
路102からの出力線のロウレベルが負電位ではなくG
NDであるため、サブワード選択線106による負電位
発生回路104の充放電負荷を減らせることである。
で使用されるレベル変換回路は図4〜7で説明したもの
が使われ、サブローデコーダ回路102のレベル変換回
路には、ハイレベルが昇圧電位Vppで、ロウレベルが
GNDである出力信号に変換する図4の回路、レベル変
換回路110では、図5や図8のような変換回路が使わ
れる。なお、本発明においては、他のどのような形式の
レベル変換回路でも使用できる。
ついて示す。サブワード線駆動回路103の各制御線は
メインローデコーダ回路101、サブローデコーダ回路
102等でレベル変換されてサブワード線駆動回路10
3に入力されている。
回路103の第1の例を示す。
のNMOSトランジスタN1,N2,N3からなってお
り、トランジスタN1はサブワード選択線RAとサブワ
ード線SWLの間に接続され、そのゲートには、メイン
ワード線MWLからの電位が供給される。トランジスタ
N2は負電位供給線とサブワード線の間に接続され、そ
のゲートには相補メインワード線MWLBが入力してい
る。そして、メインワード線MWLとトランジスタN1
のゲートの間にはゲート部に電源電位Vccもしくは昇
圧電位Vppが入力されたトランジスタN3が接続され
ている。
負電位Vnb、相補メインワード線MWLBは電源電位
Vcc、サブワード選択線RAは負電位Vnbとなって
おり、トランジスタN2が導通することにより、サブワ
ード線SWLは負電位Vnbになっている。
ド線MWLはVnbからVppレベルへ、相補メインワ
ード線MWLBはVccからVnbレベルへ変化する。
そして、トランジスタN1のゲート部には、「トランジ
スタN3のゲート電位−トランジスタN3のしきい値電
位」レベルが入力される。次に、選択されたサブワード
選択線RAがVnbからVppに変化すると、トランジ
スタN1のゲート電位は容量カップリングにより、「ト
ランジスタN3のゲート電位−トランジスタN3のしき
い値電位+Vpp−Vnb」レベル付近まで上昇し、サ
ブワード選択線RAの電位をレベル落ちすることなくサ
ブワード線SWLに伝達する。
VppからVnbへ変化し、サブワード線SWLの電位
をVppからVnbへ引き抜く。そして、メインワード
線MWLはVppからVnbへ、相補メインワード線M
WLBはVnbからVccへ変化することにより非選択
状態へ戻る。
回路の第2の例を示す。
NMOSトランジスタN1,N2,N3からなってお
り、トランジスタN1はメインワード線MWLとサブワ
ード線SWLの間に接続され、そのゲートには、サブワ
ード選択線RAからの電位が供給される。トランジスタ
N2は負電位供給線とサブワード線の間の接続され、そ
のゲートには相補サブワード選択線RABが入力してい
る。そして、サブワード選択線RAとトランジスタN1
のゲート部に電源電位Vccもしくは昇圧電位Vppが
入力されたトランジスタN3が接続されている。
負電位Vnb、相補サブワード選択線RABは電源電位
Vcc、メインワード線MWLは負電位Vnbとなって
おり、トランジスタN2が導通することにより、サブワ
ード線SWLは負電位Vnbになっている。
選択線RAはVnbからVppレベルへ、相補サブワー
ド選択線RABはVccからVnbレベルへ変化する。
そして、トランジスタN1のゲート部には、「トランジ
スタN3のゲート電位−トランジスタN3のしきい値電
位」レベルが入力される。次に、選択されたメインワー
ド線MWLがVnbからVppに変化すると、トランジ
スタN1のゲート電位は容量カップリングにより「トラ
ンジスタN3のゲート電位−トランジスタN3のしきい
値電位Vpp−Vnb」レベル付近まで上昇し、メイン
ワード線MWLの電位をレベル落ちすることなくサブワ
ード線SWLに伝達する。
VppからVnbへ変化し、サブワード線SWLの電位
をVppからVnbへ引き抜く。そして、サブワード選
択線RAはVppからVnbへ、相補サブワード選択線
RABはVnbからVccへ変化することにより非選択
状態へ戻る。
回路の第3の例を示す。
のNMOSトランジスタN1,N2,N3,N4からな
っており、トランジスタN1はサブワード選択線RAと
サブワード線SWLの間に接続され、そのゲートには、
メインワード線MWLからの電位が供給される。トラン
ジスタN2は負電位供給線とサブワード線SWLの間に
接続され、そのゲートには相補サブワード選択線RAB
が入力している。そして、メインワード線MWLとトラ
ンジスタN1のゲート間にはゲート部に電源電位Vcc
もしくは昇圧電位Vppが入力されたトランジスタN3
が接続されている。また、メインワード線MWLとサブ
ワード線SWLの間にはトランジスタN4が接続されて
おり、そのゲートにはサブワード選択線RAが入力され
ている。
負電位Vnb、相補サブワード選択線RABは電源電位
Vcc、メインワード線MWLは負電位Vnbとなって
おり、トランジスタN2が導通することにより、サブワ
ード線SWLは負電位Vnbになっている。
ド線MWLはVnbからVppレベルへ変化する。そし
て、トランジスタN1のゲート部には「トランジスタN
3のゲート電位−トランジスタN3のしきい値電位」レ
ベルが入力される。次に、選択されたサブワード選択線
RAがVnbからVppに変化すると、トランジスタN
1のゲート電位は容量カップリングにより「トランジス
タN3のゲート電位−トランジスタN3のしきい値電位
+Vpp−Vnb」レベル付近まで上昇し、サブワード
選択線RAの電位をレベル落ちすることなくサブワード
線SWLに伝達する。ここで、トランジスタN4にはメ
インワード線MWLがVnbレベルでサブワード選択線
RAがVppレベルのときに、サブワード線が負電位か
ら浮いてしまうことを防ぐためサブワード線SWLをメ
インワード線MWLと接続させている。
VppからVnbへ、相補サブワード選択線RABはV
nbからVccへ変化し、サブワード線SWLの電位を
VppからVnbへ引き抜く。そして、メインワード線
MWLがVppからVnbへ変化することにより非選択
状態へ戻る。
回路の第4の例を示す。
SトランジスタP1とNMOSトランジスタN1,N2
からなっており、NMOSトランジスタN1はサブワー
ド選択線RAとサブワード線SWLの間に接続され、そ
のゲートにはメインワード線MWLからの電位が供給さ
れる。NMOSトランジスタN2は負電位供給線とサブ
ワード線SWLの間に接続され、そのゲートには相補メ
インワード線MWLBが入力している。そして、PMO
SトランジスタP1はサブワード選択線RAとサブワー
ド線SWLの間に接続され、そのゲートには相補メイン
ワード線MWLBが入力している。
負電位Vnb、相補メインワード線MWLBは電源電位
Vcc、サブワード選択線RAは負電位Vnbとなって
おり、トランジスタN2が導通することにより、サブワ
ード線SWLは負電位Vnbになっている。
ド線MWLはVnbからVppレベルへ、相補メインワ
ード線MWLBはVccからVnbレベルへ変化する。
により、サブワード選択線RAとサブワード線SWLが
接続される。次に、選択されたサブワード選択線RAが
VnbからVppに変化すると、トランジスタP1も導
通し、サブワード選択線RAの電位をレベル落ちするこ
となくサブワード線SWLに伝達する。
VppからVnbへ、メインワード線MWLはVppか
らVnbへ、相補メインワード線MWLBはVnbから
Vccへ変化し、サブワード線SWLの電位をVppか
らVnbへ引き抜き非選択状態へ戻る。
回路の第5の例を示す。
SトランジスタP1とNMOSトランジスタN1,N2
からなっており、NMOSトランジスタN1はメインワ
ード線MWLとサブワード線SWLの間に接続され、そ
のゲートにはサブワード選択線RAからの電位が供給さ
れる。NMOSトランジスタN2は負電位供給線とサブ
ワード線SWLの間に接続され、そのゲートには相補サ
ブワード選択線RABが入力している。そして、PMO
SトランジスタP1はメインワード線MWLとサブワー
ド線SWLの間に接続され、そのゲートは相補サブワー
ド選択線RABが入力している。
負電位Vnb、サブワード選択線RAは負電位Vnb、
相補サブワード選択線RABは電源電位Vccとなって
おり、トランジスタN2が導通することにより、サブワ
ード線SWLは負電位Vnbになっている。
選択線RAはVnbからVppレベルへ、相補サブワー
ド選択線RABはVccからVnbレベルへ変化する。
により、メインワード線MWLとサブワード線SWLが
接続される。次に、選択されたメインワード線MWLが
VnbからVppに変化すると、トランジスタP1も導
通し、メインワード線MWLの電位をレベル落ちするこ
となくサブワード線SWLに伝達する。
VppからVnbへ、サブワード選択線RAはVppか
らVnbへ、相補サブワード選択線RABはVnbから
Vccへ変化し、サブワード線SWLの電位をVppか
らVnbへ引き抜き非選択状態へ戻る。
回路の第6の例を示す。
SトランジスタP1とNMOSトランジスタN1,N2
からなっており、NMOSトランジスタN1は負電位供
給線とサブワード線SWLの間に接続され、そのゲート
には、相補メインワード線MWLBからの電位が供給さ
れる。NMOSトランジスタN2は負電位供給線とサブ
ワード線SWLの間に接続され、そのゲートにはサブワ
ード選択線RAが入力している。そして、PMOSトラ
ンジスタP1はメインワード線MWLとサブワード線S
WLの間に接続され、そのゲートにはサブワード選択線
RAが入力している。
負電位Vnb、相補メインワード線MWLBは電源電位
Vcc、サブワード選択線RAは昇圧電位Vppとなっ
ており、トランジスタN1、N2が導通することによ
り、サブワード線SWLは負電位Vnbになっている。
選択線RAはVppからVnbレベルへ変化し、トラン
ジスタN2が非導通となる。次に、選択された相補メイ
ンワード線MWLBがVccからVnbに変化すること
によりトランジスタN1は非導通になり、負電位供給線
とサブワード線SWLは切り離される。そして、選択さ
れたメインワード線MWLがVnbからVppに変化す
ると、トランジスタP1が導通し、メインワード線MW
Lの電位レベル落ちすることなくサブワード線SWLに
伝達する。
VppからVnbへ、相補メインワード線MWLBはV
nbからVccへ、サブワード選択線RAがVnbから
Vppへ変化し、サブワード線SWLの電位をVppか
らVnbへ引き抜き非選択状態へ戻る。
回路の第7の例を示す。
SトランジスタP1とNMOSトランジスタN1,N2
からなっており、NMOSトランジスタN1は負電位供
給線とサブワード線SWLの間に接続され、そのゲート
には相補サブワード選択線RABからの電位が供給され
る。NMOSトランジスタN2は負電位供給線とサブワ
ード線SWLの間に接続され、そのゲートにはメインワ
ード線MWLが入力している。そして、PMOSトラン
ジスタP1はサブワード選択線RAとサブワード線SW
Lの間に接続され、そのゲートにはメインワード線MW
Lが入力している。
昇圧電位Vpp、サブワード選択線RAは負電位Vn
b、相補サブワード選択線RABは電源電位Vccとな
っており、トランジスタN1,N2が導通することによ
り、サブワード線SWLは負電位Vnbになっている。
ド線MWLはVppからVnbレベルへ変化し、トラン
ジスタN2が非導通する。次に、選択された相補サブワ
ード選択線RABがVccからVnbに変化することに
よりトランジスタN1は非導通になり、負電位供給線と
サブワード線SWLは切り離される。そして、選択され
たサブワード選択線RAがVnbからVppに変化する
と、トランジスタP1が導通し、サブワード選択線RA
の電位をレベル落ちすることなくサブワード線SWLに
伝達する。
VppからVnbへ、相補サブワード選択線RABはV
nbからVccへ、メインワード線MWLがVnbから
Vppへ変化し、サブワード線SWLの電位をVppか
らVnbへ引き抜き非選択状態へ戻る。
回路の第8の例を示す。
SトランイスタP1トNMOSトランジスタN1,N2
からなっており、NMOSトランジスタN1は負電位供
給線とサブワード線SWLの間に接続され、そのゲート
には相補サブワード選択線RABからの電位が供給され
る。NMOSトランジスタN2は負電位供給線とサブワ
ード線SWLの間に接続され、そのゲートにはメインワ
ード線MWLが入力している。そして、PMOSトラン
ジスタP1はサブワード選択線RAとサブワード線SW
Lの間に接続され、そのゲートには同相メインワード線
MWL’が入力している。
電源電位Vcc、同相メインワード線MWL’は昇圧電
位Vpp、サブワード選択線RAは接地電位GND、相
補サブワード選択線RABは電源電位Vccとなってお
り、トランジスタN1,N2が導通することにより、サ
ブワード線SWLは負電位Vnbになっている。
ド線MWLはVccからVnbレベルへ、同相メインワ
ード線MWL’はVppからGNDレベルへ変化し、ト
ランジスタN2が非導通する。次に、選択された相補サ
ブワード選択線RABがVccからVnbに変化するこ
とによりトランジスタN1は非導通になり、負電位供給
線とサブワード線SWLは切り離される。そして、選択
されたサブワード選択線RAがGNDからVppに変化
すると、トランジスタP1が導通し、サブワード選択線
RAの電位レベル落ちすることなくサブワード線SWに
伝達する。
VppからGNDへ、相補サブワード選択線RABはV
nbからVccへ、メインワード線MWLがVnbから
Vccへ、同相メインワード線MWL’がGNDからV
ppへ変化し、サブワード線SWLの電位をVppから
Vnbへ引き抜き非選択状態へ戻る。
WL’、サブワード選択線RAのロウレベルを負電位で
はなく接地電位にすることにより、負電位発生回路10
4は昇圧電位発生回路の充放電負荷が軽減されることで
ある。
電位Vppと負電位Vnbを用いると、酸化膜に印加さ
れる最大電圧はVpp−Vnbとなる。そのため、酸化
膜の印加電圧を緩和したい場合は各制御線の論理電圧レ
ベルをレベル変換回路によって変える方法がある。
(2)にサブワード線駆動回路の第9の例を示す。
構成、回路動作とも図17のものと同じであるが、制御
線の論理レベルを変えている。例えば、メインワード
線、相補のサブワード線のロウレベルを「負電位Vnb
+nチャンネルトランジスタのしきい値電圧Vtn」以
下の電位にし、負電位Vnbより大きなロウレベルに設
定する。また、相補のメインワード線のハイレベルを
「昇圧電位Vpp−pチャンネルトランジスタのしきい
値電圧の絶対値|Vtp|」以上の電位にし、昇圧電位
Vppより小さなハイレベルに設定する。こうすること
により酸化膜に印加される最大電圧はVpp−Vnb−
VtnかVpp−Vnb−|Vtn|付近の値となり、
酸化膜の印加電圧を緩和することができる。なお、各制
御線の倫理レベルは、各々の電位を発生させる回路を設
ければ、レベル変換回路により容易に変更することがで
きる。
タル配線によるワード線裏打ちを行う必要のない階層型
ワード線方式を用いることで微細加工性に優れ大容量化
に適した回路構成で、非選択状態で任意の負電圧をメモ
リセルに接続されたサブワード線に供給し、選択状態で
選択されたサブワード線のみハイレベルにすることがで
きという効果がある。
図である。
る。
ク構成図である。
る。
る。
る。
る。
る。
ック図である。
例を示す回路図とそのタイミングチャートである。
例を示す回路図とそのタイミングチャートである。
例を示す回路図とそのタイミングチャートである。
例を示す回路図とそのタイミングチャートである。
例を示す回路図とそのタイミングチャートである。
例を示す回路図とそのタイミングチャートである。
例を示す回路図とそのタイミングチャートである。
例を示す回路図とそのタイミングチャートである。
例を示す回路図とそのタイミングチャートである。
ランジスタ N1,N2,N3,N4,N66,N68,N72,N
73,N74,M1,M49 メモリセルトランジス
タ Qp1,Qp2,Qp3,Qp4 pチャンネルトラ
ンジスタ P1,P72,P73,P74,Cl メモリセルキ
ャパシタ IN1,IN2 インバータ NAND60,NAND71 NANDゲート
Claims (14)
- 【請求項1】 メインローデコーダ回路により制御され
るメインワード線およびサブローデコーダ回路により制
御されるサブワード選択線にしたがってメモリセル選択
用のサブワード線を駆動するサブワード線駆動回路を有
する半導体記憶装置において、 前記サブワード線の非選択時に前記サブワード線に負電
位を供給する負電位発生回路を有することを特徴とする
半導体記憶装置。 - 【請求項2】 前記サブローデコーダ回路から出力され
る前記サブワード選択線が前記サブローデコーダ回路か
ら離れた位置に配置されたレベル変換回路を介して前記
サブワード線駆動回路に入力される請求項1記載の半導
体記憶装置。 - 【請求項3】 前記メインワード線がハイレベル、前記
サブワード選択線がハイレベルのとき前記サブワード線
が選択され前記サブワード線の電位がハイレベルにな
り、前記メインワード線がハイレベル、前記サブワード
選択線がロウレベルのとき前記サブワード線が非選択で
あり前記サブワード線の電位がロウレベルである負電位
になり、前記メインワード線がロウレベル、前記サブワ
ード選択線がハイレベルのとき前記サブワード線が非選
択であり前記サブワード線の電位がロウレベルである負
電位になり、前記メインワード線がロウレベル、前記サ
ブワード選択線がロウレベルのとき前記サブワード線が
非選択であり前記サブワード線の電位がロウレベルであ
る負電位になる請求項1または2記載の半導体記憶装
置。 - 【請求項4】 前記メインワード線がハイレベル、前記
サブワード選択線がロウレベルのとき前記サブワード線
が選択され前記サブワード線の電位がハイレベルにな
り、前記メインワード線がハイレベル、前記サブワード
選択線がハイレベルのとき前記サブワード線が非選択で
あり前記サブワード線の電位がロウレベルである負電位
になり、前記メインワード線がロウレベル、前記サブワ
ード選択線がハイレベルのとき前記サブワード線が非選
択であり前記サブワード線の電位がロウレベルである負
電位になり、前記メインワード線がロウレベル、前記サ
ブワード選択線がロウレベルのとき前記サブワード線が
非選択であり前記サブワード線の電位がロウレベルであ
る負電位になる請求項1または2記載の半導体記憶装
置。 - 【請求項5】 前記メインワード線がロウレベル、前記
サブワード選択線がハイレベルのとき前記サブワード線
が選択され前記サブワード線の電位がハイレベルにな
り、前記メインワード線がハイレベル、前記サブワード
選択線がハイレベルのとき前記サブワード線が非選択で
あり前記サブワード線の電位がロウレベルである負電位
になり、前記メインワード線がハイレベル、前記サブワ
ード選択線がロウレベルのとき前記サブワード線が非選
択であり前記サブワード線の電位がロウレベルである負
電位になり、前記メインワード線がロウレベル、前記サ
ブワード選択線がロウレベルのとき前記サブワード線が
非選択であり前記サブワード線の電位がロウレベルであ
る負電位になる請求項1または2記載の半導体記憶装
置。 - 【請求項6】 前記メインワード線のハイレベルは電源
電位以上の電位レベル、前記メインワード線のロウレベ
ルは接地電位以下の電位レベル、前記サブワード選択線
のハイレベルは電源電位以上の電位レベル、前記サウワ
ード選択線のロウレベルは接地電位以下の電位レベルに
任意に制御され、前記サブワード線のハイレベルは電源
電位以上の電位レベルであり、前記サブワード線のロウ
レベルは負電位になる請求項3から5のいずれか1項記
載の半導体記憶装置。 - 【請求項7】 前記サブワード線駆動回路は、前記サブ
ワード選択線と前記サブワード線との間に設けられ、そ
のゲートに前記メインワード線の電位が供給されるNチ
ャンネル型の第1のMOSFETと、上記負電位供給線
と前記サブワード線との間に設けられ、そのゲートに前
記メインワード線の相補信号が入力されるNチャンネル
型の第2のMOSFETと、前記メインワード線と前記
第1のMOSFETの間に設けられ、そのゲートに電源
電位もしくは電源電位より高い昇圧電位が供給されるN
チャンネル型の第3のMOSFETとを含む請求項3記
載の半導体記憶装置。 - 【請求項8】 前記サブワード線駆動回路は、前記メイ
ンワード線と上記サブワード線との間に設けられ、その
ゲートに前記サブワード選択線の電位が供給されるNチ
ャンネル型の第1のMOSFETと、前記負電位供給線
と前記サブワード線との間に設けられ、そのゲートに前
記サブワード選択線の相補信号が入力されるNチャンネ
ル型の第2のMOSFETと、前記サブワード選択線と
前記第1のMOSFETのゲート間に設けられ、そのゲ
ートに電源電位もしくは電源電位より高い昇圧電位が供
給されるNチャンネル型のMOSFETとを含む請求項
3記載の半導体記憶装置。 - 【請求項9】 前記サブワード線駆動回路は、前記サブ
ワード選択線と前記サブワード線との間に設けられ、そ
のゲートに前記メインワード線の電位が供給されるNチ
ャンネル型の第1のMOSFETと、前記負電位供給線
と前記サブワード線との間に設けられ、そのゲートに前
記サブワード選択線の相補信号が入力されるNチャンネ
ル型の第2のMOSFETと、前記メインワード線と前
記第1のMOSFETのゲート間に設けられ、そのゲー
トに電源電位もしくは電源電位より高い昇圧電位が供給
されるNチャンネル型の第3のMOSFETと、前記メ
インワード線と前記サブワード線の間に設けられ、その
ゲートに前記サブワード選択線が入力されるNチャンネ
ル型の第4のMOSFETを含む請求項3記載の半導体
記憶装置。 - 【請求項10】 前記サブワード線駆動回路は、前記サ
ブワード選択線と前記サブワード線との間に設けられ、
そのゲートに前記メインワード線の相補信号が入力され
るPチャンネル型の第1のMOSFETと、同様に前記
サブワード選択線と前記サブワード線との間に設けら
れ、そのゲートに上記メインワード線が入力されるNチ
ャンネル型の第2のMOSFETと、前記サブワード線
との負電圧供給線との間に設けられ、そのゲートに前記
メインワード線の相補信号が入力されるNチャンネル型
の第3のMOSFETとを含む請求項3記載の半導体記
憶装置。 - 【請求項11】 前記サブワード線駆動回路は、前記メ
インワード線と前記サブワード線との間に設けられ、そ
のゲートに上記サブワード選択線の相補信号が入力され
るPチャンネル型の第1のMOSFETと、同様に前記
メインワード線と前記サブワード線との間に設けられ、
そのゲートに上記サブワード選択線が入力されるNチャ
ンネル型の第2のMOSFETと、前記サブワード線と
負電圧供給線との間に設けられ、そのゲートに上記サブ
ワード選択線の相補信号が入力されるNチャンネル型の
第3のMOSFETとを含む請求項3記載の半導体記憶
装置。 - 【請求項12】 前記サブワード線駆動回路は、前記メ
インワード線と前記サブワード線との間に設けられ、そ
のゲートに前記サブワード選択線が入力されるPチャン
ネル型の第1のMOSFETと、同様に前記負電位供給
線と前記サブワード線との間に設けられ、そのゲートに
前記メインワード線の相補信号が入力されるNチャンネ
ル型の第2のMOSFETと、前記サブワード線と負電
圧供給線との間に設けられ、そのゲートに前記サブワー
ド選択線が入力されるNチャンネル型の第3のMOSF
ETとを含む請求項4記載の半導体記憶装置。 - 【請求項13】 前記サブワード線駆動回路は、前記サ
ブワード選択線と前記サブワード線との間に設けられ、
そのゲートに前記メインワード線が入力されるPチャン
ネル型の第1のMOSFETと、同様に前記負電位供給
線と前記サブワード線との間に設けられ、そのゲートに
前記メインワード線が入力されるNチャンネル型の第2
のMOSFETと、前記サブワード線と負電圧供給線と
の間に設けられ、そのゲートに上記サブワード選択線の
相補信号が入力されるNチャンネル型の第3のMOSF
ETとを含む請求項5記載の半導体記憶装置。 - 【請求項14】 前記サブワード線駆動回路は、前記サ
ブワード選択線と前記サブワード線との間に設けられ、
そのゲートに前記メインワード線が入力されるPチャン
ネル型の第1のMOSFETと、同様に前記負電位供給
線と前記サブワード線との間に設けられ、そのゲートに
前記メインワード線の同相信号が入力されるNチャンネ
ル型の第2のMOSFETと、前記サブワード線と負電
圧供給線との間に設けられ、そのゲートに前記サブワー
ド選択線の相補信号が入力されるNチャンネル型の第3
のMOSFETとを含む請求項5記載の半導体記憶装
置。
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