JPS581889A - 半導体記憶装置のダミ−セル制御方式 - Google Patents

半導体記憶装置のダミ−セル制御方式

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JPS581889A
JPS581889A JP56099753A JP9975381A JPS581889A JP S581889 A JPS581889 A JP S581889A JP 56099753 A JP56099753 A JP 56099753A JP 9975381 A JP9975381 A JP 9975381A JP S581889 A JPS581889 A JP S581889A
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JP56099753A
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Tomio Nakano
中野 富男
Masao Nakano
正夫 中野
Yoshihiro Takemae
義博 竹前
Norihisa Tsuge
柘植 典久
Takeshi Ohira
大平 壮
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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    • G11CSTATIC STORES
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    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/401Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
    • G11C11/4063Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing
    • G11C11/407Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
    • G11C11/409Read-write [R-W] circuits 
    • G11C11/4099Dummy cell treatment; Reference voltage generators

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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体記憶装置KWIAシ、特に、MOS(ム
〈は、MIS)技@による1トランジスタ、1キャッジ
I形メ−W&リセルを儒えたメイナty夕形半導体記憶
装置のダミーセル制御方式に関する。
半導体記憶装置、MISに、MOBメイナ建、りRAM
(ツ/メムアク七スメ篭り)においては、集積度の点で
利点を有す為1トランジスタ、l中+/々シタ形メ毫リ
セルが最もよ〈用−られている・すなわち、この場会、
舎メ噌り七ルは、1つの中ヤノシタと、この中ヤーシー
の充電、放電のスイッチ素子として作用すJllつの)
y7ゾメタとからなる。従りて、このキャΔシIKをけ
る電荷の有無がデータ11111もしくは20′を示す
ことになるO従来、とのよ1MP導体記憶鋏置における
メ1−竜ルとして、メ4讐セルと同様な1つのキャノ臂
シタおよび1つのキャパシタに加えて、キャパシタをり
令、トすb九めのトランジスIを具備するものが主流で
あうたが、どく最近、1つのキヤノンIのみをAllす
る/建−セルが提案されるようになった(参照’xmi
鳶J、8*1id−11tat@C1r様1ts+ve
14cm15 、A! 、pp、1@4−189.Ap
r、1980)。
このような1今ヤノダシタ形〆ミーセルは集積度の点で
有利でらblまた、動作タロ、りの負II!J%大幅に
小さくなる。
上述の1キヤΔシタ形〆ミーセルの制御は、ダミーセル
が接続されたダミーワード線を予め放電し、ワード線を
選択して充電する際にダミーワード線を充電してダミー
ワード線電位を押上げることにより行われ、これにより
、メi−ワードlIK接続された〆ミーセルの容量結合
によりビット紳に基準電位を発生している。従って、ワ
ード線選択用の動作クロックの電位上昇とダミーワード
線の電位上昇とが同位相となり、この結果、動作タロ、
りの負荷は比較的大きく、従って、動作速度が低いとい
う問題点があった。
本発明の目的は、ダミーワード線を予め充電し、ワード
−の選択時Kl<−ワード線を放電させるという構想に
もとづき、ワード線選択用の動作りp、りの電位上昇と
ダミーワード線の電位上昇とを逆位相にし、これKより
、動作り四、りの負荷を低減して動作速度を高め、上述
の従来方式における問題点を鱗決することにある。
以下、図面によ抄本発明を従来形と比較して説明する。
第1図は一般的なメイナン、タ形半導体記憶装置のブg
、タ關賂図である。第1図においては、たとえば、16
)84ピツトメ毫すを想定している。この場合、ワード
線肌・ 、−・IWL■ l循i4゜−、WIJ■、と
ビット曽111.e  l TL、  l IL、  
、 !IL1−+IL1.マ、i’Llマとの交差点に
11トツンジスタ。
1キヤΔシタ彰メ篭リセAC・・+ClIn・・・。
CI  **M1  :  CB  橿 + Css 
 +l  e ”’ * cps  +l lT ;C
I4 4  CI4 4  、e+、csa  1ts
y  : Qmy  +@  +C11y  +l  
l””、C1m?、117が配列され、また、各ビット
線対肛・・肛・: lLl  * ILt : ”−ニ
ル、、、U■マ関には、竜ンスアyゾ8・ 、81.−
・、 1iterが接続されている。aもに、各N、 
)@BL、 、 BLll・−0BしIマの終端にはメ
ンーメ篭リセルDCIII  +DC11* −r D
el#ljテが接続され、また、各ビ。
ト纏n@ 、 乱1  * −r 虱l* vの終端に
はメ電−メ毫すセルDC@@ 、Dc、、#−・+ D
Cs rsmvが接続されている。
ワード線WL、、WL、、−・・、WL、、、の選択は
行デコー〆DECKよりて行われ、壜た同時に、ダ叱−
ワード@DWL1. yIi′L、、 (7)選択を行
テコー〆DECによって行われる。この場合、ワード線
WL、 〜W、、のいずれかが選択きれるとIKは、ダ
ミーワード線光−が選択され、他方、ワード線肌、4〜
WL 1 鵞yのいずれかが選択きれるときKは、メミ
ーワードlIyル1が選択される。このようなワード線
選択動作は行デコー〆によってオン、オフ制御されてり
胃ツク信号61を通過させるトランスファダートTG−
4,TGo、・・・、〒Gt*sKよって行われる・ 第2図は従来の半導体記憶装置の詳細な回路図である。
第2Elにおいては、第1図におけるワード線WL、お
よび〆き−ワード@IWL、について詳細に図示してあ
り、他のワード線およびダミーワード線DWLIKつい
ては省略しである。各メモリセルC・・、c・し0= 
+ CI Illマはキヤ/ダシーーおよびトランジス
ターかもな砂、また、各〆<−メ毫すセルDC1@ *
 DCs1+ −+ DCs *tstは、キャΔシJ
C4,)ツyジスタQ4およびトランジスタQlかもな
る。この場合、メミーメ篭りセルのキャーシーc4の容
量はメ篭リセルの午ヤΔシ”ra の容量のはff 1
/2 K設定されている・たとえば、第2図の回路にお
いて、読出し動作を行う場合には、リセ、トクロ、/発
生回路CI、かものリセットクロツタ信号φlKよりて
メ建−メモv4ル■■。
DCIB  + ・= + Del* ■1f)’Pg
 /$シJ V4を予め放電させておくと同時に1各ビ
ット纏ML・、肛・。
ML、  I VyLll・−”I”1g?+肛11?
を所定電位にグリチャージしておく0次に、動作I四タ
ク発生回路CK、のタ騨ツタ儒号61がオン状態のトラ
ンスファf−)τG・ *TGIHを介してワード線肌
、。
メ電−ワードーDIJに供給されると、ワード線肌・お
よびメ電−9−ド線扉−が選択されたことになる・この
結果、九とえば、メモリセルC・・のキャΔシJC,の
電位が高い(たとえばデータ11′に@a ”)とIK
は、ビット線IL・の電位は低下しないが、低い(デー
J ’O’ K和尚)ときには、ピッ)[BL・の電位
は低下する。他方、メミーセルDC,,Kありては、命
ヤ/ダシタC,1が充電されるので、ヒy )II  
eの電位社低下する。いずれの場合にありても、キャパ
シターとキヤ・lシ/Cdの容量は異なるので、ビ、 
)IIsBLo、TL・間には電位差が発生し、この電
位差はセンスアングS。
によってセンスすなわち増大されて読出されるととにな
る。
しかしながら、第2図の回路においては、メミーメ篭り
セルの素子数が多く、従って、集積度の点で不利であり
、また、動作クロ、り発生回路CK、の負荷が大きく、
従って、動作速度が小さくなる。なお、動作クロック発
生回路CK、の負荷L1は Li口CA/ + C,(1) ただし、Ca2:メミーワード線(An)配線の容量C
5二メ建−メモリ−4−【ルDC,,,〜DC1+tm
vのト2ンジ、(JQ−のr−ト容量 で表わすことができる。第2項のトランシス−の分の容
量をC,)ランジス/Q−の入力容量に対する出力容量
の比すなわち一種の増幅率をαとすれば、メイーメ毫り
セル1個分#′1c7aであるので、(1)式は、 L 1 = 0.4 +4        (2)ただ
し、l:メミーメ篭りセル数 と表わす仁とができる。
第3図は他の従来の中導体記憶装置の詳細な回路図であ
る。第3図におiて、第2図の構成!!素と図−の要素
にりいては同一の参照番号を付しである・各メ々−メ4
9セルDCIIe # DC!1 ’・・・。
DCI#llfは1つのみのキヤノン−04からなる。
仁れKより、第2図の/ミーメ侵リセルに比較して、ダ
ミーメモリセルの占有面積を着しく小さくすることがで
龜る・ま九、各トランジスタQ、およびQlはメ電−ワ
ード纏廣−を充電および放電させるためのものである。
$113WJの回路においては、メ建−ワード線)九意
の配@察量もトランジス−Q、のr−)容量Ktすれる
ので、上述と同様に考えると、第3図の動作クロ、り発
生回路CK、の負荷り、は、L寓−へV十譬     
    (3)と表わすことができる。従って、第2図
の場合に比較して動作クロ、り発生回路CK1の負荷は
小さくなる。
第3図の回路動作にりいて説明する。
第4図は第3図の回路内に現われる信号のタイミング図
である。/ミーワード線11Mmはりセットク四ツク信
号φ翼によりて放電され、且つビット線BL・ ・ I
L・ ・ Bt、、  、’KL1 + ”’ ・ 1
L■マ ・1■1諺1は!リチャージされているものと
する。ただし、以下、ピッHuL、、I”LaKついて
のみ説明する。
この状lIIにおいて、クロVり信号φWLが上昇する
と、M4図に示すように1 メツ−ワードS謂−の電位
も上昇する。すなわちφWLとダ之−ワード線囲−の電
位とは同相で変化する。従って、トランジスタQAのダ
ート−ソース間電圧ΔVは大きくならないので、上述の
(3)弐におけるαの値を大きくできない。この理由は
、同−f−)電圧に対し、多くの電流を流すことができ
、すなわち、ff−)−ソース間電圧を大自〈でき、大
きなキャーシタを駆動で自ることが「αが大きい」とい
うことになるからである。
また、V、)線14はメミーワーP線席−と中ヤ/ダシ
ICdを介して静電結合しているので、げ、ト線n、の
電位はビット線乱・とメミーワード線Dw′Llとの容
量比分だけ押上げられる。すなわち、/建−ワード線D
IFL、の電位とVット線■・・の電位とは同相に変化
する。なお、ビット線BL。
はメ毫リセルco、のデー−11′のためにv0レベル
を保持してい為ものとする・この場合に、2つのピット
線aL、JL・関に電位差ΔV、が生じ、この電位差は
センスアンf8.によってセンスされて大金くなる。仁
の結果、ビット線ML・の電位はGND K下げられる
読出し動作が終了すると、再びリセットクロック信号φ
1がハイとなる。この結果、ビット線BI4 。
Iらは共にレベルV、、Kfリチャーゾされ、且つメ電
−ワードー謂−が放電される・このとき、f、)線n、
の電位と/建−ワード線yArL雲の電位とは逆相で炭
化する。従りて、キヤ・ダシタCdの容量はメ建−ワー
ド線W−がピット線肛。により引き上げられることで大
きく見え(ミラー効果)、この結果、放電用トランジス
タQ、を大きくしなければならず、リセ、トクp2夕発
生回路CK、の負荷が大きくなる。
第5図は本発明の一実施例としての半導体記憶装置の詳
細な回路図である。第5図において、第3図の構成l!
素と同一の要素については同一の参ms号を付しである
。すなわち、第3図と異なり、充電用トランジスタQ、
はリセットクロック発生回路CKlfc接続され、放電
用トランジスタQlはトランスy ア4f −) TG
 t m sを介して動作クロ、り発生回路CK、に接
続されている・ 第5図の回路動作について説明する。
第6図は第5図の回路内に現われる信号のタイミング図
である・第6図を参照するとダミーワーF” II t
m 、はリセットクロック信号φ1によって充電され、
且っビy)II肛・ 、籠・はlリチャージされている
ものとする。この状11において、りp、り信号φWL
が上昇すると、第6図に示すように、メ電−ワード1m
謂−の電位は下降する。この場合、トランジスタq1の
ソースはGNDであり、トランジスJQ、のr−)電圧
すなわちクロ、り信号φれの電位が上昇すれば、そのザ
だけ、r−トーソース間電圧が太きくなる。結局、(3
)弐におけるαの値社第3図の場合に比較して大きくな
る。従りて、メミーワード@DWL、の充電、放電を同
一時定数で比較した場合には、前述のαの比分だけトラ
ンジスタQlの大きさを小宴〈でき、従って、動作クー
ツタ発生回路CKIの負荷は小さくするととができる。
また、ビット線n、の電位はビット線翫・とダミーワー
ド線yNLlの客量比分だけ引き下げられす、従って、
この場合にも、/ミーワード線DWL 。
の電位とビット線n・の電位とは同相に変化する。
読出し動作が終了すると、リセットク四ツク信    
 □号−1によってメ々−ワー1’@WL、の電位は上
昇し、壕九、ビット線IL・、肛。の電位も上昇する。
すなわち、ビット線n・の電位とダミーワード線09%
IL、の電位とは同相で炭化するので、第3図の場合の
ととくミラー効果はなく、従って、その分、充電用トラ
ンジスタQ、を小さくすることができ、リセットクロッ
ク発生回路CK、の負荷を小さくできる。
以上説明したように本発明によれば、動作クロ、り発生
回路の負荷を小さくできるという効果を奏する。
なお、一般に、配憶装置においては、アクセス時間を短
縮することを最優先にして設計が行われる。従って、こ
のためには、リセットクロ、り発生回路の負荷を多少大
きくしても、動作クロ、り発生回路の負荷を小さくした
方がよく、これKより、高速動作が可能となる・この点
からも本発明の実施例である第5図の回路は従来形の′
@3図の回路より有利である。
【図面の簡単な説明】
第1図は一般的なグイナi、り形半導体記憶装置のプロ
、り回路図、第2図Fi従来の半導体記憶装置の詳細な
ta11!−図、第3図は他の従来の半導体記憶装置の
詳細な回路図、第4図は第3図の回路内に現われる信号
のタイミング図、第5図は本発明の一実施例としての半
導体記憶装置の詳細な回路図、第6図は第5図の回路内
に現われる信号のタイミング図である。 W−@  + =・+ ”WLs * v ”−” −
’線、m、  、 DWLa2−Xミー7−’t”線、
BL、、irL、、・・・、BL11フ。 百し1雪丁・−・ビット線、Co・ 、・・・、C1m
?+11? ・・・メモリ”’s DCI@  * °
−+ DCs +11? : DCms  + −rD
Cletsy・・・ダミーメモリセル、8□ 、・・・
l Sl!?・・・センスアング、CK1−・・動作ク
ロ、り発生回路、CK、・・・vセットクHyり発生回
路、DEC・・行デコーダ、TG−、、TO,、・・・
、TGxml・・・トランスファグーF。 特許出斬入 富士通株式会社 特許出願代理人 弁理士  青  木     網 弁理士  西  舘  和  之 弁理士  内  1) 幸  男 弁理士  山  口  昭  之

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、II数のワード線と複数のビット線との各交差部に
    配置された複数の1トランジスタ、1キ今Δシタ形メモ
    リセルと、複数のメギ−ワード線と前記複数のビット線
    との各交差部に配置された複数の1キヤΔシタ形〆ミー
    セルと、を具備する半導体記憶装置において、前記複数
    の〆ず一ワード、 線を予め充電し、前記ワード線の1
    つを選択して充電すゐ際に前記ダイ−ワード線の1つを
    選択して骸選択メミーワード線の電荷を放電して、該選
    択メZ−ワード線に接続されたlキャッジ/形〆ζ−セ
    ルの容量結合により該4キヤパシタ形〆ミーセルに接続
    され九ビット線に基準電圧を発生させbようKしたこと
    を特徴とする半導体記憶装置のダミーセル制御方式。
JP56099753A 1981-06-29 1981-06-29 半導体記憶装置のダミ−セル制御方式 Pending JPS581889A (ja)

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