JPS5862894A - Mosダイナミツクメモリ - Google Patents

Mosダイナミツクメモリ

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Publication number
JPS5862894A
JPS5862894A JP56161609A JP16160981A JPS5862894A JP S5862894 A JPS5862894 A JP S5862894A JP 56161609 A JP56161609 A JP 56161609A JP 16160981 A JP16160981 A JP 16160981A JP S5862894 A JPS5862894 A JP S5862894A
Authority
JP
Japan
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cell
memory
dummy
voltage
cell plate
Prior art date
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Pending
Application number
JP56161609A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichiro Masuko
益子 耕一郎
Kazuyasu Fujishima
一康 藤島
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP56161609A priority Critical patent/JPS5862894A/ja
Publication of JPS5862894A publication Critical patent/JPS5862894A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)

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】 この発明#−t1トランジスタ形M6日ダイナミックメ
モリにおいて、セルプレート電圧をワード線信号で制御
することにより、高速に大きな信号を得ることができる
M5Bダイナミックメモリに関するものである。
一般に、1トランジスタ形M(58ダイナミックRAM
ではM?5日チャバシタに蓄積された電荷の有無を2値
情報の#1#、#デに対応させている。
そして、トランス7アゲートを”オン“してM5Bキャ
パシタに蓄積された電荷をビット線に転送する。この時
、電荷の有無によってビット線に生じる微少な電圧変化
をセンスアンプ回路で検出するものである。
第1図は従来のMOSダイナミックメモリのメモリアレ
イを示す構成図である。(1)は左側および右11にそ
れぞれマトリックス状に配置したメモリセルであり、そ
の詳細な断面を第2図に示す。(2)ハマトリックス状
に配置したメモリセル(1)の各行ごとに設けたセンス
アンプ回路、(3)ldこのメモリセル(1)の各行ご
とに設けると共にそのセンスアンプ回路をはさんで左側
および右側にそれぞれ設けたダミーセル、(4)はメモ
リセル(1)およびダミーセル(3)の行ごとに設けら
れ、センスアンプ回路(2)をはさんで左側および右側
にそれぞれ配置したビット線、(5)は左側および右側
のメモリセル(1)の列ごとに配置したワード線、(6
)は左側および右側のダミーセル(3)にそれぞれ配置
したダミーワード線、(7)は左側および右側のダミー
セル(3)にそれぞれ接続し、sp倍号が送られるーp
線、(8)id左側および右側のメモリセル(1)およ
びダミーセル(3)に接続する電圧VDp f印加する
セルプレートである。
なお、第2図に示すメモリセル(1)はビット線(4)
を金属で構成し、ワード線をたとえばポリシリコンなど
の電極材料で構成する場合を示し、(8)はメモリ容量
のセルプレート、(10)はダート酸化膜、(11)は
メモリ端子を構成するN影領域、(12)はメモリセル
相互を分離する厚いフィールド酸化膜である。
次に、上記第1図に示すUOSダイナミックメモリの動
作について簡単に説明する。まず、例えば左側のワード
線(5)のうちの1本のワード線が選択されると、メモ
リ容量のほぼ1/2の谷tをもつダミーセルに接続され
た右側のダミーワード線(6)が選択される。このため
、対応する左側のビット線(4)と対応する右側のビン
)il、(4)に信号電荷を転送し、このときに生ずる
微少な電位差をセンスアンプ回路(2)で検出・増幅す
るものである。
従来のメモリ動作では、ワード線電圧がVDDレベルに
達した時にピント線(4)に伝達される信8電荷量は、
メモリ容量を08、トランスファゲートのしきい値電圧
をVTとするとCs(Vl)D−VT)  であったつ
じかし、近年のMOSダイナミックメモリの高集積・大
容量化、低電圧化のため、充分なCs値、VDD 値を
確保することが困難になり、信号電荷量は低下し、動作
マージンもそれに従って狭くなってき念。
また、従来のMOSダイナミックメモリは、メモリセル
のMOSキャパシタに蓄積される電荷の半分をダミ7−
セルのMOSキャパシタに蓄積し、それらを比較するこ
とによってメモリセルのMOSキャパシタに蓄積された
電荷の有無を判定し、それを2値清報のR1#、#0“
に対応させでいる。ダミーセルのMOSキャパシタにメ
モリセルのMOSキャパシタに蓄積されつる電荷の半分
を蓄積する手段として、ダミーセルのM O’8キャパ
シタの容量部面積をメモリセルの容量部面積の半分に設
計する方式が現在主流VCなっている。しかし、MOS
ダイナミックメモリの高集積化・微細化に従い、製造プ
ロセスの変動等に左右されて半分のil積を精度よくチ
ップ上に再現することが困Sになってきた。
さらに、MOSダイナミックメモリの大$1化に伴い、
ワード線の負荷容量や抵抗が増大し、ワード線信号が遅
延し終端部における読み出し速度が遅れるために関連動
作が困難になってきた。
本発明は上記のような従来のものの欠点を除去するため
になされたもので、1トランジスタMO8形ダイナミッ
クメモリにおいてワード線信号でセルプレート電圧を放
電し、ワード線が選択駆動されている時間内にそのセル
プレートを再充電し、さらにダミーセルのセルプレー)
!圧を時間的に一定にしたことにより、取り扱える信号
電荷tを飛躍的に増大し、ワード線信号の遅延を補償す
るとともに、ダミーセルのMO8キャパシタ部i 積を
メモリセルのMOSキャパシタ部の面積の半分よりも大
きくできるMOSダイナミックメモリを提供することを
目的としている。
このような目的を達成するため、この発明はワード線信
号でセルプレート電圧を放電し、ワード線が選択駆動さ
れている時間内にそのセルプレートを再充電するもので
あり、以F実施例を用いて詳細に説明する。
第3図はこの発明に係るM5Bダイナミックメモリの一
実施例を示す構成図である。(13)はその詳細な回路
を第4図〜第6図に示すセルプレート電圧コントロール
回路である。
’aお、第4図に示すセルプレート電圧コントロール回
路において、 (14a) (14c)はエンハンスメ
ント型トランジスタで、第5図に示すセルプレート電圧
コントロール回路において、 (15a)Hデプレソジ
ョン型トランジスタ、Qsb)Hエン/1ンスメント型
トランジスタで、第6図に示すセルプレート電圧コント
ロール回路において(16a)は抵抗素子、(16b)
はエンハンスメント型トランジスタである。
また、第7図は第3図の一本のワード線についての回路
図でセルプレート電圧コントロール回路として第4図に
示すものを接続した例を示している。
同図において、(17)はXデコーダ、(18)はワー
ド線ドライバ、(19)は第8図(&)に示す−pR信
号が送られるφpR線、(20)は第8図(d)に示す
pa倍信号送られるφG線(5a)は第8図(1))に
示す波形で立上がるワード線(5)の駆動端、(5b)
は第8図(e)に示す波形で立上がるワード線(5)の
終端、(8b)は第8図(θ)に示す波形で放電するセ
ルプレート(8)の放電端、(8a)は第8図(f)に
示すセルプレート(8)の終端であるっ 次に上記構成によるM5日ダイナミックメモリがワード
線ドライバ(18)によって駆動された時、ワード線信
号は第8図(b)に示すようにワード線(5)の駆動端
(5a)の立上りに対して第8図(C) K示すように
ワード線の終端(5b)の立上がりが遅れる。このとき
、第8図(C)に示す遅れのフード線信号の立上がりに
より、あらかじめ電源電圧vDDに充電されていたセル
プレート(8)の電圧が放電されるが、この放電波形も
第8図(e)に対して第8図(f)に示すように遅れる
。そして、フード線信号の立上がりが一番遅れる第8図
(0)に示す波形に対応するセルプレートの放電は第8
図(e)に示すように早くなる。
また、第8図(f)に示す放電の遅れるセルプレートに
対応する第8図(b)に示すワード線信号は高速に立上
がっているため、メモリセル(1)からビット線(4)
への信号電荷の転送は高速に行なわれ、ワード線信号の
遅延は補償されることになる。さらに、この時読み出さ
れる信号電荷にはワード1(5)のレベルがVDDであ
ってもト′:11ランスファゲートのしきい値電圧VT
による損失力i生じないことがわかる。
一方、セルプレート(8)の充電はセンスアンプ回路(
2)によるデータ検出・増幅後、あるいは書き込み動作
後、ワード線(5)がとじる前に−G信号を高レベルに
することで行われる。データが甲の場合は、−Gが低レ
ベルの時に(VDD−Vl”)であったメモリ端子(1
1)の電圧が(vDD−Vr+aVao) K 7”−
ス) gれる(データが#1#の時は、トランスファゲ
ートがカントオフしていることによる;αはグースト効
率)。データが旬”の場合は、llGが低レベルの時に
Ovであったメモリ端子(11)の電圧は、dGが高レ
ベルKfrつでもOvに保持される(データが#o〃の
時は、トランスファゲートが導通しており、ビット線は
センスアンプによりOvKクランプされている)。その
仮、ワード線(5)がとじるのでデータはメモリセル内
に取り込まれる。その結果、HetM +!: L テ
約Cs (Woo−VT+αVDD)(aはグースト効
率、通常〜0.9)が蓄積されることになる。このセル
グレート電圧の充放電が行われるのは第7図に示す回路
から明らかなように、選択されたワード線(5)につい
てのみである。選択されないメモリセル(1)のセルプ
レート(8)はプリチャージタイム中に、プリチャージ
信号−pRによって電源電圧vDDレベルに保持するよ
うになっている。
さらに、ダミーセルのセルプレート電位をメモリ動作に
無関係に一定に保つことにより、ダミーセルのMOSキ
ャパシタ面積を大きくできるようになる。すなわち、I
!3図において、夕雲−セル(3)のセルプレート電極
をV’Do等の定電源に接続すると、ダミーセル容量を
CD、セルプレート電位をVDDとした場合、ダミーセ
ルに蓄えられる信号電荷量I/iCo (VDD−VT
)となり、メモリセルの信号電荷、CB (VDD−V
r+aVoo) ノ半OK 6 ル! ’) CDC8
VDD−VT+(EVDD を決定すれば、Co=丁’Voっよm−となる。ここで
、VDDとして5V、VTとして1v、αトして0.9
を代入すると、CD==l、Q5CBとなる。従ってダ
ミーセルの容量部面積をメモリセルの容量部面積と同程
度に設定することが可能になり、M O’Sダイナミッ
クRAMの緻細化により避けられなくなった製造プロセ
スの変#に伴うメモリセルのMOSキャ°パシクとダミ
ーセルのMO&キャパシタの面積比の変動を軽減できる
ようになった。理想的には、ダミーセル、メモリセルと
も同一形状、同−寸法にすることが望ましく、グースト
効率αの設定によりそのことも可能になる。
以上詳細に説明したように、この発明に係るMOSダイ
ナミックメモリによれば、lトランジスタ形メモリの信
号電荷量をメモリセルの構造を変えることや、ワード線
信号にVDD以上の高電圧を使用することなしに、飛躍
的に増那させることができ、さらにRC成分によるワー
ド線の遅延が補償され、高速に大きな信号電圧を得るこ
とが可能になり、また、メモリセルとダミーセルを同一
形状、同一寸法に設計することも可能となり、電気的に
も製造プロセス的にもマージンが広い高速MOSダイナ
ミックメモリが得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のMisダイナミックメモリのメモリアレ
イを示す構成図、第2図はメモリセルの断面図、第3図
はこの発明に係るM5Bダイナミックメモリの一実施例
を示す構成図、第4図は第3図のセルプレート電圧コン
トロール回路の一実施例を示す回路図、第5図は第3図
のセルプレート電圧コントロール回路の他の実施例を示
す回路図、第6図は第3図のセルプレート電圧コントロ
ール回路の更に他の実施例を示す回路図、第7図の は第3図の1本のワード線について説回路図、第8図(
a)〜(f)は第7図の各部の波形を示す図である。 (1)・・・メモリセル、 (2)・・センスアン7’
回路、(3)・・。 ダミーセル、(4)・・・ピント線、(5)・・・ワー
ド線、(6)・・・ダミーワード線、(7)・・φp[
、(8)・・・セルプレート、(9)・・・−一、(1
0)・・・ダート酸化膜、’ (11)メモリ端子、(
12)・・・フィールド酸化膜、(13)・・・セルプ
レー)[1圧コントロ一ル回路、(14a)〜(14(
り・・・エンハンスメント型トランジスタ、(15a)
・・・デプレッション型トランジスタ、(151))・
・エンハンスメント型トランジスタ、 (16a)・・
・抵抗X子、(4sb)・・エンハンスメント型トラン
ジスタ、(17)・・・メデコーダ、(18)・・・ワ
ード線ドライバ、(19)・・・≠pR線、(20)・
・・−G線、・::: 代 理 人  葛  野    信  −第2図 第4図 第5図 第6図 第8図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ワード線を行方向(あるいは列方向)に、ピント
    線を列方向(あるいは行方向)に配置し、ワード線信号
    でセルプレート電圧を放電し、ワード線が選択駆動され
    ている時間内にそのセルプレートを再充電する方式の1
    トランジスタ形MOsダイナミックメモリにおいて、ダ
    ミーセルのセルプレート電圧は時間的に一定であること
    を%微とするMOEIダイナミックメモリ。
  2. (2)前記ダミーセルのセルプレート電圧を電源電圧V
    DDに等しくしたことを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載のMOSダイナミックメモリ。
  3. (3)前記ダミーセルの容量部面積とメモリセルの2項
    に記載のMOSダイナミックメモリ。
JP56161609A 1981-10-09 1981-10-09 Mosダイナミツクメモリ Pending JPS5862894A (ja)

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JP56161609A JPS5862894A (ja) 1981-10-09 1981-10-09 Mosダイナミツクメモリ

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JP56161609A JPS5862894A (ja) 1981-10-09 1981-10-09 Mosダイナミツクメモリ

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JPS5862894A true JPS5862894A (ja) 1983-04-14

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5613591A (en) * 1979-07-16 1981-02-09 Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai Mos dynamic memory circuit
JPS5641593A (en) * 1979-09-11 1981-04-18 Nec Corp Semiconductor memory unit

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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