JPS59112490A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPS59112490A
JPS59112490A JP57221669A JP22166982A JPS59112490A JP S59112490 A JPS59112490 A JP S59112490A JP 57221669 A JP57221669 A JP 57221669A JP 22166982 A JP22166982 A JP 22166982A JP S59112490 A JPS59112490 A JP S59112490A
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JP
Japan
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capacitor
voltage
potential
bit line
power supply
Prior art date
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Pending
Application number
JP57221669A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Takemae
義博 竹前
Tomio Nakano
中野 富男
Kimiaki Sato
公昭 佐藤
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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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

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  • Engineering & Computer Science (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】 発明の技術分野 本発明は、半導体記憶装置特にグイナミソクメモリのダ
ミーセルに関する。
技術の背景 グイナミソクメモリは第1図に示すようにセンスアンプ
SAの両端に一対のビット線BL、BLが設けられ、ビ
ット線と直交してワード線WL及びダミーワード線DW
Lが設けられ、これらのビット線とワード線の各交点に
メモリセルMCおよびダミーセルDMCが配設される。
ダイナミック型メモリのセルは基本的には1トランジス
タ1キヤパシタ型であって、Qlがそのトランジスタで
トランスファゲートとなるものであり、Csはキャパシ
タで電荷(情報)記憶部となる。ダミーセルDMCも同
様構造であり、Q2がそのトランジスタ、cDがキャパ
シタであるが、ダミーセルにはリセット具体的にはキャ
パシタcDの放電用のトランジスタQ3も設けられる。
キャパシタC3,CDは共にMOS型であって、半導体
基板に絶縁膜を介して電極を配設してなり、該電極には
基板にチャネルを作るための電圧を加える。従って基板
がn型なら電極電圧は正であり、一般には+5■の電源
電圧Vccを加えるが、基板がノーマリオンの状態にあ
るなら零電圧でもよい。
一般にはVccを採用するが、集積度が上り、セルは益
々小型化し、つれて絶縁膜も薄くなると、耐圧の問題で
該電極にはVcc / 2を加える方式が採用され出し
ている。R1,R2はその分圧用抵抗で、R1=R2と
してVcc / 2を作り、電極配線OPによりこれを
キャパシタCsに加える(OPがCsの電極を構成する
)。抵抗R1,R2は電源Vccとグランド(Vss 
)間に接続され、常時電流を流す。従って抵抗値が小さ
いと消費電力が大になるので、R1,R2には可及的に
大きい抵抗値を採用する。このため、電極配線OPには
大きな寄生容量があるので、該容量とR1,R2で大き
な時定数をつくる。
またリセットは信号R3Tが入るときトランジスタQ3
がオンして行なうが、このトランジスタQ3は、トラン
ジスタQ2のソースドレインの一方とMOSキャパシタ
cDの他方の電極(基板に形成されたチャネル)との接
続点NDとグランド(基板)との間に接続されるので、
節点NDをグランドレベルにするということで行なう。
これは周知のように、読取りに当ってキャパシタcDの
電荷を放電させ、無電荷状態で読取りに入って(Q2を
介して1T電位で充電されて)、ビット線1丁に予定の
電位降下を正確に生じさせるためである。このキャパシ
タcDの容量はメモリセルMCのキャパシタCsの容量
の1/2である。
読出しはビット線BLにQlを介してCsを接続し、B
LにQ2を介してcDを接続し、Vssにプリチャージ
しておいたこれらのビット線がCs。
cDの充電で電位降下したその電位の差で行なうが、キ
ャパシタを接続したときどの位ビット線電位が低下する
かを示す目安になるものがCレシオと呼ばれるものであ
る。具体的にはCsのCレシオRsはRs −CB /
 Csである。こ−でcBはビット線BLの寄生容量を
示す。
従来技術と問題点 か\るDRAM (ダイナミック型ランダムアクセスメ
モリ)は動作中に電源電圧が急に変化したりすると若干
問題を生じる。この点を第2図で説明するに、第2図T
alはメモリセルMCの記憶状態が“0”、放電状態に
ある場合で、読取りに当って信号R3TがH(ハイ)か
らしくロー)に下ってダミーセルDMCのリセットを解
除し、代ってワード線WL、DWLの電位がLからHに
上るとトランスファゲートQl、Q2はオンになってキ
ャパシタCs、Cpをビット線BL、B工に接続し、そ
の電位を下げる、本例ではCsは無電荷状態であるから
大きく充電され、従ってビット線BLの電位降下δVB
Lはビット線π1の電位降下δVBLより大(2倍)で
ある。本例ではビット線のプリチャージレベルが4.5
Vとしており、従ってδ■5c=4.5V/Rs、δV
BL=4.5V/2R5,差ΔVBLは2.25V/R
sとなる。
第2図(blはメモリセルMCの記憶状態が1″、充電
状態の場合で、この場合はBLにCsが接続されても充
電は生じないからビット線BLの電位降下はなく、一方
、ビット線πlは常に放電状態のダミーセルのキャパシ
タCDが接続されるので前述の電位降δ■[を生じ、ビ
ット線BL、 BL間には差電圧ΔVBLが生じる。数
値的にはδVBL=0.δVst、−4.5V/2Rs
、従ってΔV BL =2.25/Rsで(alと同様
である。
次にリセット中に電源電圧変化があり、Vccは4.5
Vから5.5Vに変ったとすると第2図(Q)の如くな
る。時点toはこの電源電圧Vccの変化が生じた時点
を示し、ビット線BL、BLのプリチャージレベルはこ
の電位変化に速やかに応動して図示の如く上昇する。こ
れに反してキャパシタ対向電極opの電位は、前述の如
く時定数が大きいので中々上昇しない。図では、変化直
後の状態を考えているので変化なしとしている。この状
態で時点t2で読取りに入ると、ビット線BLは5゜5
VよりδVst=5.aV/2Rs=2.75/Rsだ
け下降し、ビット線BLは本例では記憶情報は“1”、
充電状態としているので、本来なら電位降下が生じない
はずであるが、図示の如くδVBL−IV/Rsだけ下
降する。これは記憶(書込み)は4.5■で行なったこ
とに由来しており、Q1オンでCsがBLに接続され、
両者には5.5−4.5−1,OVの電位差があること
に依る。このようなことになるとビット線BL、BLの
差電圧δVBLは(2,75−1)/Rs=1.75/
Rsとなり、前述の電源電圧の変化がない場合の差電圧
2.25V / Rsより小になってしまう。記憶状態
が“O”の場合差電圧ΔVBLは、電源電圧上昇がある
とそれがない場合より大となる。しかしメモリとしての
マージンは悪い方で定まるから、“0”なら拡大、は無
意味である。
発明の目的 本発明はか\る点を改善し、電源電圧の変化があっても
読み取り時に得られる差電圧に差がなく、記憶情報の読
み誤りなどの誤動作が生じないようにしようとするもの
である。
発明の構成 本発明はトランスファゲート用トランジスタ及び情報記
憶用キャパシタを有するメモリセルと、トランスファゲ
ート用トランジスタ、基準電位を与えるキャパシタ、及
びリセット用トランジスタを有するダミーセルを備え、
これらのキャパシタの対向電極にはメモリ電源電圧の分
割電圧を与えるグイナミンク型半導体記憶装置において
、該ダミーセルのキャパシタの容量をメモリセルのキャ
パシタの容量と等しくし、かつ該リセット用トランジス
タによるダミーセルのキャパシタのリセット電位を前記
分割電圧の電位とするようにしてなることを特徴とする
が、次に実施例を参照しながらこれを詳細に説明する。
発明の実施例 第3図は本発明の実施例を示し、第1図と同じ部分には
同じ符号が付しである。第3図が第1図と異なる点はタ
ミーセルDMCのリセット用トランジスタが節点NDと
キャパシタ電極配IJjlOPとの間に接続される点と
、゛ダミーセルのキャパシタCDがメモリセルMCのキ
ャパシタCsと同じ容量を持つ点である。このようにし
てもメモリ動作は変らない。即ちこの場合は節点NDが
V c c / 2にリセットされ、読取りに際してト
ランジスタQ2がオンになってビット線「Tに接続され
ると該ビット線のプリチャージレベルVccで充電され
るが、リセット時からの電圧差はV cc −V cc
/ 2= V cc/ 2であるから、第1図の充電は
Vccでそして容量はCD=C5/2と同じ結果(充電
時に供給される電荷量は同じ、従ってビット線電位隆下
は同じ)になる。異なるのは電源電圧の変動があった場
合であり、第4図を参照しながら以下これを説明する。
電源電圧Vccは最初4.5vであり、これが5.5■
に上昇すると、前述のようにビット線BL、BLのプリ
チャージレベルは直ちにこれに追従する。
しかしキャパシタ対向電極配線OPの電位上昇は遅く、
短期間では電位変化がない。メモリセルキャパシタCs
の充電は4.5vで行なわれており、従って節点Nsの
電位は4.5vにあり、ダミーセルのキャパシタNDの
充電(リセット)はV cc/2で行なわれており、従
って節点NDの電位はVcc/ 2−2.25 Vにあ
る。この状態で読み取りを行なうとビット線BLは5.
5vからδVBLの下降を行ない、ビット線BLは5.
5■からδVBLの下降を行なう。こ\でδVBLは第
2図の(C)の場合と同じでIV/Rsであるが、δV
筋は(5,5−2゜25 ) / Rs = 3.25
 / Rsである。即ち第2図(C)の場合の2.75
 / Rsより電位降下程度が大である。従ってビット
線BL、BLの差電圧δVBLは(3,25−1)/R
s=2.25/Rsとなり、電源電圧変化がない場合と
変らない。
ビット線1石の電位降下δ■[が大きいのは、第3図で
はダミーセルDMCのキャパシタcDの容量がメモリセ
ルMCのキャパシタCsの容量と同じであることに依る
。容量が同じであるので電源電圧変化によるビット線電
位上昇分に対する電位引下げ効果はC3,CD共に同じ
であり、結局差電圧ΔVBLは変らない。従来方式のよ
うにcD= Cs / 2であると゛この効果は半減し
、電源のIV変化に対し0.5■の変化を生じる。トラ
ンジスタQ3のソースを電極OPへ接続する、つまり節
点NDのリセット電位をV c c / 2にするのは
、CD=C5で読取り時のcDの充電電荷量を“1”記
憶メモリセルのキャパシタCsのそれの半分にする(こ
れは読取り動作上必要)ためである。
0 ダミーセルとしては第5図のような構成も可能である。
やはりCD=C5で、リセット時にQ3がオンしてcD
はV cc/ 2に充電されている。読取り時はQ3オ
フ、Q2オンであり、cDはVccに充電されるが、既
にV cc/ 2に充電されているから充電電荷量はc
D・V cc/ 2である。cDがMOSキャパシタな
らcDの電極はビット線、他方の電極が基板反転N(チ
ャネル)となり、Q 3 。
Q2は反転層をVcc/2.Vssにクランプするトラ
ンジスタとなる。又、第5図におけるダミーセルでは、
Q2.Q3.CDからなるダミーセルを各ビット線ごと
に配置する必要は特にない。即ち、Q2.Q3のトラン
ジスタは各ビット線に対し共通にそれぞれ1個設け、N
Dをビット線と直交させて配線する(従来のDWLのか
わりに配線する)。そしてNDとビット線の交点にそれ
ぞれCDを設ける。これにより各ビット線ごとにQ 2
 。
Q3.CDによるダミーセルを設けた事と同様の働きを
する。
発明の効果 1 以上説明したように本発明によれば動作中に電源電圧が
変動しても読取り誤りを生じる恐れがない、キャパシタ
対向電極に中間電位を与える型のダイナミックメモリが
得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例を示す回路図、第2図はその動作を説明
する特性図、第3図は本発明の実施例を示す回路図、第
4図はその動作を説明する特性図、第5図は変形例を示
す回路図である。 図面で、MCはメモリセル、Qlはそのトランジスタ、
Csはキャパシタ、DMCはダミーセル、Q2.Q3は
そのトランジスタ、cDはキャパシタ、R1,R2は分
圧回路である。 出願人 富士通株式会社 代理人弁理士  青  柳    稔 2 鄭 □α 500− レ 0        ド

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. トランスファゲート用トランジスタ及び情報記憶用キャ
    パシタを有するメモリセルと、トランスファゲート用ト
    ランジスタ、基準電位を与えるキャパシタ、及びリセッ
    ト用トランジスタを有するダミーセルを備え、これらの
    キャパシタの対向電極にはメモリ電源電圧の分割電圧を
    与えるダイナミック型半導体記憶装置において、該ダミ
    ーセルのキャパシタの容量をメモリセルのキャパシタの
    容量と等しくし、かつ該リセット用トランジスタによる
    ダミーセルのキャパシタのリセット電位を前記分割電圧
    の電位とするようにしてなることを特徴とする半導体記
    憶装置。
JP57221669A 1982-12-17 1982-12-17 半導体記憶装置 Pending JPS59112490A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61113187A (ja) * 1984-07-11 1986-05-31 テキサス インスツルメンツ インコ−ポレイテツド 半導体メモリ装置
JPS61178795A (ja) * 1985-02-01 1986-08-11 Toshiba Corp ダイナミツク型半導体記憶装置

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