JPS59958A - 半導体集積回路 - Google Patents
半導体集積回路Info
- Publication number
- JPS59958A JPS59958A JP58112645A JP11264583A JPS59958A JP S59958 A JPS59958 A JP S59958A JP 58112645 A JP58112645 A JP 58112645A JP 11264583 A JP11264583 A JP 11264583A JP S59958 A JPS59958 A JP S59958A
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- JP
- Japan
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- signal
- node
- semiconductor integrated
- integrated circuit
- input
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/12—Compensating for variations in line impedance
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
- Semiconductor Memories (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、ROM、RAM、PLAなどマトリクス状配
列を有する高速な半導体集積回路に関する。
列を有する高速な半導体集積回路に関する。
第1図は半導体集積回路を用いたRAMの概念図である
。一般に、1ビツトを記憶するメモリセルMEMCがX
SY方向にマトシクス状に配列され、XおよびYデコー
ダ出力Cによって1つのメモリセルMEMCを選択し、
情報の書込み、読出しを行なう。通常、ワード線WLは
X方向の選択に用いられ、Y方向の選択およびデータの
入出力にデータ線d (d)を用いる。ワード線は、メ
モリセルの転送トランジスタに接続され、メモリセルの
トランジスタがn形MOS −F ETの場合は、ワー
ド線電位が低レベルから高レベルになった時に転送トラ
ンジスタが導通状態となって、メモリセル内情報の書込
み、読出しが可能になる。なお図中、WDRVはワード
ドライバ、l10OCTはデータ入出力制御回路である
。
。一般に、1ビツトを記憶するメモリセルMEMCがX
SY方向にマトシクス状に配列され、XおよびYデコー
ダ出力Cによって1つのメモリセルMEMCを選択し、
情報の書込み、読出しを行なう。通常、ワード線WLは
X方向の選択に用いられ、Y方向の選択およびデータの
入出力にデータ線d (d)を用いる。ワード線は、メ
モリセルの転送トランジスタに接続され、メモリセルの
トランジスタがn形MOS −F ETの場合は、ワー
ド線電位が低レベルから高レベルになった時に転送トラ
ンジスタが導通状態となって、メモリセル内情報の書込
み、読出しが可能になる。なお図中、WDRVはワード
ドライバ、l10OCTはデータ入出力制御回路である
。
通窩の半導体プロセスでチップ内の配線を形成する場合
、ポリシリコン、拡散層およびアルミニウムが、その材
料として用いられる。プロセスの関係上同一材料で交差
配線を行なうことは不可能で、セル面積を小さくしたい
場合、一般に、ワード線をポリシリコンで、データ線を
アルミニウムで形成する。この材料選択理由は、ワード
線のポリシリコンはメモリセルの転送トランジスタのゲ
ートと兼ねることができるためセル面積を縮小できるこ
と、データ線はデータ書込みを容易にするため極力抵抗
を小さくすることが望ましくアルミニウムが適している
こと、などによる。
、ポリシリコン、拡散層およびアルミニウムが、その材
料として用いられる。プロセスの関係上同一材料で交差
配線を行なうことは不可能で、セル面積を小さくしたい
場合、一般に、ワード線をポリシリコンで、データ線を
アルミニウムで形成する。この材料選択理由は、ワード
線のポリシリコンはメモリセルの転送トランジスタのゲ
ートと兼ねることができるためセル面積を縮小できるこ
と、データ線はデータ書込みを容易にするため極力抵抗
を小さくすることが望ましくアルミニウムが適している
こと、などによる。
半導体集積回路に対する高集積密度化、高速化の要求は
強まる一方であるが、この傾向の中で、高集積密度化に
伴いワード線の遅延時間が、・チップ上の回路全体の遅
延時間に対し大きな比率を示す様になり、集積回路の高
速化を困難にしている。第2図(a)は、従来のワード
線の一部を等価回路的に示す図である。DECC)UT
はデコーダ出力を示す。ワード線を駆動するドライバ回
路5はp形MO3−FETIとn形MO3−FET2よ
りなるCMO3(インバータ)回路である。図示の如く
、実際のワード線は、メモリセルMEMCのゲート容量
などからなる寄生容量3が並列に、また配線導体の寄生
抵抗4が直列に、分布定数的に付加される。このため第
2図(b)に示す如く、ドライバ回路5に入力されたデ
コーダ出力(DECOUT)信号は、反転されてワード
線に伝達きれるが、例えば第2図(a)中のA点からB
点へと信号が進行するにつれ時間遅れを生ずる。
強まる一方であるが、この傾向の中で、高集積密度化に
伴いワード線の遅延時間が、・チップ上の回路全体の遅
延時間に対し大きな比率を示す様になり、集積回路の高
速化を困難にしている。第2図(a)は、従来のワード
線の一部を等価回路的に示す図である。DECC)UT
はデコーダ出力を示す。ワード線を駆動するドライバ回
路5はp形MO3−FETIとn形MO3−FET2よ
りなるCMO3(インバータ)回路である。図示の如く
、実際のワード線は、メモリセルMEMCのゲート容量
などからなる寄生容量3が並列に、また配線導体の寄生
抵抗4が直列に、分布定数的に付加される。このため第
2図(b)に示す如く、ドライバ回路5に入力されたデ
コーダ出力(DECOUT)信号は、反転されてワード
線に伝達きれるが、例えば第2図(a)中のA点からB
点へと信号が進行するにつれ時間遅れを生ずる。
ただしtは時間、■は電圧である。この時間遅れがワー
ド線材料の抵抗率に影響されるのは明らかであり、プロ
セス上の利点から現在上としてポリシリコンを用いてい
ることは前記の如くであるが、その抵抗率がアルミニウ
ムに比し極めて大きいことは止むを得ない。現在製品化
されているPLA、ROMSRAMにおいて、寄生容量
3が数pF、寄生抵抗4が数十にΩになる場合があり、
これらの寄生素子による遅延時間は数+ns以上にもな
り、前述の如く高密度高速化の際の重大な問題となって
いる。
ド線材料の抵抗率に影響されるのは明らかであり、プロ
セス上の利点から現在上としてポリシリコンを用いてい
ることは前記の如くであるが、その抵抗率がアルミニウ
ムに比し極めて大きいことは止むを得ない。現在製品化
されているPLA、ROMSRAMにおいて、寄生容量
3が数pF、寄生抵抗4が数十にΩになる場合があり、
これらの寄生素子による遅延時間は数+ns以上にもな
り、前述の如く高密度高速化の際の重大な問題となって
いる。
本発明の目的は上記の如き問題のない高速な半導体集積
回路を提供することにある。
回路を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明においては、ワード線
の中途に、入出力同相の増幅器あるいはバッファ回路を
配設することとした。。
の中途に、入出力同相の増幅器あるいはバッファ回路を
配設することとした。。
以下実施例によって本発明を更に詳説する。
第3図(a)は本発明の第1実施例図である。
図中、8.9はp形MO3−FET20.21とn形M
O3−FET22.23よりなるCMO3回路で、30
なる節点に達した信号を増幅し、同相で31なる節点に
伝達するバッファ回路を形成する。このようにすると、
前記バッファ回路を入れたことによって、節点30から
は、節点31から最遠端の節点Zまでの大きな容量が見
えなくなり、寄生容量6、寄生抵抗7による信号遅延時
間が小さくなる。同時に、前記バッファ回路の大きな増
幅作用によって、節点30に坤した信号の変化は、急激
な変化となって節点31から最遠端7点へと伝達さ屁る
。第3図(b)は、バッファ回路の有無による、デコー
ダ出力から最遠端7点に至るまでの信号の遅延時間の相
違をバッファ回路のある場合をWBUF、ない場合をN
BUFで示している。この図から本発明を実施すると、
従来よりも、信号の立上りが急で、遅延時間が大幅に短
縮されることがよくわかる。なお実験の結果によ°り前
記バッファ回路設置点を、ワード線中間点から全長の土
20%の範囲内とした場合に最良の結果が得られること
がわかった。
O3−FET22.23よりなるCMO3回路で、30
なる節点に達した信号を増幅し、同相で31なる節点に
伝達するバッファ回路を形成する。このようにすると、
前記バッファ回路を入れたことによって、節点30から
は、節点31から最遠端の節点Zまでの大きな容量が見
えなくなり、寄生容量6、寄生抵抗7による信号遅延時
間が小さくなる。同時に、前記バッファ回路の大きな増
幅作用によって、節点30に坤した信号の変化は、急激
な変化となって節点31から最遠端7点へと伝達さ屁る
。第3図(b)は、バッファ回路の有無による、デコー
ダ出力から最遠端7点に至るまでの信号の遅延時間の相
違をバッファ回路のある場合をWBUF、ない場合をN
BUFで示している。この図から本発明を実施すると、
従来よりも、信号の立上りが急で、遅延時間が大幅に短
縮されることがよくわかる。なお実験の結果によ°り前
記バッファ回路設置点を、ワード線中間点から全長の土
20%の範囲内とした場合に最良の結果が得られること
がわかった。
第4図は本発明の第2実施例図である。本実施例では、
p形MO3−FET41.42とn形MO3−FET4
0とでバッファ回路が形成されている。節点44に信号
が伝達され電位が上昇してくるとFET40が導通状態
となり、点45の電位が下がるにつれ、FET41が導
通状態となって、節点44の電位を高速に充電し、本発
明の目的を達成する。FET42のゲート43にはクロ
ック信号が入力され、全体回路が活性化した時には高電
位、活性化しない時には低電位となって点45を高電位
にプリチャージする。第5図は第2実施例各部の電圧波
形図である。外部制御信号丁が入力されチップが選択状
態CH3ELになると、アドレス信号に応じて選択され
たデコーダの出力が低レベルになり、節点44の電位は
低レベルから高レベルに移行する(第5図中でαと示す
)。あるレベルまで高くなるとFET40が導通して点
45の電位が低レベルとなり(第5図中βと示す)、F
ET41が導通し、点44は急速に高レベルに充電され
る(第5図中でTと示す)。
p形MO3−FET41.42とn形MO3−FET4
0とでバッファ回路が形成されている。節点44に信号
が伝達され電位が上昇してくるとFET40が導通状態
となり、点45の電位が下がるにつれ、FET41が導
通状態となって、節点44の電位を高速に充電し、本発
明の目的を達成する。FET42のゲート43にはクロ
ック信号が入力され、全体回路が活性化した時には高電
位、活性化しない時には低電位となって点45を高電位
にプリチャージする。第5図は第2実施例各部の電圧波
形図である。外部制御信号丁が入力されチップが選択状
態CH3ELになると、アドレス信号に応じて選択され
たデコーダの出力が低レベルになり、節点44の電位は
低レベルから高レベルに移行する(第5図中でαと示す
)。あるレベルまで高くなるとFET40が導通して点
45の電位が低レベルとなり(第5図中βと示す)、F
ET41が導通し、点44は急速に高レベルに充電され
る(第5図中でTと示す)。
第6図は本発明の第3実施例図である。本実施例では、
バッファ回路はp形MO3−FET52.53とn形M
O3−FET50.51により形成されている。FET
53のゲート54には、第2実施例においてゲート43
に入力されていたのと同様なりロック信号が入力され、
一方FET51のゲート55には、ゲート54に入力す
る信号とは逆相の信号が入力される。第2実施例と同様
に動作するが、ワード線を分割し、寄生抵抗、寄生容量
を減少させた点で、第2実施例よりも効果が大きい。第
7図は本実施例各部の電圧波形を示し、上から順にゲー
ト54.55への入カクロソク信号、点56.58.5
7の電位である。
バッファ回路はp形MO3−FET52.53とn形M
O3−FET50.51により形成されている。FET
53のゲート54には、第2実施例においてゲート43
に入力されていたのと同様なりロック信号が入力され、
一方FET51のゲート55には、ゲート54に入力す
る信号とは逆相の信号が入力される。第2実施例と同様
に動作するが、ワード線を分割し、寄生抵抗、寄生容量
を減少させた点で、第2実施例よりも効果が大きい。第
7図は本実施例各部の電圧波形を示し、上から順にゲー
ト54.55への入カクロソク信号、点56.58.5
7の電位である。
なお以上の実施例では、ワード線ドライバ回路およびバ
ッファ回路に0M08回路を用いていたが、第8図に示
す様なE/E回路を用いた第4実施例、第9図に示す様
なE/D回路を用いた第5実施例においても同様な効果
が得られることは明らかである。しかし消費電力低減の
上がらば0M08回路が最も望ましく、実験の結果によ
れば本発明に係るバッファ回路を挿入しても消費電力の
増加は100μWにすぎない。従ってメモリチップ全体
の消費電力に対しては0.1%以下の増加に止まる。
ッファ回路に0M08回路を用いていたが、第8図に示
す様なE/E回路を用いた第4実施例、第9図に示す様
なE/D回路を用いた第5実施例においても同様な効果
が得られることは明らかである。しかし消費電力低減の
上がらば0M08回路が最も望ましく、実験の結果によ
れば本発明に係るバッファ回路を挿入しても消費電力の
増加は100μWにすぎない。従ってメモリチップ全体
の消費電力に対しては0.1%以下の増加に止まる。
また上記各実施例ではワード線を例にとり、その中途に
1個のバッファ回路を設けて説明したが、ワード線に限
らず一般の信号伝達線において本発明を用いても同様の
効果が得られ、またバッファ回路も複数個用いれば一層
高い効果が得られる場合があることは明らかである。
1個のバッファ回路を設けて説明したが、ワード線に限
らず一般の信号伝達線において本発明を用いても同様の
効果が得られ、またバッファ回路も複数個用いれば一層
高い効果が得られる場合があることは明らかである。
以上説明したように本発明によれば、従来問題であった
信号伝達線での寄生容量、寄生抵抗による信号の遅延が
軽減されて信号が高速で伝達されるようになり、高速な
マトリクス状配列を有する半導体集積回路が得られる。
信号伝達線での寄生容量、寄生抵抗による信号の遅延が
軽減されて信号が高速で伝達されるようになり、高速な
マトリクス状配列を有する半導体集積回路が得られる。
第1図はLSIによるRAMの概念図、第2図(a)は
従来のワード線の一部等価回路図、第2図(b)は従来
のワード線の信号遅延状態説明図、第3図(a)は本発
明の第1実施例図、第3図(b)は第1実施例に係るバ
ッファ回路の効果説明図、第4図は本発明の第2実施例
図、第5図は第2実施例各部の電圧波形図、第6図は本
発明の第3実施例図、第7図は第3実施例各部の電圧波
形図、第8図は本発明の第4実施例図、第9図は本発明
の第5実施例図である。 6・−・寄生容量、 7−寄生抵抗、 8.9−−−
CMO3回路、 20.21−・p形MO3−FET、
22.23−n形MO3−FET、 40−n形M
O3−FET、 4142−1)形MO3−FET、
50,51−−−n形MO3−FET。 52.53−p形MO3−FET。 代理人 弁理士 中 村 純 之 助1F2図 (0) 1−3図 (θン f4図 才5図 十〇図 オフ図 IP8図 1’9図 社日立製作所武蔵工場内 26
従来のワード線の一部等価回路図、第2図(b)は従来
のワード線の信号遅延状態説明図、第3図(a)は本発
明の第1実施例図、第3図(b)は第1実施例に係るバ
ッファ回路の効果説明図、第4図は本発明の第2実施例
図、第5図は第2実施例各部の電圧波形図、第6図は本
発明の第3実施例図、第7図は第3実施例各部の電圧波
形図、第8図は本発明の第4実施例図、第9図は本発明
の第5実施例図である。 6・−・寄生容量、 7−寄生抵抗、 8.9−−−
CMO3回路、 20.21−・p形MO3−FET、
22.23−n形MO3−FET、 40−n形M
O3−FET、 4142−1)形MO3−FET、
50,51−−−n形MO3−FET。 52.53−p形MO3−FET。 代理人 弁理士 中 村 純 之 助1F2図 (0) 1−3図 (θン f4図 才5図 十〇図 オフ図 IP8図 1’9図 社日立製作所武蔵工場内 26
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、マ) IJクス状配列を有する半導体集積回路のワ
ード線の中途に、入出力同相の増幅器を配設したことを
特徴とする半導体集積回路。 2、・入出力同相の増幅器としてCMOSインバータ回
路を2段縦続接続して用いた特許請求の範囲第1項記載
の半導体集積回路。 3、入出力同相ρ増幅器としてクロック信号により活性
化されるCMOSインバータ回路出力をp形MO8−F
ETのゲートに入力して用いた特許請求の範囲第1項記
載の半導体集積回路。 4、入出力同相の増幅器としてクロック信号によシ活性
化され、るCMOSインバータ回路を2段縦続接続して
用いた特許請求の範囲第1項記載の半導体集積回路。 5、入出力同相の増幅器としてB/Eインバータ回路を
2段縦続接続して用いた特許請求の範囲第1項記載の半
導体集積回路。 6、入出力同相の増幅器としてE/Dインバータ回路を
2段従属接続して用いた特許請求の範囲第1項記載の半
導体集積回路。 7、上記入出力同相の増幅器を、上記ワード線の中間点
から全長の土20%の範囲内に設置した特許請求の範囲
第1項記載の半導体集積回路。 8、上記マトリクス状配列を有する半導体集積回路は、
複数のメモリセルをマトリクス状に配列し、ワード線お
よびデータ線により、メモリセルの1つを選択するメモ
リ回路を形成していることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の半導体集積回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58112645A JPS59958A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | 半導体集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58112645A JPS59958A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | 半導体集積回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59958A true JPS59958A (ja) | 1984-01-06 |
Family
ID=14591912
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58112645A Pending JPS59958A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | 半導体集積回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59958A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4862241A (en) * | 1984-12-18 | 1989-08-29 | Sanyo Electric Co. Ltd. | Semiconductor integrated circuit device |
US6714039B2 (en) * | 2002-05-13 | 2004-03-30 | Agilent Technologies, Inc. | Internal bus termination technique for integrated circuits with local process/voltage/temperature compensation |
-
1983
- 1983-06-24 JP JP58112645A patent/JPS59958A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4862241A (en) * | 1984-12-18 | 1989-08-29 | Sanyo Electric Co. Ltd. | Semiconductor integrated circuit device |
US6714039B2 (en) * | 2002-05-13 | 2004-03-30 | Agilent Technologies, Inc. | Internal bus termination technique for integrated circuits with local process/voltage/temperature compensation |
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