JPS6018894A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS6018894A
JPS6018894A JP58125536A JP12553683A JPS6018894A JP S6018894 A JPS6018894 A JP S6018894A JP 58125536 A JP58125536 A JP 58125536A JP 12553683 A JP12553683 A JP 12553683A JP S6018894 A JPS6018894 A JP S6018894A
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Japan
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transistor
capacitance
buffer
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Yoshihiro Takemae
義博 竹前
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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

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、半導体記憶装置に関し、特にポンディング・
臂ッドと内部回路とを接続する内部配線の容量による影
響を除去して各入力端子の容量を軽減した半導体記憶装
置に関する。
技術の背景 メモリ装置等の半導体装置の信号入力端子の寄生容量が
大きい場合には、外部から半導体記憶装置に供給される
信号の立上がシおよび立下がり時間が長くなシかつ信号
の遅延時間が大きくなる等の不都合を生ずる。特に、前
段の回路の駆動能力があまシ大きくない場合等には信号
入力端子の容量の影響が大きくなり、半導体記憶装置の
高速動作の障害となるので何らかの手段によって信号入
力端子の容量を軽減する必要がある。
一般に、半導体記憶装置の入力端子容量は(、) パッ
ケージ容量 (b) yyンディングパッド部の容量(c) 内部配
線部の容量 (d) 内部回路の入力容量 にわけられる。これらの各部容量の内、最近は(、)の
ノ4 ッケージ容量がQIT (Quadruple 
InputT)’ p e )z+ッケージ等の採用に
よシ減少し、(C)の内部配線部の容量が入力端子容量
の内で大きな部分を占めている。したがって、アルミ配
線層等によって形成される内部配線の静電容量を軽減す
るか、あるいはこの静電容量による影響を受けないよう
にする工夫が要求される。
従来技術と問題点 第1図は、従来形の半導体記憶装置としてのメモリ装置
に用いられている半導体チップの構成を示す。同図のメ
モリ装置は、−例として164:″ン64にビットのダ
イナミックランダムアクセスメモリを示し、半導体チッ
プ1の中央部にメモリセルアレイ2、メモリセルアレイ
20両辺にアドレスバッファ3やデコーダ等の周辺回路
、該周辺回路の外側にポンプイングツ’ツト4−1.4
−2、・・・、4−16が配置されている。アドレスバ
ッファ3は、アドレス信号の各ビットに対応する8個の
アドレスバッファユニット3−1.3−2、・・・、3
−8を具備し、これらの各アドレスバッファユニットは
メモリセルアレイ2の1辺に沿ってまとめて配置されて
いる。ylPlテンングパッド4−1.4−2.4−3
.4−5.4−6、・・・、4−9はそれぞれアドレス
信号入力用のポンディングパッドであり、それぞれ入力
保護回路5およびアドレス信号線6を介してアドレスバ
ッファ3の対応するアドレスバッファユニットに接続さ
れている。
第2図は、第1図の装置における1つのアドレス信号入
力用デンディングパッドからアドレスバッファ回路まで
の詳細な回路構成を示す。同図の回路においては、デン
ディングパッド4の直後に入力保護回路5が接続され、
入力保護回路5の出力はアルミ配線層等によって構成さ
れる内部配線すなわちアドレス信号線6を介してアドレ
スバッファ3の入力トランジスタQ2に接続されている
。入力保護回路5は例えばIKΩの抵抗R1とフィール
ドトランジスタQlを具備し、入カッーPNIK高電圧
が印加された場合に該トランジスタQ1がオンとなって
該高電圧を減衰させ、アドレスバッファ3の入力トラン
ジスタQ2のダートに(3) 高電圧が印加されることを防止するものである。
なお、フィールドトランジスタQ1は通常のMOS)ラ
ンジスタの薄い酸化膜のかわりにフィールドの厚い酸化
膜を用いたものであって、しきい値電圧が例えばIOV
と高くなっており静電気等による高電圧でオンとなるも
のである。
ところで、第1図および第2図に示す従来形の半導体装
置においては、7I?ンデイング/fyド4とアドレス
バッファ3との間を接続する内部配線6の配線距離がか
彦り長く々るため配線容量が大きくなり入力端子容量が
増加するという不都合があった。入力端子容量は、一般
的には、例えば5pF以下にする必要があるが、上述の
従来形の装置においては内部配線6だけで約2pFに達
するとともに、入力保護回路の抵抗R,のため入力回路
の時定数が例えば2nsee程度となシアドレス信号の
遅延がかなシ大きくなってメモリ装置の高速化の障害と
々っていた。
また、一般に半導体記憶装置においては、メモリ容量が
小さい場合にはポンプイングツやラドと該(4) H?ンディングパッドと接続される回路との間を近接す
るよう各回路素子等をl/イアウドすることが可能であ
ったが、メモリ容量が大きくなると以下の理由によシ第
1図のようなレイアウトにならざるを得ない。
(、) 半導体記憶装置においては、その大部分を占め
るメモリセルアレイが半導体チップ上で最優先的に配置
される。
(b) パッケージの外形との関係から第1図のチップ
の短辺方向への拡大には限界があり、したがって大容量
の記憶装置を実現しようとすると第1図のチップの長辺
方向に拡大し、チップ形状が長方形になる。
(、) 第1図のチップの短辺方向にはメモリセルアレ
イが最優先に配置されてしまうので、周辺回路とがンデ
ィング・母、ドはメモリセルアレイの対向する2辺に沿
って配置される。
(d)シたがって、がンディングノoyドの配置位置と
は反対側に位置する周辺回路と該がンディングパッドと
を接続する必要が生ずる。
これらの理由から、特に大容量の半導体記憶装置におい
ては内部配線の配線距離が長くなり前述の問題点が顕著
とガっていた。
発明の目的 本発明の目的は、前述の従来形の問題点に鑑み、半導体
装置において、デンディング・ぐラド直後にバッファ回
路を挿入するという構想に基づき、がンディングノ4ツ
ドから内部回路に至る内部配線の静電容量・による影響
を除去して信号入力端子の入力容量を軽減し、半導体装
置の高速化を図ることにある。
発明の構成 そしてこの目的は、本発明によれば矩形状のメモリセル
アレイと、該メモリセルアレイの対向する2辺に沿って
配置された周辺回路及び複数のデンディンダパツドとを
具備し、複数の該ビンディングA?ツドのうち、その位
置と該メモリセルアレイをはさんで反対側に位置する周
辺回路に内部配禄を介して接続される信号入力用のがン
ディング・母ッドには、その直後にバッファ回路が接続
されていることを特徴とする半導体記憶装置を提供する
ことによって達成される。
発明の実施例 以下、図面により本発明の詳細な説明する。
第3図は、本発明の1実施例に係わる半導体記憶装置と
しての16ビン64にビットダイナミックRAMに用い
られている半導体チップ上の回路配置を示す。同図の半
導体チップ1′が第1図に示される半導体チ、f1と異
なる点は、各アドレス信号入力用のy1?ンディングノ
J?ッド4−1.4−2.4−3.4−5、・・・、4
−9にそれぞれ接続された入力保護回路5の直後にそれ
ぞれインバータ回路7が追加されてhる点でありその他
の部分は第1図のものと同じであり同一参照数字で示さ
れている。
第4図は、第3図の半導体チッf1′の1つのがンディ
ングパッドからアドレスバッファに至る部分の回路を示
す。同図の回路は、入力保護回路5の出力と内部信号線
6の間にインバータ回路7が設けられている点において
第2図の回路と異な(7) す、その他の部分は第2図の回路と同じであシ同−参照
数字で示されている。イン・々−タ回路7は、デシレッ
ジ璽ン型トランジスタQs トエンハンスメント型トラ
ンジスタQ4とを具備し、デゾレッシッン型トランジス
タQ3は負荷トランジスタとして用いられている。
第4図の回路においては、ぜンディングパッド4に通常
のレベルのアドレス信号が印加された場合には保護回路
5は動作せず、該アドレス信号がインバータ回路7を介
して内部信号線6に入力されかつアドレスバッファ3に
転送される。ポンプイングツ4ツド4に例えば静電気に
よる高電圧が印加された場合には、前述のようにフィー
ルドトランジスタQ1がオンとなって該高電圧を遮断し
回路破壊を防止する。
ところで、第4図の回路においては、がンディングパッ
ド4が入力保護回路5の抵抗R1を介して直接内部配線
6に接続されることがなく、単にインバ−タ回路7のト
ランジスタQ4のダートに接続されるだけとなり入力端
子容量を大幅に減少(8) させることが可能に々る。具体的には、トランジスタQ
4のf−)容量はO,] pF程度以下であり、内部信
号線6の容量に比較して充分小ないため、入力端子容量
を約29F程度減少させることが可能になる。したがっ
て、入力保護回路5の抵抗R1による信号の遅延をも極
めて少なくすることが可能になシ、半導体記憶装置の高
速化を図ることができる。
第5図は、入力端子容量の軽減のために用いられる他の
インバータ回路の例を示す。第5図のインバータ回路は
、デシレッジ璽ン型のトランジスタQgとエンハンスメ
ント型のインノ中−タトランジスタQ6の他に、エンハ
ンスメント型トランジスタQ7を設けたものでラシ、と
れらの各トランジスタQi N Qa 、Qtは電源v
acとグランド間に直列に接続されている。第5図のイ
ンバータ回路においては、トランジスタChが信号φ、
0によってオンオフされ、所要時のみにインバータ回路
圧電流を流すことKよって回路の低消費電力化が図られ
ている。φ0は例えばメモリ装置の場合は、ローアドレ
スストローブ信号RASおよびコラムアドレスストロー
ブ信号CASによってメモリチップが活性化された場合
のみ高レベルになってトランジスタQγをオンとする。
これによシ第5図のインバータ回路においては、必要時
のみに電流が流れ、回路の消費電力が少なくする。これ
に対して、第4図の回路に用いられているインバータ回
路においては常時電流が流れるため、いわゆるスタンバ
イ電流が多くなる可能性がある。
第6図は、0M08回路によ多構成されたインバータ回
路の例を示す。同図のインバータ回路は、Pチャンネル
MO8)ランジスタQ8およびNチャンネルMO8)ラ
ンジスタQ9によって構成され、入力信号がいずれの場
合にも負荷回路に対する駆動能力を大きくすることが可
能であると共に、インバータ回路自体の消費電力を少な
くすることができるという利点を有している。
第7図は、本発明のさらに他の実施例に係わる半導体記
憶装置の入力部の回路を示す。同図の回路においては、
入力保護回路5の直後にバッファ回路8を設け、ノード
N3およびN3にそれぞれ反転アドレス信号および非反
転アドレス信号を出力し、これらの各アドレス信号を内
部配線6−1および6−2を介してアドレスバッファ3
に供給している。バッファ回路8はデシレッジ璽ン型ト
ランジスタQroおよびエンハンスメント型トランジス
タQltを具備する第1のインノ々−夕と、該第1のイ
ンバータの出力を受けデルッシヲン型トランジスタQ1
[およびエンハンスメント型トランジスタQxsを具備
する第2のインバータとによって構成されている。との
ような2個のインバータ回路によって、Wンディングパ
ッド4および入力保護回路5を介して印加された入力ア
ドレス信号から反転および非反転アドレス信号を作成し
ている。
第7図の回路においても、入力保護回路5の出力はバッ
ファ回路8のトランジスタQllのr−トに接続されて
いるのみであるから入力端子容量を極めて少なくするこ
とが可能に々る。また、アドレスバッファ3は反転アド
レス信号および非反転アドレス信号、すなわち差動信号
を受けることが(11) できるからアドレス・々ッファ内部で反転アドレス信号
または非反転アドレス信号を作成する必要がなくなシ、
かつ回路の高速化を図ることが可能となる。
なお、上述の各実施例においては各バッファ回路として
インバータ回路を用いたが、これらは必ずしもインバ−
タ回路の回路である必要はなく、種々の形式のバッファ
回路を用いるととができることは明らかである。
発明の効果 このように、本発明によれば、?ンディングノヤ、ドが
内部配線を介して内部回路に接続された半導体記憶装置
において、該?ンディングパッドの近くにバッファ回路
を挿入したから、内部配線の容量による影響を除去する
ことが可能になシ、端子容量を大幅に軽減し、かつ回路
の高速化を図ることが可能に々る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来形の半導体記憶装置の半導体チップ上の回
路配置を示す概略図、第2図は第1図の装(12) 置における入力回路部分の詳細を示すブロック回路図、
第3図は本発明の1実施例に係わる半導体記憶装置の半
導体チップ上の回路配置を示す概略図、第4図は第3図
の装置の入力回路部分の詳細を示すブロック回路図、第
5図および第6図はインバータ回路の他の例を示す電気
回路、そして第7図は本発明の他の実施例に係わる半導
体記憶装置の入力回路部分の詳細な構成を示すゾロツク
回路でおる。 1・・・半導体チップ、2・・・メモリセルアレイ、3
・・・アドレスバッファ、3−1.3−2、・・・、3
−8・・・アドレスバッフアユニツ)、4.4−1.4
−2、・・・、4−16・・・デンディングノクツト、
5・・・入力保護回路、6.6−1.6−2・・・内部
配線、7・・・インバータ回路、8・・・バッファ回路
、Ql、1;la、・・・、Ql3・・・トランジスタ
、R1・・・抵抗。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■、矩形状のメモリセルアレイと、該メモリセルアレイ
    の対向する2辺に沿って配置された周辺回路及び複数の
    がンディングパッドとを具備し、複数の該がンディング
    ・ぐラドのうち、その位置と該メモリセルアレイをはさ
    んで反対側に位置する周辺回路に内部配線を介して接続
    される信号入力用の一ンディング・臂ッドには、その直
    後にバッファ回路が接続されていることを特徴とする半
    導体記憶装置。 2、前記信号入力用のがンディング/4’ッドはア3、
    前記信号入力用の号?ンディングノ母ッドはデ
JP58125536A 1983-07-12 1983-07-12 半導体装置 Granted JPS6018894A (ja)

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