JPS60195796A - 集積回路メモリ装置 - Google Patents

集積回路メモリ装置

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JPS60195796A
JPS60195796A JP59050931A JP5093184A JPS60195796A JP S60195796 A JPS60195796 A JP S60195796A JP 59050931 A JP59050931 A JP 59050931A JP 5093184 A JP5093184 A JP 5093184A JP S60195796 A JPS60195796 A JP S60195796A
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JP
Japan
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sense amplifier
array
data line
circuit
sense
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JP59050931A
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Yoshio Noguchi
野口 良雄
Kazumasa Yanagisawa
一正 柳沢
Nobuko Kuniyoshi
国吉 伸子
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Hitachi 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】 〔技術分野〕 本発明は集積回路技術さらKはメモリ回路装置に適用し
て特に有効な技術に関するもので、たとえば、半導体ダ
イナミック・ランダム−アクセス・メモリ(DRAMと
略称)K利用して有効な技術に関するものである。
〔背景技術〕
本発明者はメモ1り回路技術、特にコンプリメンタリ・
MOS (CMOSと略称)構成のセンスアンプ(ブリ
・センス・アンプ)を有するDRAMKついて以下にの
べるような技術を開発した。
第4図は本発明者が本願発明に先だち開発したDRAM
回路のセンス・アンプ部分の概要およびレイアウトを示
す回路図である。第5図は同DRAM回路の読み出し動
作時のデータ線電位の変化を示す信号波形図である。第
9図は同DRAM回路装置のレイアウト図である。
第4図において、8 A 1〜S A nは差動型CM
OSセンスアンプ(フリセンス・アンプ)、 R+〜R
n−1およびπ、〜πn−1は配線抵抗、Q、はPチャ
ネル・エンハンスメン)型MIsFET。
T、はNチャネル・エンハンスメン)mMIsFET%
VCCおよびv88(Gnd ) は電源端子である。
第9図において、1はSiチップ(基板)、2は電源(
Gnd)端子、3はRAS系クワクロック制御回路はC
AS系クロック制御回路、7はセンステンプ(ブリセン
スアンプ)アレー、8はメイン拳センス・アンプ、9は
アドレス−バッファ、10は電源(VCC)端子、11
はYデコーダ、12はXデコーダ、13はメモリプレー
ないしはメモリーマット、14はセンスアンプ7の縦な
らびの2つのアレーに共通に電源を供給する共通電源供
給スイッチ回路である。
本発明者が上記メモリ回路の読み出し動作を検討したと
ころ以下のような問題点があることが明らかとなった。
すなわち、第5図に示すようK、コモン・ソースすなわ
ち、Ql 、T、からの距離が大きくなるに従って、配
線抵抗等の増大によりセンス動作の開始が遅れるという
問題である。このような遅延があると、データ読み出し
のタイミングは最も遅いものに合さざるを得す高速化の
妨げとなる。
〔発明の目的〕
本発明の一つの目的は検出回路の検出特性を向上させる
ことKある。
本発明の一つの目的はセンス回路の動作ばらつきを低減
することKある。
本発明の一つの目的はメモリ回路におけるアクセスばら
つきを低減することKある。
本発明の一つの目的は大容量メモリに適合したセンス回
路技術を提供するととKある。
本発明の一つの目的は高速のメモリ回路技術を提供する
ことKある。
本発明の一つの目的は、CMO8周辺回路を有するメモ
Q K適合したレイアウト技術を提供することKある。
本発明の一つの目的は、高性能のDRAMを提供すると
とKある。
本発明の一つの目的は、1/2vccプリチヤ一ジ方式
に適合したセンス回路技術を提供するととKある。
本発明の一つの目的は、高集積度の集積回路装置を提供
することにある。
本発明の一つの目的は、配線およびビット線(データ線
)のプロセス技術の自由度を増すととKある。
本発明の一つの目的はワード線ディレーの少ないメそり
回路罠適合したデータ読み出し技術を提供することにあ
る。
本発明の前記ならびKそのほかの目的と新規なl!#徴
は、本明細書の記述および添付図面からあきらかKなる
であろう。
〔発明の概要〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
スナワち、DRAMのセンスアンプにおいて、電源配線
遅延を各ブリセンスアンプ間で揃えるように、上下の電
源スイツチ回路を供給されるべきセンスアンプアレーの
両端にわけてレイアウトすること罠よって、メモリ読み
出し動作の高速化を達成するものである。
〔実施例〕
第1図は本発明のダイナミック・メモリ回路の要部を示
す回路図である。同図において、SAIはセンスアンプ
(ブリセンス・アンプ)、DLおよびDLはA1ビット
線でいわゆる折り返しビット線構成罠なっている。WL
、、WL、はワード線+TI+TIはセル選択用Nチャ
ネル・エンハンスメント型MO8FET%C3およびC
3はメモリセルを構成する蓄積用容量素子である。
第2図は本発明のダイナミック・メモリ回路のCMOS
センスアンプの具体的回路図である。同図において、Q
sおよびQ8は差動型センスアンプを構成するP型エン
ハンスメント型MO!3FET、T、およびT、は同じ
くN型エンハンスメント型MO8FET、QsおよびT
、はセンス回路に電源電圧を供給するスイッチ回路を構
成するP型およびN型のエンハンスメント型MO8FE
T。
φ およびT は所望のタイミングでセンス動pa p
a 作を開始させるためのセンスアンブードライブ用の相補
信号である。
第3図は本発明のダイナミック争メモリ回路の読み出し
動作を示す波形図である。同図に従って本発明の実施例
のメモリ回路の動作の概要を説明する。
rτ1信号の立下りに同期して、内部iτ1信号りが作
られる。内部π11信号の立下りより遅延したアドレス
・バッファ制御信号φARの立上りKより、アドレス・
バッファから複数の内部ロウ・アドレスaxiがロー・
デコーダ(RD)K出力される。そして、上記アドレス
咎バッファ制御信号φARから遅延した信号φ8がロー
・デコーダRDK印加されると先のアドレス情報に対応
するワードIIWLが選択される。ワード線WLが選択
されてハイレベルとなると、例えば今WL、がハイレベ
ルになったとすると、スイッチMO8FETT、がオン
状態となり、データ線DLK情報が出力される。データ
線はあらかじめ1 / 2 V、。
Kプリチャージされているので、ワード線ドライブ信号
φ8 より遅延したセンスアンプ・ドライブ信号φ□の
立上りに同期してセンスアンプが動作を開始する。セン
スアンプが始動すると、メモリセルの情報がハイレベル
かロウレベルかKよって、データMDLのレベルが1/
2■ocからハイレベルまたはロウレベルに移行する。
一方、力2ム・アドレス・ストローブ信号aは、RAS
信号の立下りから、一定時間遅延して立下がり、これに
対応して内部CAS信号C0が作られる。coから遅延
したアドレス・バッファ制御信号φACがアドレスバッ
ファに印加されると外部からのカラム・アドレスに対応
した内部力ジム・アドレス信号a y )が、カラム・
デコーダCDに出力され、アドレス・バッファ制御信号
φ□。から遅延したカラム・スイッチ・ドライブ信号φ
が立上るとメインアンプが動作し、出力端子I10にデ
ータが出力される。
第6図は本発明の実施例のダイナミック・メモリ回路の
センス・アンプ・アレーの構成図である。
同図において、SAI〜SAnはブリセンス書アンプで
各々第2図に示すような構造をしている。
R8〜R,1およびI、〜虱−1はそれぞれセンスアン
プ・アレー罠共通圧電源電圧を供給する電源ラインの配
線抵抗、Q、およびT、はそれぞれPチャネルおよびN
チャネルのMOSFETでセンスアンプ・ドライブ信号
φpa 、 嶌几に、よって、センスアンプアレーの電
源をオン−オフさせるように設けられている。本実施例
では、■、。側のパワースイッチQsはセンスアンプS
 A I INK。
V88mのパワースイッチT、はセンスアンプ8An側
に設けることKより、配線遅延のバランスをとづている
次忙本実施例のセンスアンプアレーの動作の詳細を説明
する。第7図は本発明の実施例のダイナミック・メモリ
回路のセンス動作を示す信号波形図である。同図におい
て、実線は選択されたメモリセルの情報が、′1”レベ
ルすなわち、ハイレベルである場合を例示したものであ
る。センスアンプS人1の場合、■cc側の配線抵抗は
比較的小さいので、データ#DLは急速に立上る。中央
に位置するセンス・アンプS A n / 2の場合は
、VCCおよびvss側ともほば同じぐらいの配線抵抗
があるので、DLおよびDLの電位はほば同一の速さで
ハイレベルまたはロウレベルに分枝する。
一方、VBBtaソースに最も近い位置のセンスアンプ
SAnはSAIと反対に百1の立下りは速いがDLの立
上りは少し遅延する。
本構成のセンスアンプアレーでは、ブリセンス・アンプ
の差動出力信号の電位差がメインアンプの検出誤差より
充分に大きくなった段階でメインアンプに出力される。
よって、第7図忙示す如く、相補データ線間の電位差の
増加速度は各センスアンプICついて揃っているので、
メインセンスアンプを始動させるタイミングは、早期に
設定することができる。
第8図は本発明の実施例のダイナミックーメそり回路の
チップ・レイアウト図である。同図において、1はSi
fツブ(P型)、2はV、g電源端子、3はPWI基板
上およびnウェル領域に作られたCMO8m成のRAS
系クマクロツク制御回路はCAS系りpツク制御回路、
5はセンスアンプ駆動用vss側コモンソース回路、6
はvcclIコモンソース回路、7はセンスアンプ・ア
レー、8はメインセンス・アンプ、9はアドレス・バッ
ファ、lOは■。。電源端子、11はカラムデコーダ、
12はロウデコーダ、13はNチャネルlMOSメモリ
アレーである。このレイアウトでは、上下1’lル1 
対のコそン・ソースにより、縦につらなる1対のセンス
・アンプ・アレーを駆動するようKしている。
〔効 果〕
センスアンプの電源供給をほぼ対称のレイアウトで行な
うようKしたので、配線抵抗による各センスアンプの動
作タイミングのずれを減少させることができる。
このことにより、メモリ回路におけるアクセス・タイム
のばらつきを低減することができる。
多数のセンスアンプを共通の電源ソースに接続すること
ができるので、チップ上における占有面積を減少させる
ことができる。とくK、大容量メモリにおいては、多数
のセンスアンプを一対の電源回路で駆動できるので、チ
ップのレイアウトが容易になる。
たとえば、CMOSセンスアンプの相補出力線間の電位
差の変化特性を各センスアンプについて、はぼ一致させ
るよう圧したので、各センスアンプについての動作タイ
ミングによる必要がないので、高速のメモリ回路を提供
することができる。
センスアンプをCMO8構成とし、その電源供給回路の
レイアウトを上下の電源について対称に設定したので、
1/2プリチヤージして読み出す場合、電気的回路的に
完全対称となるので、センス特性の向上が実現できる。
また、各センスアンプ間の動作タイミングのずれが小さ
いので、ワード線ディレーの少ないメタル・ワード線を
用いた場合にも、ワード線立上りとセンスアンプ始動の
ずれによる誤動作およびノイズマージンの減少がない。
以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。たとえば、0MO8構
成以外のセンスアンプ、また、1/2vcoプリチヤー
ジ以外のプリチャージ方式を用いたメモリ回路にも適用
できる。
〔利用分野〕
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるSiチップ上に形成
されたDRAMのセンスアンプに適用した場合について
説明したが、それに限定されるものではなく、たとえば
、スタティック響ランダム・アクセス・メモリ(SRA
M)、リードオンリ・メモ!J(ROM)およびGaA
s基板等を用いた単チャネル高速メモリ、Siバイポー
ラ・メモリ、磁気パルプのセンス回路、ジョセフノン接
合を用いたメモリ装置等に適用できる。
本発明は、少なくとも複数のセンスアンプの動作タイミ
ングを揃えることKより、データ検出特性の向上をはか
るものに適用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のダイナミック・メモリ回路の概略図
、 第2図は、本発明のダイナミック・メモリ回路のセンス
アンプ部分の具体的回路図、 第3図は、本発明のダイナミック・メモリ回路の読み出
し動作を示す波形図、 第4図は、本発明者が本願発明に先だち開発したタイナ
ミック・メモリ回路のセンスアンプ部分の構成図、 第5図は、本発明者が本願発明に先だち開発したダイナ
ミック・メモリ回路のセンス動作を示す信号波形図、 第6図は、本発明の実施例のダイナミック・メモリ回路
のセンス・アンプ部分の構成図、第7図は、本発明の実
施例のダイナミック・メモリ回路のセンス動作を示す信
号波形図、第8図は、本発明の実施例のダイナミック・
メモリ回路のチップ・レイアウト図である。 第9図は、本発明者が本願発明に先だち開発したダイナ
ミック・メモリのレイアウト図である。 〔記号の説明〕 W L r 、 W L t・・・ワード線、DL 、
DL・・・相補データ線、SA1〜SAn・・・プリセ
ンスアンプ、C,、C,・・・メモリ用キャパシタ、Q
t 〜Qs・・・Pチャネル・エンハンスメン)mMI
 5FET。 T、〜T、・・・Nチャネル暢エンハンスメントmMr
8FET、φpal ’pa”’相補センス・アンプ・
ドライブ信号、m・・・ロウ−アドレス−ストローブ信
号、Ro・・・内部ロウ・アドレス参ストローブ信号、
axi+ ayi・・・内部ロウおよびカラムアドレス
信号、φ8・・・ワード線ドライブ信号、CAS・・・
カラム・アドレス・ストローブ信号、cO・・・内部カ
ラム・アドレス・ストローブ信号、φ、・・・力2ム・
スイッチ・ドライブ信号、Ilo・・・読出しデータ出
力、φAR・・・アドレスバッファ制御信号、R1〜R
,、R1−Rn−0・・・プリセンスアンプへ電源を供
給する配線の抵抗、1・・・チップ、2・・・■ss電
極パッド、3・・・RAS系クロック制御回路、4・・
・CA8系クロック制御回路、5・・・■8B側コモン
φソース、6・・・Voc側コモン・ソース、7・・・
プリセンス・アンプ、8・・・メイン・センス・アンプ
、9・・アドレス・バッファ、10・・・■cc電極ハ
ツト、11・・カラムデコーダ、12・・・ロウデコー
ダ、13・・・メモリ・アレイ、14・・・コモン・ソ
ース、代理人 弁理士 高 橋 q * (′)第 1
 図 第2図 cc 1)l ΦZ ・ 1ピ IS 姑 へゝ ′b 勺 勺 第4図 第 5 図 埼間 第6図 VCC nt 第 7 図 to tノt2 でノ 時間 第 8 因 第 9 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 l。 Ial 複数のメモリセルをマトリクス状に配置したメ
    モリOアレイ lb) 上記メモリセルの情報を少なくとも1本のデー
    タ線を介して読み出すための複数のセンス回路Icl 
    上記複数のセンス回路と第1の電源端子間に接続された
    第1のスイッチ回路 ldl 上記複数のセンス回路と第2の電源端子間に接
    続された第2のスイッチ回路 よりなり、情報読み出し時に上記複数のセンス回路の動
    作タイミングがバランスするように、上記第1および第
    2のスイッチ回路を配置したことを%徴とする集積回路
    メモリ装置。
JP59050931A 1984-03-19 1984-03-19 集積回路メモリ装置 Expired - Lifetime JPH0746500B2 (ja)

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