JPS6020384A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPS6020384A
JPS6020384A JP58127666A JP12766683A JPS6020384A JP S6020384 A JPS6020384 A JP S6020384A JP 58127666 A JP58127666 A JP 58127666A JP 12766683 A JP12766683 A JP 12766683A JP S6020384 A JPS6020384 A JP S6020384A
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Kazuhiko Kajitani
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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)
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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〕 この発明は、半導体記憶装置に関するもので、例えば、
全体で数M(メガ)ビットの大記憶容量を持つダイナミ
ック型RAM (ランダム・アクセス・メモリ)に有効
な技術に関するものである。
(背景技術〕 半導体素子構造及び配線の微細化の進展に伴い、!イナ
ミック型RAMのような半導体記憶装置の記憶容量は、
益々大きくなってきている。ところが、メガ(M)ビッ
ト以上の記憶容量を持つ半導体記憶装置を考えた場合、
単に素子の微細化のみでは、実用的な動作を行わせるこ
とが邦しいものとなる。なぜなら、その電流消費も素子
数に比例して増大するものであり、電流消費によって生
じる発熱、あるいは動作速度の低下等のように新たに解
決しなければならない問題が生じるからである。
〔発明の目的〕
この発明の目的は、大記憶容量化と低消費電力化を達成
した半導体記憶装置を提供することにある。
この発明の他の目的は、扱い易い大記憶容量化を図った
半導体記憶装置を提供することにある。
この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
この明細吉の記述および添付図面から明らかになるであ
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、下記の通りである。
すなわち、メモリアレイを複数ブロックに分割しておい
て、分割されたメモリブロックを選択するアドレス信号
と、上記各メモリブロックに共通に供給されデータ線と
ワード線とをそれぞれ選択するためのアドレス信号とを
用いて、その選択動作を行うとともに、上記選択された
メモリブロックのみを活性化するものである。
〔実施例〕
第1図には、この実施例のメモリセルのアドレス構成を
示すブロック図が示されている。特に制限されないが、
この実施例では、約4Mビットの大記憶容量を持つグイ
ナミソク型RAMを例にして説明する。
特に制限されないが、メモリは、256にビットづつの
記憶容量を持つメモリブロックBOO〜B33のように
16分割されて構成される。各メモリブロックBOO〜
B33は、それぞれ512本のワード線と512本のデ
ータ線とにより構成される。各メモリブロックBOO〜
B33には、それぞれ上記ワード線とデータ線とを選択
するアドレスデコーダ回路が設けられるとともに、その
書込み用の入力回路と、読み出し用の出力回路とが設け
られる。そして、これらの入力回路の入力端子と出力回
路の出力端子とは、共通化されて、データ出力バッファ
の入力端子とデータ入カバソファの出力端子に接続され
る。これらのデータ出力バッファの出力端子とデータ入
カバソファの入力端子とは、共通の外部端子に接続され
る。なお、複数ビン)Nからなるデータの書込み又は読
み出しを行う場合、上記各メモリブロック800〜B3
3に設けられる入力回路及び出力回路は、それぞれNj
llilの回路が設けられる。また、これに従ってデー
タ出力バッファとデータ入カバソファとは、それぞれN
個づつ設けられるものである。なお、このようにNビッ
トのデータを並列的に書込み又は読み出す場合には、こ
れに従ってワード線とデータ線の数が設定される。
第3図には、rつのメモリブロックの一実施例の回路図
が代表として示されている。
同図に示した実施例回路では、nチャンネル間O3FE
Tを代表とするI G F E T (I n5ula
ted−Gate Field Effect Tra
nsfstor )を例にして説明する。
1ビツトのメモリセルMCは、その代表として示されて
いるように情報記憶キャパシタCsとアドレス選択用M
 OS F E T Q mとからなり、論理“1”、
“0”の情報はキャパシタCsに電荷が有るか無いかの
形で記憶される。
情報の読み出しは、M OS F E T Q mをオ
ン状態にしてキャパシタCsを共通のデータ線DLにつ
なき゛、データ線DLの電位がキャパシタCsに凸積さ
れた電荷量に応じてどのような変化が起きるかをセンス
することによっC行われる。
メモリセルMCを小さく形成し、かつ共通のデータ線D
Lに多くのメモリセルをつないで高集積゛大容量のメモ
リマトリックスにしであるため、上記キャパシタCsと
、共通データ線DLの浮遊容量COとの関係、すなわち
、Cs / Coの比が非常に小さな値になる。したが
って、上記キャパシタCsにN積された電荷量によるデ
ータiにI D Lの電位変化は、非常に微少な信号と
なっている。
このような微少な信号を検出するための基ハヘとしてダ
ミーセルDCが設りられている。このグミ−セルDCは
、そのキャパシタCdの容量値がメモリセルMCのキャ
パシタCsのほぼ半分であることを除き、メモリセルM
Cと同じ製造条件、同し設計定数で作られている。キャ
パシタCdは、アドレッシングに先立って、MO3FE
TQd″によって接地電位に充電される。
上記のように、キャパシタCdは、キャパシタCsの約
半分の容量値に設定されているので、メモリセルMCか
らの読み出し信号のほぼ半分に等しい基準電圧を形成す
ることになる。
センスアンプSAは、上記アドレッシングにより生じる
このような電位変化の差を、タイミング信号(センスア
ンプ制御信号)φpal、φpa2で決まるセンス期間
に拡大するセンスアンプであり(その動作は後述する)
、1対の平行に配置された相補データ線DL、DLにそ
の入出方ノードが結合されている。相補データ線DL、
DLに結合されるメモリセルの数は、検出精度を上げる
ため等しくされ、DL、DLのそれぞれに1個ずつのダ
ミーセルが結合されている。また、各メモリセルMCは
、1本のワード線WLと相補対データ線の一方との間に
結合される。各ワード線WLは双方のデータ線対と交差
しているので、ワード線V/Lに生じる雑音成分が静電
結合によりデータ線にのっても、その雑音成分が双方の
データ線対DL。
DLに等しく現れ、差動型のセンスアンプSAによって
相殺される。
上記アドレッシングにおいて、相補データ線対DL、D
Lの一方に結合されたメモリセルMCが選択された場合
、他方のデータ線には必ずダミーセルDCが結合される
ように一対のダミーワード線DWL、DWLの一方が選
択される。
上記センスアンプSAは、一対の交差結線されたMOS
FETQI、Q2を有し、これらの正帰還作用により、
相補データ線DL、DLに現れた微少な信号を差動的に
増幅する。この正帰還動作は、2段回に分けておこなわ
れる。すなわち、比較的小さいコンダクタンス特性にさ
れたMOSFETQ7が比較的早いタイミング信号φp
alによって導通し始めると同時に正帰還動作が開始さ
れ、アドレッシングによって相補データ線DL、DI、
に与えられた電位差に基づき高い方のデータ線電位は遅
い速度で、低い方のそれは速い速度で共にその差が広が
りながら下降していく。上記電圧差がある程度大きくな
ったタイミングで比較的大きいコンダクタンス特性にさ
れたMOSFETQ8がタイミング信号φpa2によっ
て導通されるので、上記低い方のデータ線電位が急速に
低下する。このように2段階にわけてセンスアンプSA
の動作を行わせることによって、上記高い方の電位落も
込みを防止する。こうして低い方の電位が交差結合MO
3FETのしきい値電圧以下に低下したとき正帰還動作
が終了し、高い方の電位の下降は電源電圧Vccより低
く上記しきい値電圧より高い電位に留まるとともに、低
い方の電位は最終的に接地電位(OV)に到達する。
上記のアドレッシングの際、一旦破壊されかかったメモ
リセルMCの記1.α情報は、このセンス動作によって
得られたハイレベル若しくはロウレベルの電位をそのま
ま受け取ることによって回復する。しかしながら、前述
のようにハイレベルが電源電圧Vccに対して一定以上
落ち込むと、何回がの読み出し、再吉込みを繰り返して
いるうちに論理“0゛°として読み取られるところの誤
動作が住じる。この誤動作を防ぐために設けられるのが
アクティブリストア回路ARである。このアクティブリ
ストア回路ARは、タイミング信号φresにより起動
され、ロウレベルの信号に対して何ら影9を与えずハイ
レベルの信号にのみ選択的に電源電圧VCCの電位にブ
ートストする働きがある。
同図において代表として示されているデータ線対DL、
DLは、カラムスイッチCWを措成するMOSFETQ
3.Q4を介してコモン相補データ線対CDL、CDL
に接続される。1−の代表として示されているデータ線
対についても同梯な)、40SFETQ5.Q6を介J
、−?:m%”/lI′J?Frデータ線対c デー 
t、、CD Lに接続される。このコモン相補データ線
対CDL、♂n1にば、メインアンプを含む出力回路O
Aの入力端子と入力回路IAの出力端子に接続される。
これらの出力回路oへの出力端子と入力回路IAの入力
端子とは、共通化され他のメモリブロックとも共通化さ
れてデータ出カバソファDOB(図示せず)の入力幅子
及びデータ入カバンファDIHの出力端子に接続される
ロウデコーダ及びカラムデコーダR,C−DCRは、ア
ドレスバッファがら時系列的に伝えられたアドレスli
号・左取り込め、1本のワード線及びダミーワード線並
びにカラムスイッチ選択信号を形成してメモリセル及び
ダミーセルのアドレッシングを行う。
次に、この実施例の半導体記憶装置のアドレス設定動作
を第2図のタイミング口に従って説明する。
この実施例では、特に開眼されないが、上記メモリブロ
ックBOO〜B33を選択するアドレス信号と各メモリ
ブロックのワード線とデータ線とを選択するアドレス信
号とが共通のアドレス端子から多重化されて供給される
すなわち、4ビツトからなるブロックアドレス信号BA
は、ブロックアドレスストローブ信号■ASのロウレベ
ルに同期し−ご入力される。このブロックアドレス信号
BAは、ブロックアドレスデコーダに取り込まれ、上記
メモリブロックBOO〜B33のうち、1つのメモリブ
ロックを活性化するために用いられる。すなわち、アド
レス端子と上記ブロックアドレス信号に従って選択され
たメモリブロックとを接続する。
次に、9ビツトからなるロウアドレス信号RAは、ロウ
アドレスストローブ信号1? A Sのロウレベルに同
期して入力される。このロウアドレス信号RAは、上記
選択されたメモリブロックの上記ロウデコーダR−OC
Rに取り込まれ、ワードtt選択タイミング信号に従っ
て1つのワード線を選択状態にするととも、センスアン
プを活性化する。
次に、9ビツトからなるカラムアドレス4B ”T C
Aは、カラムアドレスストローブ信号CΔSのロウレベ
ルに同期して入力される。このカラムアドレス信号CA
は、上記選択されたメモリブロックの上記カラムデコー
ダC−DCRに取り込まれ、データ線選択タイミング信
号に従って1対のデータ線を選択状態にする。言い換え
れば、上記カラムスイッチ回路CWを措成する一対のM
 OS F ETをオン状態にして相補データ線対DL
、DLと共通データ線対CDL、CDLとを接続する。
この時、gN 2j出し動作ならば、ライトイネーブル
信号WEがハイレベルとされ、その信号によって選択さ
れたメモリブロックの出力ttn路OAのゐが活性化さ
れて読み出し14号をデータ出カバ・ンフプに伝える。
この実施例では、同しメモリブロックに刻して連続して
アクセスする時には、上記ブロックアドレスストローブ
信号RASがロウレベルのままとされる。したがって、
以後の動作ではロウアドレスストローブ信号RASとカ
ラムアドレスストローブ信号CASのみが発生され、そ
れぞれに同期して次のアドレス信号RA、CAが時系列
的に入力される。次の動作サイクルが書込み動作ならば
、ライトイネーブル信号WEがロウレベルにされる。
これにより、上記選択されたメモリブロックの入力回路
IAのみが活性化されてデータ人力バッファから供給さ
れた書込みデータを選択されたメモリセルに書込むもの
である。
なお、非選択のメモリブロックは、プリチャージ状態を
維持して、アドレスデコーダ、センスアンプ、及び入力
回路2出力回路は、非動作状態とされるので、この間何
も直流電流の消費を行わない。また、特に制置されない
が、全メモリブロックに共1iIIにロウアドレス信号
を供給することによって全メモリブロックに対して一斉
にリフレッシュを施すようにするものであってよい。
〔効 果〕
(1)メモリ°rレイを複数ブロックに分割して、選択
されたメモリブロックに関するアドレスデコーダ回路、
センスアンプ及び入力回路、出力回路ののを活性化する
で、大記憶容量化にもかかわらず低消費電力化篭達成J
るごとかできるとい・)効果が得られ机 (2)同じメモリフロック内のメモリセルを選択すると
きには、そのメモリフロックを選択状態に保持しておい
てロウアドレス信号とカラムアドレス信号の供給するも
のである。したがって、メモリブロック内でのメモリセ
ルを選択するだけでよいので、大記憶容量化にもかかわ
らず高速動作を実現できるという効果が得られる。なお
、メモリにヌ・1するデータの各込み又は読み出しは、
通電連続したアドレスに対して行うことが多いので、実
際の使用上では、殆ど同じメモリブロック内での連続ア
クセスが多(なるものである。
(3)上記メモリブロックに対するアドレッシングをイ
ンデックスのように使用できるという効果が冑られる。
(4)3種類のアドレス信号を多重化して供給するこ 
とによって、アドレス端子数を少なくすることができる
ーという効果が得られる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではな(、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。例えば、アドレス信号
は、それぞれ独立したアドレス端子から供給するもので
あってもよい。
また、分割されて構成された1つのメモリブロックに収
容する記憶容量は、64 KピッI−,16にビット等
であってもよい。また、その分割数は、2” (nは整
数)個にすることがその選択に便利である。
〔利用分野〕
以上の説明では主として本願発明者によってなされた発
明をその背景となった技術分野であるグイナミソク型R
AMに適用した場合について説明したが、これに限定さ
れるものではなく、Mビットを越える大記憶容量を持つ
マスク型ROM、各種プログラマブルROMにも同様に
適用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図には、この発明に係る半導体記1Q装置における
メモリセルのアドレス構成を示すブロック図、 第2図は、第1図の半導体記憶装置のアドレス設定動作
の一実施例を示ず夕・fミング図、第3図は、第1図の
1つのメモリブロックの一実施例を示す回路図である。 MC・・メモリセル、DC・・ダミーセル、CW・・カ
ラムスイッチ、S A・・センスアンプ、AR・・アク
ティブリストア回1洛、R,C−DCR・・ロウ/カラ
J1デコーダ、OA・・出力回路、IA・・入力回路、
BOO−・B33・・メモリプロソク

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、分割されたメモリブロックを選択するアドレス信号
    と、上記各メモリブロックに共通に供給され、そのデー
    タ線とワード線とをそれぞれ選択するためのアドレス信
    号とを用いてメモリセルの選択動作を行うとともに、上
    記選択されたメモリブロックのみを活性化するようにし
    たことを特徴とする半導体記憶装置。 2、上記メモリブロックは、1MO3型のメモリセルで
    構成されるものであることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の半導体記憶装置。 3、上記半導体記す、α装置は、全体で数Mビットの記
    憶容量を持つものであることを特徴とする特許請求の範
    囲第1又は第2項記載の半導体記憶装置。
JP58127666A 1983-07-15 1983-07-15 半導体記憶装置 Granted JPS6020384A (ja)

Priority Applications (1)

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JP58127666A JPS6020384A (ja) 1983-07-15 1983-07-15 半導体記憶装置

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JP58127666A JPS6020384A (ja) 1983-07-15 1983-07-15 半導体記憶装置

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Publication Number Publication Date
JPS6020384A true JPS6020384A (ja) 1985-02-01
JPH0570239B2 JPH0570239B2 (ja) 1993-10-04

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ID=14965713

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JP58127666A Granted JPS6020384A (ja) 1983-07-15 1983-07-15 半導体記憶装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1096332C (zh) * 1998-09-08 2002-12-18 株式会社爱克雷库 加工方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN1096332C (zh) * 1998-09-08 2002-12-18 株式会社爱克雷库 加工方法

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JPH0570239B2 (ja) 1993-10-04

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