JPS60242594A - Semiconductor storage device - Google Patents

Semiconductor storage device

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Publication number
JPS60242594A
JPS60242594A JP59096550A JP9655084A JPS60242594A JP S60242594 A JPS60242594 A JP S60242594A JP 59096550 A JP59096550 A JP 59096550A JP 9655084 A JP9655084 A JP 9655084A JP S60242594 A JPS60242594 A JP S60242594A
Authority
JP
Japan
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circuit
data lines
signal
output
memory array
Prior art date
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Pending
Application number
JP59096550A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Shinagawa
裕 品川
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.)
Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Microcomputer Engineering Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Hitachi Microcomputer Engineering Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP59096550A priority Critical patent/JPS60242594A/en
Publication of JPS60242594A publication Critical patent/JPS60242594A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C17/00Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards

Abstract

PURPOSE:To reduce the power consumption and to make a latch-up state hard to occur by precharging only a selected data line from an output circuit side. CONSTITUTION:The multiplexer circuit MLP consisting of switch MOSFETs Qy1-Qyn connected to respective data lines DL1-DLn is provided at one side of a memory array M-ARY. The circuit MLP selects a proper number of data lines among data lines DL1-DLn on the basis of a select signal from an Y decoder circuit Y-DEC and supplies their output signals to output circuits DOB1- DOB8. Further, MOSFETs Qp1 and Qp3 for precharging are connected between output signal lines DOL1-DOL8 and a source voltage VCC, and a precharge signal phip turn on FETs Qp1-Qp8 at the same time. Therefore, one of the data lines DL1-DLn which is selected by the circuit Y-DEC is precharged. Thus, the power consumption is reduced and a latch-up state hardly occurs.

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] この発明は、半導体集積回路技術、さらには半導体記憶
装置に適用して特に有効な技術に関し、例えばマイクロ
プログラム方式の制御回路を備えた半導体集積回路にお
けるマイクロROM (リード・オンリ・メモリ)のデ
ータ線のプリチャージ回路の構成に利用して有効な技術
に関する。
Detailed Description of the Invention [Technical Field] The present invention relates to semiconductor integrated circuit technology, and furthermore, to a technology that is particularly effective when applied to semiconductor storage devices. The present invention relates to a technique that is effective when used in the configuration of a precharge circuit for a data line of a ROM (read-only memory).

[背景技術] MOSFET (:絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
)からなるROMのデータ読出し方式として、予めデー
タ線(もしくはビット線)をプリチャージしておいてか
らワード線を選択レベルにして、選択されたメモリセル
を通してデータ線のチャージを引き抜くようにすること
によって、低消費電力型のROMを構成する技術がある
。このように、データ線プリチャージ方式を採用したR
OMの構成例としては、例えば特願昭57−21130
号等がある。
[Background technology] As a data reading method for a ROM made of MOSFETs (insulated gate field effect transistors), the data line (or bit line) is precharged, and then the word line is set to the selection level. There is a technique for configuring a low power consumption type ROM by extracting charge from a data line through a memory cell. In this way, R
As an example of the structure of OM, for example, Japanese Patent Application No. 57-21130
There are numbers etc.

本発明者は、上記データ線プリチャージ方式の技術を、
マイクロコンピュータシステムを構成するハードディス
クコントローラに用いられるマイクロROMに利用して
、第1図に示すような装置を開発した。
The present inventor has developed the above-mentioned data line precharge method technology by
A device as shown in FIG. 1 was developed for use in a micro ROM used in a hard disk controller that constitutes a microcomputer system.

すなわち、メモリアレイM −’ A RY内に配設さ
れた各データ線DL1〜DLnの一端と電源電圧Vcc
との間に接続されたプリチャージ用のMO8FETQp
1〜QPnを、制御信号()TJチャージ信号)φpで
同時にオンさせて、すべてのデータ線DL1〜DLnを
Vccレベルまで同時にプリチャージさせる。また、マ
イクロROMでは、例えば1ワード8ビツトからなるデ
ータ(制御語)を同時に(並列に)読み出す必要がある
が、例えば512ワードのようなマイクロプログラムを
格納したい場合、データ線を8本にするとワード線は5
12本必要となる。そのため、メモリアレイM−ARY
は512X8ビツトのような構成になす、メモリアレイ
がデータ線方向に極めて細長い形状になってしまい、チ
ップ内におけるレイアウトが困難になる。
That is, one end of each data line DL1 to DLn arranged in memory array M-'ARY and power supply voltage Vcc
MO8FETQp for precharging connected between
1 to QPn are simultaneously turned on by a control signal (TJ charge signal) φp, and all data lines DL1 to DLn are simultaneously precharged to the Vcc level. Furthermore, in a micro ROM, it is necessary to read data (control words) consisting of 8 bits per word simultaneously (in parallel), but if you want to store a microprogram of 512 words, for example, you can use 8 data lines. The word line is 5
12 pieces are required. Therefore, memory array M-ARY
In this case, the memory array has a configuration of 512×8 bits, and becomes extremely elongated in the data line direction, making layout within the chip difficult.

そこで、第1図の回路では、データ線を16本として各
データ線に0MO8(相補型MO3)回路からなるクロ
ックド・インバータエNv1〜IN V nを接続し、
これをアドレス信号の上位ビットで選択的に動作させる
ようにして、メモリアレイのデータ線方向の長さを半分
に減らす(ただしワード線方向の幅は2倍になる)よう
にしている。
Therefore, in the circuit shown in FIG. 1, there are 16 data lines, and each data line is connected to clocked inverters Nv1 to IN Vn consisting of 0MO8 (complementary MO3) circuits.
This is selectively operated using the upper bits of the address signal, thereby reducing the length of the memory array in the data line direction by half (however, the width in the word line direction is doubled).

しかしながら、上記のような構成のマイクロROMにあ
っては、すべてのデータ線を同時にプリチャージさせる
ようになっているため、データ線の数が多くなるに従っ
て、消費電力が大幅に増大してしまう。また、メモリア
レイおよびその周辺回路の占有面積は、データ線のピッ
チ(間隔)を、メモリセルの大きさによって決まるよう
な最小間隔とし、かつYデコーダ回路Y−DECもしく
はYセレクト回路もこれに合わせてレイアウトすると最
も少なくすることができる。しかし、第1図の回路では
、Yデコーダ回路Y−DECをクロックド・インバータ
INV、〜INVnで構成しているため、各クロックド
・インバータを構成する複数個のMOSFETを、最小
ピッチの各データ線間隔に対応して配設させるように設
計を行なうことが極めて困難であり、回路全体の占有面
積が大きくなってしまう。
However, in the micro ROM configured as described above, all data lines are precharged at the same time, so power consumption increases significantly as the number of data lines increases. In addition, the area occupied by the memory array and its peripheral circuits is determined by setting the pitch (spacing) of data lines to the minimum interval determined by the size of the memory cell, and also setting the Y-decoder circuit Y-DEC or Y-select circuit to the minimum interval determined by the size of the memory cell. The layout can be minimized. However, in the circuit shown in FIG. 1, since the Y-decoder circuit Y-DEC is composed of clocked inverters INV, ~INVn, the multiple MOSFETs constituting each clocked inverter are connected to each data with the minimum pitch. It is extremely difficult to design the circuit so that it is arranged in accordance with the line spacing, and the area occupied by the entire circuit increases.

さらに、上記メモリアレイM−ARY内のメモリセルを
Nチャンネル型MO8FETで構成する場合、記憶素子
となるMOSFETの拡散層N+は第2図に示すように
、N型半導体基板SUBの主面上に形成されたP型つェ
ル領域P −WE L Lの上に形成される。そのため
、上記のようにすべてのデータ線が同時にプリチャージ
されるようになっていると、データ線DLに接続された
メモリセルを構成するMOSFETの拡散層(ドレイン
領域)N+とPウェル領域P −WE L Lとの間に
寄生する接合容量Csが、プリチャージ時にすべて同時
にチャージアップされることになる。その結果、この接
合容量Csを通して、メモリセルが形成されたPウェル
領域P −WE L Lの電位が大きく変動され、ラッ
チアップを起こし易いという不都合があることが分かっ
た。
Furthermore, when the memory cells in the memory array M-ARY are configured with N-channel MOSFETs, the diffusion layer N+ of the MOSFET serving as the storage element is formed on the main surface of the N-type semiconductor substrate SUB, as shown in FIG. It is formed on the formed P-type well region P-WELL. Therefore, if all the data lines are precharged at the same time as described above, the diffusion layer (drain region) N+ and P well region P- of the MOSFET that constitutes the memory cell connected to the data line DL. All of the parasitic junction capacitances Cs between WELL and WELL are charged up at the same time during precharging. As a result, it has been found that the potential of the P-well region P-WELL in which the memory cell is formed is greatly fluctuated through this junction capacitance Cs, which is disadvantageous in that latch-up is likely to occur.

[発明の目的] この発明の目的は、低消費電力型の半導体記憶装置を提
供することにある。
[Object of the Invention] An object of the invention is to provide a low power consumption semiconductor memory device.

この発明の他の目的は、半導体記憶装置の占有面積を減
少させることができるような技術を提供することにある
Another object of the present invention is to provide a technique that can reduce the area occupied by a semiconductor memory device.

この発明のさらに他の目的は、0M08回路で半導体記
憶装置を構成した場合にラッチアップを起こしにくいプ
リチャージ回路の形式を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a precharge circuit type that is less likely to cause latch-up when a semiconductor memory device is configured with a 0M08 circuit.

この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添附図面から明かにな
るであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

[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
を説明すれば、下記のとおりである。
[Summary of the Invention] Representative inventions disclosed in this application will be summarized as follows.

すなわち、メモリアレイ内に配設された各データ線を、
デコーダからの選択信号によって、オン、オフ制御され
るスイッチMO3FETを介して出力回路側へ接続させ
るとともに、上記スイッチMO8FETと出力回路との
間にプリチャージ用・のMOSFETを接続することに
よって、選択されたデータ線に対してのみ出力回路側か
らプリチャージを行なうようにして、消費電力を減らす
とともに、プリチャージされるデータ線に接続されるメ
モリセルの寄生容量を減らしてウェル領域の電位変動を
抑え、ラッチアップを起こしにくくする。
In other words, each data line arranged in the memory array is
By connecting to the output circuit side via a switch MO3FET which is controlled on and off by a selection signal from a decoder, and by connecting a MOSFET for precharging between the switch MO8FET and the output circuit, the selected By precharging only the precharged data lines from the output circuit side, power consumption is reduced, and the parasitic capacitance of memory cells connected to the precharged data lines is reduced to suppress potential fluctuations in the well region. , making latch-up less likely to occur.

また、データ線間にはこれを出方回路側へ接続させるた
めのMOSFETを−っだけ配設すればよいようにして
、データ線のピッチを最小とし、かつ周辺回路の占有、
面積も減少させ、装置全体の占有面積を低減させるとい
う上記目的を達成するものである。
In addition, it is possible to minimize the pitch of the data lines by arranging only one MOSFET between the data lines to connect them to the output circuit side, and to reduce the occupation of peripheral circuits.
The area is also reduced, thereby achieving the above objective of reducing the area occupied by the entire device.

[実施例] 第3図は、本発明をマイクロプロセッサ(以下CPUと
称する)とともにマイクロコンピュータシステムを構成
するハードディスク・コントローラやCRTコントロー
ラその他の周辺LSIに使用されるマイクロROMに適
用した場合の一実施例を示す。
[Embodiment] FIG. 3 shows one implementation in which the present invention is applied to a micro ROM used in a hard disk controller, CRT controller, and other peripheral LSIs that constitute a microcomputer system together with a microprocessor (hereinafter referred to as CPU). Give an example.

ハードディスク・コントローラやCRTコントローラ等
においては、制御対象となるハードディスク・ドライバ
やCRT表示装置等の各部を、CPUからの命令に応じ
て更に細かく制御してやるため、そのような命令を実行
するマイクロプログラムを格納したマイクロROMが設
けられる。このようなマイクロROMは、CPUからの
命令に応じてできるだけ速く、対応するマイクロ命令を
読み出して、制御信号を出力し、各部をコントロールす
る必要がある。そのため、例えばIOMH2のような高
い周波数でマイクロROMがアクセスできるようにする
ことが要望される。
In hard disk controllers, CRT controllers, etc., in order to control each part of the hard disk driver, CRT display device, etc. to be controlled in more detail according to instructions from the CPU, a microprogram that executes such instructions is stored. A micro ROM is provided. Such a micro ROM needs to read out corresponding micro instructions as quickly as possible in response to instructions from the CPU, output control signals, and control each section. Therefore, it is desired that the micro ROM can be accessed at a high frequency such as IOMH2.

以下に述べる実施例のROMは、そのような高速動作が
可能にされ、しかも占有面積が小さいという特徴を有し
ている。
The ROM of the embodiment described below is characterized by being capable of such high-speed operation and occupying a small area.

第3図において、回路符号M−ARYで示されているの
は、複数のメモリセルM11〜M m nがマトリック
ス状に配設されてなるメモリアレイである。メモリアレ
イM−ARYを構成するメモリセルM、11〜Mmnは
、1ビツトの記憶に一つのMOSFETが対応して設け
られ、例えば記憶素子(メモリセルを構成するMOSF
ET)のドレイン部分のコンタクトまたは拡散層の有無
で、ゲートが選択レベルにされた場合に電流が流れたり
流れなかったりすることでLL I I+または0′″
に対応する情報を保持する。
In FIG. 3, the circuit symbol M-ARY indicates a memory array in which a plurality of memory cells M11 to Mmn are arranged in a matrix. In the memory cells M, 11 to Mmn constituting the memory array M-ARY, one MOSFET is provided corresponding to one bit of memory, and for example, a memory element (a MOSFET constituting a memory cell) is provided.
Depending on the presence or absence of a contact or diffusion layer in the drain part of the ET), current may or may not flow when the gate is set to the selection level, resulting in LL I I+ or 0'''
The information corresponding to the information is retained.

同図において、MOSFETの回路信号が表わされてい
るM、19M1□のようなメモリセルは。
In the same figure, memory cells such as M and 19M1□ represent MOSFET circuit signals.

記憶素子のドレイン部分のコンタクトまたは拡散層があ
るものを示す。また、、MOSFETの回路信号が表示
されていないM21 、 M2 nのようなメモリセル
は、記憶素子のドレイン部分のコンタクトまたは拡散層
がないものを示す。この実施例では、特に制限されない
が、Nチャンネル型のMOSFETでメモリセルが構成
されている。
Indicates that there is a contact or a diffusion layer in the drain portion of the memory element. Furthermore, memory cells such as M21 and M2n in which MOSFET circuit signals are not displayed indicate those that do not have a contact or a diffusion layer in the drain portion of the memory element. In this embodiment, the memory cell is constituted by an N-channel MOSFET, although it is not particularly limited.

メモリアレイM−ARY内には、各行のメモリセルM1
1 、 Ml 2. ”°°−M1 n;’M’21 
、 M221 0−8M2 n ; −Mmx t M
m2t ”・・Mmnに対応して、それぞれポリシリコ
ン層からなるワード線WL、〜WLmが配設され、各行
に属するメモリセルのゲートが接続されている。特に制
限されないが、上記ワード線WL、〜WLmは各行のメ
モリセルを構成するMOSFETのポリシリコンゲート
電極と一体に形成されている。また、メモリアレイM−
ARY内には、各列のメモリセルMl 1 + Ml 
2.”””Ml n、”PJ21 + M22 、 “
b°M2 n ;NMml 、Mm2 、□11Mmn
に対応して、アルミニウム層からなるデータ線(もしく
はビット線)DL、〜D L nが配設されている。
In the memory array M-ARY, each row of memory cells M1
1, Ml 2. ”°°−M1 n;'M'21
, M221 0-8M2 n ; -Mmx t M
Word lines WL, . ~WLm is formed integrally with the polysilicon gate electrode of the MOSFET constituting the memory cells of each row.In addition, the memory array M-
In ARY, memory cells Ml 1 + Ml in each column
2. ”””Ml n,”PJ21 + M22, “
b°M2 n ; NMml , Mm2 , □11Mmn
Data lines (or bit lines) DL, to DLn made of aluminum layers are arranged corresponding to the lines.

さらに、メモリアレイM−ARY内には、各行のメモリ
セルを構成するMOSFETのソース領域が共通に接続
される接地線GL1〜GLiが設けら、れている。この
接地線GL1〜GLiは、特に制限されないが、各記憶
素子のソース領域と連続して形成された拡散層によって
構成されている。
Further, in the memory array M-ARY, ground lines GL1 to GLi are provided to which the source regions of the MOSFETs constituting the memory cells in each row are commonly connected. These ground lines GL1 to GLi are constituted by a diffusion layer formed continuously with the source region of each storage element, although not particularly limited thereto.

また、接地線GL、〜GLiは、各メモリ行に対し一つ
おきに形成され、隣接するメモリ行同士で一つの接地線
G L 1を共用するように接続がなされている。上記
接地線GL1〜GLiは、メモリアレイM−ARYの一
側で、アルミニウム層からなる共通の接地線CGLに接
続され、電池電位GNDが供給されるようにされている
Further, the ground lines GL, -GLi are formed every other memory row, and are connected so that adjacent memory rows share one ground line GL1. The ground lines GL1 to GLi are connected to a common ground line CGL made of an aluminum layer on one side of the memory array M-ARY, and are supplied with the battery potential GND.

回路符号X−DECで示されているのは、アドレス信号
の下位数ビットをデコードして行選択信号を形成するX
デコーダ回路である。このXデコーダ回路X−DECに
よって、各ワード線WL。
The circuit designated by the circuit code X-DEC is an
This is a decoder circuit. Each word line WL is controlled by this X decoder circuit X-DEC.

〜WLmに対応して設けられているワード線ドライバW
DI〜WDmのうちの一つが駆動されて、一本のワード
線がハイレベルに持ち上げられるようにされている。
~Word line driver W provided corresponding to WLm
One of DI to WDm is driven to raise one word line to a high level.

ワード線ドライバWD 1〜WDmは、例えばクロック
ド・インバータによって構成され、システムクロック信
号のような制御信号φに同期して動作されるようにされ
ている。特に制限されないがこの実施例では、上記Xデ
コーダ回路X−DECも、制御信号φに同期して動作さ
れるダイナミック型の回路で構成されており、Xデコー
ダ回路X−D E Cで行選択信号を形成している制御
信号φの半周期の間に、ワード線ドライバWD、〜WD
mのプリチャージを行なう。そして、制御信号φの次の
半周期でワード線ドライバWD1〜W D mを駆動し
て一本のワード線を選択するとともに。
The word line drivers WD1 to WDm are configured, for example, by clocked inverters, and are operated in synchronization with a control signal φ such as a system clock signal. Although not particularly limited, in this embodiment, the X-decoder circuit X-DEC is also composed of a dynamic type circuit that operates in synchronization with the control signal φ, and the X-decoder circuit X-DEC operates in synchronization with the row selection signal. During the half period of the control signal φ forming the word line drivers WD, ~WD
Precharge m. Then, in the next half cycle of the control signal φ, the word line drivers WD1 to WDm are driven to select one word line.

Xデコーダ回路X−DECのプリチャージを行なうよう
になっている。このようにして、Xデコーダ回路X−D
ECとワード線ドライバWD1〜WDmが、制御信号(
クロック)φに同期して動作されることにより、消費電
力が減少される。
The X decoder circuit X-DEC is precharged. In this way, the X decoder circuit X-D
EC and word line drivers WD1 to WDm receive control signals (
Power consumption is reduced by operating in synchronization with the clock) φ.

上記メモリアレイM−ARYの一側には、各データ線D
L、〜DLnにそれぞれ接続されたNチャンネル型のス
イッチMO8FET (以下Yスイッチと称する)Qy
1〜Qynからなるマルチプレクサ回路MLPが設けら
れている。マルチプレクサ回路MLPは、アドレス信号
の上位ビットをデコードするYデコーダ回路Y−DEC
からの選択信号に基づいて、n本のデータ線DL1〜D
 Lnのうち適当な数のデータ線を選択して、その出力
信号をCMOSインバータからなる出力回路DOBに供
給する。
On one side of the memory array M-ARY, each data line D
N-channel type switch MO8FET (hereinafter referred to as Y switch) Qy connected to L and ~DLn respectively
A multiplexer circuit MLP consisting of circuits 1 to Qyn is provided. The multiplexer circuit MLP is a Y-decoder circuit Y-DEC that decodes the upper bits of the address signal.
Based on the selection signal from n data lines DL1 to D
An appropriate number of data lines are selected from Ln and their output signals are supplied to an output circuit DOB consisting of a CMOS inverter.

具体的には、特に制限されないが、マイクロROMから
8ビツトのデータからなる制御語を一時に読み出せるよ
うにするため、メモリアレイM −ARY内には、32
本のデータ線が配設され、マルチプレクサ回路MLPに
よってそのうち8本のデータ線が出力信号線DOL1〜
DOL、に接続される。つまり、32個のYスイッチQ
 y 1〜QY32は、それぞれ4個ずつまとめられ一
つの出力信号線DOLに接続され、各Yスイッチ群では
、その中の一つがYデコーダ回路Y−DECからの選択
信号によってオンされて、4本のデータ線の中の一本を
それぞれ出力信号線DOL1〜DOL8に接続させる。
Specifically, although not particularly limited, in order to be able to read a control word consisting of 8-bit data from the micro ROM at once, there are 32
Eight data lines are arranged, and eight of them are output signal lines DOL1 to DOL1 by the multiplexer circuit MLP.
DOL. In other words, 32 Y switches Q
y1 to QY32 are grouped in groups of four and connected to one output signal line DOL, and in each Y switch group, one of them is turned on by the selection signal from the Y decoder circuit Y-DEC, and the four One of the data lines is connected to the output signal lines DOL1 to DOL8, respectively.

各出力信号線DOLi〜DOL8には、CMOSインバ
ータ等からなる出力回路DOB1〜DOB8が接続され
ている。また、各出力信号線DOL1〜DOL8と電源
電圧Vccとの間には、プリチャージ用のMO8FET
QPz〜Q P aが接続されていて、同一のプリチャ
ージ信号φpがゲート端子に印加されるようにされてい
る。
Output circuits DOB1 to DOB8, each including a CMOS inverter, are connected to each output signal line DOLi to DOL8. Moreover, between each output signal line DOL1 to DOL8 and the power supply voltage Vcc, MO8FET for precharging is connected.
QPz to QPa are connected so that the same precharge signal φp is applied to their gate terminals.

このように、データ線を32本にしてマルチプレクサで
そのうち8本を選択する構成にしたのは、マイクロRO
Mでは、1ワード8ビツトからなる制御語を例えば51
2ワード格納させておきたいような場合、データ線を8
本とするとワード線方向に8ビツトまたデータ線方向に
512ビツトだけメモリセルを並べてメモリアレイを構
成しなければならない。しかし、そのようにすると、メ
モリアレイがデータ線方向に極めて細長い形状になるた
め、チップ内におけるレイアウトが困難になるからであ
る。そこで、上記実施例では、512ワードの制御語を
128X32ビツト構成のマイクロROMに記憶させる
ようにしている。
In this way, the structure of having 32 data lines and selecting 8 of them with a multiplexer is the reason for the micro RO.
In M, for example, a control word consisting of 8 bits per word is 51
If you want to store 2 words, connect the data line to 8.
In the case of a book, a memory array must be constructed by arranging memory cells of 8 bits in the word line direction and 512 bits in the data line direction. However, in this case, the memory array becomes extremely elongated in the data line direction, making layout within the chip difficult. Therefore, in the above embodiment, a control word of 512 words is stored in a micro ROM having a 128x32 bit configuration.

上記プリチャージ信号φPは、ワード線ドライバWD、
〜WDmによっていずれか1本のワード線がハイレベル
に立ち上げられる前に、アドレス信号の上位2ビツトA
7とA8をデコードするYデコーダ回路Y−DECから
の選択信号によって、各Yスイッチ群の中から一つずつ
計8個のYスイッチがオンされた状態で、ハイレベルか
らロウレベルに変化される。すると、プリチャージ信号
φPによってM OS F E T Q P 1〜Qp
aが同時にオン状態にされ、出力信号線DOL、〜Do
L8およびYデコーダ回路Y−DECからの選択信号に
よってオンされているYスイッチQyを通して、これに
接続されている8本のデータ線がプリチャージされる。
The precharge signal φP is applied to the word line driver WD,
~ Before any one word line is raised to high level by WDm, the upper two bits A of the address signal
A selection signal from the Y-decoder circuit Y-DEC that decodes signals 7 and A8 changes from high level to low level with a total of 8 Y switches turned on, one from each Y switch group. Then, the precharge signal φP causes the MOS FET QP 1 to Qp
a are turned on at the same time, and the output signal lines DOL, ~Do
Through the Y switch Qy turned on by the selection signal from L8 and the Y decoder circuit Y-DEC, eight data lines connected thereto are precharged.

このとき、出力信号線DOL、〜DOL8は、Vccレ
ベルまでプリチャージされるが、データ線はVccより
もYスイッチQyのしきい値電圧分だけ低い電位(Vc
c−Vth)までプリチャージされる。
At this time, the output signal lines DOL, ~DOL8 are precharged to the Vcc level, but the data line has a potential lower than Vcc by the threshold voltage of the Y switch Qy (Vc
c-Vth).

上記のようにしてデータ線のプリチャージが終了すると
、プリチャージ信号φPがハイレベルに変化されてプリ
チャージMOS F E TQ’p 1〜Qp8がオフ
される。それから、Yデコーダ回路Y−DECからの選
択信号によって8個のYスイッチQyがオンされた状態
のまま、ワード線ドライバWD、〜WDmによっていず
れが1本のワード線がハイレベルに立ち上げられる。こ
れによって、選択レベルにされた1本のワード線WLと
、オン状態にされている上記8個のYスイッチの接続さ
れたデータ線DLとの交点に、記憶素子としてのMOS
FETが接続されていれば、そのMOSFETがオンさ
れてデータ線のチャージが接地線GLに引き抜かれる。
When the precharging of the data line is completed as described above, the precharge signal φP is changed to a high level and the precharge MOS FETQ'p1 to Qp8 are turned off. Then, with the eight Y switches Qy kept turned on by the selection signal from the Y-decoder circuit Y-DEC, one word line is raised to a high level by the word line drivers WD, -WDm. As a result, a MOS as a storage element is placed at the intersection of one word line WL set to the selection level and the data line DL connected to the eight Y switches turned on.
If the FET is connected, the MOSFET is turned on and the charge on the data line is extracted to the ground line GL.

一方1選択されたワード線とデータ線との交点に記憶素
子が接続されていない場合には、データ線のチャージは
引き抜かれない。
On the other hand, if no storage element is connected to the intersection of the selected word line and data line, the charge from the data line is not extracted.

その結果、選択されたデータ線DLは、プリチャージレ
ベルまたは接地電位のいずれかの電位にされる。このデ
ータ線の電位は、Yスイッチ。yを介して出力回路(イ
ンバータ)DOBI〜D。
As a result, the selected data line DL is set to either the precharge level or the ground potential. The potential of this data line is a Y switch. Output circuit (inverter) DOBI~D via y.

B8に供給されるので、出力回路DOB1〜D。Since it is supplied to B8, the output circuits DOB1-D.

i8からはデータ線の電位に対応した信号が、読出しデ
ータD o ”” D 7として出方される。
A signal corresponding to the potential of the data line is output from i8 as read data D o "" D7.

上記実施例によると、Yデコーダ回路Y−DECからの
選択信号によって、オンされたYスイッチQ7を通して
出力回路DOB1〜DOB8側がら、オンされたYスイ
ッチに接続されているデータ線に対してのみプリチャー
ジが行なわれる。そのため、第1図の回路のようにすべ
てのデータ線をプリチャージするものに比べて消費電力
が少なくて済む。
According to the above embodiment, in response to the selection signal from the Y-decoder circuit Y-DEC, only the data lines connected to the turned-on Y switch are supplied from the output circuits DOB1 to DOB8 through the turned-on Y switch Q7. Charging is performed. Therefore, compared to the circuit shown in FIG. 1 in which all data lines are precharged, power consumption is lower.

また、上記実施例によると、選択されたデータ線は電源
電圧VccよりもYスイッチQyのしきい値電圧Vth
分だけ低い電位にプリチャージされるため、ワード線の
ハイレベルによって記憶素子としてのMOSFETがオ
ンされてデータ線のチャージがグランド側へ流れたとき
、データ線の電位の立下がりが速くなる。その結果、ア
クセスタイムが短縮されるという利点がある。
Further, according to the above embodiment, the selected data line has a threshold voltage Vth of the Y switch Qy that is lower than the power supply voltage Vcc.
Therefore, when the MOSFET as a storage element is turned on by the high level of the word line and the charge of the data line flows to the ground side, the potential of the data line falls quickly. As a result, there is an advantage that access time is shortened.

しかも、上記のようにデータ線のプリチャージレベルが
Vcc−Vthに下がったとしても、YスイッチQyと
出力回路DOBとの間を接続する出力信号線DOLは、
プリチャージ用MO8FETQpによって、Vccレベ
ルまでプリチャージされる。そのため、出力回路DOB
をインバータ等で構成しても貫通電流が流れることはな
い。つまり、出力回路DOBをインバータで構成した場
合、データ線プリチャージ時に出力信号線DOLが電源
電圧Vccよりも低いレベルにされていると、インバー
タからなる出力回路DOBに貫通電流が流されてしまう
。これに対し、上記実施例では、出力信号線DOLがV
ccレベルまで完全にプリチャージされるため、出力回
路に貫通電流が流されることがない。
Moreover, even if the precharge level of the data line drops to Vcc-Vth as described above, the output signal line DOL connecting between the Y switch Qy and the output circuit DOB is
It is precharged to the Vcc level by the precharge MO8FETQp. Therefore, the output circuit DOB
Even if it is configured with an inverter or the like, no through current will flow. That is, when the output circuit DOB is configured with an inverter, if the output signal line DOL is set to a level lower than the power supply voltage Vcc during data line precharging, a through current will flow through the output circuit DOB consisting of the inverter. On the other hand, in the above embodiment, the output signal line DOL is V
Since it is completely precharged to the cc level, no through current flows through the output circuit.

また、上記実施例によると、メモリアレイM−ARYの
一側に各々1つのMOSFETからなるYスイッチ列を
配設すればよいので、レイアウトに無理がなく、データ
線の間隔内に容易にYスイッチを配設することができる
。つまり、第1図に示すような回路形式では、各データ
線間隔ごとに例えば4個のMOSFETからなるクロッ
クド・インバータを配設しなければならないため、レイ
アウト設計が難しく、データ線ピッチをメモリセルの大
きさによって決まるような最小間隔にするのが困難であ
る。これに対し、上記実施例によると、最小ピッチのデ
ータ線間にそれぞれMO8FETを一つずつ配設してや
ればよいので、レイアウト設計が容易となり、かつ回路
全体の占有面積も小さくて済む。
Further, according to the above embodiment, since it is sufficient to arrange the Y switch rows each consisting of one MOSFET on one side of the memory array M-ARY, there is no unreasonable layout, and the Y switch rows can be easily arranged within the spacing between the data lines. can be placed. In other words, in the circuit format shown in Figure 1, a clocked inverter consisting of, for example, four MOSFETs must be provided for each data line interval, which makes layout design difficult, and the data line pitch has to be determined by adjusting the data line pitch between memory cells. It is difficult to achieve the minimum spacing determined by the size of the On the other hand, according to the above embodiment, it is sufficient to arrange one MO8FET between each data line with the minimum pitch, so the layout design is easy and the area occupied by the entire circuit can be reduced.

さらに、上記実施例によれば、プリチャージされるデー
タ線の数が少ないので、各メモリセルを構成するMOS
FETのドレイン領域とPウェル領域との間に寄生する
接合容量もすべて同時にチャージアップされることがな
い。そのため、Pウェル領域と基板との間に存在する接
合容量に対するPウェル領域−メモリセル間の寄生容量
の比率が実質的に小さくなる。その結果、プリチャージ
時にPウェル領域とメモリセルとの間の寄生容量がチャ
ージアップされてもウェル電位の変動が少なくなり、ラ
ッチアップを起しにくくなる。
Furthermore, according to the above embodiment, since the number of data lines to be precharged is small, the MOS forming each memory cell
The parasitic junction capacitances between the drain region of the FET and the P-well region are also not all charged up at the same time. Therefore, the ratio of the parasitic capacitance between the P-well region and the memory cell to the junction capacitance existing between the P-well region and the substrate becomes substantially small. As a result, even if the parasitic capacitance between the P well region and the memory cell is charged up during precharging, the variation in the well potential is reduced, making latch-up less likely to occur.

また、前記実施例では、出力信号線DOL1〜DOL8
に接続された出力回路DOB1〜DOB8で、メモリア
レイから読み出された信号を増幅し出力しているが、読
出し信号を一旦クロックドインバータで受けて、これを
実施例のようなCMOSインバータからなる出力回路D
OBI〜D0B8に送り、出力させるように構成しても
よ(′1゜[効果コ (1)メモリアレイ内に配設された各データ線を、デコ
ーダからの選択信号によって、オン、オフ制御されるス
イッチMO3FETを介して出力回路側へ接続させると
ともに、上記スイッチMO8FETと出力回路との間に
プリチャージ用のMOSFETを接続するようにしたの
で、選択されたデータ線に対してのみ出力回路側からプ
リチャージが行なわれるようになるという作用により、
消費電力が低減されるという効果がある。
Further, in the embodiment, the output signal lines DOL1 to DOL8
The output circuits DOB1 to DOB8 connected to the memory array amplify and output the signals read out from the memory array, but once the readout signal is received by a clocked inverter, it is processed by a CMOS inverter as in the embodiment. Output circuit D
It may be configured so that it is sent to OBI~D0B8 and output. Since the precharge MOSFET is connected between the switch MO3FET and the output circuit, only the selected data line is connected to the output circuit side via the switch MO3FET. Due to the effect of precharging,
This has the effect of reducing power consumption.

(2)メモリアレイ内に配設された各データ線を、デコ
ーダからの選択信号によって、オン、オフ制御されるス
イッチMO8FETを介して出力回路側へ接続させると
ともに、上記スイッチMO3FETと出力回路との間に
プリチャージ用のMO3FJTを接続するようにしたの
で、プリチャージされるデータ線が減り、これに接続さ
れるメモリセルの総寄生容量が減少されるという作用に
より、ウェル領域の電位変動が抑えられ、ラッチアップ
が起きにくくされるという効果がある。
(2) Each data line arranged in the memory array is connected to the output circuit side via the switch MO8FET, which is controlled on and off by the selection signal from the decoder, and the switch MO3FET and the output circuit are connected to each other. Since the MO3FJT for precharging is connected in between, the number of data lines to be precharged is reduced, and the total parasitic capacitance of the memory cells connected to this is reduced, thereby suppressing potential fluctuations in the well region. This has the effect of making latch-up less likely to occur.

(3)メモリアレイ内に配設された各データ線を、デコ
ーダからの選択信号によって、オン、オフ制御されるス
イッチMO8FETを介して出力回路側へ接続させると
ともに、上記スイッチMO8FETと出力回路との間に
プリチャージ用のMOSFETを接続するようにしたの
で、データ線間にはこれを出力回路側へ接続させるため
のMOSFETを一つだけ配設すればよいという作用に
よりデータ線のピッチを最小にすることかで−き、かつ
周辺回路の占有面積も減少され、装置全体の占有面積が
低減されるという効果がある。
(3) Each data line arranged in the memory array is connected to the output circuit side via a switch MO8FET that is controlled on and off by a selection signal from a decoder, and the switch MO8FET and the output circuit are connected to each other. Since a MOSFET for precharging is connected between the data lines, only one MOSFET needs to be placed between the data lines to connect it to the output circuit side, which minimizes the pitch of the data lines. In addition, the area occupied by the peripheral circuits is also reduced, which has the effect of reducing the area occupied by the entire device.

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、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。例えば上記実施例では、
メモリセルを構成するMOSFETをNチャンネル型に
形成しているが、Pチャンネル型に形成し、ワード線を
選択時にロウレベルにさせるようにして選択を行なうよ
うにすることも可能である。
Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on Examples, it goes without saying that the present invention is not limited to the above Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Nor. For example, in the above example,
Although the MOSFET constituting the memory cell is formed as an N-channel type, it is also possible to form it as a P-channel type and to select by setting the word line to a low level at the time of selection.

[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ハードディスク・コ
ントローラ等に使用されるマイクロROMに適用したも
のについて説明したが、それに限定されるものでなく、
単体(ICメモリ)としてのROM等にも利用できるも
のである。
[Field of Application] In the above explanation, the invention made by the present inventor was mainly applied to the field of application which is the background of the invention, which is a micro ROM used in hard disk controllers, etc., but the present invention is not limited thereto. Not, but
It can also be used as a ROM or the like as a standalone (IC memory).

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、マイクロROMの構成例を示す回路構成図、 第2図は、そのメモリアレイ部の要部の断面説明図、 第3図は、本発明をマイクロROMに適用した場合の一
実施例を示す回路構成図である。 M−ARY・・−・メモリアレイ、WL1〜WLm・・
・・選択線(ワード線)−DL1〜DLn・・・・信号
線(データ線)’−X−DEC・・・・Xデコーダ回路
、Y−DEC・・・・Yデコーダ回路、MLP・・・・
マルチプレクサ、WD1〜WDm”ワ−ド線ドライバ、
Mti〜M m n・・・・メモリセル、Qy1〜Qy
n°゛°゛Yスイッチ゛Qps〜Q p a・・・・プ
リチャージ用MO3FET。 第 1 図 第 2 図 hノ ごすB
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an example of the configuration of a micro ROM, FIG. 2 is a cross-sectional explanatory diagram of the main part of the memory array section, and FIG. 3 is an embodiment in which the present invention is applied to a micro ROM. FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing an example. M-ARY...Memory array, WL1~WLm...
...Selection line (word line) -DL1 to DLn...Signal line (data line)'-X-DEC...X decoder circuit, Y-DEC...Y decoder circuit, MLP...・
Multiplexer, WD1 to WDm” word line driver,
Mti~Mmn...Memory cell, Qy1~Qy
n°゛°゛Y switch゛Qps~Qpa...MO3FET for precharging. Figure 1 Figure 2 Figure h Nogosu B

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、メモリアレイ内に互いに直交する方向に配設された
複数本の選択線と信号線との交点に記憶素子が配設され
たメモリアレイを備えてなる半導体記憶装置において、
上記信号線の一端にはアドレス信号に基づいて形成され
る選択信号によって制御されるスイッチMO3FETが
接続され、該スイッチMO8FETを介して、予め幾つ
かのグループに分けられた上記信号線が、対応する出力
回路側に選択的に接続されるとともに、上記スイッチM
O8FETと出力回路との間にプリチャージ用のMOS
FETが設けられてなることを特徴とする半導体記憶装
置。 2、上記記憶素子は、上記選択線と信号線との間に選択
的接続されたMOSFETからなり、また上記出力回路
はインバータにより構成され、上記メモリアレイには、
マイクロプログラムが格納されてマイクロROMとして
使用されるようにされてな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。
[Claims] 1. In a semiconductor memory device comprising a memory array in which storage elements are arranged at the intersections of a plurality of selection lines and signal lines arranged in mutually orthogonal directions within the memory array. ,
A switch MO3FET controlled by a selection signal formed based on an address signal is connected to one end of the signal line, and the signal lines, which have been divided into several groups in advance, are connected to the corresponding selectively connected to the output circuit side, and the switch M
MOS for precharging between O8FET and output circuit
A semiconductor memory device characterized by being provided with a FET. 2. The memory element includes a MOSFET selectively connected between the selection line and the signal line, the output circuit includes an inverter, and the memory array includes:
2. The semiconductor storage device according to claim 1, wherein the semiconductor storage device stores a microprogram and is used as a micro ROM.
JP59096550A 1984-05-16 1984-05-16 Semiconductor storage device Pending JPS60242594A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0669620A2 (en) * 1994-02-25 1995-08-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Multiplexer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0669620A2 (en) * 1994-02-25 1995-08-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Multiplexer
EP0669620A3 (en) * 1994-02-25 1995-12-27 Toshiba Kk Multiplexer.

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