JPS60258793A - ダイナミック型半導体記憶装置 - Google Patents
ダイナミック型半導体記憶装置Info
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- JPS60258793A JPS60258793A JP59116310A JP11631084A JPS60258793A JP S60258793 A JPS60258793 A JP S60258793A JP 59116310 A JP59116310 A JP 59116310A JP 11631084 A JP11631084 A JP 11631084A JP S60258793 A JPS60258793 A JP S60258793A
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
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- H10B12/30—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
- H10B12/31—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells having a storage electrode stacked over the transistor
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- Microelectronics & Electronic Packaging (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。
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〉
化を可能にする新規な構成を備えたダイナミック型半導
体記憶装置に関するものである。
体記憶装置に関するものである。
〈発明の技術的背景とその問題点〉
従来のダイナミックメモリ素子のメモリセル構成にあっ
ては情報の入出力に供する相補なるビット線の負荷容量
の製造上のばらつき等により動作マージンが悪化する等
の問題点があった。
ては情報の入出力に供する相補なるビット線の負荷容量
の製造上のばらつき等により動作マージンが悪化する等
の問題点があった。
即ち、従来から用いられてjるNチャネルMOSダイナ
ミックメモリ素子の回路は例えば第9図に示すように構
成されている。
ミックメモリ素子の回路は例えば第9図に示すように構
成されている。
第9図において、Sはセンスアンプでアリ、1及び2は
相補なるビット線である。寸た3及び3′はメモリセル
であり、4及び4′はダミーセルである。Wl及びWj
はワード線でありWDO及びWD、はダミーワード線、
Opはプリチャージ信号である。
相補なるビット線である。寸た3及び3′はメモリセル
であり、4及び4′はダミーセルである。Wl及びWj
はワード線でありWDO及びWD、はダミーワード線、
Opはプリチャージ信号である。
5及び5′は蓄積容量であり、6及び6′は所望の蓄積
容量5及び5′を選択しビット線1及び2に電気的に接
続するだめのトランスファゲートである。
容量5及び5′を選択しビット線1及び2に電気的に接
続するだめのトランスファゲートである。
ここで5及び5′の容量値をC3とする。
7及び7′はダミー蓄積容量であり、その容量値をCD
とする。
とする。
8及び8′はダミー蓄積容量7及び7′を選択的にビッ
ト線1及び2に接続するためのトランスファゲートであ
り、9及び9′はプリチャージ期間にダミー蓄積容量7
及び7′を初期化するだめのゲートである。
ト線1及び2に接続するためのトランスファゲートであ
り、9及び9′はプリチャージ期間にダミー蓄積容量7
及び7′を初期化するだめのゲートである。
10及び10′はビット線容量であり、その容量値をC
B とする。
B とする。
第10図は第9図の動作を説明するだめのタイミング図
である。
である。
第9図において、ビット線l側のメモリセルが選択され
た場合にはビット線2側のダミーセル4′が選択され、
またビット線2側のメモリセルが選択された場合にはビ
ット線l側のダミーセル4か選択される。
た場合にはビット線2側のダミーセル4′が選択され、
またビット線2側のメモリセルが選択された場合にはビ
ット線l側のダミーセル4か選択される。
ここではワード線Wi及びダミーワード線WD。
が高電位になりメモリセル3及びダミーセル4′が選択
される場合について説明する。
される場合について説明する。
ここでワード線Wi 及びダミーワード線WDOには電
源電圧(Vcc)以上に昇圧された電圧が印加されるも
のとする。またプリチャージ信号Opが高電位であるプ
リチャージ期間において、ビット線lおよび2は電源電
圧(Vcc)tでプリチャージされているものとする。
源電圧(Vcc)以上に昇圧された電圧が印加されるも
のとする。またプリチャージ信号Opが高電位であるプ
リチャージ期間において、ビット線lおよび2は電源電
圧(Vcc)tでプリチャージされているものとする。
また、説明の便宜上ビット線1をB、ピント線2を百と
してB:高電位かつπ:低電位の論理を1″に、またB
:低電位かつB:高電位を論理゛0″とする。
してB:高電位かつπ:低電位の論理を1″に、またB
:低電位かつB:高電位を論理゛0″とする。
■ メモリセル3の蓄積容量5に接地電位(GND)が
記憶されている場合 プリチャージ信号OPが低電位に下降し能動期間に入り
、時刻E、にワード線信号が入力されるとビット線l側
の電位VBIは、 となる。
記憶されている場合 プリチャージ信号OPが低電位に下降し能動期間に入り
、時刻E、にワード線信号が入力されるとビット線l側
の電位VBIは、 となる。
一方、ダミーセル側のビット線2の電位VB2は、
となる。
従ってセンスアンプSに入力される差動電位△V1 は
、 となる。
、 となる。
■ メモリセル3の蓄積容量5に電源電位(vCC)が
記憶されている場合 この場合にはビット線1側の電位VB、は変化せず、 VB 1 =V c c である。
記憶されている場合 この場合にはビット線1側の電位VB、は変化せず、 VB 1 =V c c である。
一方、ダミーセル側のビット線2の電Q V H2は■
と同様に、 CB+CD となる。
と同様に、 CB+CD となる。
従ってセンスアンプSに入力される差!1ilJ電位△
V2は、 となる。
V2は、 となる。
ここで上記■及び■のいずれの場合においても、センス
アンプSに入力される差動電位が同じになるようにダミ
ーセルの蓄積容量値CDを決定したとすると、センスア
ンプに入力される差動電位へ■は、 になる。
アンプSに入力される差動電位が同じになるようにダミ
ーセルの蓄積容量値CDを決定したとすると、センスア
ンプに入力される差動電位へ■は、 になる。
上記差動電位は時刻t2以降にセンスアンプSが活性化
されることにより所望の値まで増幅される。
されることにより所望の値まで増幅される。
このような従来の方式においてはビット線1及び2の負
荷容量バランスが非常に重要であるが、製造上のばらつ
き等によりビット線1及び2の容量バランスを保つのが
困難であり動作マージンか悪化する等の欠点があった。
荷容量バランスが非常に重要であるが、製造上のばらつ
き等によりビット線1及び2の容量バランスを保つのが
困難であり動作マージンか悪化する等の欠点があった。
また昨今の微細加工技術の進歩により大規模メモリ素子
を実現する試みがなされているが、必然的にメモリセル
面積が小さくなり、従ってメモリセル内の蓄積容量は捷
す捷す減少する傾向にあり、センスアンプを駆動するの
に必要な差動電圧が得られなくなるという新たな問題が
生じてきた。
を実現する試みがなされているが、必然的にメモリセル
面積が小さくなり、従ってメモリセル内の蓄積容量は捷
す捷す減少する傾向にあり、センスアンプを駆動するの
に必要な差動電圧が得られなくなるという新たな問題が
生じてきた。
また、メモリセル面積の縮小化に伴なってビット線ピン
チが小さくなり、かかるビット線に属する制御回路及び
センスアンプ等ρ容量バランスを保持した状態で上記の
ビット線ピッチ内に収納することが不可能になりつつあ
る。
チが小さくなり、かかるビット線に属する制御回路及び
センスアンプ等ρ容量バランスを保持した状態で上記の
ビット線ピッチ内に収納することが不可能になりつつあ
る。
〈発明の目的及び構成〉
本発明は上記諸点に鑑みてなされたものであり、−本発
明は従来と同一の蓄積容量を用いた場合にでもセンスア
ンプに入力される差動電圧を従来方式に較べ非常に大き
くすることができ、或いは従来方式と同一の差動電圧を
得るにはメモリセル面績を非常に小さく構成することか
でき、捷だ従来方式で必要とされる相補なるビット線の
浮遊容量バランスに対して従来方式はど神経質に考慮す
る必要がなく、従って大規模メモリ素子の→4パターン
設計の自由塵が非常に大きくなる利点を有するダイナミ
、り型半導体記憶装置を提供することを目的とするもの
であり、この目的を達成するため、本発明のダイナミッ
ク型半導体記憶装置は、情報の入出力1(供する相補な
るビット線と、情報を記憶する蓄、遺容量手段と、この
蓄積容量手段を指定する選択手段を有し、前記の相補々
るビット線の一方に前記の蓄積容量手段の一端を接続し
、この蓄積容量手段の他端を前記の選択手段を介して前
記相補なるビット線の他方に接続してなるメモリセル構
成と、前記の相補なるビット線に出力される差動電圧を
増幅するセンスアンプ手段と、前記の差動電圧を導出す
るために設けられたダミー用蓄積容量とを備え、前記の
ダミー用蓄積容量の一端を前記相補なるビット線の他方
にのみ接続し、該ダミー用蓄積容量の他端を制御信号入
力端圧接続せしめるように構成されている。
明は従来と同一の蓄積容量を用いた場合にでもセンスア
ンプに入力される差動電圧を従来方式に較べ非常に大き
くすることができ、或いは従来方式と同一の差動電圧を
得るにはメモリセル面績を非常に小さく構成することか
でき、捷だ従来方式で必要とされる相補なるビット線の
浮遊容量バランスに対して従来方式はど神経質に考慮す
る必要がなく、従って大規模メモリ素子の→4パターン
設計の自由塵が非常に大きくなる利点を有するダイナミ
、り型半導体記憶装置を提供することを目的とするもの
であり、この目的を達成するため、本発明のダイナミッ
ク型半導体記憶装置は、情報の入出力1(供する相補な
るビット線と、情報を記憶する蓄、遺容量手段と、この
蓄積容量手段を指定する選択手段を有し、前記の相補々
るビット線の一方に前記の蓄積容量手段の一端を接続し
、この蓄積容量手段の他端を前記の選択手段を介して前
記相補なるビット線の他方に接続してなるメモリセル構
成と、前記の相補なるビット線に出力される差動電圧を
増幅するセンスアンプ手段と、前記の差動電圧を導出す
るために設けられたダミー用蓄積容量とを備え、前記の
ダミー用蓄積容量の一端を前記相補なるビット線の他方
にのみ接続し、該ダミー用蓄積容量の他端を制御信号入
力端圧接続せしめるように構成されている。
〈発明の実施例〉
以下、図面を参照して詳細に説明する。
第1図は本発明によるダイナミック型半導体記憶装置の
一実施例の回路構成図でありNチャネルMO8回路で構
成されている。
一実施例の回路構成図でありNチャネルMO8回路で構
成されている。
第1図において、Sはセンスアンプ、l及び2は前述の
第9図と同様の相補なるビア)線であり、11及びII
′は本発明における特徴的なメモリセルである。
第9図と同様の相補なるビア)線であり、11及びII
′は本発明における特徴的なメモリセルである。
Wi及びWjは電源電圧(Vcc)以上の振幅を有する
信号の印加されるワード線である。
信号の印加されるワード線である。
12及び12′は蓄積容量であり、その一端は相補なる
ビット線2に接続され、他端は所望のメモリセルを選択
するトランスファゲート13あるいは13′のソースド
レイン路を介して相補なるビット線の反対側のビット線
1に接続される。
ビット線2に接続され、他端は所望のメモリセルを選択
するトランスファゲート13あるいは13′のソースド
レイン路を介して相補なるビット線の反対側のビット線
1に接続される。
また上記トランスファゲート13のゲートはワード線W
i に接続され、上記トランスファゲート13′のゲー
トはワード線Wj に接続される。
i に接続され、上記トランスファゲート13′のゲー
トはワード線Wj に接続される。
14及び15はピント線1及び2の浮遊容量である。
ここで、メモリセルの蓄積容量12及び12′の蓄積容
量値をC3とし、ビット線1側の容量値ヲCB l、ビ
ット線2側の容量値をCB2とする。またこの容量値C
BI、CB2 は本発明の特徴をより明確にするため、
異なる容量値(CBI〜CB2)であるとする。
量値をC3とし、ビット線1側の容量値ヲCB l、ビ
ット線2側の容量値をCB2とする。またこの容量値C
BI、CB2 は本発明の特徴をより明確にするため、
異なる容量値(CBI〜CB2)であるとする。
I6は本発明に関連して設けられたダミー用蓄積容量で
あり、その一端がビット線lに接続され、他端がダミー
制御信号1’Dに接続されている。
あり、その一端がビット線lに接続され、他端がダミー
制御信号1’Dに接続されている。
17及び18はセンスアンプSのセンス入力端であり、
19はMO8電界効果型トランジスタ(以下MO8FE
Tと略記する)であり、該MO8FET19のソースド
レイン通路がビット線2とセンス入力端18との間に介
在され、第2の制御信号OT2によりビット線2の電圧
をセンスアンプSの一入力端18に入力する期間のみビ
。
19はMO8電界効果型トランジスタ(以下MO8FE
Tと略記する)であり、該MO8FET19のソースド
レイン通路がビット線2とセンス入力端18との間に介
在され、第2の制御信号OT2によりビット線2の電圧
をセンスアンプSの一入力端18に入力する期間のみビ
。
ト線2とセンスアンプの入力端18を電気的に接続する
。
。
20はM OS F E Tであり、該MO8FET2
0のソースドレイン通路がビット線2と電源Vcc と
の間に介在され、第2のプリチャージ信り〆I)2 に
よりプリチャージ期間1’!T込み期間。
0のソースドレイン通路がビット線2と電源Vcc と
の間に介在され、第2のプリチャージ信り〆I)2 に
よりプリチャージ期間1’!T込み期間。
あるいはセンスアンプSの能動期間((おAてビ。
1・線2を電源電1n(Vcc)K保持する。
2Iは従来より用いられているビット線ブリヂャージ用
MO8FETであり、該MO8FET21のソースドレ
イン通路がビットa1と電源Vcc との間に介在され
第1のプリチャージ1言号0、・1 によりプリチャー
ジ期間においてビット線Iを電源電位(Vcc)に保持
する。22および23は従来より用いられているビット
線とセンスアンプ間のトランスファゲートであり、第1
の制a信にI−9’ T I により、センスアンプ駆
動初期にビット線とセンスアンプを一時的1c切り放し
、センス感度を大きくする働きがある。
MO8FETであり、該MO8FET21のソースドレ
イン通路がビットa1と電源Vcc との間に介在され
第1のプリチャージ1言号0、・1 によりプリチャー
ジ期間においてビット線Iを電源電位(Vcc)に保持
する。22および23は従来より用いられているビット
線とセンスアンプ間のトランスファゲートであり、第1
の制a信にI−9’ T I により、センスアンプ駆
動初期にビット線とセンスアンプを一時的1c切り放し
、センス感度を大きくする働きがある。
24および25は所望の相補なるビット線を選択するた
めの列選択用MO8FETであり、列選択信J8−01
によって所望のビット線対とデータバスDおよび百を電
気的((接続することで、情報の入出力を行なう。
めの列選択用MO8FETであり、列選択信J8−01
によって所望のビット線対とデータバスDおよび百を電
気的((接続することで、情報の入出力を行なう。
ここでは便宜的にビット線1をB、ビット線2を百とし
てB:高電位かっπ:低電位を論理111′1に、寸た
B:低電位かつπ:高電位を論理+101とし、メモリ
セル11が選択される場合につぃ1説明する。
てB:高電位かっπ:低電位を論理111′1に、寸た
B:低電位かつπ:高電位を論理+101とし、メモリ
セル11が選択される場合につぃ1説明する。
■ 論理”] ”−4たは論理110 hの害込み本発
明による実施例における書込みの場合のタイミング図を
第2図に示す。
明による実施例における書込みの場合のタイミング図を
第2図に示す。
プリチャージ期間が終了し第1および第2のプリチャー
ジ信りOPI およびIP2 が下降し、次にワード線
Wiが電源電圧(Vcc)以上寸で上昇し、読出し動作
が開始されるか、現行の能動期間が摺込みサイクルであ
る場合にはデータ □パスD上に書き込むべきデータが
出力される。
ジ信りOPI およびIP2 が下降し、次にワード線
Wiが電源電圧(Vcc)以上寸で上昇し、読出し動作
が開始されるか、現行の能動期間が摺込みサイクルであ
る場合にはデータ □パスD上に書き込むべきデータが
出力される。
第2のプリチャージ信り〆P2が再び電源電圧(Vcc
)以f−4テ上昇LMOS FET 20 y3:オン
状態となりビット線2を電源電位(Vcc)に固定し、
寸だ第2の制御信号OT2 が接地電位(GND)まで
下降してMO8F’ET]9がオフ状態になりビット線
2とセンスアンプSが切り放された後に、列選択信りC
i が電源電圧(Vcc)以上の電位まで上昇し、M
OS F E T24および25がオン状態になる。こ
の時点てデータバスDとビット線1が電気的に接続され
ることによってデータバスD上の害込みデータがビット
線1上に出力され、トランスファゲート13を介してメ
モリセル11のノード26に記憶される。
)以f−4テ上昇LMOS FET 20 y3:オン
状態となりビット線2を電源電位(Vcc)に固定し、
寸だ第2の制御信号OT2 が接地電位(GND)まで
下降してMO8F’ET]9がオフ状態になりビット線
2とセンスアンプSが切り放された後に、列選択信りC
i が電源電圧(Vcc)以上の電位まで上昇し、M
OS F E T24および25がオン状態になる。こ
の時点てデータバスDとビット線1が電気的に接続され
ることによってデータバスD上の害込みデータがビット
線1上に出力され、トランスファゲート13を介してメ
モリセル11のノード26に記憶される。
ここで論理111 Hの書込みの場合6てはデータバス
D上に電源電位が出力されており、従ってメモリセル】
】のノード26には電源電位(Vcc)が記憶される。
D上に電源電位が出力されており、従ってメモリセル】
】のノード26には電源電位(Vcc)が記憶される。
一方、論理II OL+の心込みの場合にはデータバス
D上に接地電位が出力されており、従ってメモリセル1
1のノード26には接地電位(GND)が記憶される。
D上に接地電位が出力されており、従ってメモリセル1
1のノード26には接地電位(GND)が記憶される。
ここて他方のデータバスbとビット線2とはMO3FE
TI9がオフ状態であるために電気的に切り放されてお
り、従ってデータバスδ上の情報はメモリセルへの書込
みに関与しない。
TI9がオフ状態であるために電気的に切り放されてお
り、従ってデータバスδ上の情報はメモリセルへの書込
みに関与しない。
■ 論理tt 1 rrの読出し
本発明による実施列における読出しの場合のタイミング
図を第3図に示す。
図を第3図に示す。
プリチャージ期間が終了すると第1のブリヂャージ信タ
ー96P1 が接地電位(GND)に、寸だ第2のプリ
チャージ信り〆P2 はMO8FET20をf分にオフ
状態にできる所定の電位捷で下降し、ビ、7)線1およ
び2が電源(Vcc)から切り放されてフローティング
状態(C々る。
ー96P1 が接地電位(GND)に、寸だ第2のプリ
チャージ信り〆P2 はMO8FET20をf分にオフ
状態にできる所定の電位捷で下降し、ビ、7)線1およ
び2が電源(Vcc)から切り放されてフローティング
状態(C々る。
次にダミー駆動信号96Dを電源電位(Vcc)まで上
昇させてダミー用蓄積容量I6の容量結合により、ビッ
ト線1側の電位を電#、電圧(Vcc)よりわずかに上
昇させる。
昇させてダミー用蓄積容量I6の容量結合により、ビッ
ト線1側の電位を電#、電圧(Vcc)よりわずかに上
昇させる。
次にワード線Wiに電源電圧(Vcc)以上の選択信号
が入力されて、トランスファゲート13を介してビット
線1および2は蓄積容量12により容量的に結合される
。
が入力されて、トランスファゲート13を介してビット
線1および2は蓄積容量12により容量的に結合される
。
メモリセル11のノード26には、あらかじめ電源電位
(Vcc)が保持されていたために、ビット線1および
2の電位は共に低電位側て微小変化が生じるのみであり
、ビット線1とビット線2の電位の逆転は生じなl/2
゜ この場合におけるビット線1および2間の差#J定電圧
△V1 とすると、 となり、上記差動電圧△v1がセンスアンプSの入力端
17および18に入力される。
(Vcc)が保持されていたために、ビット線1および
2の電位は共に低電位側て微小変化が生じるのみであり
、ビット線1とビット線2の電位の逆転は生じなl/2
゜ この場合におけるビット線1および2間の差#J定電圧
△V1 とすると、 となり、上記差動電圧△v1がセンスアンプSの入力端
17および18に入力される。
次に第1の制御信号〆T+ が所定の電位まで下降し7
、センスアンプSとビット線1および2を切り放した後
に、第2の制御信@ l T 2 が接地電位(GND
)まで下降し、捷だ第2のプリチャージ信号OP2 が
再び電源電圧(Vcc)以上の電位まで上昇し、MO8
FET20をオン状!ljAにすることで、ビット線2
を電源電位(Vcc)に固定する。
、センスアンプSとビット線1および2を切り放した後
に、第2の制御信@ l T 2 が接地電位(GND
)まで下降し、捷だ第2のプリチャージ信号OP2 が
再び電源電圧(Vcc)以上の電位まで上昇し、MO8
FET20をオン状!ljAにすることで、ビット線2
を電源電位(Vcc)に固定する。
次にセンスアンプ駆動信% l Sが接地電位まで下降
し、センスアンプSに入力された上記差動電圧は所望の
電圧まで増幅される。この場合、メモリセル11のノー
ド26は高電位を保持しており、再書込みの必要はない
。
し、センスアンプSに入力された上記差動電圧は所望の
電圧まで増幅される。この場合、メモリセル11のノー
ド26は高電位を保持しており、再書込みの必要はない
。
■ 論理+10 IIの読出し
論理u Ouの読出しにおけるビット線およびセンス入
力信号のタイミング図を第3図(で併せて示す。
力信号のタイミング図を第3図(で併せて示す。
ワード線Wiに選択信号が入力される才での動作は論理
111 hの読出しと同様である。論理II OHの読
出しの場合にはメモリセル11のノード26に、あらか
じめ接地電位(GND )が保持されているため、選択
信号によりトランスファゲート13かオン状態になると
ビット線1の適位は下降し、逆にビット線2の電位は上
昇し、ビット線Jとビット線2の電位が逆転する。
111 hの読出しと同様である。論理II OHの読
出しの場合にはメモリセル11のノード26に、あらか
じめ接地電位(GND )が保持されているため、選択
信号によりトランスファゲート13かオン状態になると
ビット線1の適位は下降し、逆にビット線2の電位は上
昇し、ビット線Jとビット線2の電位が逆転する。
この場合におけるビット線lおよび2間の差動電圧を△
v2 とすると、 ・・・・・・・・(式3) となり、上記差1fJh電圧△V2 かセンスアンプS
の入力端17および18に入力される。
v2 とすると、 ・・・・・・・・(式3) となり、上記差1fJh電圧△V2 かセンスアンプS
の入力端17および18に入力される。
次に、論理111 IIの読出しと同様に第1の制御信
ターOTI か所定の電位まで下降し、センスアンプS
とビット線Iおよび2を切り放した後に、第2の制御信
号グT2 が接地電位(GND)まで下降し、また第2
のプリチャージ信彊〆P2が再び電源電位(Vcc)
以上の電位捷で上昇しMO8FET20をオン状態にす
ることで、ビット線2を電源電位(Vcc)に固定する
。
ターOTI か所定の電位まで下降し、センスアンプS
とビット線Iおよび2を切り放した後に、第2の制御信
号グT2 が接地電位(GND)まで下降し、また第2
のプリチャージ信彊〆P2が再び電源電位(Vcc)
以上の電位捷で上昇しMO8FET20をオン状態にす
ることで、ビット線2を電源電位(Vcc)に固定する
。
次にセンスアンプ駆動信号〆S が接地電位まで下降し
、センスアンプSに入力された上記差動電圧を所望の電
圧まで増幅するとともに、MO3FET22を介してビ
ット線1を接地電位捷で放電させて、メモリセル11の
ノード26へ接地電位(GND)の再書込みを行なう。
、センスアンプSに入力された上記差動電圧を所望の電
圧まで増幅するとともに、MO3FET22を介してビ
ット線1を接地電位捷で放電させて、メモリセル11の
ノード26へ接地電位(GND)の再書込みを行なう。
ここで論理111 I′および論理It Ohの読み出
しにおけるビット線間の差動電圧△v1 およびΔV2
が共に等しくなるようダミー用蓄積容量値CDを設定し
たとすると、ダミー用蓄積容量値CDは、となり、(式
2)および(式3)は結局、△V−△v1−△V2 ・・・C式4〕 となる。
しにおけるビット線間の差動電圧△v1 およびΔV2
が共に等しくなるようダミー用蓄積容量値CDを設定し
たとすると、ダミー用蓄積容量値CDは、となり、(式
2)および(式3)は結局、△V−△v1−△V2 ・・・C式4〕 となる。
ここで従来方式と比較した場合の本方式の特長をより明
確にするため、CB l+−CB2=2CB なる条件
のもとてセンスアンプに入力される差動信号電圧を0式
4)および(式1)よりめ、その結果を第4図および第
5図に示す。
確にするため、CB l+−CB2=2CB なる条件
のもとてセンスアンプに入力される差動信号電圧を0式
4)および(式1)よりめ、その結果を第4図および第
5図に示す。
第4図はCB/C3=I Oとした場合(でおける本発
明による実施例の差動信号電圧とビット線1およびビッ
ト線2の浮遊容量比CBI/CB2の関係を示す。
明による実施例の差動信号電圧とビット線1およびビッ
ト線2の浮遊容量比CBI/CB2の関係を示す。
ここで−この第4図に示すグラフからも明らかなように
、本発明によれば相補なるビット線1および2の浮遊容
量CBIおよびCB2 の和が一定であれば、CBIと
CB2の差が大きくなるほど上記差動信号電圧が増加す
ることから、本発明による特徴を最大限に利用するには
、出来る限り一方のビット線の浮遊容量を可能な限り小
さくすることであり、それによってより大きな差動信号
電圧が得られることになる。
、本発明によれば相補なるビット線1および2の浮遊容
量CBIおよびCB2 の和が一定であれば、CBIと
CB2の差が大きくなるほど上記差動信号電圧が増加す
ることから、本発明による特徴を最大限に利用するには
、出来る限り一方のビット線の浮遊容量を可能な限り小
さくすることであり、それによってより大きな差動信号
電圧が得られることになる。
このことは、本発明の非常に大きな特徴であって、従来
方式のように相補なるビット線の浮遊容量を同一にしな
ければならないという制限を全く排除するものであり、
パターン設計上の自由度が非常に大きくなる。
方式のように相補なるビット線の浮遊容量を同一にしな
ければならないという制限を全く排除するものであり、
パターン設計上の自由度が非常に大きくなる。
第5図は、やはりCB 1+CB2 =2 CBなる条
件のもとに従来方式と本発明による実施例に関して、C
B/CS比を変化させた場合の差動信号電圧特性を示す
。
件のもとに従来方式と本発明による実施例に関して、C
B/CS比を変化させた場合の差動信号電圧特性を示す
。
28は(式1)よりめた従来方式の差動信号電圧特性で
あり27は本発明による実施例における(式4)よりめ
た差動信号電圧特性である。
あり27は本発明による実施例における(式4)よりめ
た差動信号電圧特性である。
本発明による実施例においては第4図よりCBI/CB
2 の値が]、0付近で差動信づ・電圧が最も小さくな
ることが示されているが、このような最悪の状態におい
ても第5図のグラフ28に示すごとく、従来方式の1.
5〜2倍程度の差動信号電圧が得られており、さらに上
記のビット線浮遊容量の配分を工夫することによ−って
グラフ29あるいは30の特性が実現できる。
2 の値が]、0付近で差動信づ・電圧が最も小さくな
ることが示されているが、このような最悪の状態におい
ても第5図のグラフ28に示すごとく、従来方式の1.
5〜2倍程度の差動信号電圧が得られており、さらに上
記のビット線浮遊容量の配分を工夫することによ−って
グラフ29あるいは30の特性が実現できる。
このことは、本発明の方式を採用することによってメモ
リセルの蓄積容量を変えずに差動信号電圧を大きくする
ことができて、大規模メモリ素子の実現手段として非常
に有効なものである。
リセルの蓄積容量を変えずに差動信号電圧を大きくする
ことができて、大規模メモリ素子の実現手段として非常
に有効なものである。
第6図および第7図はそれぞれ、上記第1図に示したダ
イナミック型半導体記憶装置のメモリセル構造図である
。
イナミック型半導体記憶装置のメモリセル構造図である
。
竿6図は第7図1でおけるA−A’での断面構造を示し
たものである。
たものである。
第7図はメモリセル4個分(Mo−M3)のパターン図
であり、実際のメモリ素子では、本パターンが必要な個
数分だけ繰り返し配置される。
であり、実際のメモリ素子では、本パターンが必要な個
数分だけ繰り返し配置される。
次に、第6図により本発明のダイナミック型半導体記憶
装置を実現するメモリセルの構造の一例をNチャネルM
OSプロセスを想定して説明する。
装置を実現するメモリセルの構造の一例をNチャネルM
OSプロセスを想定して説明する。
まずP型シリコン基板31の表面に素子分離領域32を
選択酸化法等で作成した後、第1の配線手段によりワー
ド線およびメモリセルのトランスファゲートを成す部分
33を形成する。
選択酸化法等で作成した後、第1の配線手段によりワー
ド線およびメモリセルのトランスファゲートを成す部分
33を形成する。
次にMOSFETのソースおよびドレインとなる拡散領
域34および35をイオン打込み等により形成する。
域34および35をイオン打込み等により形成する。
次にトランスファゲート部分のドレイン部分34に埋め
込みコンタクト窓36を開けた後、第2の配線手段によ
り蓄積容量の一方の電極37を形成し、上記埋め込みコ
ンタクト窓36によってトランスファゲート部分のドレ
イン34に接続する。
込みコンタクト窓36を開けた後、第2の配線手段によ
り蓄積容量の一方の電極37を形成し、上記埋め込みコ
ンタクト窓36によってトランスファゲート部分のドレ
イン34に接続する。
ここで上記第2の配線手段による電極37は第1の配線
手段33の上面にも形成可能であり、メモリセルの蓄積
容量の増大に寄与する。第2の配線手段上面に蓄積容量
を形成するための薄い絶縁膜38を形成した後、第3の
配線手段39により上記蓄積容量の他方の電甑を形成し
、さらに絶縁膜40を形成する。
手段33の上面にも形成可能であり、メモリセルの蓄積
容量の増大に寄与する。第2の配線手段上面に蓄積容量
を形成するための薄い絶縁膜38を形成した後、第3の
配線手段39により上記蓄積容量の他方の電甑を形成し
、さらに絶縁膜40を形成する。
次に通常のコンタクト窓50を開けた後、第4の配線手
段51を形成すると共に、上記コンタクト窓50により
トランスファゲート部分のソース領域35と接続する。
段51を形成すると共に、上記コンタクト窓50により
トランスファゲート部分のソース領域35と接続する。
ここで第1〜第3の配線手段としては、通常のポリシリ
コン、シリサイドあるいは高融点金属等で構成するのが
一般的であり、また第4の配線手段はアルミニウム等で
構成するのが一般的である。
コン、シリサイドあるいは高融点金属等で構成するのが
一般的であり、また第4の配線手段はアルミニウム等で
構成するのが一般的である。
第4の配線手段51および第3の配線手段39は複数個
のメモリセルに共用されており、それぞれ相補々るビッ
ト線を構成している。
のメモリセルに共用されており、それぞれ相補々るビッ
ト線を構成している。
つまり上記のメモリセル構造においては、相補なるビッ
ト線に異なる配線手段が多層構造を成して形成されてお
り、従って相補々るビット線を同−の配線手段で形成さ
れる従来方式に比べてメモリセル面積を小さくできる。
ト線に異なる配線手段が多層構造を成して形成されてお
り、従って相補々るビット線を同−の配線手段で形成さ
れる従来方式に比べてメモリセル面積を小さくできる。
また拡散領域34および35の面積はコンタクト窓36
および50を形成できるだけの面積があれば十分なため
に従来方式に比べてメモリセル内の拡散領域が少なく、
耐α線強度が増し、安定なメモリ素子が実現できる。
および50を形成できるだけの面積があれば十分なため
に従来方式に比べてメモリセル内の拡散領域が少なく、
耐α線強度が増し、安定なメモリ素子が実現できる。
第8図は上記のメモリセル構造によるメモリセルアレイ
の配置に関する一例を示す図である。
の配置に関する一例を示す図である。
上記したメモリセル構成によれば、メモリセル面積の大
幅な縮小が可能であることは既に記した。
幅な縮小が可能であることは既に記した。
しかし、これに伴ない、メモリセルが接続されたビット
線対の制御回路、センスアンプ等に関しては、相対的に
メモリセルに比べて大きな面積が必要になり、上記の繰
り返しビット線ピッチ内に上記回路を収納することが困
難になるという問題が生じてくる。
線対の制御回路、センスアンプ等に関しては、相対的に
メモリセルに比べて大きな面積が必要になり、上記の繰
り返しビット線ピッチ内に上記回路を収納することが困
難になるという問題が生じてくる。
そこで単一の、あるいは複数個のビット線対に属する上
記制御回路やセンスアンプ等を、それぞれのビット線対
の両端に配置することで解決され第8図においてC6−
C63は相補なるビット線対であってK。−に63はそ
れぞれの相補々るピッ)線対C6−C63に属する制御
回路およびセンスアンプ等であり、各ビット線対の両端
に交互に配置された例を示している。
記制御回路やセンスアンプ等を、それぞれのビット線対
の両端に配置することで解決され第8図においてC6−
C63は相補なるビット線対であってK。−に63はそ
れぞれの相補々るピッ)線対C6−C63に属する制御
回路およびセンスアンプ等であり、各ビット線対の両端
に交互に配置された例を示している。
なお本発明を説明する上で上記実施例ではNチャネルM
OSプロセスを用いて説明したが、本発明は素子の製造
プロセスを限定するものではなく、PチャネルMOSプ
ロセス、 CMOS フc+ セy、。
OSプロセスを用いて説明したが、本発明は素子の製造
プロセスを限定するものではなく、PチャネルMOSプ
ロセス、 CMOS フc+ セy、。
SOIプロセス等に適用することができる。
〈発明の効果〉
以上のように、本発明によれば差動電圧を導出するため
にダミー用蓄積容量の一端を相補ビット線の他方のみに
接続し、このダミー用蓄積容量の他端を制御信号入力端
に接続するように々しているため、従来方式に比べ非常
に大きな差動信号電圧を得ることが出来、その結果十分
な動作余裕度を保持しつつメモリセル面積を非常に小さ
くでき、従って大規模ダイナミックメモリ素子の実現に
大きく寄与するものである。
にダミー用蓄積容量の一端を相補ビット線の他方のみに
接続し、このダミー用蓄積容量の他端を制御信号入力端
に接続するように々しているため、従来方式に比べ非常
に大きな差動信号電圧を得ることが出来、その結果十分
な動作余裕度を保持しつつメモリセル面積を非常に小さ
くでき、従って大規模ダイナミックメモリ素子の実現に
大きく寄与するものである。
第1図は本発明による実施例を示す回路図、第2図は本
発明による実施例における動作を説明するための書込み
サイクルにおけるタイミング図、 第3図は本発明による実施例における動作を説明するた
めの読出しサイクルにおけるタイミング図、 第4図は本発明による実施例における、相補なるビット
線間の読出し時における差動信号電圧と相補なるビット
線の浮遊容量比との関係を示すグラフ特÷−今、 第5図は従来方式と本発明による実施例における相補な
るビット線間の差動信号電圧を比較したグラフ、 第6図は本発明装置を具現体したメモリセル構造の一例
を示す断面図、 第7図は第6図に示すメモリセル構造の平面図、第8図
は本発明による実施例における相補なるビット線と制御
回路、センスアンプ等の配置を説明するための概念図、 第9図は従来方式におけるダイナミックメモリ素子の回
路図、 第10図は従来方式における動作を説明するためのタイ
ミング図である。 Wi、 Wj−・・ワード線、 WD o、 WD +
−ダミーワード線、OP・・・ プリチャージ信号、
OPI・・・第1のプリチャージ信号、 96P2・・
・第2のプリチャージ信号、 〆D・・・ダミー制御信
号、OTl・・・第1の制御信号、 o’r2・・第2
の制御信号、〆S・・・センス駆動信号、 Ci ・・
・列選択信号、D、D・・・データバス、 cEl、
CB1. CB2・・・ビット線容量値、 C3・・・
メモリセルの蓄積容量値、CD・・ダミー用蓄積容量値
、1,2.B、百・・・ビット線、S・・センスアンプ
、3.3’。 II、II’ ・・・メモリセル、4.4’ ・・・ダ
ミーセル、12.12’ ・・・メモリセルの蓄M 容
!、13.13’ ・・トランスファゲート、16甲ダ
ミー用蓄積容量、 32・・・素子分離領域、3’4.
35・・拡散領域、 36・・埋め込みコンタクト窓、
33・・第1の配線層、 37 ・第2の配線層、3
9・・・第3の配線層、51・・・第4の配線層、 3
8 薄い絶縁膜、 50・コンタクト窓、 CO−C6
3・・・相補々るビット線対、Ko−に63・・・相補
なるビット線対に属する制御回路およびセンスアンプ等
。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦(他2名)第4図 Cll/C5あ 第5図 第6図
発明による実施例における動作を説明するための書込み
サイクルにおけるタイミング図、 第3図は本発明による実施例における動作を説明するた
めの読出しサイクルにおけるタイミング図、 第4図は本発明による実施例における、相補なるビット
線間の読出し時における差動信号電圧と相補なるビット
線の浮遊容量比との関係を示すグラフ特÷−今、 第5図は従来方式と本発明による実施例における相補な
るビット線間の差動信号電圧を比較したグラフ、 第6図は本発明装置を具現体したメモリセル構造の一例
を示す断面図、 第7図は第6図に示すメモリセル構造の平面図、第8図
は本発明による実施例における相補なるビット線と制御
回路、センスアンプ等の配置を説明するための概念図、 第9図は従来方式におけるダイナミックメモリ素子の回
路図、 第10図は従来方式における動作を説明するためのタイ
ミング図である。 Wi、 Wj−・・ワード線、 WD o、 WD +
−ダミーワード線、OP・・・ プリチャージ信号、
OPI・・・第1のプリチャージ信号、 96P2・・
・第2のプリチャージ信号、 〆D・・・ダミー制御信
号、OTl・・・第1の制御信号、 o’r2・・第2
の制御信号、〆S・・・センス駆動信号、 Ci ・・
・列選択信号、D、D・・・データバス、 cEl、
CB1. CB2・・・ビット線容量値、 C3・・・
メモリセルの蓄積容量値、CD・・ダミー用蓄積容量値
、1,2.B、百・・・ビット線、S・・センスアンプ
、3.3’。 II、II’ ・・・メモリセル、4.4’ ・・・ダ
ミーセル、12.12’ ・・・メモリセルの蓄M 容
!、13.13’ ・・トランスファゲート、16甲ダ
ミー用蓄積容量、 32・・・素子分離領域、3’4.
35・・拡散領域、 36・・埋め込みコンタクト窓、
33・・第1の配線層、 37 ・第2の配線層、3
9・・・第3の配線層、51・・・第4の配線層、 3
8 薄い絶縁膜、 50・コンタクト窓、 CO−C6
3・・・相補々るビット線対、Ko−に63・・・相補
なるビット線対に属する制御回路およびセンスアンプ等
。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦(他2名)第4図 Cll/C5あ 第5図 第6図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、情報の入出力に供する相補なるビット線と、情報を
記憶する蓄積容量手段と、該蓄積容量手段を指定する選
択手段を有し、前記相補なるビット線の一方に前記蓄積
容量手段の一端を接続し、該蓄積容量手段の他端を前記
選択手段を介して前記相補なるビット線の他方に接続し
て々るメモリセル構成と、 前記相補なるビット線に出力される差動電圧を増幅する
センスアンプ手段と、 前記差!V7電圧を導出子るために設けられたダミー用
蓄積容量と 全備え、 前記ダミー用蓄積容量の一端を前記相補なるビット線の
他方にのみ接続し、該ダミー用蓄積容量の他端を制御信
号入力端に接続せしめるように成したことを特徴とする
ダイナミック型半導体記憶装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59116310A JPS60258793A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | ダイナミック型半導体記憶装置 |
US06/738,870 US4715015A (en) | 1984-06-01 | 1985-05-29 | Dynamic semiconductor memory with improved sense signal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59116310A JPS60258793A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | ダイナミック型半導体記憶装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60258793A true JPS60258793A (ja) | 1985-12-20 |
JPH0414435B2 JPH0414435B2 (ja) | 1992-03-12 |
Family
ID=14683832
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59116310A Granted JPS60258793A (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-04 | ダイナミック型半導体記憶装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60258793A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63201991A (ja) * | 1987-02-17 | 1988-08-22 | Matsushita Electronics Corp | 半導体ダイナミツクランダムアクセスメモリ− |
JPH01144292A (ja) * | 1987-11-30 | 1989-06-06 | Nec Corp | 半導体メモリ |
US5153685A (en) * | 1987-09-19 | 1992-10-06 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor integrated circuit device having switching MISFET and capacitor element and method of producing the same, including wiring therefor and method of producing such wiring |
JPH06223572A (ja) * | 1992-10-30 | 1994-08-12 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | Dram構造 |
US5917211A (en) * | 1988-09-19 | 1999-06-29 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor integrated circuit, method of fabricating the same and apparatus for fabricating the same |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS581889A (ja) * | 1981-06-29 | 1983-01-07 | Fujitsu Ltd | 半導体記憶装置のダミ−セル制御方式 |
JPS58171789A (ja) * | 1982-03-19 | 1983-10-08 | エヌ・ベ−・フイリツプス・フル−イランペンフアブリケン | メモリアレイ |
-
1984
- 1984-06-04 JP JP59116310A patent/JPS60258793A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS581889A (ja) * | 1981-06-29 | 1983-01-07 | Fujitsu Ltd | 半導体記憶装置のダミ−セル制御方式 |
JPS58171789A (ja) * | 1982-03-19 | 1983-10-08 | エヌ・ベ−・フイリツプス・フル−イランペンフアブリケン | メモリアレイ |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63201991A (ja) * | 1987-02-17 | 1988-08-22 | Matsushita Electronics Corp | 半導体ダイナミツクランダムアクセスメモリ− |
US5153685A (en) * | 1987-09-19 | 1992-10-06 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor integrated circuit device having switching MISFET and capacitor element and method of producing the same, including wiring therefor and method of producing such wiring |
US6281071B1 (en) | 1987-09-19 | 2001-08-28 | Hiatchi, Ltd. | Method of producing semiconductor integrated circuit device having switching MISFET and capacitor element including wiring therefor and method of producing such wiring |
US6737318B2 (en) | 1987-09-19 | 2004-05-18 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor integrated circuit device having switching misfet and capacitor element and method of producing the same, including wiring therefor and method of producing such wiring |
JPH01144292A (ja) * | 1987-11-30 | 1989-06-06 | Nec Corp | 半導体メモリ |
US5917211A (en) * | 1988-09-19 | 1999-06-29 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor integrated circuit, method of fabricating the same and apparatus for fabricating the same |
JPH06223572A (ja) * | 1992-10-30 | 1994-08-12 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | Dram構造 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0414435B2 (ja) | 1992-03-12 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |