JPS60261099A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPS60261099A
JPS60261099A JP59117753A JP11775384A JPS60261099A JP S60261099 A JPS60261099 A JP S60261099A JP 59117753 A JP59117753 A JP 59117753A JP 11775384 A JP11775384 A JP 11775384A JP S60261099 A JPS60261099 A JP S60261099A
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JP
Japan
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voltage
memory cell
power supply
generation circuit
power
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Pending
Application number
JP59117753A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshifumi Kobayashi
小林 稔史
Michihiro Yamada
山田 通裕
Koichiro Masuko
益子 耕一郎
Hiroshi Miyamoto
博司 宮本
Kazutami Arimoto
和民 有本
Kiichi Morooka
諸岡 毅一
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPS60261099A publication Critical patent/JPS60261099A/ja
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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)

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〕 この発明は、半導体記憶装置、とくにMOSダイナミッ
クRAMに関するものである。
〔従来技術〕
従来の1トランジスタ・lキャノ(シタ型メモリセルと
して、第1図に示すものがめった。図において、(l)
はP型中導体基板、(2)は酸化膜、(3)は第1のポ
リシリコンで形成されたメモリセルプレート、+41は
抵抗、(Ill)は第2のポリシリコンで形成されたト
ランスファゲートでワード線W−Lに接続されている。
(6)はn型拡敵層で形成されたビット線、(7)はメ
モリセルプレート(3)の下に形成されたチャネル頭載
である。メモリセルプレート(3)は抵抗(4)全弁し
て電源(8)に接続されてお9、チャネル唄域(7)は
、メモリセルの蓄積ノードになる。
次に、このメモリセルへのデータ書き込み及びメモリセ
ルからのデータの読み出し動作について説明する。まず
、データの沓き込みは、フ−F線w −Lt−“H〃n
レベルしてトランスファケートti;H−ONにしてお
き、蛋き込みデータに応じてピッ) 猟+61 f ”
 Hnレベル又は11L〃レベルにすることにより、蓄
積ノード(7)とメモリセルプレー) (31とで構成
されるキャパシタを書き込みデータに応じて光磁又は放
電した後、ワードa W ’ L k ” L l)レ
ベルにしテ) ラフ スフアゲートt51’1OFFに
すること・により完了する。
次に、メモリセルからのデータ続み出しは、次のように
実行される@まず、ビット線161 ft、 ” H″
レベル充嵯しておき、ソードmw −L * ″Hpp
レベルにしてpランス7アグート(5)?r:ONにす
る。この時、蓄積ノード(7)に蓄えられている電荷が
、トランスファゲート(5)のチャネルt=ってビット
線(6)に流れ出して、ビット線(6)の電圧が変化す
る。この電圧変化は、蓄積ノード(7)に蓄えられた′
1荷によって異なる。すなわち、書き込まれていたデー
タによって異なるので、この電圧変化をセンスアンプ(
図示せず)で増幅してデータを戚別する〇 以上の説明から明らかなように、従来の五トランジスタ
・lキャパシタメモリセルでは、データの書き込み、又
は続出し期間中に、ビット線lit (’)電圧が” 
HnレベルがうII L Hレベルへ、又は1′L〃レ
ベルから″H#ンペルへ変化するが、この変化は、ビッ
ト線(6)と基板il+間及び基板+11とメモリセル
プレート(3)間の容量結合によってメモリセルプレー
ト(3)に伝わるので、メモリセルプレート+31の電
圧も変化することになる。
ソL[、コノl:うにして変化したメモリセルプレート
(3jの電圧は、メモリセルプレートtelの容量と抵
抗(410値Rとで定まる時定数に従って電源電圧vc
oに近づく。従って、この時定数が大きい場合は、ある
メモリブイクルで生じたメモリセルプレート(3)の電
圧変化が、次のメモリ読出しサイクルまで残る場合もあ
る。このような場合は、読出し時の蓄積ノード(7)の
電圧が青き込み時の電圧と異なる値になるので、メモリ
セルの読出しマージンが低下することになる。
従って、動作マーレンヲ編くするという観点がらすれば
、前記の時定数を小さくする必要かめジ抵抗只の値は小
さいほど望ましいことになる。
しかし、抵抗Rを小さくした場合には、以下に説明する
ような問題が生じてくる。
MOSダイナミックRAMでは、メモリセルを含むチッ
プ内に基板電圧発生回路を設け、この回路で発生した電
圧によって半導体基板を員にバイアスする方式が一般的
になっている。
ところが、このような方式のMOSダイナミックRAM
の場合、電源投入後ある時間以上経過しなければ、基板
′1電圧生回路からは、半導体基板を負にバイアスする
のに十分な電圧が発生しない。他方、抵抗只の値を小さ
くした場合には、メモリセルプレート(3)の電圧は、
電源投入と同時に電源電圧Vcciで上昇するので、メ
モリセルプレート(3]と半導体基板fi+との間の容
量結合によって、半導体基板(1)の電圧も上昇するこ
とになる。従って、電源投入後直後に半導体基板11)
が正の電位lこなる期間が存在し、このときMOSダイ
ナミックRAMの周辺回路を構成するMOS)う/ジス
タに過大電流が流れて、素子f!:破壊するおそれがあ
る。これを回避するためには、メモリセルプレート(3
)と電源(8)との間に挿入する抵抗(4)の1はRを
ある相反大きくする必要があυ、このため、メモリセル
の胱出しマージンを多少犠牲にせざるに?4ないという
問題がめった。
〔発明の概要〕
この発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ためになされたもので、メモリセルプレートと電源と(
i−MO13トランジスタを弁して接続すると共に、チ
ップ内に設けた高4圧発生回路で発生させた電#電圧よ
jQMO8)ランジスタのしきい値゛1電圧上高、い′
1圧を前記MO8トランジスタのゲートに印加すること
によって、メモリセルプレートと電源との間の抵抗を下
げると共に、電源投入時における素子破壊のおそれのな
い半導体記憶装置を得ることを目的としている。
〔発明の実施的〕
以下、第2図を参照してこの発明の一実施例を説明する
%2凶において、T1 はドレインが電源(8)に、ソ
ースがメモリセルプレート(3)に、ゲートが7−ドN
1にそれぞれ接続されたMO8)ランジスタ、(9)は
MO8)う/ジスタ’r2. T3とキャパシタC1と
からなるチャージポンプ回路とMO8)ランジス・−タ
T4 、 Ta 、 T6.からなるクランプ回路とで
構成され、<シ返しクロックパルス1ぎ号ψ。
と’鴫諒’4圧vccとt入力とし、ノードN工に■。
。+87TH(vTIllはMO8トランジスタのしき
い1直蹴出の電圧を出力する高電圧発生回路、02は)
−ドN1と接地間に接続されたキャパシタ、T7は、ド
レインとゲートがメモリセルプレート(3)に接続され
、ソースが電源(8)に接続されたMO8トランジスタ
である。
次に、この実施例の動作について説明する。
第2図の回路において、ノードN1の電圧vN1は、電
源投入直後はoVであるが、その後、クロック/(/L
/ス鉤の周波数と電圧、チャージポンプ回路のキャパシ
タC1の容量、およびノードN1に接続されているキャ
パシタOQの容量で決定される時定数に従ってVcc 
+ 8%gまで上昇する。ここで、aVTHの項が出て
くるのは、この実施例ではクランプ回路を三つのM08
トランジスタTa 、 To 。
Tsi直列接続して構成しているからである。上記のと
お9、ノードN1の電圧VN工は、電源投入直後rri
QV であるので、ゲートがノードN1に接続されたM
OSトランジスタTlは、電源投入直後においてOFF
状態にるる。そして、ノードN1の電圧vN1が上昇し
てMOS トランジスタのしき一値電圧vTHt’超え
た時点でON状態となる。従って、トランジスタT、 
′fc介して電源(8)に接続されているメモリセルプ
レート131の電圧は、ノードN1の電圧vN1がトラ
ンジスタT1のしきい愼゛1圧VTai超えた時点から
ノードN1のVN工の上昇に伴って上昇し、νN1が定
常状態(この実施的ではvcc+8vTH)に達した後
は、メモリセルプレー)tillと電課(8)とがMO
8)ランジスタT1のON抵抗で接続されたことになる
0従って、1408トランジスタT1のON抵抗を十分
小さくすれば、前述したメモリセルプレート(3)の1
圧変化に起因するメモリセルの読出しマージンの低下を
回避することができる。さらに、電源投入後において、
ノードN1の鑞圧vN工が上昇する時定敷金ある程度大
きく設定することによりメモリセルプレート(3)のt
#投入後の電圧上昇をゆるやかにすることができるので
、前述した如きメモリセルプレート(3)と半導体基板
(1)との容量結合に基づく半導体基板電圧の浮き上り
がなくなシ、半導体基板電圧の浮き上υに起因する素子
の破壊を防ぐことも可能となる〇 なお、第2図のMO8)ランジスタT7は、電源OFF
のときメモリセルプレート(3)の1荷を放電するため
のものである〇 次に、第8図を参照してこの発明の他の実施例を説明す
る。この実施例は、チップ内に設けられた基板電圧発生
回路を駆動するクロックツ(ルスを高電圧発生回路を駆
動するクロックパルスに共用する実施例である。第8図
において、(10+ riミクロツクパルス1llC発
生するリング発振器、(10は基板電圧発生回路である
。基板電圧発生回路(lりは、MO8)う/ラスタTa
 、ToとキャパシタC3とで構成されるチャージポン
プを用いて半導体基板ill ’i負の電圧にバイアス
するものであり1、従来から一般的に内いられている技
術である。
この実施例では、基板′電圧発生回路(Il)を駆動す
るクロックパルスと、高電圧発生回路(9)を駆動する
クロックパルスとして、一つのリング発振器−から出力
されるクロックパルスI21Ct−共用している。従っ
て、この実施例では、電源投入後、半導体基板Il+が
基板電圧発生回路(ll)からの電圧によって負電圧に
バイアスされてゆく速度と、ノードN1の電圧vN工が
上昇してゆく速度とを最適の関係に調整することが容易
でらり、さらに、この発明を実施する際のチップ面積の
増大を少なくすることができるという利点もあるので、
この発明の好適な実施例の一つである。
なお、上記実施例においては、高電圧発生回路(9)の
出力電圧I Vcc + 8V?Hに設定した場合につ
いて説明したが、Vcc +vTH以上であればよく、
また、MO8)ランジスタT1のON抵抗を小さくする
という観点からは、素子の耐圧が問題にならない範囲で
できるだけ高い電圧にすることが望ましい。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、メモリセルプレート
と電源と(i−MOSトランジスタt、介して接続する
と共に、チップ内に謀けた高電圧発生回路で発生させた
電源電圧によυMOSトラ/ジスタのしきい値電圧以上
高い電圧を前記MO8)う/ジスタのゲートに印加する
ようにしたので、電源投入時に半導体基板電圧の浮き上
りt防止することができ、かつ、メモリセルプレートと
電源との間の抵抗を下げることができ、メモリセルの読
出しマージンを低下させることなく、電源投入時におけ
る素子破壊のおそれのない半導体記憶装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来のlトランジスタ・lキャパシタ型メモ
リの構造を示す断面図、第2図はこの発明の一実施例金
示す回路図、第8図は、この発明の他の実施例を示す回
路図である。 図において、+31Hメモリセルプレート、(9Hd高
4圧発生回路、(lりは基板電圧発生回路、T1はMO
S)う/ジスタである。 なお、図中同一符号は同−又は相当する部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 第1図 第2図 第3図 第1頁の続き 0発 明 者 有 本 和 民 伊丹市瑞原4丁目アイ
研究所内 0発 明 者 諸 岡 毅 −伊丹市瑞原4丁目アイ研
究所内 1番地 三菱電機株式会社エル・ニス・1番地 三菱電
機株式会社エル・ニス・手続補正書(自発) 2、発明の名称 半導体記憶装置 3、補正をする者 代表者片山仁へ部 6、補正の対象 旧書の発明の詳細な説明の欄。 1正の内容 ]細書第6頁第4行に「電源投入後直後」と〕を、「電
源投入直後」と訂正する。 (2)同第1O頁第11行に「内いられている」とある
のを「用いられている」と訂正する。 以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 tlllトランジスター1キャパシタ型のメモリセル構
    造金何する半導体記憶装置において、ドレインが電源に
    接続されソースが上・記メモリセルのメモリセルプレー
    トに接続されたMOS)ランジスタと、上記電源の電圧
    よりも上記MOSトランジスタのしきい値電圧以上高い
    電圧を発生する高電圧発生回路とを備え、上記MO8)
    ランジスタのゲートに上記高電圧発生回路から発生する
    電圧を印加するようにしたことを特徴とする半導体記憶
    装置。 +211)う/ジスタ・lキャパシタ型のメモリセル構
    造を何し基板電圧発生回路を内蔵した半導体記憶装置に
    おいて、ドレインが電源に接続されソースが上記メモリ
    セルのメモリセルプレートに接続されたMOSトランジ
    スタと、上記基板電圧発生回路を駆動するクロックパル
    スによって駆動され上記電源の電圧よりも上記MO8)
    ランジスタのしき一値電圧以上。 高v−h″!EEEを発生する高電圧発生回路と全備え
    、上記MOSトランジスタのゲートに上記高電圧発生回
    路から発生する電圧を印加するようにしたことt特徴と
    する半導体記憶装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01165090A (ja) * 1987-04-30 1989-06-29 Samsung Semiconductor & Teleommun Co Ltd バックバイアス電圧発生回路
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