JPS6111993A - Semiconductor memory device - Google Patents

Semiconductor memory device

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Publication number
JPS6111993A
JPS6111993A JP59133795A JP13379584A JPS6111993A JP S6111993 A JPS6111993 A JP S6111993A JP 59133795 A JP59133795 A JP 59133795A JP 13379584 A JP13379584 A JP 13379584A JP S6111993 A JPS6111993 A JP S6111993A
Authority
JP
Japan
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data
bit line
refresh
line
capacitor
Prior art date
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Pending
Application number
JP59133795A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayasu Sakurai
貴康 桜井
Tetsuya Iizuka
飯塚 哲哉
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP59133795A priority Critical patent/JPS6111993A/en
Publication of JPS6111993A publication Critical patent/JPS6111993A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To make it unnecessary to consider the refresh timing and to shorten sufficiently the access time by providing two types of lines, that is, bit line and word line, with respect to one memory cell. CONSTITUTION:A capacitor CS is to store data of ''1'' and ''0'' as the charge accumulation, and its end, namely, a data storage node M, is connected to a data access bit line BL through a transfer gate MOS transistor Q1. Its gate is connected to a data access word line WL. Moreover, the storage node M is connected to a data refresh bit line RBL through other transfer gate MOS transistor Q2. Its gate is connected to a data refresh word line RWL, while other end of the capacitor CS is connected to a prescribed potential supply point, for instance, a power supply voltage impression point. Thus the capacitor CS can be refreshed with use of the bit line RBL and word line RWL at an arbitrary point.

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、特にリフレッシュ動作を必
要とするダイナミック型の読み出し書込み可能な記憶装
置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a semiconductor memory device, and particularly to a dynamic readable/writable memory device that requires a refresh operation.

[発明の技術的背景とその問題点] 第8図は従来の代表的なダイナミック型読み出し書込み
メモリ(ダイナミックRAM)の構成を示す回路図であ
る。図においてMC1,MC2−・・はそれぞれメモリ
セル、DCl、DC2はダミーセル、BL、BLはビッ
ト線、CBはビット線BL、BLに存在する容量、WL
l、WL2・・・はワード線、DWLI、DWL2はダ
ミーワード線、SAはセンス、アンプ、SE縛センスア
ンプイネーブル線、T1.T2はカラム選択信号CDに
より制御されるカラム選択用のMOSトランジスタ、D
L、DLはデータ線、OUTはデータを出力する出力回
路である。
[Technical Background of the Invention and Problems thereof] FIG. 8 is a circuit diagram showing the configuration of a typical conventional dynamic read/write memory (dynamic RAM). In the figure, MC1, MC2-... are memory cells, DCl, DC2 are dummy cells, BL, BL are bit lines, CB is bit line BL, capacitance existing in BL, WL
1, WL2... are word lines, DWLI, DWL2 are dummy word lines, SA is a sense, amplifier, SE-bound sense amplifier enable line, T1. T2 is a column selection MOS transistor D controlled by the column selection signal CD.
L and DL are data lines, and OUT is an output circuit that outputs data.

上記各メモリセルMCは1つのキャパシタC。Each memory cell MC has one capacitor C.

と1つのトランスファゲート用のMOSトランジスタQ
bsとからそれぞれ構成され、キャパシタC8に電荷を
蓄積しているか否かによって情報111 n、0″を記
憶するものである。同様に上記各ダミーセルDCは1つ
のキャパシタCDと1つのトランスファゲート用のMO
SトランジスタQDとからそれぞれ構成されている。
and one transfer gate MOS transistor Q
Each dummy cell DC has one capacitor CD and one transfer gate cell. M.O.
and an S transistor QD.

しかるにメモリセルMC内のキャパシタCBに蓄積され
た電荷はリーク等によって時間の経過と共に減少してい
くのが常である。そのため、電荷が完全に消失しないう
ちにこの電荷を1度読みだし、再書込みすることによっ
て、電荷を蓄積し直す動作が必要となる。この動作はリ
フレッシュと呼ばれ、一般にダイナミックRAMでは必
ずこのリフレッシュ動作が必要である。例えば、256
にビットのダイナミックRAMでは4ミリ秒毎に必ずす
べてのセルを1回リフレッシュしなければならないとい
う制限がある。
However, the charge accumulated in the capacitor CB in the memory cell MC usually decreases over time due to leakage or the like. Therefore, it is necessary to read out this charge once and rewrite it before the charge completely disappears, thereby accumulating the charge again. This operation is called refresh, and generally dynamic RAM always requires this refresh operation. For example, 256
Dynamic RAM with 2 bits has a limitation in that all cells must be refreshed once every 4 milliseconds.

第9図にこのリフレッシュを定期的に行なう場合のタイ
ミングチャートを示す。すなわち、データアクセスを行
なうノーマル期間■とリフレッシュ期間■とを設定し、
一定期間毎にリフレッシュ期間■を挿入してリフレッシ
ュ動作を行なうようにしており、このリフレッシュ期間
■では通常のデータアクセス動作はできない。な′ぜな
ら、例屍ばメモリセルMC1内のキャパシタCaをリフ
レッシュしているとき、ビット線BL、BLはこのキャ
パシタC8のデータになっており、このとき他のキャパ
シタからデータを読み出すことは不、可能だからCある
。従って、リフレッシュを定期的に行なう場合、リフレ
ッシュを行なっている期間にこのRAMに対するアクセ
ス要求が生じても、リフレッシュが終了するまで持たな
ければならず、等価的にアクセス時間が長くなるという
不都合が生じる。これはRAMの高速化と相入れないの
で問題である。
FIG. 9 shows a timing chart when this refresh is performed periodically. In other words, set the normal period ■ and refresh period ■ for data access,
A refresh period (2) is inserted at regular intervals to perform a refresh operation, and normal data access operations cannot be performed during this refresh period (2). This is because, for example, when the capacitor Ca in the dead memory cell MC1 is being refreshed, the bit lines BL and BL are the data of this capacitor C8, and it is impossible to read data from other capacitors at this time. , C exists because it is possible. Therefore, when refreshing is performed periodically, even if an access request to this RAM occurs during the period when refreshing is performed, it must be held until the refreshing is completed, resulting in the inconvenience that the access time becomes equivalently longer. . This is a problem because it is incompatible with increasing the speed of RAM.

第10図は上記第6図の従来のRAMの動作を示すタイ
ミングチャートである。、このRAMでは、アドレスA
ddが変化するかまたはチップイネーブル信号(図示せ
ず)が入力されると、1サイクルが開始される。次に例
えばワード線WL1の信号が1”にされて対応するメモ
リセルMCIが活性化される。この後、活性化されたメ
モリセルMCIから一方のビット線BLにセルデータが
出力される。このときダミーワード線DWL1の信号も
“1パにされ、ダミーセルDC1から他方のビット線B
Lにセルデータが出力される。このダミーセルDC1内
のキャパシタCDには、メモリセルMC内のキャパシタ
C8に蓄積されるデータ゛′1”に対応した電荷とデー
タ゛0”に対応した電゛荷のほぼ中間の量の電荷が予め
蓄積されている。
FIG. 10 is a timing chart showing the operation of the conventional RAM shown in FIG. 6 above. , in this RAM, address A
One cycle begins when dd changes or a chip enable signal (not shown) is input. Next, for example, the signal on the word line WL1 is set to 1'' and the corresponding memory cell MCI is activated. After that, cell data is output from the activated memory cell MCI to one bit line BL. At this time, the signal of the dummy word line DWL1 is also set to "1", and the signal from the dummy cell DC1 to the other bit line B
Cell data is output to L. In the capacitor CD in this dummy cell DC1, an amount of charge approximately intermediate between the charge corresponding to the data "'1" stored in the capacitor C8 in the memory cell MC and the charge corresponding to the data "0" is stored in advance. ing.

次にセンスアンプイネーブル線SEの信号が“1”にさ
れてセンスアンプSAが活性化され、ビット線BL、B
Lの電位差がこのセンスアンプSAで増幅される。この
時点でワード線WL1の信号はまだ1″にされているの
で、増幅されたデータはデータ読み出しが行われたメモ
リセルMCに再び書込まれ、リフレッシュがおこなわれ
る。
Next, the signal on the sense amplifier enable line SE is set to "1", the sense amplifier SA is activated, and the bit lines BL, B
The potential difference between L is amplified by this sense amplifier SA. At this point, the signal on the word line WL1 is still set to 1'', so the amplified data is written again into the memory cell MC from which the data was read, and refreshing is performed.

他方、リフレッシュではなくデータの出力を行なう場合
には、上記のようにしてメ、モリセルMCのデータをビ
ット線BLに出力、した後に、カラム選択用のMOSト
ラン、ジスタT1.T2をカラム選択信号C[)によっ
て導通させ、ビット線BL。
On the other hand, when outputting data instead of refreshing, after outputting the data in the memory cell MC to the bit line BL as described above, the MOS transistor for column selection and the register T1. T2 is made conductive by column selection signal C[), and bit line BL is made conductive.

BLのデータをデータl1lDL、D丁に伝える。この
後、出力回路0LITはデータDoutを出力する。
The data of BL is transmitted to data l1lDL and D. After this, the output circuit 0LIT outputs the data Dout.

このとき、出力回路OUTでは波形整形等を行なうので
、ビット線8m、BLにデータが出力された後からかな
り遅れてデータ[)outが出力されることになる。
At this time, since the output circuit OUT performs waveform shaping, etc., the data [) out is output with a considerable delay after the data is output to the bit lines 8m and BL.

上記のように一定期間毎にリフレッシュを行なう場合と
は異なり、この場合のリフレッシュはRAMのユーザー
に常にこのタイミングを見出す等の負担を与えることに
なり、ダイナミックRAMを使い難いものにしている。
Unlike the case where refresh is performed at regular intervals as described above, refresh in this case imposes a burden on the RAM user, such as constantly finding the timing, making dynamic RAM difficult to use.

しかし、ダイナミックRAMは、リフレッシュの必要が
ないスタティックRAMに比べてセルの面積が通常1/
4で済むため高密度化すなわち高集積度化にはかかせな
いものである。
However, dynamic RAM usually has a cell area 1/2 that of static RAM, which does not require refreshing.
Since only 4 is required, it is essential for achieving high density, that is, high integration.

[発明の目的] この発明は上記のような事−を考慮してなされたもので
あり、その目的はリフレッシュのタイミングを考慮する
必要がなく、しかもアクセス時間も十分に短くすること
ができる半導体記憶装置を提供することにある。
[Objective of the Invention] The present invention has been made in consideration of the above-mentioned matters, and its purpose is to provide a semiconductor memory that does not require consideration of refresh timing and can also sufficiently shorten access time. The goal is to provide equipment.

[発明の概要] 上記目的を達成するためこの発明にあっては、通常のデ
ータアクセスを行なうために第1のビット線およびワー
ド線とデータリフレッシュのための第2のビット線およ
びワード線を設け、情報“蓄積用のキャパシタの一端と
第1のビット線との間にトランスファゲート用の第1の
MC8トランジスタを挿入し、この第1のMOSトラン
ジスタのゲートは第1のワード線に接続し、上記キャパ
シタの一端と第2のビット線との間にトランスファゲー
ト用の第2のMOSトランジスタを挿入し、この第2の
MoSトランジスタのゲートは第2のワード線に接続し
て1つのメモリセル内ようにしている。
[Summary of the Invention] In order to achieve the above object, the present invention provides a first bit line and word line for normal data access and a second bit line and word line for data refresh. , a first MC8 transistor for a transfer gate is inserted between one end of the information storage capacitor and the first bit line, and the gate of the first MOS transistor is connected to the first word line, A second MOS transistor for a transfer gate is inserted between one end of the capacitor and a second bit line, and the gate of this second MoS transistor is connected to a second word line to form one memory cell. That's what I do.

[発明の実施例] 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。[Embodiments of the invention] Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図はこの発明に係る半導体記憶装置の1つのメモリ
セルの構成を示す回路図である。キャパシタCBは“1
”、0”のデータを電荷蓄積の形で記憶するものであり
、その一端であるデータ記憶節点Mはトランスファゲー
ト用MOSトランジスタQ1を介してデータアクセス用
のビット線BLに接続されている。上記トランジスタQ
1のゲートはデータ記憶用ゑ用のワード線WLに接続さ
れている。さらに上記記憶節点Mはもう1つのトランス
ファゲート用MOSトランジスタQ2を介してデータリ
フレッシュ用のビット線R8Lに接続されている。上記
トランジスタQ2のゲートはデータリフレッシュ用のワ
ード線RWLに接続されている。また上記キャパシタC
Bの他端は所定電位供給点例えば電源電圧印加点に接続
されている。
FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of one memory cell of a semiconductor memory device according to the present invention. Capacitor CB is “1”
It stores data ", 0" in the form of charge accumulation, and one end of the data storage node M is connected to a data access bit line BL via a transfer gate MOS transistor Q1. Above transistor Q
The gate of No. 1 is connected to the word line WL for data storage. Further, the storage node M is connected to a data refresh bit line R8L via another transfer gate MOS transistor Q2. The gate of the transistor Q2 is connected to a data refresh word line RWL. In addition, the above capacitor C
The other end of B is connected to a predetermined potential supply point, for example, a power supply voltage application point.

このようにビット線とワード線を1つのメモリセルに対
して2種類設けることにより、一方のビット線BLが他
のメモリセルでのデータアクセス”。
By providing two types of bit lines and word lines for one memory cell in this way, one bit line BL can access data in another memory cell.

のために専有されている場合でも、他方のビット線RB
Lを用いてキャパシタCsをアクセスすることができる
。従って、そのメモリセル内のキャパシタCsがアクセ
スされていない任意の時点でこのキャパシタCaを、ビ
ット線RBLおよびワード線RWLを利用してリフレッ
シュすることができる。またそのキャパシタCe自体が
アクセスされている場合は1.このキャパシタc8をリ
フレッシュする必要がないので問題はない。
even if the other bit line RB
L can be used to access the capacitor Cs. Therefore, at any time when the capacitor Cs in the memory cell is not being accessed, the capacitor Ca can be refreshed using the bit line RBL and the word line RWL. Also, if the capacitor Ce itself is being accessed, 1. There is no problem since there is no need to refresh this capacitor c8.

第2図は上記のような構成のメモリセルを複数個用いて
構成されるダイナミックRAMの1力ラム分の構成を示
す回路図である。図においてMC1、MC2・・・はそ
れぞれ第1図に示すようにデータ記憶用のキャパシタC
B、2つのトランスフ1ゲート用MOSトランジスタQ
1.Q2.2種類のビット線BL、RBL (BL、R
BL)および2種類のワード線すなわちデータアクセス
用のワード線WLI、WL2・・・、データリフレッシ
ュ用のワード線RWL1.RWL2・・・それぞれが設
けられたメモリセル、DCI、DC2はデータアクセス
用のダミーセル、RDCl、RDC2はデータリフレッ
シュ用のダミーセル、CBはビット線BL、8Lに存在
する容量、CRBはビット線RBL、RBLに存在する
容量、DWLl、0WL2はデータアクセス時に使用さ
れるダミーワード線、RDWLl、RDWL2はデータ
リフレッシュ時に使用されるダミーワード線、SAはデ
ータアクセス時用のセンスアンプ、R8Aはデータリフ
レッシュ時用のセンスアンプ、SEはデータアクセス時
用センスアンプSAのセンスアンプイネーブル線、PS
Eはデータリフレッシュ詩用センスアンプR8Aのセン
スアンプイネーブル線、T1、T2はカラム選択信号C
Dにより制御されるカラムi択用のMOSトランジスタ
、DL、OL“はデータ線、0LITはデータを出力す
る出力回路である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing the structure of one dynamic RAM using a plurality of memory cells having the above structure. In the figure, MC1, MC2... are respectively capacitors C for data storage as shown in FIG.
B. Two transfer 1-gate MOS transistors Q
1. Q2. Two types of bit lines BL, RBL (BL, R
BL) and two types of word lines, namely word lines WLI, WL2 . . . for data access, word lines RWL1 . RWL2...The memory cells provided respectively, DCI and DC2 are dummy cells for data access, RDCl and RDC2 are dummy cells for data refresh, CB is the bit line BL, the capacitance present in 8L, CRB is the bit line RBL, Capacitance existing in RBL, DWLl, 0WL2 are dummy word lines used during data access, RDWLl, RDWL2 are dummy word lines used during data refresh, SA is a sense amplifier for data access, R8A is for data refresh. sense amplifier, SE is the sense amplifier enable line of the sense amplifier SA for data access, PS
E is the sense amplifier enable line of the data refresh sense amplifier R8A, T1 and T2 are column selection signals C
A MOS transistor for column i selection is controlled by D, DL and OL" are data lines, and 0LIT is an output circuit that outputs data.

上記データアクセス時用センスアンプSAは第3図に示
すように、PチャネルMOSトランジスタ11.12そ
れぞれおよびNチャネルMOSトランジスタ13.14
それぞれからなるCMOSインバータis、 ieの入
出力端間を交互に接続したフリーツケプフロップ17と
、このフリップ70ツブ17と電源電圧■印加点との簡
に挿入されゲートに上記センスアンプイネーブル線SE
の反転信号が供給されるPチャネルMOSトランジスタ
18およびフリツプフロツプ17とアース電位点との間
に挿入されゲートに上記センスアンプイネーブル線SE
の信号が供給されるNチャネルMOSトランジスタ19
で構成されている。またデータリフレッシュ時用のセン
スアンプR8Aも上記センスアンプSAと同様に構成さ
れており、センスアンプイネーブル線SEの信号の代わ
りにセンスアンプイネーブル線R8Eの信号でトランジ
スタ18.19が制御されるようになっている。
The sense amplifier SA for data access includes P channel MOS transistors 11 and 12 and N channel MOS transistors 13 and 14, respectively, as shown in FIG.
Fritzkepflop 17 is connected alternately between the input and output terminals of CMOS inverters IS and IE, respectively, and the above-mentioned sense amplifier enable line SE is easily inserted between this flip 70 knob 17 and the power supply voltage application point.
A P-channel MOS transistor 18 and flip-flop 17 to which an inverted signal of is supplied is inserted between the ground potential point and the gate thereof is connected to the sense amplifier enable line SE.
An N-channel MOS transistor 19 is supplied with a signal of
It consists of Furthermore, the sense amplifier R8A for data refresh is configured similarly to the sense amplifier SA described above, and the transistors 18 and 19 are controlled by the signal of the sense amplifier enable line R8E instead of the signal of the sense amplifier enable line SE. It has become.

第4図は上記第2図のようなRAMの動作を示すタイミ
ングチャートである。このR−AMの場合にも、データ
のアクセスのサイクルはアドレスAddが変化するかま
たはチップイネーブル信号が入力されることで開始され
る。サイクルの開始後、例えばワード線WL1の信号が
1”にされて対応するメモリセルMCIが活性化される
。この後、この活性化されたメモリセルMC1からトラ
ンジスタQ1を介してビット線at、、TTのうちの一
方のビット線BLにセルデータが出力される。このとき
ダミーワードIDWL1の信号も“1”にされ、ダミー
セルDCIから他方のビットI!iBL、にセルデータ
が出力される。このダミーセルDC1内のキャパシタC
DOには、メモリセルMC内のキャパシタCsに蓄積さ
れるデータ“1″に対応した電荷とデータ“0”に対応
した電荷のほぼ中間の量の電荷が予め蓄積されている。
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the RAM as shown in FIG. 2 above. Also in the case of this RAM, a data access cycle is started when the address Add changes or the chip enable signal is input. After the cycle starts, the signal on the word line WL1 is set to 1'', for example, and the corresponding memory cell MCI is activated.After that, the signal from the activated memory cell MC1 passes through the transistor Q1 to the bit lines at, . Cell data is output to one bit line BL of TT.At this time, the signal of dummy word IDWL1 is also set to "1", and cell data is output from dummy cell DCI to the other bit line I!iBL. Capacitor C in dummy cell DC1
DO stores in advance an amount of charge approximately intermediate between the charge corresponding to data "1" and the charge corresponding to data "0" stored in the capacitor Cs in the memory cell MC.

このため、上記ビット線BL、BL″の電位は、出力さ
れたセルデータの電荷量に対応して順次変化する。次に
センスアンプイネーブル線SEの信号が“1°′にされ
てセンスアンプSAが活性化され、ビット線BL、BL
の電位差がこのセンスアンプSAで増幅される。そして
この後、データ線DL、OLに伝えられ、出力データQ
outとして出力回路0LITから出力される。
Therefore, the potentials of the bit lines BL and BL'' change sequentially in accordance with the amount of charge of the output cell data.Next, the signal on the sense amplifier enable line SE is set to 1°', and the sense amplifier SA is activated, bit lines BL, BL
The potential difference is amplified by this sense amplifier SA. After that, the output data Q is transmitted to the data lines DL and OL.
It is output from the output circuit 0LIT as out.

一方、上記メモリセルMC1でデータアクセス(この場
合にはデータの読み出し)を行なっている最中に、この
カラムにおける他のメモリセル例えばメモリセルMC2
でデータリフレッシュの必要が生じた場合には、このメ
モリセルMC2のデータリフレッシュ用のワード線RW
L2の信号が1”にされ、そのセルデータがリフレッシ
ュ用のビット線RBL、RBLのうち一方のビット線R
8Lに出力される。このとき、データリフレッシュ、用
のダミーワード線RDWLIの偵号も“1”にされ、ダ
ミーセルROC1のセルデータが他方のビット線RBL
に出力される。このダミーセルRDCI内のキャパシタ
CROにも、メモリセルMC内のキャパシタCBに蓄積
されるデータ“1”に対応した電荷とデータ“0”に対
応した電荷のほぼ中間の量の電荷が予め蓄積されている
。この。
On the other hand, while the memory cell MC1 is accessing data (reading data in this case), other memory cells in this column, such as memory cell MC2,
When it becomes necessary to refresh data, the word line RW for data refresh of this memory cell MC2 is
The L2 signal is set to 1'', and the cell data is transferred to one of the refresh bit lines RBL and RBL.
Output to 8L. At this time, the signal of the dummy word line RDWLI for data refresh is also set to "1", and the cell data of the dummy cell ROC1 is transferred to the other bit line RBL.
is output to. The capacitor CRO in this dummy cell RDCI also stores in advance an amount of charge that is approximately intermediate between the charge corresponding to the data "1" and the charge corresponding to the data "0" stored in the capacitor CB in the memory cell MC. There is. this.

ため、上記ビット線RBL、RBLの電位は、出力され
たセルデータの電荷量に対応して順次変化する。そして
両ビット線の電位差がある程度大きくなった時点でセン
スアンプイネーブル信号線R8Eの信号が“1″にされ
、リフレッシュ時用のセンスアンプR8Aが活性化され
る。このセンスアンプR8Aが活性化されると、ビット
線RBL。
Therefore, the potentials of the bit lines RBL and RBL sequentially change in accordance with the amount of charge of the output cell data. Then, when the potential difference between both bit lines becomes large to a certain extent, the signal on the sense amplifier enable signal line R8E is set to "1", and the refresh sense amplifier R8A is activated. When this sense amplifier R8A is activated, the bit line RBL.

RBLの電位差が増幅される。この時点でワード線R−
WLIの信号はまだ“1”にされてし\るので、センス
アンプR8Aで増幅されたデータはデータ読み出しが行
われた元のメモリセルMC2に再び書込まれ、これによ
ってリフレッシュ動作がおこなわれる。またこのリフレ
ッシュ動作の開始タイミングであるワード線RWLの信
号の“1”への立上がりは、データアクセス時のタイミ
ングとは全く無関係にすることができる。なお、第4図
の場合は通常のデータアクセスよりも前にリフレッシュ
を行なう例である。
The potential difference of RBL is amplified. At this point, the word line R-
Since the WLI signal is still set to "1", the data amplified by the sense amplifier R8A is written again into the original memory cell MC2 from which the data was read, thereby performing a refresh operation. Furthermore, the rise of the signal on the word line RWL to "1", which is the start timing of this refresh operation, can be made completely unrelated to the timing during data access. The case shown in FIG. 4 is an example in which refresh is performed before normal data access.

第5図は、上記第2図のRAMを実際に集積回路化する
際のメモリセルMCのパターン平面図である。図におい
て21a、21b、21cはP型の不純物を含む半導体
基板上に形成され、前記トランジスタQ1、Q2のソー
ス、ドレイン領域および前記キャパシタCBの領域とな
るN型の不純物を含むN+型半導体領域である。このう
ち1つのN+型半導体領域21Cの表面上には、比較的
膜厚の薄い絶縁II(図示せず)を介して、第1層目の
多結晶シリコン層による前記キャパシタC8のキャパシ
タプレート22が形成されている。このキャパシタプレ
ート22は一定電位点例えばアース電位点に接続されて
いる。さらに上記N+型半導体領域21aと2ICとの
間には、第2層目の多結晶シリコン層による前記ワード
l1lWLが形成され、同様に上記N+型半導体領域2
1Gと21bとの間には、第2層目の多結晶シリコン層
による前記ワード線RWLが形成されていや。上記両ワ
ード線WL、RWEは並行して同一方向に延長されてい
る。さらに上記両ワード線WL、RWLの延長方向と直
交する方向には、互いに並行してアルミニュウム等によ
る前記ビット線BL、RBLが形成されている。
FIG. 5 is a pattern plan view of a memory cell MC when the RAM shown in FIG. 2 is actually integrated into an integrated circuit. In the figure, 21a, 21b, and 21c are N+ type semiconductor regions containing N type impurities, which are formed on a semiconductor substrate containing P type impurities, and serve as the source and drain regions of the transistors Q1 and Q2 and the regions of the capacitor CB. be. On the surface of one of the N+ type semiconductor regions 21C, the capacitor plate 22 of the capacitor C8 is formed of the first polycrystalline silicon layer via a relatively thin insulation II (not shown). It is formed. This capacitor plate 22 is connected to a constant potential point, for example a ground potential point. Further, between the N+ type semiconductor region 21a and 2IC, the word l11WL is formed by a second layer of polycrystalline silicon layer, and similarly the N+ type semiconductor region 2
The word line RWL made of a second polycrystalline silicon layer is formed between 1G and 21b. Both word lines WL and RWE extend in parallel in the same direction. Further, the bit lines BL and RBL made of aluminum or the like are formed parallel to each other in a direction perpendicular to the direction in which the word lines WL and RWL extend.

そしてこのビット線BLと各メモリセルMCの上記N“
型半導体領域21aはコンタクトホール23で接続され
ており、ビット線RBLと各メモリセルMCの上記N+
型半導体領域21bはコンタクトホール24で接続され
ている。
This bit line BL and the above N" of each memory cell MC
The type semiconductor region 21a is connected to the bit line RBL and the above N+ of each memory cell MC through a contact hole 23.
The type semiconductor regions 21b are connected through contact holes 24.

ところで前記したようにデータリフレッシュは、ある決
まった期間毎に個々のセルに対して1回行なえばよい。
By the way, as described above, data refresh may be performed once for each cell in a certain fixed period.

例えば256にビットのダイナミックRAMでは4ミリ
秒おきに行なえばよい。第6図はこのようなデータリフ
レッシュ動作を自動的に行なうようにした、この発明の
応用例のRAMの構成を示すブロック図である。このR
AMではメモリセルを複数のメモリブロック1ooa 
、  1oob・・・に分割し、それぞれのメモリブロ
ック100に対してカラムセンスアンプ110を設け、
隣合う2個のメモリブロック100毎にロウデコーダ1
20を設けている。従ってこのRAMではビット線(B
L。
For example, in a 256-bit dynamic RAM, the processing may be performed every 4 milliseconds. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a RAM according to an applied example of the present invention, which automatically performs such a data refresh operation. This R
In AM, memory cells are divided into multiple memory blocks 1ooa.
, 1oob..., and a column sense amplifier 110 is provided for each memory block 100.
One row decoder for each two adjacent memory blocks 100
There are 20. Therefore, in this RAM, the bit line (B
L.

RBL)は複数の部分に分割されており、各メモリブロ
ック109内のビット線は個々のカラムセンスアンプ1
10によって選択駆動されるようになっている。
RBL) is divided into multiple parts, and the bit lines within each memory block 109 are connected to individual column sense amplifiers 1.
10 and is selectively driven.

また130はアドレスバッファであり、このアドレスバ
ッファ 130の出方アドレス信号は上記各ロウデコー
ダ120に供給されている。また140はリフレッシュ
コントローラであり、このリフレッシュコントローラ1
40はリフレッシュするべきセルに対応したリフレッシ
ュ用アドレスおよび前記センスアンプR8Aを制御する
センスアンプイネーブル線R8Eの信号を発生する。こ
のうちリフレッシュ用アドレスは上記各ロウデコーダ1
20に供給され、センスアンプイネーブル線R8Eの信
号は上記各カラムセンスアンプ110に供給されている
。このRAMでは、メモリセル群を複数のメモリブロッ
ク100a 、  100b・・・に分割し、これによ
りビットIt (BL、RBL)を複数の部分に分割し
ている。
Further, 130 is an address buffer, and the output address signal of this address buffer 130 is supplied to each row decoder 120 mentioned above. Further, 140 is a refresh controller, and this refresh controller 1
40 generates a refresh address corresponding to a cell to be refreshed and a signal for a sense amplifier enable line R8E that controls the sense amplifier R8A. Among these, the refresh address is for each row decoder 1 mentioned above.
The sense amplifier enable line R8E is supplied to each column sense amplifier 110. In this RAM, a memory cell group is divided into a plurality of memory blocks 100a, 100b, . . . , and thereby bits It (BL, RBL) are divided into a plurality of parts.

ところで、リフレッシュの際に必要な電力はビット線に
おける電荷の充放電電流によるものが支配的である。そ
こでビット線の長さを1/nにすると、これに比例して
ビット線に存在してい、る前記容量CB、CRBも1’
/ nとなる。そのため、ビット線の充放電電荷はCB
−■またはCRB・V(ただし■は電源電圧)なので、
それぞれの―も1/nとなる。従って、リフレッシュ電
流も1/nとなり、例えば電池によってこのRAMをバ
ックアップするような場合に電池の寿命をn倍にするこ
とができる。
By the way, the power required for refreshing is mainly due to the charging and discharging current of charges in the bit line. Therefore, if the length of the bit line is reduced to 1/n, the capacitances CB and CRB existing on the bit line will also be 1'
/ n. Therefore, the charging/discharging charge of the bit line is CB
-■ or CRB・V (where ■ is the power supply voltage), so
Each - is also 1/n. Therefore, the refresh current is also reduced to 1/n, and for example, when this RAM is backed up by a battery, the battery life can be increased by n times.

このように上記第1図に示すような構成のセルを用いた
RAMでは、リフレッシュの夕、イミングを全く気にせ
ずに使用することができ、ダ′イナミ。
In this way, a RAM using cells having the configuration shown in FIG. 1 can be used without worrying about refresh timing at all, and is dynamic.

ツクでありながらスタティックRAMとして使用するこ
とができる。またデータアクセスの際に他のセルでデー
タリフレッシュを並行して行なうことができるので、従
来に比ベアクセス時間を十分に短(することができる。
It can be used as static RAM even though it is small. Furthermore, since data refresh can be performed in parallel in other cells when data is accessed, the access time can be sufficiently shortened compared to the conventional method.

しかも従来のダイナミックのものと比べ、セル内で1個
のトランジスタと2つの配線(ビット線ワード線)を余
分に設ける必要があるので、セル面積が多少太き(なる
ものの、スタティックのものと比べればより小さなセル
面積にでき、通常のスタティックRAMの2倍以上の記
憶容量のものが実現できる。
Moreover, compared to the conventional dynamic type, it is necessary to provide one transistor and two extra wires (bit line and word line) within the cell, so the cell area is somewhat larger (although compared to the static type) In this case, the cell area can be made smaller, and a storage capacity more than twice that of a normal static RAM can be realized.

なおこの発明は上記の一実施例に限定されるものではな
く種々の変形が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1つのメモリセルMCが第1図に示す
ように、チャバシタC8と2個のトランスファゲート用
のMoSトランジスタQ1.Q2を備えたものである場
合について説明したが、これは第7図に示すような構成
にしてもよい。このセルは4個のMosトランジス・り
QllないしQl4からなり、相補のデータを記憶する
4トランジスタ構成のメモリセルに対し、その情報蓄積
点となるMl 、M2点それぞれとデータリフレッシュ
用めビット線RBL、RBLそれぞれとの間にデータリ
フレッシュ用のランスファゲート用のMoSトランジス
タQ15.016を新たに挿入するようにしたものであ
る。
It goes without saying that this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and that various modifications are possible. For example, in the embodiment described above, one memory cell MC includes a chavash capacitor C8 and two transfer gate MoS transistors Q1. Although the case has been described in which the device is equipped with Q2, this may also be configured as shown in FIG. This cell is made up of four Mos transistors Qll to Ql4, and has a memory cell with a four-transistor configuration that stores complementary data, and a bit line RBL for data refresh at points Ml and M2, which serve as information storage points. , RBL, and a transfer gate MoS transistor Q15.016 for data refresh is newly inserted between them.

また上記実施例ではデータアクセスの例としてデータ読
み出しのみを説明したが、これは図示しないデータ書き
込み回路を用いてデータ書き込みが行なえることはもち
ろんである。
Further, in the above embodiment, only data reading was explained as an example of data access, but it goes without saying that data writing can be performed using a data writing circuit (not shown).

さらに上記第1図のメモリセルにおいて、一方のトラン
ジスタQ1とビット線8mをデータアクセスに使用し、
他方のトランジスタQ2とビット線RBLをデータリフ
レッシュに使用する場合について説明したが、これはト
ランジスタQ2とビット線RBLもデータアクセスに使
用するようにしてもよい。
Furthermore, in the memory cell shown in FIG. 1 above, one transistor Q1 and the bit line 8m are used for data access,
Although the case where the other transistor Q2 and bit line RBL are used for data refresh has been described, the transistor Q2 and bit line RBL may also be used for data access.

[発明の効果] 以上説明したようにこの発明によれば、リフレッシュの
タイミングを考慮する必要がなく、しかもアクセス時間
も十分に短くすることができる半導体記憶装置を提供す
ることができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor memory device that does not require consideration of refresh timing and can also sufficiently shorten access time.

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

第1図はこの発明に係る半導体記憶装置の1つのメモリ
セルの構成を示す回路図、第2図は第1図の構成のメモ
リセルを複数個用いて構成されるダイナミックRAMを
示す図、第3図は上記ダイナミックRAMのセンスアン
プの構成を示す回路図、第4図は第2図のRAMの動作
を示すタイミングチャート、第5図は第2図のRAMを
実際に集積回路化する際のメモリセルMCのパターン平
面図、第6図はこの発明の応用例のRAMの構成を示す
ブロック図、第7図はこの発明に係る半導体記憶装置の
他のメモリセルの構成を示す回路図、第8図は従来のダ
イナミックRAMの構成を示す回路図、第9因はこの従
来のRAMでリフレッシュを定期的に行なう場合のタイ
ミングチャート、第10図は上記従来のRAMの動作を
示すタイミングチャートである。 MC・・・メモリセル、CB・・・キャパシタ、M・・
・データ記憶節点、Ql・・・データアクセス用のMO
Sトランジスタ、Q2・・・データリフレッシュ用のM
oSトランジスタ、BL、RBL・・・ビット線、WL
、JgRJ9L・・・ワード線、SA、R8A・・・セ
ンスアンプ、OUT・・・出力回路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第2図 CD           uut B SE 第4図 第5図 第7図 第8図 CD     DL   0LJT 第9図 第10 il!I out
FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of one memory cell of a semiconductor memory device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a dynamic RAM configured using a plurality of memory cells having the configuration shown in FIG. 1, and FIG. Figure 3 is a circuit diagram showing the configuration of the sense amplifier of the dynamic RAM described above, Figure 4 is a timing chart showing the operation of the RAM in Figure 2, and Figure 5 is a diagram showing how the RAM in Figure 2 is actually integrated into an integrated circuit. FIG. 6 is a block diagram showing the structure of a RAM according to an application example of the present invention; FIG. 7 is a circuit diagram showing the structure of another memory cell of the semiconductor memory device according to the present invention; FIG. Figure 8 is a circuit diagram showing the configuration of a conventional dynamic RAM, the ninth factor is a timing chart when refreshing is performed periodically in this conventional RAM, and Figure 10 is a timing chart showing the operation of the conventional RAM described above. . MC...Memory cell, CB...Capacitor, M...
・Data storage node, Ql... MO for data access
S transistor, Q2...M for data refresh
oS transistor, BL, RBL...bit line, WL
, JgRJ9L...Word line, SA, R8A...Sense amplifier, OUT...Output circuit. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue Figure 1 Figure 2 CD uut B SE Figure 4 Figure 5 Figure 7 Figure 8 CD DL 0LJT Figure 9 Figure 10 il! I out

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ダイナミック的に情報を蓄積する情報蓄積節点と
、第1および第2のビット線と、第1および第2の選択
線と、上記情報蓄積節点と上記第1のビット線との間に
ソース、ドレイン間が挿入され、ゲートが上記第1の選
択線に接続されたトランスファゲート用の第1のMOS
トランジスタと、上記情報蓄積節点と上記第2のビット
線との間にソース、ドレイン間が挿入され、ゲートが上
記第2の選択線に接続されたトランスファゲート用の第
2のMOSトランジスタとを具備したことを特徴とする
半導体記憶装置。
(1) between an information storage node that dynamically stores information, first and second bit lines, first and second selection lines, and between the information storage node and the first bit line; A first MOS for a transfer gate, which is inserted between the source and the drain, and whose gate is connected to the first selection line.
and a second MOS transistor for a transfer gate, the source and the drain of which are inserted between the information storage node and the second bit line, and the gate of which is connected to the second selection line. A semiconductor memory device characterized by:
(2)ダイナミック的に情報を蓄積する情報蓄積節点、
第1および第2のビット線、第1および第2の選択線、
上記情報蓄積節点と上記第1のビット線との間にソース
、ドレイン間が挿入され、ゲートが上記第1の選択線に
接続されたトランスファゲート用の第1のMOSトラン
ジスタ、上記情報蓄積節点と上記第2のビット線との間
にソース、ドレイン間が挿入され、ゲートが上記第2の
選択線に接続されたトランスファゲート用の第2のMO
Sトランジスタからなるメモリセルと、上記第1のビッ
ト線に結合されたデータアクセス用のセンスアンプと、
上記第2のビット線に結合されたデータリフレッシュ用
のセンスアンプとを具備したことを特徴とする半導体記
憶装置。
(2) Information storage nodes that dynamically accumulate information;
first and second bit lines, first and second selection lines,
a first MOS transistor for a transfer gate whose source and drain are inserted between the information storage node and the first bit line, and whose gate is connected to the first selection line; A second MO for a transfer gate, which has a source and a drain inserted between the second bit line and a gate connected to the second selection line.
a memory cell composed of an S transistor; a sense amplifier for data access coupled to the first bit line;
A semiconductor memory device comprising: a sense amplifier for data refresh coupled to the second bit line.
(3)前記第1のビット線および選択線を通常の情報ア
クセス動作の際に使用し、前記第2のビット線および選
択線を前記情報蓄積節点の情報リフレッシュ動作の際に
使用するように構成されている特許請求の範囲第1項ま
たは第2項に記載の半導体記憶装置。
(3) The first bit line and selection line are configured to be used during normal information access operations, and the second bit line and selection line are used during information refresh operations of the information storage node. A semiconductor memory device according to claim 1 or 2.
(4)前記第1および第2のビット線がそれぞれ複数に
分割されている特許請求の範囲1項または第2項に記載
の半導体記憶装置。
(4) The semiconductor memory device according to claim 1 or 2, wherein each of the first and second bit lines is divided into a plurality of parts.
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