JPS61183955A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPS61183955A
JPS61183955A JP60023227A JP2322785A JPS61183955A JP S61183955 A JPS61183955 A JP S61183955A JP 60023227 A JP60023227 A JP 60023227A JP 2322785 A JP2322785 A JP 2322785A JP S61183955 A JPS61183955 A JP S61183955A
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JP
Japan
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circuit
bit line
word line
memory cell
pitch
Prior art date
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Application number
JP60023227A
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English (en)
Inventor
Junzo Yamada
順三 山田
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高密度大容盪ダイナミック形ランダムアクセ
スメモリ(DRAM)のメモリセルアレイ構成シ:関し
、1交点式、即ち対称形ビット線形式でのセンス回路ピ
ツy−ヲ大きくとることのできる構成をもつ半導体記憶
装置(二関するものである。
〔発明の概要〕
本発明は、高密度メモリセルアレイに適した対称形ビッ
ト線形式で、一つのセンス回路と複数個゛のメモリセル
が接続した左右のビット線からなる対称形ビット線回路
単位?2次元アレイ状C二配列し、ワード線方向5二隣
賃Tるこの回路単位をビット線方向(二回路単位のビッ
ト線方向の間隔(1ピッチ)の1/!ピッチずらして配
列し、かつワード線方向に隣接するメモリセルを同一の
ワード線で活性化Tる構成で、センス回路ピッy″?ピ
ット線ピッチ即もメモリセルピッチの2倍C二とること
ができ、極小メモリセルを用いても容易(ニセンス回路
乞レイアウトすることができ、4Mbあるいは16Mb
メモリのような高密度大容量メモリ(二適したメモリセ
ルアレイ構成となる半導体記憶装置である。
〔従来の技術〕
大容量化の進むダイナミック形ランダムアクセスメモリ
(以下DRAMと記憶。)では、メモリセル面積の縮小
が着実C二図られており、現在研究開発されたI Jt
ODRAMのメモリセル面積は約20μm”と小さい。
第5図はこのメモリセルのレイアウトの一例であり、2
個のメモリセルが描かれている。
2−1.2−2はピット線対(BLとEL )、4はワ
ード線、12は拡散層領域、16はキャパシタ用磁極(
セルプレート)、14は高密度化のため導入された溝で
あり、この溝の側壁の薄い絶縁膜で形成されるMOSキ
ャパシタ(二電荷を蓄積するか否かで情報の記憶?司る
。このメモリセルレイアクトは、現在よく使われている
2交点式、即ち折返し形ビット線形式のためのものであ
る。この形式では、1個のメモリセル領域のや(二、ス
イッチトランジスタを形成する1本のワード線と通過ワ
ード線、計2本のワード琢が必要となる。この2本の配
線領域は、更C;高密度化されたメモリセル乞想定した
場盆、メモリセル寸法の縮小?妨げる要因となる。言い
替えると、極小メモリセルC二おいては、メモリセルと
信号?やりとりする1本のビット線とメモリセルの選択
を行う1本のワード線のみで構成できるメモリセルアレ
イ構成、即ち対称形(1交点式とも呼ぶ。)ビット線形
式が望まれる。一方、この対称形ビット線形式は従来よ
り数多く使用されている構成であるが、高密度化に際し
て次の問題がある。
第6図は対称形ビット線形式の構成の従来例であり、5
で示Tマルチプレクチ付センス回路の両側に2−1.2
−2で示すピット線対(BL、 BL)を配置し、4で
示すワード線を選択することC;より、3で示すメモリ
セルから2−1なるビット線上1:続出された微小信号
を、2−2なるビット線上に同時E:現れた参照信号を
もとC二5のセンス回路で増幅し、6で示Tコラムデコ
ーダからの出カフ(二よりマルチプレックスされて9−
1.9−2で示すデータHCD、D>上I:続出され、
8の入出力回路に情報が伝えられる。しかしながらこの
対称形ビット層形成C二おいては、センス回路5のピッ
チをビット線ピッチ、即ちメモリセルの縦方向のピッチ
と等しくする必要がある。センス回路5は、後述するよ
うC二少なくともフリツプフロツプ回路を必艷とするの
で、更C;高密度化した、例えば5〜10μがの極小メ
モリセルを用いる場合C二はセンス回路5をそのピッチ
内≦二抑えることは不可能I:近いと言える。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の対称形ビット線形式で4M1tあるいは16MA
級の高密度大容量DRAMのメモリセルアレイを構成し
ようとした場合、メモリセル自体の面積の縮小が因れて
も、配線ピッチあるいはセンス回路ピッチ等により制限
を受け、充分な高密度化が図れないという問題があった
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、従来の問題を解決するために、対称形ビット
線形式の回路単位を1個または複数個ワード線方向に並
べた回路グループを、ワード線方向には回路単位1/2
ピッチだけビット線方向にずらして隣接させるように2
次元状に配列しゲート紛方向に隣接するメモリセルを同
一のワード線で活性化するように構成したことを特徴と
している。
〔rμ用〕
本発明の構成(二より、センス回路ピッy−tピット線
ピッチ、即ちメモリセルピッチの2倍シーとることがで
き、極小メモリセルを用いても容易(ニセンス回路をレ
イアウトすることができ、4Mbまたは16Mbメモリ
のような高密度大容量メモリ(二適したメモリセルアレ
イ構成となる。以下図面C二より説明する。
〔実施例〕
第1図は本発明の実施例(1)であり、1は対称形ビッ
ト線形式の回路単位であり、2−1.2−2のビット線
対(BL、BL) 、 5のメモリセル、4のワード線
、および5のマルデプレクナ付センス回路(以下センス
回路という。)C二より構成する。またマルチプレフナ
付センス回路5の回路例としては第2図に示す一実施例
のよう(二、11の増幅部と、7のコラムセレクト信号
C二よIJ9−1.9−2(Df −タ線(D、D)上
(ニセンス後のビット線信号?伝えるマルチプレクチか
ら構成される。また第1図の中の6はコラムデコーダ、
10は2次元状に配列された回路単位1の左端および右
端でのバランス用メモリセル群である。第1図のよう(
二回路単位1を1/2ピッチずつずらして配列すると、
センス回路5のピッチはメモリセル3のピッチの2倍と
することができる。
なお、この実施例では一つの回路単位を配列の1要素と
したが、ワード線方向C二対称形状の二つの回路単位を
配列の1要素f二しても、センス回路ピッチはメモリセ
ルピッチの2倍となる。更を二、複数個の回路単位を配
列の1要素として同様に構成することもできる。
ところでこのような構成における回路単位1での一つの
ビット線に接続されるメモリセルの個数は、その個数に
より決定されるビット巌容量Cjとメモリセル容*Cs
の比で左右されるビット線信号電圧がセンス感度C;対
して充分大きいよう= E%定される。MA級メモリに
おいては、高密度メモリセルのため(二Csの値が小さ
くなると考えられるので、このピットaあたりのメモリ
セル数は、CBの値を小さく抑えるためにあまり大きく
することはできず、例えば64あるいは128個という
ような個数となる。従って、例えば4Mb DRAMで
ビット線方向C二2に個、ワード線方向c 2 K個単
純にメモリセルな配列させた場合を考えると、この回路
単位1は、ビット線方向(二8〜16個並ぶことになる
0この場合、10で示すバランス用メモリセル群全体の
全メモリセルアレイに占める面積割合は1/16〜1/
32と小さな値になり、面積的【:はほとんど問題とな
らない。
また、この領域もメモリセル領域とするために、センス
回路列をアレイの左端、右端+: 更C設け、この領域
でのメモリセル信号1:対する基準電圧を別途設ける構
成も考えられる。
次1:、本発明の池の実施例(2)を第3図に示す。
ここで、5−1  は′@4図に一実施例を示すよう直
:各ビット線とスイッチを介して接続されたセンス回路
であり、この例ではトランジスタQl−Q4でスイッチ
の役目を果たしている。また、5−2は、同様ζ二第4
に示すごとく、5−1のセンス回路に加えて、この出力
を9−1.9−2で示すデータ線(D、D) にコラム
セレクト信号7を用いて伝えるマルチプレク4j−を付
加した回路である。このような第3図の実施例(2)の
構成は、第1図の実施例(1)の回路単位1のセンス回
路とビット線対tスイッチr介して接続し、かつこのビ
ット線対の他端を、隣MTる回路単位1(二属するセン
ス回路ぽニスイツテ?介して接続すること(二より、基
本的C二形成できる。
この実施例(2)での回路動作を、第6図中のワード線
4 が選択された場4&ヲ例(二とり次C二説明する。
このとき、ワード線4(;接続された全メモリセルのデ
ータは各々のピット線上C二現れる。その中の二つのメ
モリセル5.5+’ニー看目して説明すると、ビット線
上(二現れた二つのメモリセルデータは、ワード線が立
上がる以前オフ状態であったスイッチ?選択的(ニオン
状態にすることC二より、例えば3のデータは右側の5
−2のセンス回路C二、3のデータは左側の5−1 の
センス回路(二法えられる。
こ(D 動ri:と同時(二、5−2.5−1  のセ
ンス回路ハ、それぞれ他方のビット線2−2 、および
2−1ともスインf−を介して接続状態となり、参照信
号が設定される。その後センス回路5−1’ 、 5−
2’が駆動され、3’ 、 5’のメモリセルデータは
それぞれ5−2’ 、 5−1で増幅され、センス回路
5−2 内のマルチプレクサ(二より、メモリセル3の
信号が8の入出力回路C二伝えられる。またメモリセル
3の増幅後の信号は3′のメモリセルC二再書込みされ
る。
ナオ、出力したいデータがメモリセル3′のメモリセル
データの場合は、センス回路5−1 .5−2のスイッ
チ?制御すること1;より、メモリセル3のメモリセル
データン5−2のセンス回路へ、メモリセル3のメモリ
セルデータを5−1のセンス回路へ伝えでやnばよい。
このような構成では、センス回路ピッチがビット線ピッ
を即ちメモリセルピッチの2倍C二設定できるのみなら
ず、マルチプレクサを一つおきのセンス回路列(二配置
丁ればよ(、面積の削減が図れる。
〔発明の効果〕
以上述べたようC二、本発明は、高密度メモリセルアレ
イに適した対称形ビット線形式で、一つのセンス回路と
複数個のメモリセ、ルが接続した左右のビット線からな
る対称形ビット線回路単位馨2次元アレイ状(二配列さ
せ、ワード線方向(二隣接するこの回路単位tビット線
方向C二1/2ピッチずらして配列させ、かつワード線
方向に隣接するメモリセルを同一のワード線で活性化す
る構成であるので、センス回路ピツy−ヲピツト線ピッ
チ即ちメモリセルピッチの2倍ζ二とることができ、極
小メモリセルを用いても容易Cニセンス回路?レイアク
トすることができ、4Mbあるいは16Mbメモリのよ
うな高密度大容量メモリシニ適したメモリセルアレイ構
成となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例(1)、第2図は実施例(1)
の中のマルチプレフナ?含むセンス回路例、第3図は本
発明の他の実施例(2)、第4図は実施例(2)の要部
回路例、第5図は従来のメモリセルのレイアワト例、第
6図は対称形ピッ)IJ形式の従来例である。 191.対称形ピッ)M回路単位、2−1.2−2・・
・ビット線対、3・・・メモリセル、4・0.ワード線
、500.センス回路(マルチプレクサを含む)、5−
1・・・ヤyユ回路(スイッチを含む)、5−2・・・
センス回路(スイッチとマルチプレクチを含む)、6・
・、コラムデコーダ、7・・・コラムセレクト信号、8
・・・入出力回路、9−1.9−2・・・データ線対、
10・・・バランス用メモリセル群、11・・・増幅部
、12・・・拡散層領域、15・・・キャパシタ用電極
(セルプレート)、14・・・溝 特許出願人  日本電信電話公社 代理人 弁理士 玉蟲久五部(外2名)本発明の実施例
(1) 第1図 2−1.2−2 :  ビット1lAn   9−1 
、9−2 :  テ”9m対実施例(1)のセンス回路 第2図 本光明の爽1fp、例(2) 5−1.5−2 : センス回1!rll:j?f?L
FB実施例(2)の要部回路 第4図 従来のメモリセルのレイアウト 15  図 2−1,2二2二ビツトFIA井   9−1.9−2
 :  ラゞ−タ線対従来の対称形ヒ′:升線形式のメ
モリセルアレイ第 6 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)メモリセルと信号をやりとりする1本のビット線
    と、メモリセルの選択を行う1本のワード線とで構成す
    る対称形ビット線形式によるメモリセルアレイ構成の半
    導体記憶装置において、1個のセンス回路と、前記セン
    ス回路に接続されたビット線対と、前記ビット線対のそ
    れぞれに接続された複数個のメモリセルとからなる回路
    を回路単位とし、 前記回路単位を1個または複数個を、前記ビット線と前
    記メモリセルを介して交差配置するワード線方向に並べ
    て回路グループを構成し、前記回路グループを前記ワー
    ド線方向に、前記ビット線方向に対して1/2ピッチず
    らして隣接して2次元状に配置し、 前記ワード線方向に隣接するメモリセルを同一のワード
    線で活性化する ことを特徴とする半導体記憶装置。
  2. (2)前記センス回路は、 前記ビット線との接続を開閉し、かつ 前記ワード線方向に隣接する回路単位に属するビット線
    との接続を開閉するスイッチ を含んで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。
JP60023227A 1985-02-08 1985-02-08 半導体記憶装置 Pending JPS61183955A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0192994A (ja) * 1987-10-02 1989-04-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd ダイナミック型ランダムアクセスメモリ
US5025294A (en) * 1988-06-29 1991-06-18 Fujitsu Limited Metal insulator semiconductor type dynamic random access memory device

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54100232A (en) * 1978-01-24 1979-08-07 Nec Corp Integrated memory
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