JPS6161479B2 - - Google Patents

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JPS6161479B2
JPS6161479B2 JP54116482A JP11648279A JPS6161479B2 JP S6161479 B2 JPS6161479 B2 JP S6161479B2 JP 54116482 A JP54116482 A JP 54116482A JP 11648279 A JP11648279 A JP 11648279A JP S6161479 B2 JPS6161479 B2 JP S6161479B2
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JP
Japan
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potential
cell
bit line
capacitor
memory cell
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JP54116482A
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Japanese (ja)
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JPS5641593A (en
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Toshio Takeshima
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Nippon Electric Co Ltd
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    • 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
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/401Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
    • G11C11/4063Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing
    • G11C11/407Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
    • G11C11/408Address circuits
    • G11C11/4085Word line control circuits, e.g. word line drivers, - boosters, - pull-up, - pull-down, - precharge

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体メモリ装置、特に1トランジ
スタ型ダイナミツクメモリに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor memory device, and in particular to a one-transistor type dynamic memory.

なお、以下の説明は便宜上すべてNチヤンネル
MOSトランジスタを使用した例により行なう
が、本発明はPチヤネルMOSトランジスタで
も、また他のどのような型式の絶縁ゲート型トラ
ンジスタでも本質的に同様に適用し得るものであ
る。
Please note that the following explanations are all for N channel for convenience.
Although MOS transistors are used as examples, the present invention is essentially equally applicable to P-channel MOS transistors or any other type of insulated gate transistor.

従来の1トランジスタ型ダイナミツクメモリの
ブロツク図を第1図に示す。第1図において、1
はXアドレス信号X0,X1,……………Xlに応じ
てn本あるワード線のうちの1線を選択するXデ
コーダ、2及び2′はm行o列に配置したメモリ
セルとm本のビツト線及びn本のワード線から成
つているメモリセルマトリクス、3は各ビツト線
に対応して設けられたセンスアンプ群、4はYア
ドレス信号Y0,Y1,……………Yrに応じてm行
あるビツト線のうちの1行を選択するYデコー
ダ、5はYデコーダからの出力信号を受けてビツ
ト線からの入出力信号の制御を行なう入出力回路
である。また第1図のi行目の回路を取り出した
回路ブロツク図を第2図に示す。第2図におい
て、20及び20′はi行目のビツト線Bi及びi
に接続配置された多数のメモリセルを代表するj
列目及びk列目のワード線Wj及びWkに接続され
たメモリセル、21及び21′はメモリセルから
読み出される高低2値レベルの中間の電位をビツ
ト線Bi又はiに発生させる基準電位発生回路、
30はビツト線Biiにメモリセルから読み出
された微少差信号をクロツク信号P2のタイミン
グで増幅するセンスアンプ、50はビツト線Bi
上の増幅された差信号の読出しやビツト線への書
込みをYデコーダからの出力信号PYiで制御する
入出力回路、60及び60′はクロツク信号P1
によりビツト線Bi及びiを初期状態にセツトす
るプリチヤージ回路、CBはビツト線Bi及びi
付加するビツト線の寄生容量である。
A block diagram of a conventional one-transistor type dynamic memory is shown in FIG. In Figure 1, 1
is an X decoder that selects one of n word lines according to the X address signals X 0 , X 1 , ......X l , and 2 and 2' are memory cells arranged in m rows and o columns. , a memory cell matrix consisting of m bit lines and n word lines, 3 a sense amplifier group provided corresponding to each bit line, 4 Y address signals Y 0 , Y 1 , etc. . . . A Y decoder selects one row of m bit lines according to Y r . 5 is an input/output circuit that receives an output signal from the Y decoder and controls input/output signals from the bit line. . Further, a circuit block diagram of the i-th line circuit of FIG. 1 is shown in FIG. 2. In FIG. 2, 20 and 20' are the i-th bit lines B i and i
j representing a large number of memory cells connected and arranged in
The memory cells 21 and 21' connected to the word lines W j and W k of the th and kth columns serve as standards for generating a potential between high and low binary levels read from the memory cells on the bit line B i or i . potential generation circuit,
30 is a sense amplifier that amplifies the minute difference signal read from the memory cells to the bit lines B i and i at the timing of the clock signal P2; 50 is the bit line B i
Input/output circuits 60 and 60' control the reading of the above amplified difference signal and the writing to the bit line by the output signal PY i from the Y decoder, and 60 and 60' are clock signals P1.
C B is the bit line parasitic capacitance added to bit lines B i and i .

第3図にセル容量CSO3としてMOS構造のもの
を使つた従来のメモリセルを示す。このとき
MOS構造の容量は閾値電圧を持つためセル容量
SO3のゲート電極は本メモリに使用している最
も高い電圧の電源VDDに接続してソース及びドレ
イン電極が接続されている節点Sにできるだけ高
い電位を蓄えるようにしていた。しかしこのよう
にすると電源VDDの変動がセル容量CSO3を通し
て節点Sに蓄えられている電位を変動させるので
誤動作を起す原因となる。
FIG. 3 shows a conventional memory cell using a MOS structure as the cell capacitance CSO3 . At this time
Since the capacitance of the MOS structure has a threshold voltage, the gate electrode of the cell capacitor CSO3 is connected to the highest voltage power supply VDD used in this memory, and the source and drain electrodes are connected to the node S, which is as high as possible. It was used to store electrical potential. However, if this is done, fluctuations in the power supply V DD will fluctuate the potential stored at the node S through the cell capacitance C SO3 , resulting in malfunction.

そこで最近は多層ポリシリコンの技術を用い、
それらポリシリコン間で閾値電圧を持たない容量
を造りそれをセル容量として用いる場合もある。
このメモリセルを第4図に示す。ここでセル容量
SO4は、閾値電圧を持たない普通の容量と同じ
であるので節点Sに接続されている電極の他方の
電極は一定電位に保つておく必要があり、通常は
電位の変動が最も小さい接地電位としている。
Therefore, recently we have used multilayer polysilicon technology,
In some cases, a capacitor having no threshold voltage is created between these polysilicon layers and used as a cell capacitor.
This memory cell is shown in FIG. Here, the cell capacitance CSO4 is the same as an ordinary capacitance that does not have a threshold voltage, so the other electrode connected to the node S must be kept at a constant potential, and normally the potential changes. This is the lowest ground potential.

また第3図と第4図とではセル容量CSO3とCS
O4の構造が異なるだけで他の部分は全て同じ構造
をしている。すなわち選択ゲートGTのゲートを
ワード線Wに接続し、ドレインをビツト線Bに接
続し、ソースを節点Sに接続している。また節点
Sに付加する寄生容量をCS1で表わしている。こ
こでセル容量CSO3又はCSO4と寄生容量CS1との
和からなる節点Sに付く全容量をストレージ容量
Sと言い替えて以下の説明を行なう。
In addition, in Figures 3 and 4, cell capacitance C SO3 and C S
All other parts have the same structure except for the structure of O4 . That is, the gate of the selection gate GT is connected to the word line W, the drain is connected to the bit line B, and the source is connected to the node S. Further, the parasitic capacitance added to the node S is represented by C S1 . Here, the following description will be made assuming that the total capacitance attached to the node S, which is the sum of the cell capacitance C SO3 or C SO4 and the parasitic capacitance C S1 , is referred to as the storage capacity C S .

第2図において、クロツク信号P1でプリチヤ
ージ回路60,60′を動作させた後、Xデコー
ダで選択されたワード線が高電位になると、セン
スアンプ30の左右に対をなして設けられたビツ
ト線Bi及びiに接続配置された多数のメモリセ
ルのうちの1つに蓄えられていたセル情報がその
メモリセルが属する方のビツト線に読み出され、
他方のビツト線には基準電位発生回路によつてセ
ル情報の“H”及び“L”に応じてビツト線に生
じる高低2つのレベルの中間の電位が発生する。
例えばワード線Wjが選択されると、メモリセル
20のセル情報がビツト線Biに読み出され、ビ
ツト線iには基準電位発生回路21′によつて基
準電位が発生する。逆にワード線Wkが選択され
ると、メモリセル20′のセル情報がビツト線i
に読み出され、ビツト線Biには基準電位発生回
路21によつて基準電位が発生する。この結果、
ビツト線Biiにはメモリセルのストレージ容
量CSとビツト線の寄生容量CBとの容量分割で決
まる微少な電位差が生じる。ここでクロツク信号
P2によりセンスアンプ30を活性化することに
よつてその微少電位差を増幅する。その後Yデコ
ーダからの出力信号PYiによつて選択された入出
力回路50を通して当該ビツト線Biの情報を出
力し、セル情報の読出しが終了する。また書込み
は入出力回路50を通してビツト線及びメモリセ
ルに情報が書き込まれる。
In FIG. 2, after operating the precharge circuits 60 and 60' with the clock signal P1, when the word line selected by the X decoder becomes high potential, the bit lines provided in pairs on the left and right sides of the sense amplifier 30 The cell information stored in one of the many memory cells connected to B i and i is read out to the bit line to which that memory cell belongs,
On the other bit line, a potential intermediate between the two high and low levels generated on the bit line is generated by the reference potential generation circuit in accordance with "H" and "L" of the cell information.
For example, when word line W j is selected, cell information of memory cell 20 is read onto bit line B i , and a reference potential is generated on bit line i by reference potential generation circuit 21'. Conversely, when word line W k is selected, the cell information of memory cell 20' is transferred to bit line i.
The reference potential generation circuit 21 generates a reference potential on the bit line B i . As a result,
A minute potential difference is generated between the bit lines B i and i , which is determined by the capacitance division between the storage capacitance C S of the memory cell and the parasitic capacitance C B of the bit line. Here, the minute potential difference is amplified by activating the sense amplifier 30 by the clock signal P2. Thereafter, the information on the bit line B i is outputted through the input/output circuit 50 selected by the output signal PY i from the Y decoder, and reading of the cell information is completed. Also, in writing, information is written to the bit line and memory cell through the input/output circuit 50.

第5図は、従来のダイナミツクメモリを通常の
駆動方法によつて駆動しワード線Wjが選択され
たときの各部の電圧波形を示したものである。こ
のように従来構造の半導体メモリを駆動するには
まずクロツク信号P1を低レベルにしワード線W
jの電位を高レベルにしてメモリセル20のセル
情報をビツト線Biに読出していた。するとこれ
と同時にビツト線iには基準電位発生回路2
1′が基準電位を発生するので、結果としてBi
iに生じることとなつた微小電位差を、クロ
ツク信号P2につて活性化したセンスアンプ30
によつて増幅し、そのときのビツト線Biの電位
がメモリセル20の中にリフレツシユされた情報
として再書込みされていた。この場合、メモリセ
ルからビツト線に読み出される微少電位差ΔV
は、ビツト線のプリチヤージ電位をVBOメモリセ
ル内の節点Sにおけるストレージ電位をVSOとす
れば、 CS=CSO3+CS1又はCS+CSO4+CS1 であるから △=(C/C+C)・(VSO−VBO) となる。またメモリセルに蓄えられているセル情
報の“H”及び“L”を表現する節点Sの電位を
H及びVLとすれば、“H”と“L”のセル情報
の読出し信号差△VHLは △VHL=(C/C+C)・{(VH−VBO)−(VL−VBO)}=(1/1+C/C)・(VH−VL) となる。従つてセル情報の読出し信号差△VHL
ビツト線の寄生容量CBとメモリセルのストレー
ジ容量CSとの分割比CB/CSにほぼ反比例し、
メモリセル内のストレージ容量CSに蓄えられて
いる“H”情報の電位VHと“L”情報の電位VL
との電位差(VH−VL)に比例することがわか
る。
FIG. 5 shows voltage waveforms at various parts when a conventional dynamic memory is driven by a normal driving method and word line W j is selected. In order to drive a semiconductor memory with the conventional structure, first, the clock signal P1 is set to a low level and the word line W is driven.
The cell information of the memory cell 20 is read out to the bit line B i by setting the potential of j to a high level. At the same time, reference potential generation circuit 2 is applied to bit line i .
1' generates a reference potential, so the sense amplifier 30 activated by the clock signal P2 generates a minute potential difference between B i and i as a result.
The potential of the bit line B i at that time is rewritten into the memory cell 20 as refreshed information. In this case, the minute potential difference ΔV read from the memory cell to the bit line
If the precharge potential of the bit line is V BO and the storage potential at node S in the memory cell is V SO , then C S =C SO3 +C S1 or C S +C SO4 +C S1 △=(C S /C S + C B )・(V SO −V BO ). Furthermore, if the potentials of the node S representing "H" and "L" of cell information stored in a memory cell are V H and V L , then the read signal difference between "H" and "L" cell information is △ V HL is △V HL = (C S /C S +C B )・{(V H −V BO )−(V L −V BO )}=(1/1+C B /C S )・(V H −V L ). Therefore, the cell information read signal difference ΔV HL is approximately inversely proportional to the division ratio C B /C S between the parasitic capacitance C B of the bit line and the storage capacity C S of the memory cell.
The “H” information potential V H and the “L” information potential V L stored in the storage capacitor C S in the memory cell
It can be seen that it is proportional to the potential difference (V H - V L ) between the two.

以上、第1図から第5図に至る各図を用いて詳
細に説明した従来の1トランジスタ型ダイナミツ
クメモリにおいては、1つのビツト線に多数のメ
モリセルが結合されているため、メモリが大容量
化するにつれてビツト線に結合するメモリセルの
個数が増え、ビツト線の寄生容量CBが大きくな
つて、メモリセルのストレージ容量CSとの分割
比CB/CSもまた大きくなる。すると先の計算で
示したようにセル情報の読出し信号差△VHLは、
分割比CB/CSにほぼ反比例するために非常に小
さくなつてしまう。これを補うためにはメモリセ
ル内の“H”、“L”セル情報の電位VH,VLの電
位差(VH−VL)を大きくすればよいわけである
が、“H”セル情報の電位VHはこの従来のメモリ
装置に使用している最も高い電圧を供給している
電源の電圧より若干低い電位に、また“L”セル
情報の電位VLは接地電位に決められており、分
割化CB/CSの増加をセル情報の電位差(VH
L)を増すことで補うという事は困難であつ
た。従つて当メモリの使用電源電圧が低くなつて
くるとメモリセル内の“H”セル情報の電位VH
が低くなるので、メモリセルからの読出し信号差
△VHLが小さくなり、より高感度のセンスアンプ
が必要になつてくる。これが従来例の重大な欠点
であつた。
As mentioned above, in the conventional one-transistor type dynamic memory explained in detail using each figure from FIG. 1 to FIG. 5, a large number of memory cells are connected to one bit line, so the memory is large. As the capacitance increases, the number of memory cells coupled to the bit line increases, the parasitic capacitance C B of the bit line increases, and the division ratio C B / CS of the memory cell with respect to the storage capacity C S also increases. Then, as shown in the previous calculation, the cell information read signal difference △V HL is
Since it is almost inversely proportional to the division ratio C B /C S , it becomes very small. In order to compensate for this, it is sufficient to increase the potential difference (V H - V L ) between the potentials V H and V L of the "H" and "L" cell information in the memory cell, but the "H" cell information The potential V H is set to be slightly lower than the voltage of the power supply that supplies the highest voltage used in this conventional memory device, and the potential V L of "L" cell information is set to the ground potential. , the increase in segmentation C B /C S is expressed as the cell information potential difference (V H
It was difficult to compensate by increasing V L ). Therefore, as the power supply voltage used for this memory becomes lower, the potential of "H" cell information in the memory cell V H
As the voltage decreases, the read signal difference ΔV HL from the memory cell becomes smaller, and a sense amplifier with higher sensitivity becomes necessary. This was a serious drawback of the conventional example.

本発明の目的は、高感度のセンスアンプを使用
しなくても大容量化が可能となる半導体メモリ装
置を提供することであり、他の目的は、チツプ面
積の小さい大記憶容量の半導体メモリ装置を提供
することであり、更に他の目的は、メモリセルの
リフレツシユの間隔が長くメモリの使用に当つて
の高効率化が可能となる半導体メモリ装置を提供
することである。
An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device that can increase the capacity without using a highly sensitive sense amplifier, and another object of the present invention is to provide a semiconductor memory device with a large storage capacity and a small chip area. It is another object of the present invention to provide a semiconductor memory device in which memory cell refresh intervals are long and the memory can be used with high efficiency.

本発明によれば、第6図乃至第9図に示したよ
うに、ビツト線を行としワード線を列として行列
配置し行と列とがなす各交差点の近傍にそれぞれ
メモリセルを付設し更に前記ワード線と対をなす
べくほぼ平行にストレージワード線を設けた第1
及び第2のメモリセルマトリクスと、前記第1及
び第2のメモリセルマトリクスをその左右に配置
し各々が左右の対応するビツト線にそれぞれ接続
する列状に配置された前記行の数に等しい個数の
センスアンプと、前記ワード線と前記ストレージ
ワード線を対にして選択するXデコーダと、前記
ビツト線への信号の入出力を選択的に行なう入出
力回路と、前記入出力回路を制御するYデコーダ
と、を備えた半導体メモリ装置であつて、前記メ
モリセルは少なくとも1つの選択ゲートと1つの
セル容量からなり当該選択ゲートの制御端子を前
記ワード線に接続し第1の入出力端子を前記ビツ
ト線に接続し第2の入出力端子を当該セル容量の
第1の電極に接続し当該セル容量の第2の電極を
前記ストレージワード線に接続した構成をしてお
り、前記ワード線の選択時の信号レベルとして高
電位の第1のレベルと中間電位の第2レベルとの
2つのレベル、すなわち第1のレベルはキヤパシ
タに蓄積された電荷レベルで表現される2値情報
の読出しに際して前記選択ゲートを完全に導通状
態とし前記ビツト線の電位と前記セル容量の第1
の電極の電位を実質的に等しくする電位に設定
し、前記第2のレベルは前記センスアンプを活性
化した後の前記ビツト線の電位が高レベルのとき
には前記選択ゲートを非導通状態とし低レベルの
ときには前記選択ゲートを導通状態とする電位に
設定し、前記ストレージワード線の電位は前記ワ
ード線が前記第1のレベルでかつ前記センスアン
プを活性化した後に高電位から低電位に変化しそ
の後当該ワード線を前記第2のレベルとした後に
低電位から高電位に変化するように設定した、こ
とを特徴とする半導体メモリ装置を得る。
According to the present invention, as shown in FIGS. 6 to 9, bit lines are arranged as rows and word lines are arranged as columns, and memory cells are attached near each intersection between the rows and columns. A first storage word line provided substantially parallel to the word line to form a pair with the word line.
and a second memory cell matrix, and a number equal to the number of rows arranged in columns in which the first and second memory cell matrices are arranged on the left and right thereof, and each is connected to the corresponding bit line on the left and right, respectively. a sense amplifier, an a decoder, wherein the memory cell includes at least one selection gate and one cell capacitor, a control terminal of the selection gate is connected to the word line, and a first input/output terminal is connected to the word line. The second input/output terminal is connected to the bit line, the second input/output terminal is connected to the first electrode of the cell capacitor, and the second electrode of the cell capacitor is connected to the storage word line. There are two signal levels at the time, a first level of high potential and a second level of intermediate potential, that is, the first level is the level of the selected signal when reading the binary information expressed by the charge level accumulated in the capacitor. The gate is completely conductive, and the potential of the bit line and the first voltage of the cell capacitance are
The second level is set to a potential that substantially equalizes the potentials of the electrodes, and when the potential of the bit line after activating the sense amplifier is at a high level, the selection gate is made non-conductive and the second level is set at a low level. When , the selection gate is set to a potential that makes it conductive, and the potential of the storage word line changes from a high potential to a low potential after the word line is at the first level and the sense amplifier is activated. There is obtained a semiconductor memory device characterized in that the word line is set to change from a low potential to a high potential after being set to the second level.

本発明は、メモリセルを構成する選択ゲート及
び情報蓄積用キヤパシタのうちの主に後者に関し
ての改良を行ない、セル情報“H”の電位をメモ
リセル内の節点Sに蓄えるときに、従来のセル情
報“H”の電位よりもさらに高い電位を蓄えしか
もセル情報“L”の電位はそのままで従来と同じ
電位に維持し得るようにして、メモリセル内に蓄
えられる“H”、“L”セル情報の電位差を大きく
することに成功したものである。
The present invention mainly improves the latter of the selection gate and the information storage capacitor that constitute the memory cell, and when storing the potential of cell information "H" at the node S in the memory cell, the conventional cell The "H" and "L" cells stored in the memory cell are designed to store a higher potential than the potential of the information "H" and maintain the potential of the cell information "L" at the same potential as before. This succeeded in increasing the potential difference of information.

以下、理解を助けるために典型的な実施例を用
いて本発明を詳述する。
The present invention will now be described in detail using typical examples to aid understanding.

第6図乃至第9図は、本発明の一実施例を前記
第1図乃至第5図にならつて示したものである。
同等部分には比較の便宜上同一符号を付してあ
る。
FIGS. 6 to 9 show an embodiment of the present invention in the same manner as FIGS. 1 to 5.
Equivalent parts are given the same reference numerals for convenience of comparison.

第6図はブロツク図であり、第1図の従来例と
異なるのはメモリセル用の電源線の替わりにワー
ド線Wj(j=1、2、……………、n)と平行
してストレージワード線Zj(j=1、2、……
………、n)を新設したことであり、Xデコーダ
10は従来のXデコーダ(第1図の1)と見掛け
上には大差がないが常にワード線と新設されたス
トレージワード線とを2つ対にして選択するよう
に変更されている。
FIG . 6 is a block diagram, and the difference from the conventional example shown in FIG. storage word line Z j (j=1, 2,...
Although the X decoder 10 does not look much different from the conventional X decoder (1 in Figure 1), it always connects the word line and the newly installed storage word line to 2. It has been changed to select in pairs.

第7図は第6図のi行目の回路を取り出した図
で、従来例の第2図に相当するものである。第7
図に示した本発明の実施例が従来の第2図の構成
と異なるのは、メモリセル20,20′の各々に
ストレージワード線Zj,Zkを追加したメモリセ
ル22,22′としたことである。
FIG. 7 is a diagram taken out of the i-th line of the circuit in FIG. 6, and corresponds to FIG. 2 of the conventional example. 7th
The embodiment of the present invention shown in the figure is different from the conventional configuration shown in FIG . That's true.

第8図は本発明に適したメモリセルの構成の一
例をより具体的に示す図で、第7図のメモリセル
22,22′に相当するものである。この構成が
第3図、第4図に示した従来例と異なるものは、
セル容量CSO8の従来電源レベルや接地レベルと
していた電極をストレージワード線Zに接続した
ことであり、セル容量CSO8の構造は第4図に示
したセル容量CSO4と同じで閾値電圧を持たない
キヤパシタ構造になつている。
FIG. 8 is a diagram showing in more detail an example of the configuration of a memory cell suitable for the present invention, which corresponds to the memory cells 22, 22' of FIG. 7. This configuration differs from the conventional example shown in FIGS. 3 and 4 as follows:
This is because the electrode of cell capacitor C SO8 , which was conventionally used as a power supply level or ground level, is connected to storage word line Z. The structure of cell capacitor C SO8 is the same as that of cell capacitor C SO4 shown in Fig. 4, and it has a threshold voltage. It has a capacitor structure.

第9図は、第7図、第8図の動作波形を示した
ものであり、従来例の第5図に相当する。
FIG. 9 shows the operating waveforms of FIGS. 7 and 8, and corresponds to FIG. 5 of the conventional example.

ここで一例として、第7図の回路に第8図に示
すメモリセルを挿入したときの読出し動作及びセ
ル情報の蓄積動作を第9図に示すi行j列目のメ
モリセルが選定された場合の動作波形を用いて説
明する。
Here, as an example, the read operation and cell information storage operation when the memory cell shown in FIG. 8 is inserted into the circuit shown in FIG. 7 are selected when the i-th row and j-th memory cell shown in FIG. This will be explained using the operating waveforms.

本発明においても第9図に示すようにクロツク
信号P2によつてセンスアンプ30を活性化して
メモリセルからビツト線上に読み出された微少差
信号を増幅するまでは従来例の動作と同じであ
る。この増幅動作が終了した後でVZの電位を保
つていたストレージワード線Zjを低電位にす
る。このときセル容量CSO8のカツプリングによ
つて節点Sの電位が低下するが、この低下分はワ
ード線Wjが高レベルにあり選択ゲートGTが導通
しているため、ビツト線Biから補充される。従
つて節点Sの電位はほとんど変化しない。次にワ
ード線Wjを中間レベルV′W、すなわちセンスアン
プによる増幅動作が終了した後のビツト線のレベ
ルが高いときには選択ゲートGTを非導通状態と
し、ビツト線のレベルが低いときには選択ゲート
GTを導通状態とするレベルに設定する。その後
に再びストレージワード線Zjを低電位から高電
位にもどすとメモリセル内の節点Sの電位はセル
容量CSO8のカツプリングで上昇する。このとき
の節点Sの電位の上昇分△V′はストレージワー
ド線Zjの電位変化量をVZとすると △V′=V/1+CS1/CSO8 となる。たゞしこれは選択ゲートGTが非導通の
ときに成立するのであつて、選択ゲートGTが導
通しているときにはこの電位の上昇分△V′はビ
ツ線Biの方に吸収されて節点Sの電位は低電位
のままで上昇しない。ここでワード線Wjを低レ
ベルにすれば選択ゲートGTが完全に非導通状態
になりメモリセル内のストレージ容量CSにセル
情報が蓄えられる。このとき節点Sに蓄えられる
セル情報“H”の電位はV′Hは従来のものよりも
△V′だけ高くでき、セル情報“L”の電位は従
来のものと変わらないので、結果としてセル情報
“H”、“L”の電位差が△V′だけ大きく取れるよ
うになつた。
In the present invention, as shown in FIG. 9, the operation is the same as that of the conventional example until the sense amplifier 30 is activated by the clock signal P2 and the minute difference signal read out from the memory cell onto the bit line is amplified. . After this amplification operation is completed, the storage word line Zj , which had been kept at the potential of VZ , is brought to a low potential. At this time, the potential at the node S decreases due to the coupling of the cell capacitance C SO8 , but this decrease is replenished from the bit line B i because the word line W j is at a high level and the selection gate GT is conductive. Ru. Therefore, the potential at node S hardly changes. Next, the word line W j is set to an intermediate level V' W , that is, when the level of the bit line is high after the amplification operation by the sense amplifier is completed, the selection gate GT is made non-conductive, and when the level of the bit line is low, the selection gate is turned off.
Set to a level that makes GT conductive. Thereafter, when the storage word line Z j is returned from the low potential to the high potential again, the potential at the node S in the memory cell rises due to the coupling of the cell capacitance C SO8 . The increase in the potential of the node S at this time ΔV' becomes ΔV'=V Z /1+C S1 /C SO8 , where V Z is the amount of change in the potential of the storage word line Z j . However, this only holds true when the selection gate GT is non-conductive, and when the selection gate GT is conductive, this increase in potential △V' is absorbed by the bit line B i and becomes the node S. The potential remains low and does not rise. If the word line W j is set to a low level, the selection gate GT becomes completely non-conductive, and cell information is stored in the storage capacitor C S in the memory cell. At this time, the potential of the cell information "H" stored in the node S can be higher than the conventional one by △ V ', and the potential of the cell information "L" is the same as that of the conventional one, so as a result, the cell The potential difference between information "H" and "L" can now be increased by ΔV'.

また、本発明に使用するXデコーダ10は、1
組のXアドレス信号X0,X1,……………,Xl
対してタイミングの異なつた2つの信号を出すよ
うな構成をとつておればよく、従来のXデコーダ
1の出力を2つに分岐するようにした型式でもよ
い。また従来のXデコーダを2つ設け、各々のX
デコーダでワード線とストレージワード線とを
別々に駆動させてもよい。
Moreover, the X decoder 10 used in the present invention has 1
It is sufficient to adopt a configuration that outputs two signals with different timings for the set of X address signals X 0 , X 1 , .........X l , and the output of the conventional A model that branches into two may also be used. In addition, two conventional X decoders are provided, and each
The word line and storage word line may be driven separately by the decoder.

本発明は、以上詳述したように、メモリセルを
構成するセル容量に電圧依存性を持たないキヤパ
シタを用い、かつそのキヤパシタを今回新たに設
けたストレージワード線により駆動することによ
つてセル情報“H”、“L”の電位差を大きくでき
る効果を得る。従つて、従来と同程度の大きさの
信号をメモリセルから読み出せば足りるのであれ
ば、セル容量の大きさを従来より小さくできるこ
とになり、特に高感度のセンスアンプを使用しな
くとも大容量化が可能となると考えてもよいし、
メモリ装置の記憶容量を固定して考えるのであれ
ば今度はチツプ面積を小さくできる効果を得るこ
とになる。またセル内に蓄えられるセル情報
“H”、“L”の電位差を大きくし得るので、従来
と同程度のリーク電流があると考えられる場合に
ついては、セル情報“H”の電位が高い分だけリ
フレツシユの間隔を長くできる。すなわちメモリ
装置の使用効率を高くできる効果を得ると捕えて
もよい。
As described in detail above, the present invention uses a capacitor whose cell capacitance does not have voltage dependence, which constitutes a memory cell, and drives the capacitor with a newly provided storage word line, thereby transmitting cell information. The effect of increasing the potential difference between "H" and "L" is obtained. Therefore, if it is sufficient to read a signal of the same size as before from a memory cell, the cell capacitance can be made smaller than before, and a large capacity can be achieved without using a particularly sensitive sense amplifier. You may think that it will be possible to
If the storage capacity of the memory device is considered fixed, then the effect of reducing the chip area will be obtained. In addition, since the potential difference between the cell information "H" and "L" stored in the cell can be increased, in the case where it is thought that there is a leakage current of the same level as before, the potential difference between the cell information "H" and the cell information "H" is higher. You can lengthen the refresh interval. In other words, this can be interpreted as an effect of increasing the usage efficiency of the memory device.

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

第1図は従来の半導体メモリ装置の構成を示す
ブロツク図、第2図は第1図のi行目の回路を取
り出して示したブロツク図、第3図及び第4図は
従来のメモリセルを示す回路図、第5図は従来回
路の動作波形図である。第6図は本発明の一実施
例を示すブロツク図、第7図は第6図のi行目の
回路を取り出して示したブロツク図、第8図は本
発明のメモリセルを示す回路図、第9図は本発明
の回路の動作波形図である。 図において、1,10はXデコーダ、2,2′
はメモリセルマトリクス、3,30はセンスアン
プ、4はYデコーダ、5,50は入出力回路、2
0,20′,22,22′はメモリセル、21,2
1′は基準電位発生回路、60,60′はプリチヤ
ージ回路、Wj,Wk,Wはワード線、Bii
Bはビツト線、Zj,Zk,Zはストレージワード
線、X0,X1,……………,XlはXアドレス信
号、Y0,Y1,……………,YrはYアドレス信
号、GTは選択ゲート、CSO3,CSO4,CSO8はセ
ル容量、CBはビツト線に付加する寄生容量、CS
はメモリセル内に分布する寄生容量、をそれぞ
れ示す。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a conventional semiconductor memory device, FIG. 2 is a block diagram showing the i-th row of the circuit in FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are diagrams showing a conventional memory cell. The circuit diagram shown in FIG. 5 is an operating waveform diagram of the conventional circuit. FIG. 6 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 7 is a block diagram showing the i-th line of FIG. 6, and FIG. 8 is a circuit diagram showing a memory cell of the present invention. FIG. 9 is an operational waveform diagram of the circuit of the present invention. In the figure, 1 and 10 are X decoders, 2 and 2'
is a memory cell matrix, 3 and 30 are sense amplifiers, 4 is a Y decoder, 5 and 50 are input/output circuits, 2
0, 20', 22, 22' are memory cells, 21, 2
1' is a reference potential generation circuit, 60, 60' are precharge circuits, W j , W k , W are word lines, B i , i ,
B is a bit line, Z j , Z k , Z are storage word lines, X 0 , X 1 , ......, X l are X address signals, Y 0 , Y 1 , ......, Y r is the Y address signal, GT is the selection gate, C SO3 , C SO4 , C SO8 are the cell capacitances, C B is the parasitic capacitance added to the bit line, C S
1 indicates the parasitic capacitance distributed within the memory cell.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 ワード線とビツト線が複数配設され、キヤパ
シタと、該ワード線の電位によりオンオフし該キ
ヤパシタの一電極と該ビツト線との接続を開閉す
る選択トランジスタとを有するメモリセルが前記
ワード線とビツト線の交差部に配設されてなる半
導体記憶装置において、該選択トランジスタが選
択されて該ビツト線が所定の高電位又は低電位に
なつた後、該キヤパシタの他電極の電位を一旦下
げ再度立上げるようにし、該キヤパシタの他電極
の再度の立上げによつて該キヤパシタの一電極が
高電位の時はこの高電位を上昇せしめ、該キヤパ
シタの一電極が低電位の時は実質的にこの電位を
変化させないように該選択トランジスタを動作さ
せたことを特徴とする半導体メモリ装置。
1. A memory cell is provided with a plurality of word lines and bit lines, and has a capacitor and a selection transistor that turns on and off depending on the potential of the word line to open and close a connection between one electrode of the capacitor and the bit line. In a semiconductor memory device arranged at an intersection of bit lines, after the selection transistor is selected and the bit line reaches a predetermined high or low potential, the potential of the other electrode of the capacitor is lowered once again. By raising the other electrode of the capacitor again, when one electrode of the capacitor is at a high potential, this high potential is increased, and when one electrode of the capacitor is at a low potential, the high potential is increased substantially. A semiconductor memory device characterized in that the selection transistor is operated so as not to change this potential.
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