JPS62200596A - 半導体メモリ - Google Patents

半導体メモリ

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JPS62200596A
JPS62200596A JP61041281A JP4128186A JPS62200596A JP S62200596 A JPS62200596 A JP S62200596A JP 61041281 A JP61041281 A JP 61041281A JP 4128186 A JP4128186 A JP 4128186A JP S62200596 A JPS62200596 A JP S62200596A
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divided
potential
transistor
divided bit
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Hiroshi Miyamoto
博司 宮本
Michihiro Yamada
山田 通裕
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Mitsubishi Electric Corp
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は大規模集積化された半導体メモリ、特にCM
OSプロセスで形成されたダイナミック・ランダム・ア
クセス・メモリのビット線の構成の改良に関する。
[従来の技術] 通常、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ(1
ス下、ダイナミックRAMと称す)においては、1個の
メモリセルは1個のトランジスタと1個のキャパシタと
によって構成される。この場合、メモリセルのキャパシ
タ容量に対するビット線の容量の比が小さいほど、読出
時におけるビット線電位の変化量が大きくなり、応じて
センスアンプに対する入力電位佼が大きくなるため、記
憶情報の読出動作が確実に行なわれる。しかし、メモリ
(記憶装置)が大容量化され、集積度が上がるにつれ、
メモリセルのサイズは小さくなるため、メモリセルの容
量が小さくなる一方、1本のビット線にJ!続されろメ
モリセルの数は増加するため、ビット線が長くなりビッ
ト線容量が大きくなる傾向にある。この結果、メモリセ
ルの容量に対するビット線容量の比串が大きくなり、応
じてビットIli!電位の変化量が小さくなり、記憶情
報の読出動作が確実に行なわれなくなるおそれが生じて
さている。この問題を解決するため、1本のビット線を
複数のブロックに分割し、メモリセルの容量とビット線
容量との比を小さくする方法が試みられている。
第4図は従来のダイナミックRAMの一部の構成を示す
図であり、たとえばアイ・ニス・ニス・シー・シー ’
84(ISSCC’84)のダイジェスト・オブ・テク
ニカル・ベーバーズの278頁ないし279頁に開示さ
れている。第4図においては、ビット線は2分割され、
1個のセンスアンプを2分割されたビット線の両方で共
用する、いわゆるシェアードセンスアンプ構成がとられ
ている。また、上記文献においてはメモリセル内のトラ
ンジスタがpチャネルMO8トランジスタで構成され、
センスアンプがnチャネルMoSトランジスタのみ、リ
ストア回路がnチャネルMoSトランジスタのみでそれ
ぞれ構成された場合について記載されているが、第4図
においては簡単化のため、これらのトランジスタの導電
性を逆転した場合について示し、かつその構成も多少簡
略化して示している。
第4図において、折返しビット線(folded bi
t1ine )を構成するビット線対は3個のブロック
に分割され、分割ビット191BL1.BLN、B10
からなるビット線と分割ビット線BL1.BLN、8L
2からなろ相補ビット線とから構成される。分割ピッ(
・線BLN、E3LNには、その分割ビット−線対上の
電位勾を検出し、その電位差をさらに拡大するための1
2ンスアンプS Aが接続される。分割ビットnBL1
.BL1には、分割ビット線対BL1.BLIのうちの
電位の高い方の電位をざらに昇圧するためのリストア回
路RE1が設けられ、同様に分割ビット線対BL2およ
びB[7には第2のリストア回路RE2が接続される。
センスアンプSAはそのドレインが分割ビット118L
Nに接続され、そのゲートが分割ビット線BLNに接続
されかつそのソースがセンスアンプ駆動トランジスタQ
N5に接続されるnチセネルMOSトランジスタQN1
と、そのゲートが分割ピッl−1!!ABLNに接続さ
れ、そのドレインが分割ビット線BLNに接続されかつ
そのソースがセンスアンプ駆動用トランジスタQN5の
一方導通端子に接続されるnチャネルMOSトランジス
タQN2とから構成される。センスアンプ駆動トランジ
スタQN5はそのゲートにセンスアンプ活性化信号SN
を受けるとともにその他方端子は接地電位Vssに接続
される。センスアンプSAは、センスアンプ駆動トラン
ジスタQN5がオン状態になると活性化され、ビット線
対BLN、BLNのうち電位の低い方の電位を接地電位
Vssに近づける機能を有する。
分割ビット線対BL1.8L1に接続される第1のリス
トア回路REIは、そのドレインが分割ビット1181
1に接続され、そのゲートが相補分割ビットIBLIに
接続され、そのソースがリストア回路駆動トランシタQ
P5の一方端子に接続されるpチャネルMOSトランジ
スタQP1と、そのドレインが相補分割ビットi!BL
Iに接、続され、そのゲートが分割ビット線BL1に接
続され、かつそのソースがリストア回路駆動トランジス
タQP5の一方導通端子に接続されるpチャネルMOS
トランジスタQP2とから構成される。リストア回路駆
動トランジスタQP5は、その他方導通端子が電源電位
Vccに接続され、そのゲートにリストア回路活性化信
号SP1を受けるpチャネルMOSトランジスタで構成
される。第1のリストア回路RE1はリストア回路駆動
トランジスタQP5のオン状態に応答して、分割ビット
線対BL1.BL1のうちの電位の高い方の分割ビット
線電位を電源電位Vccにまで昇圧する。
分割ビット線対BL2.BL2に接続される第2のリス
トア回路RE2は、そのドレインが分割ビット118m
2に接続され、そのゲートが相補分割ビット線8m2に
接続され、かつそのソースがリストア回路駆動トランジ
スタQP6の一方導通端子に接続されるpチャネルMO
SトランジスタQP3と、そのドレインが相補分割ビッ
ト線812に接続され、そのゲートが分割ビット線BL
2にi続され、そのソースがリストア回路駆動トランジ
スタQP6の一方導通端子に接続されるpチャネルMo
SトランジスタQP4とから構成される。リストア回路
駆動トランシタQP6は、その他方導通端子がN源電位
Vccに接続され、そのゲートが第2のリストア回路活
性化信号SP2を受けるpチャネルMO3l−ランジス
タで構成される。
第2のリストア回路RE2は1分割ビット線対BL2.
BL2のうちの電位の高い方の分割ビット1arri位
をff1il’i1位vCCレベルまで昇圧する。
分割ビット線BL1と分割ビット線BLNとはトランス
ファゲートトランジスタQT1を介して接続され、相補
分割ビット線BL1と相補分割ビットIBLNとはトラ
ンスファゲートトランジスタQT2を介して接続される
。トランスファゲートトランジスタQT1.QT2はそ
のゲートにトランスファ信号T1を受けてオン・オフす
る。
分割ビット線BLNと分割ビット線BL2とはトランス
フ1ゲートトランジスタQT3を介して接続され、相補
分割ビットii[BLNと相補分割ビットaBL2とは
トランスファゲートトランジスタQT4を介して接続さ
れる。トランス71ゲートトランジスタQT3.QT4
は第2の1〜ランスファ信号T2に応答してオン・オフ
する。分割ビット?1BL1は4Jゲートトランジスタ
QY1を介してデータバスW、BUに接続され、相補分
割ビット線BL1はa」ゲートトランジスタQY2を介
して咽?il f−タバスIBUに接続される。列ゲー
トトランジスタQY1.QY2はでのゲートに列選択信
号y2受けてオン・オフする。
分割ビット線の各々にはメモリ容看に応じた改の?!!
数のメモリセルが接続されるが、ここでは代表的に分割
ビットflBL2に接読されるメ[リセルMCIのみを
示す。メモリセルMC1は、1四のnチャネルMoSト
ランジスタQsと1個のキャパシタCsとからi構成さ
れる。トランジスタQSは、その一方導通端子がビット
IBL2に接続され、そのゲートがワードmWL1の一
部を構成し、その他方導通端子がキャパシタCsの一方
電極に溌袂される。キせバシタC5はその他方[iがメ
モリセルプレート電位v、Gに接続される。
キャパシタCsは情報を電荷の形態で記憶し、トランジ
スタQsはワード!!JWLI上の電位に応答してオン
状態となってキャパシタCsとビット線BL2とを電気
的に接続する。
第5図は第4図に示される回路の動作波形図である。但
し第5図においては第4図の回路に示されるメモリセル
MCIに情報“0″が記憶された状態、すなわちメモリ
セルMCIのキャパシタO5が充電されていない状態に
おける動作波形を示している。以下、第4図および第5
図を参照して回路動作について間車に説明する。
時刻【Oに第1のトランスファ信@T1が°゛L”とな
り、トランスファゲートトランジスタQTI。
QT2がオフ状態となり、分割ビット11!BLNと分
割ビット線BL1が電気的に分離され、かつ相補分割ビ
ット線BLNと相補分割ビットIBL1とが電気的に分
離される。ここで1時刻to以前において、各分割ビッ
ト線BL1.811.BL2、B10.BLN、BLN
は図示しない手段により中11!1m位(Vcc−Vs
s) 、/2ニア1Jチp−シされている。
時刻t1において、図示しないアドレスデコーダ手段か
らの信号によりワード線WL1が選択され、ワードII
WLI上の電位がH″になると、メモリセルMCI内の
トランジスタQsがオン状態となり、キャパシタCsの
情報“0′″が分割ビット$11812上に読出され、
分割ビット線812上の電位が少し下がり、分割ビット
IBL2と相補分割ビット線BL2との間に電位差が生
じる。
時刻t2において、第1のセンスアンプ活性化信号SN
がI HHになると、センスアンプSAが活性化され、
分割ビット線対8L2.B10の電位差が拡大される。
すなわち、第1のセンスアンプ活性化信号SNに応答し
てセンスアンプ駆動トランジスタQN5が導通状態とな
り、センスアンプSA内のトランジスタQN1.QN2
のソースを接地電位VSSに接続する。分割ビット線B
LN上の電位は、相補分割ビット線BLN上の電位より
低いので(トランスフ7ゲー1−QT3.QT4は第2
トランスフア信号T2が“H”であり、導通状態である
)、分割ビット線81Nすなわち分割ビットl1BL2
上の電位はトランスファゲートQT3およびセンスアン
プSAのトランジスタQN1を介して接地電位Vss近
くまで放電される。
一方、相補分割ビット線8L2.BLN上の電位はトラ
ンジスタQN2がほぼオフ状態であり、中間電位付近に
保たれる。
時刻℃3において、第2のリストア回路活性化信号SP
2が“L ITになると、第2のリストア回路RE2が
活性化され、相補分割ビットIIBL2上の電位が電源
電位Vcc近くまで引上げられ、分割ビット1lBL2
と相補分割ビット1iBL2との間の電位差はさらに拡
大される。リストア回路RE2の動作はセンスアンプS
Aの動作の極性を反転したものと同一である。すなわち
、接地電位近傍の電位を有する分割ビット線BL2によ
りトランジスタQP4が導通状態となり、トランジスタ
QP4.QP6を介して相補分割ビット線BL2がEl
源電位VCOレベル近くまで充電される。これにより分
割ビット線対BL2.8L2の電位差はさらに拡大され
る。
時刻i4において、第1のトランスファ信号T1が再び
“H”になるとトランスファゲートトランジスタQT1
.QT2が導通状態となり、分割ビット線BLN、8L
1および相補分割ビット線BLN、BL1をそれぞれ接
続する。これにより分割ビット線BLNおよび相補弁v
1ビットI!BLK上の電位が分割ビットIi、BL1
および相補分割ビット線BLI上にそれぞれ伝達される
。この結果、分割ビット線BL1の電位はトランスファ
ゲートトランジスタQT1およびセンスアンプSAを介
して接地電位Vss近くまで放電され、一方、相補分割
ビットl1BLI上の電位はトランスファゲートトラン
ジスタQT2.QT4およびリストア回路RE2を介し
て引上げられる。
時刻【5において、第1のリストア回路活性化信号SP
1が“L”になると、第1のリストア回路RE1が活性
化され、相補分割ビット線BLI上の電位は電I!電位
vcci近まで引上げられる。
時刻t6において、図示しない列デコーダ回路出力によ
り、列選択信号Yが°“H”になると、相補分割ビット
線BL1および分割ビット1iBLlがそれぞれ相補デ
ータバスIBLJ、データバス線BUと接続され、分割
ビットImBL1およびsTlの電位がデータバス[1
BLJおよびBUにそれぞれ伝達され、メモリセルMC
Iに記憶された情報゛0”が読出される。
以上のように、メモリセルMC1のキャパシタQsに記
憶された情報は、まず分割ビット線BL2上に読出され
、分割ビット線対BL2.812における電位差がセン
スアンプSAで増幅される。
このとき、低電位の分割ビット?!BL2の電位はトラ
ンスファゲートトランジスタQT3を介してセンスアン
プS Aで接地電位Vss付近まで放電される。通常折
返しビット線構成のダイナミックRAMにおいては、ビ
ット線はアルミニウムまたは高融点金属の硅化物等の低
抵抗材料で形成される。
これによりビット線抵抗を低くすることができ、ビット
線によるRC遅延を小さくすることが、でき。
ビット線上の電位の放電を速くすることができる。
しかし、上jホのように、シェアード・センス・アンプ
構成のダイナミックRAMにおいては、メモリセルが接
続される分割ビット線とセンスアンプとの間にトランス
ファゲートトランジスタが設けられるため、このトラン
ジスタ部分においては低抵抗材料でビット線を形成する
ことができない。
また、第4図に示すように、トランスファゲートトラン
ジスタは各分割ビット線に対応して設ける必要があり、
ビット線のピッチ〈ビット線の幅とビット線の間隔との
和)ごとに設ける必要があるため、トランジスタ幅はビ
ット線のピッチと同程度またはその2倍程度にしかする
ことができない。
ビット線のピッチは、たとえば1メガピツトダイナミツ
クRA〜1においては3μm程度になるため、トランジ
スタゲートトランジスタのトランジスタ幅は数μl程度
以下に限定される。このため、トランジスタ長は予めそ
の最小値が限定されているので、トランスファゲートト
ランジスタのトランス・コンダクタンスg、が小さくな
り、センスアンプ動作時に分割ビットねの放電が遅延す
るという問題点があった。
さらに、トランスフ1ゲートトランジスタのソースおよ
びドレインは基板またはウェル内に設けられた拡@層に
より形成されるため、基板またはウェルを介した。ノイ
ズがビット線に伝達され、センスアンプがこのノイズの
影響を受けて誤動作するという問題点もあった。
第6図は他の従来のダイナミック・ランダム・アクセス
・メモリの構成の一部を示す図であり、たとえば特開昭
59−101093号公報に示されている。第6図にお
いて、ビット線は3つのブロックに分割され、かつ回路
はすべてnチャネルMOSトランジスタのみで構成され
ている。
第1の分割ビット線対BL4.BL4には、リセット信
号R8Tに応答して活性化され、各分割ビット線BL4
.BL5.BL6.814.BL5、B10を中間電位
(Vcc −V ss) 、−’ 2にプリチャージす
るためのビット線プリチャージ回路BCと、リセット信
号’RS Tとアクティブプルアップ信号APEとに応
答して、分割ビット線対BL4.8L4上の電位のうち
高い電位の分割ビット線の電位をff11!電位Vcc
レベルにまで昇圧するアクティブプルアップ回路APと
が設けられる。
分割ビット線対BL5.BL5および分割ビット線対B
L6.8L6にはそれぞれメモリセル。
センスアンプSA5.SA6が設けられろ。分割ビット
の対BL5.BL5およびB10.B10にはメモリ容
量に応じたメモリセルが接続されるが、第6図において
は分割ビットIBL5に接続されるメモリセルMC1の
みを代表的に示している。
各分割ビット線間にはトランスファ信号BSCに応答し
てオン・オフするトランスファゲートトランジスタQT
1〜QT4がそれぞれ設けられる。
分割ピッ)−aBL4.B10はそれぞれトランスファ
ゲートQY1.QY2を介してデータバスBU、SUに
接続される。
列選択トランスファゲートトランジスタQY1およびQ
Y2は、図示しないアドレスデコーダ回路からの列選択
信号Yによりオン・オフ制御される。
また、センスアンプSA5.SA6はそれぞれセンスア
ンプ活性化信号SN5.SN6により活性化される。
メモリセルMC1は1個のトランジスタQsと1個のキ
ャパシタC8とから構成される。トランジスタQsは、
そのゲートがワード1WL1の一部を構成し、その一方
導通端子は分割ビット線BL5に接続され、その他方導
通端子はキャパシタCsの一方電極に接続される。キャ
パシタC3の他方電極はメモリセルプレート電位Vlc
に接続される。メモリセルMC1のトランジスタQsは
ワード1lWLl上に与えられる電位に応じてオン・オ
フし、キャパシタCsを分割ビット1ilBL5に電気
的に接続する。
第7図は第6図に示される回路の動作を示す波形図であ
り、メモリセルMCIのキャパシタO6が充電されてい
ない状態、すなわち情報” o ”が記1!されている
場合のデータ読出時におけるIa作波形図である。以下
、第6図および第7図を参照して第6図に示される回路
の動作について説明する。
時刻【0以前においては、トランスファ信号BSCおよ
びリセット信号RSTが共に゛HHレベルであり、トラ
ンスフ1ゲートトランジスタQT1〜QT4はすべてオ
ン状態となっている。したがって、分割ビット線BL4
.BL5.BL6が互いに接続され、かつ相補分割ビッ
ト綿BL4゜B10.B10も互いに接続される。また
、リセット信号R8Tが“H”になっているので、この
°“H”のリセット信@R8Tに応答してビット線プリ
チャージ回路BCが活性化され、各分割ピッt−hIA
8m4.8L5.B10.B10.B10゜B L 6
 G;を中間電位(Vcc−Vss) 、、/2ニフ!
Jチty−ジされる。
時刻【Oにおいて、1〜ランスファ信号BSGおよびリ
セット信号R8Tが共に°゛L″になり、各トランスフ
ァゲートトランジスタQT1〜QT4がオフ状態となり
、各分割線が分離され、かつビット線プリチャージ回路
BCが不活性化される。
時刻【1において、図示しないアドレスデコーダ回路出
力により、選択されたワード線WL1の電位がH”にな
ると、メモリセルMC1のトランジスタQsがオン状態
となり、キャパシタC8の情報がビットl1BL5上に
読出され、分割ビット線BL5の電位が少し下がり1分
割ビット線対BL5.8L5に電位差が生じる。
時刻t2において、センスアンプ活性化信号SN5が“
H″になると、センスアンプSN5が活性化され、分割
ビット線対BL5.BL5の電位差が拡大される。
時刻【3において、トランスファ信@8SCがHIIに
なると、トランスファゲートトランジスタQT1〜QT
4がすべてオン状態となり1分割ビット1IBL5およ
び相補分割ビットl1BLS上の電位は1分割ビットl
1BL4.B10および相補分割ビット線BL4.8L
6上にそれぞれ伝達される。
時刻t4において、センスアンプ活性化信号SN6が“
HIIになることによりセンスアンプSA6が活性化さ
れ1分割ビット線対BL6.BL6における電位差が拡
大され、したがって分割ビット線対BL4.BL4およ
び分割ビット線対BL5、B10における電位差がさら
に拡大される。
時刻【5において、アクティブプルアップ信号A P 
Eが“HIIになるとアクティブプルアップ回路APが
活性化され、相補分割ビット線BL4゜B10およびB
10上の電位が74源電位Vcc付近まで引上げられる
次に図示しないアドレスデコーダ回路からの列選択信号
Yが“HITとなることにより列選択ゲートトランジス
タQY1およびQY2がオン状態となり、分割ビット線
BL4および相補分割ビット、線B10上の電位がデー
タバスl1BUおよび相補データバス$118U上にそ
れぞれ伝達され、メモリセルMC1が有する情報“O″
が読出される。
上述のように、第6図に示す回路においては、各分割ビ
ット線対ごとにセンスアンプが設けられているが、アク
ティブプルアップ回路は各分割ビット線対ごとには設け
られておらず、折返しビット線を構成する1対のビット
線に対し1個設けられているだけである。このため、ア
クティブプルアップ回路動作時には、1個の7クチイブ
プルアップ回路によってビット線1本全体の電位を引上
げる必要があり、駆動能力の大きなアクティブプルアッ
プ回路が必要となる。このことはアクティブプルアップ
回路が占有する面積を増大させることになり、半導体メ
モリの高集積化に対する障害になるという問題点があっ
た。
さらに、アクティブプルアップ回路によって各分割ビッ
ト線の電位をまたは各相補分割ビット線の電位を電源電
位Vccレベルまで引上げるために  −は1分割ビッ
ト線および相補分割ビット線をそれぞれ接続するトラン
スファゲートトランジスタのしきいM’R圧を考慮して
、トランスファゲートトランジスタに与えられるゲート
電位、すなわち。
トランスファ信号BSCの“H”レベルを?12111
m位Vcc以上に昇圧する必要がある。しかしながら、
半導体記憶装置の集積度が上がるにつれ、そこに形成さ
れるMOSトランジスタのゲート酸化膜は薄くなる傾向
にあり、たとえば1メガビットダイナミックRAMでは
、200〜300A程度にされている。このため、ゲー
ト電位を′R源電位以上に昇圧することはゲート酸化膜
の絶縁破壌等がもたらされることになり、ゲート酸化膜
の信頼性を悪化させるという問題点があった。
[発明が解決しようとする問題点1 以上のように、従来の半導体メモリのビット線の構成に
おいては、センスアンプ動作時に(相補)分割ビット線
の放電が遅延し、メモリの高速動作が妨げられる、ビッ
ト線上のノイズの影響を受けやすく半導体メモリの動作
マージンを大きくするのが困難である、トランスファゲ
ートトランジスタのゲート酸化膜の信頼性が悪化するな
どの間噴点があった。
それゆえ、この発明の目的は上述のような従来の半導体
メモリの問題点を除去し、情報の続出が高速かつ安定し
て行なわれるとともにゲート酸化膜の信頼性の高い半導
体メモリを提供することである。
[問題点を解決するための手段] この発明における半導体メモリは、各分割ビット線対ご
とにセンスアンプおよびリストア回路を設け、ざらに各
分割ビット線間を接続するトランスファゲートを、その
トランスファゲートに接続される分割ビット線にそれぞ
れ接続されるリストア回路のうら先に動作するリストア
回路の活性化信号をトリがとして発生される信号により
オン状態とするようにしたものである。
[作用] この発明における半導体メモリにおいて、各分割ビット
線対ごとに設けられたセンスアンプおよびリストア回路
は1分割ビット線対上に現われた読出しデータによる電
位差を確実に増幅することができて読出信号のSN比を
改善し、かつ分割ビット線を接続するトランスファゲー
トはそれに接続される分割ビット線対の各々に響まれる
リストア回路のうち先に動作するリストア回路の活性化
信号をトリがとしてオン状態にされるので、分割ビット
線対の放電、充電を遅延なく行なうことができ、それ・
により確実なセンス動作および高速な続出を行なうこと
ができ、半導体メモリの動作マージンが拡大される。さ
らに、各分割ビット線はそれぞれに設けられたリストア
回路により電源電位レベルまで昇圧されるので1分割ビ
ット線を接続するトランスフ7ゲー]・トランジスタに
与えられるゲート電位を電源電位以上に昇圧する必要が
ないのでゲート酸化膜の信頼性、応じて半導体メモリの
信頼性が向上する。
[発明の実施例] 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。
第1図はこの発明の一実施例であるダイナミック・ラン
ダム・アクセス・メモリの一部の構成を示す図である。
第1図において、折返しビット線構成のビット線対は複
数個のブロック、第1図においては2個のブロックに分
割されている。
一方の分割ビット線対BL1.BLIには、分割ビット
線対BL1.BL1の電位差を検出して増幅するセンス
アンプSA1と、センスアンプSA1により増幅された
電位差を検出してさらに増幅するリストア回路RE1と
が設けられる。
センスアンプSAIは、そのドレインが分割ビット線B
L1に接続され、そのゲートの相補分割ビット線BLI
に接続され、そのソースがセンスアンプ駆動トランジス
タQN5の一方導通端子に接続されるnチャネルMoS
トランジスタQN1と、そのドレインが相補分割ビット
IIBLIに接続され、そのゲートが分割ビット1lB
L1に接続され、そのソースがセンスアンプ駆動トラン
ジスタQN5の一方導通端子に接続されるnチャネルM
OSトランジスタQN2とから構成される。センスアン
プSAIを活性化するためのセンスアンプ駆動トランジ
スタQN5は、他方導通端子が接地電位Vssに接続さ
れ、そのゲートにセンスアンプ活性化信号SNIを受け
る。
リストア回路REIは、そのドレインが分割ビット線B
L1に接続され、そのゲートが相補分割ビットMBL1
に接続され、そのソースがリストア回路駆動トランジス
タQP5の一方導通端子に接続されるρチャネルMOS
トランジスタQP1と、そのドレインが相補分割ビット
線BL1に接続され、そのゲートが分割ビット1IAB
L1に接続され、そのソースがリストア回路駆動トラン
ジスタの一方導通端子に接続されるpチャネルMOSト
ランジスタQP2とから構成される。リストア回路駆動
トランジスタQP5の他方導通端子は電11!電位Vc
cに接続され、そのゲートにリストア回路活性化信号S
P1を受ける。
他方の分割ビット線対BL2.BL2には、分割ビット
線対8L2.8L2の電位差を検出して増幅するセンス
アンプSA2と、センスアンプSA2により増幅された
電位差を検出してさらに増幅するリストア回路RE2と
が設けられる。
センスアンプSA2は、そのトレインが分割ビット線B
L2に接続され、そのゲートが相補分割ビット1UBL
2に接続され、そのソースがセンスアンプ駆動トランジ
スタQN6の一方導通端子に接続されるnチャネルMO
SトランジスタQN3ど、そのドレインが相補分割ビッ
トmBL2に接続され、そのゲートが分割ビット線BL
2に接続され、そのソースがセンスアンプ駆動トランジ
スタQN6の一方導通端子に接続されるnチャネルMO
SトランジスタQN4とから構成される。nチャネルM
OSトランジスタからなるセンスアンプ駆動トランジス
タQN6の他方導通端子は接地電位Vssに接続され、
そのゲートにセンスアンプ活性化信号SN2を受ける。
リストア回路RE2は、ドレインが分割ビット線BL2
に接続され、そのゲートが相補分割ビット!BL2に接
続され、そのソースがリストア回路駆動トランジスタQ
P6の一方導通端子に接続されるpチャネルMOSトラ
ンジスタQP3と、そのドレインが相補分割ビットIB
L2に接続され、そのゲートが分割ビット1BL2に接
続され。
そのソースがリストア回路駆動トランジスタQP6の一
方導通端子に接続されるpチャネルMOSトランジスタ
QP4とから構成される。nチャネルMOSトランジス
タからなるリストア回路駆動トランジスタQP6の他方
導通端子は電源電位VCOに接続され、そのゲートにリ
ストア回路活性化信号SP2を受ける。
分割ビット綿BL1と分割ビット線BL2とはトランス
ファゲート1〜ランジスタQT1を介して接続され、相
浦分削ビット線BL1と相補分割ピッ1〜l’A B 
L 2とはトランスファゲート1〜ランジスタQT2を
介して接続される。トランスフアゲ−1〜トランジスタ
QT1.QT2のゲートには、リストア回路活性化信号
SPI、SP2のうち先に活性レベルとなるリストア回
路活性化信号をトリがとして活性レベルとなるトランス
フ1信号Tが与えられる。トランスファ信号Tを発生す
るトランス71信号発生回路TGは、リストア回路活性
化信号SP1.SP2を受けて否定論理積をとって出力
するN A N Dゲートを含む回路で構成される。第
1図においてはNANDゲー1−とNANDゲート出力
を受けて反転して出力する2段のインバータ回路とから
なる構成が一例として示される。
分割ビット線対BL1.811と読出された情報を転送
するためのデータバス線BU、BUとはそれぞれ列ゲー
ト・トランジスタQY1.QY2により接続される。列
ゲート[・ランジスタQY1゜QY2のゲートには、図
示しないアドレスデコーダ回路からの列選択信号Yが加
えられる。
各分割ビット線対にはメモリ容最に応じた数のメモリセ
ルが接続され、それぞれ分割メモリセルアレイCAL1
.0AL2が構成されるが、第1図においては代表的に
分割ビットl1lBL2に接続されたメモリセルMC1
のみを示す。メモリセルMC1は、そのゲートがワード
線W−Llの一部を構成し、その一方導通端子が分割ビ
ット線BL2に接続され、その他方導通端子がキャパシ
タC5の一方電極に接続されるnチャネルMoSトラン
ジスタQsど、その一方ff1ffiがトランジスタQ
sの他方導通端子に接続され、その他方電極がメモリセ
ルプレート電位V、cに接続されるキャパシタC3とか
ら構成される。キャパシタC5が情報を電荷の形態で記
憶する。ワードnWL1は、図示しないアドレスデコー
ダ回路からの出力により、選択された場合に活性レベル
(Hレベル)にされる。   ・ 第2A図は第1図に示されろ回路の動作を示す波形図で
あり、メモリセルMC1に情報” o ”が記憶されて
いる場合の動作を示す波形図である。
以下、第1図および第2A図を参照して回路の動作につ
いて説明する。
時刻to以前においては、分割ビットl!BL−1゜B
Ll、B10.8L2は図示しない手段により中間W位
(Vcc −Vss) 、/ 2にプリチャージされて
おり、またトランスファゲートトランジスタQT1.Q
T2に与えられるトランスファ信号Tは”L″であり、
各分割ビット線間は分離されている。
時刻10において、図示しないアドレスデコーダ手段に
よりワード線WL1が選択されワード線WLI上の電位
が“H”になると、メモリセルMC1のトランジスタQ
sがオン状態となり、そのキャパシタC5が有する情報
パ0°゛が分割ビット線BL2上に読出され、分割ビッ
ト線BL2の電位が少し下がり(この電位変化量はキャ
パシタO5と分割ビット線BL2の容量比によって決定
される)1分割ビット線対BL2.BL2において1位
差が生じる。
時刻t1においてセンスアンプ活性化信号SN2が“H
”になると、センスアンプSA2が活性化され1分割ビ
ットIIBL2.BL2における電位差が拡大される。
すなわち、相補分割ビット線BL2上の電位は中間電位
付近に保たれるが、低電位の分割ビット線BL2の電位
はセンスアンプSA2を介して(トランジスタQN3.
ON6を介して)接地電位Vss近くまで放電される。
時刻t2において、リストア回路活性化信号SP2が“
L”になると、リストア回路駆動トランジスタQP6が
導通状態となり、リストア回路RE2が活性化され、中
間電位レベルの相補分割ビットl1BL2上の電位がリ
ストア回路RE2を介して電源電位Vcc近くまで引上
げられ、分割ビット線対BL2.BL2における電位差
がさらに拡大される。
時刻t3において、リストア回路活性化信号SP2の°
°L″への移行をトリがとして発生されるトランスファ
信号発生回路TGからのトランスファ信号丁がH”にな
ると、トランスファゲートトランジスタQT1.QT2
がオン状態となり、各分割ビット線が接続される。これ
により分割ビットIIBL2および相補分割ビット1l
BL2上の電位が分割ビット線BLIおよび相補分割ビ
ット11BLI上にそれぞれ伝達される。これにより、
分割ビット線BL1の電位は、トランスファゲートトラ
ンジスタQT1#よびセンスアンプSA2を介して放電
され始め、一方相補分割ビット線百L1上の電位はトラ
ンスファゲートトランジスタQT2およびリストア回路
RE2を介して中間電位から引上げられ始める。
時刻(4において、センスアンプ活性化信号SN1が“
H”になると、センスアンプ駆動トランジスタQN5が
オン状態となり、センスアンプSA1が活性化され、分
割ビット線BLIの電位が接地電位Vss近くまで高速
で放電される。
時刻t5において、リストア回路活性化信号SP1が“
L″になると、リストア回路駆動トランジスタQP5が
オン状態となって、リストア回路RE1が活性化され、
相補分割ビット線BLIの電位がffi!l!電位yc
c近くまで引上げられる。
時刻【6において、図示しない列アドレスデコーダ手段
からの信号によりこのビット線が選択され1列選択信号
YがH′′になると、列ゲートトランジスタQY1およ
びQY2がオン状態となり、分割ビット線対BL1.B
L1はデータバス轢BU、B(Jに接続される。これに
より、分割ビット線対BL1.811の電位がデータバ
スmsu。
BU上に伝達され、選択されたメモリセルMC1に記憶
されていた情報“0”が読出される。
ここで、センスアンプSA1.8A2およびリストア回
路RE1.RE2のそれぞれのうちいずれを先に活性化
するかは、いずれのメモリセルアレイに含まれるメモリ
セルが選択されたかによって決定され、たとえばワード
アドレス信号の値に応じて決定される。したがって、メ
モリセルアレイCALI内のメモリセルが選択された場
合には、センスアンプSA1およびリストア回路RE1
がセンスアンプSA2およびリストア回路RE2より先
に活性化される。
第2Blffiは、選択されたメモリセルMC1のキャ
パシタC8が充電されている状態、すなわち情報゛1”
が記憶されている場合のデータ読出動作を示す波形図で
ある。以下、第1図、第2B図を参照して情報“1Nを
読出す動作について説明する。
各分割ビット線および相補分割ビット線のプリチャージ
およびトランスファ信号Tが“L″になる動作は上述の
情報が“0″′の場合と同様に行なわれる。
時刻【Oにおいて、図示しないデコーダ手段からの出力
により選択されたワード線WL1の電位が“H″になる
と、メモリセルMC1内のトランジスタQsがオン状態
となり、そのキャパシタC3の有する情報が分割ビット
線8m2上に読出される。これにより分割ビット#BL
2上の電位が少し上がり、分割ビット線対8L2.BL
2における電位差が生じる。
時刻t1において、センスアンプ活性化信号SN2がH
°′になると、センスアンプ駆動トランジスタQN6が
オン状態となり、センスアンプSA2が活性化され、分
割ビット線対BL2.8Liにおける電位差が拡大され
る。すなわち、分割ビットaBL2の電位は前記中間電
位より少し高い電位に保たれるが、相補分割ビットII
BL2上の電位はセンスアンプSA2を介して(トラン
ジスタQN4.ON6を介して)接地電位VSS近くま
で放電される。
時刻【2において、リストア回路活性化信号SP2が“
L +tになると、リストア回路RE2がトランジスタ
QP6を介して活性化され、分割ビット線8L2上の電
位がリストア回路RE2を介して電源電位VCC近くま
で引上げられ1分割ビット線対8L2.8L2における
電位差がざらに拡大される。
時刻【3において、トランスファ信号発生回路TGにお
いてリストア回路活性化信号SP2の”L″への移行を
トリがとして発生されるトランスファ信号Tが°゛H″
になると、トランスフ1ゲートトランジスタQT1.Q
T2がオン状態となリ、分割ビット線BL2および相補
分割ビット線BL2上の電位が分割ビット$18線およ
び相補分割ビット線りLl上にそれぞれ伝達される。こ
れにより、分割ビットIBLIの電位はトランスファゲ
ートトランジスタQT1およびリストア回路RE2を介
して引上げられ始め、一方、相補分割ビットI!1lB
L1の電位はトランスファゲートトランジスタQT2お
よびセンスアンプSA2を介して放電され始める。
時刻t4において、センスアンプ活性化信@SN1がH
”になると、センスアンプSA1がセンスアンプ駆動ト
ランジスタQN5を介して活性化され、相補分割ビット
線BL1の電位が接地電位Vss近くまで高速でtIl
電される。
時刻t5において、リストア回路活性化信号SP1が′
L”になると1分割ビットfaBL1の電位が活性状態
のリストア回路REIを介して電源電位Vce近くまで
引上げられる。
時刻t6において、回示しないアドレスデコーダ手段か
らの列選択信号Yが゛Hパになり、このビット線が選択
されると、列ゲートトランジスタQY1.QY2がオン
状態となり、分割ビット線対BL1.BL1の電位がそ
れぞれデータバス糟BtJ、BIJ上に伝達され、メモ
リセルMC1の情報“1″が読出される。
第3図は第1図に示されるトランスファ信号発生回路の
具体的構成の一例を示す図である。第3図において、N
ANDゲートは、pチャネルMOSトランジスタQG3
.0G4と、nチャネルMOSトランジスタQG1.0
G2とから構成される。トランジスタQG3. トラン
ジスタQG4は、それぞれリストア回路活性化信@SP
2.8P1をそれぞれそのゲートに受け、それぞれの一
方導通端子が互いに接続されかつ電源電位Vccに接続
され、それらの他方導通端子は出力端子に接続される。
nチャネルMOSトランジスタQG1は、その一方導通
端子が出力端子に接続され、そのゲートにリストア回路
活性化信号SP2を受け、その他方導通端子がMoSト
ランジスタQG2の一方導通端子に接続される。nチャ
ネルMoSトランジスタQG2の一方導通端子はMOS
トランジスタQG1の他方導通端子に接続され、そのゲ
ートにリストア回路活性化信号SP1を受け、その他方
導通端子は接地電位Vssに接読される。
第1のインバータ回路は、NANOゲート出力をそのゲ
ートに受ける相補接続されたpチャネルMoSトランジ
スタQG6とnチャネルMoSトランジスタQG5とか
ら構成される。pチセネルMOSトランジスタQG6の
一方導通端子は電源電位Vccに接続され、nチャネル
MO3)−ランジスタQG5の他方導通端子は接地電位
Vssに接続される、 第2のインパークは、第1のインバータ回路出力をその
ゲートに受けろ相補接続されたpTFヤネルMoSトラ
ンジスタQG8とn−FpネルM OSトランジスタQ
 G 7とから構成される。、r+9−ヤネルMO8l
−ランジスタQG8の一方導通端子は電源電位Vccに
接続され、nチャネルMO3t−ランジスクQG7の他
方導通端子は接地電位VSSに接続される4第2のイン
パーク回路出力がトランスファ信号Tとなる。
上述の回路構成をとることにより、リストア回路活性化
信号SP1およびSF3のうちどちらか一方が°゛L″
になることによってトリガされ、トランスファ信号Tが
°“H”になる。すなわち、たとえば第2A図において
1時刻t2においてリス。
ドア回路活性化信号SP2がL”になると1分割ビット
線対BL2.BL2上の電位が拡大され安定した後の時
刻t3においてトランスファ信号下が“H″′となり分
割ビット線対をそれぞれ接続する。これによりビット線
上のノイズの影響を除去することができ、ノイズマージ
ンが拡大される。
なお、上記実施例においては、センスアンプがnチャネ
ルMOSトランジスタで構成され、リストア回路がpチ
ャネルMO8L−ランジスタで構成された場合について
説明したが、これらを各々逆の導電形を持つトランジス
タで構成しても、活性化信号の橿゛性を適当に選択する
ことにより上記実施例と同様の効果を得ることができる
また、上記実施例においては、トランスファゲ−トラン
ジスタおよび列ゲートトランジスタにnヂVネルMOS
トランジスタを用いた場合について説明しているが、こ
れらに各々異なる導電形のトランジスタを用いた場合に
おいてもそのゲートに与えられる信号を適当に選択する
ことにより上記実施例と同様の効果を得ることができる
さらに上記実施例においては、メモリセルに含まれる選
択トランジスタがnチャネルMO8i−ランジスタであ
る場合について示しているが、ワード線の電位を適当に
選択することにより、pチャネルMOSトランジスタを
用いても上記実施例と同様の効果を得ることができる。
またさらに、上記実施例においては、トランスファ信号
発生回路がNANDゲートと2段のインバータ回路によ
り構成されている場合について示しているが、他の段数
のインバータ回路を用いた場合、またはNANDゲート
のみを用いた場合、ざらには他の回路形式を用いた場合
にあっても、リストア回路活性化信号のうちの先に活性
レベルになる信号をトリがとして活性レベルになるトラ
ンスファ信号を発生する回路構成であれば、どのような
回路構成であってもよく、上記実施例と同様の効果を得
ることができる。
さらに上記実施例においては、ビット線対が2個のブロ
ックに分割された場合について示しているが、この分別
されるブロックの数は2個に限定されず他の数に分割し
た場合においても上記実施例と同様の効果を得ることが
できる。
C発明の効果] 以上のように、この発明によれば、各分割ビット線対ご
とにセンスアンプおよびリストア回路を設け、さらに各
分割ビットi間を接続するトランスファゲートトランジ
スタを、そのトランスファゲート!・ランジスタに接続
される分割ピッ1〜II(相補分割ビット線)に各々接
続されるリストア回路のうち先に活性化されるリス1−
7回路に対するリストア回路活性化信号をトリガとして
発生される信号によってオン状態とするようにしたので
、センス動作を高速かつ安定に行なうことができ、半導
体メモリの動作マージンが拡大されるとともに、トラン
スファゲートトランジスタに与えられるゲート電位を電
源電位以上に昇圧する必要がないので、ゲート酸化膜の
信頼性が向上し、応じて半導体メモリの信頼性が向上す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例である半導体メモリの一部
の構成を示す図である。第2A図は第1図の回路動作を
示す波形図であり、選択されたメモリセルが情報” o
 ”を記憶している場合の動作を示す図である。第2B
図は第1図に示される回路動作波形図であり、選択され
たメモリセルが情報゛1”を記憶している場合の動作を
示す波形図である。第3図は第1図に示されるトランス
ファ信号発生回路の具体的構成の一例を示す図である。 第4図は従来のダイナミックランダムアクセスメLりの
一部の構成を示す図である。第5図は第4図に示される
回路の動作波形図であり1選択されたメモリセルに情報
” o ”が記憶されている場合の動作を示す波形図で
ある。第6図は他の従来のダイナミックランダムアクセ
スメモリの一部の構成を示す図である。第7図は第6図
に示される回路の動作波形図であり、選択されたメモリ
セルが情報″Oパを有する場合の動作を示す波形図であ
る。 図において、CALl、0AL2はメモリセルアレイ、
M C1はメモリセル、BLI、BLI。 B10.B10は分割ビット線、QTl、QT2はトラ
ンス71ゲー1−トランジスタ、SA1.SA2はセン
スアンプ、REl、RE2はリストア回路、QYl、Q
Y2は列ゲートトランジスタ、TGはトランスファ信号
発生回路、BU、BLIはデータバス線である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)折返し形ビット線構成を有する複数のビット線対
    と、前記複数のビット線対の各々が複数個のブロックに
    分割され、1本のビット線は複数個の分割ビット線から
    構成されており、 各々が、前記複数のワード線のうちの対応するワード線
    および前記複数個のビット線対を構成するビット線のう
    ちの対応するビット線に接続される複数個のメモリセル
    と、 前記複数個のブロックに分割されたビット線対の各々に
    対して設けられ、前記複数個のワード線のうちの1本の
    ワード線が選択された後、当該分割ビット線対上の信号
    レベル差を検出して、該信号レベル差を増幅する複数個
    のセンスアンプと、前記複数個のブロックに分割された
    ビット線対の各々に対して設けられ、前記センスアンプ
    により増幅された分割ビット線対上の信号レベル差を検
    出してさらに増幅する複数個のリストア回路と、前記分
    割ビット線の各々に対して設けられ、隣接する分割ビッ
    ト線間を電気的に接続するための第1のスイッチング手
    段と、 前記複数個のリストア回路を、前記選択されたワード線
    が含まれるブロック内に設けられたリストア回路から順
    に予め定められた順序で活性化するための信号を発生す
    る制御回路と、 前記制御回路からの制御信号のうち少なくとも互いに隣
    接するブロックの各々に含まれるリストア回路に対する
    制御信号に応答して、当該隣接するブロックの分割ビッ
    ト線を互いに接続する第1のスイッチング手段の動作を
    制御するスイッチ制御手段とを備え、 前記スイッチ制御手段は、当該隣接するブロック内に含
    まれるリストア回路に対し先に発生される活性化信号に
    応答して該第1のスイッチング手段を導通状態にするこ
    とを特徴とする、半導体メモリ。
  2. (2)前記第1のスイッチング手段はトランジスタを用
    いたトランスファゲートにより構成されることを特徴と
    する、特許請求の範囲第1項記載の半導体メモリ。
  3. (3)前記スイッチ制御手段は、前記制御回路からの制
    御信号のうち少なくとも隣接するブロック内に含まれる
    リストア回路に対する制御信号をその入力とし、その否
    定論理積をとって出力するNANDゲートを含む回路で
    構成されることを特徴とする、特許請求の範囲1項記載
    の半導体メモリ。
  4. (4)前記スイッチ制御手段は、前記NANDゲートか
    らの出力信号を受けて反転して出力するインバータ回路
    をさらに含む、特許請求の範囲第3項記載の半導体メモ
    リ。
  5. (5)前記各ビット線対を構成する複数の分割ビット線
    対のうち、1対の分割ビット線対のみが第2のスイッチ
    ング手段を介してデータ読出線に接続されることを特徴
    とする、特許請求の範囲第1項記載の半導体メモリ。
  6. (6)前記第2のスイッチング手段は、前記各ビット線
    対を構成する分割ビット線対の各々に接続されるセンス
    アンプおよびリストア回路がすべて活性化された後に導
    通状態にされることを特徴とする、特許請求の範囲第5
    項記載の半導体メモリ。
  7. (7)前記第2のスイッチング手段は、トランジスタを
    用いたトランスファゲートにより構成されることを特徴
    とする、特許請求の範囲第5項記載の半導体メモリ。
  8. (8)前記第2のスイッチング手段は、ビット線対選択
    信号に応答して導通状態にされることを特徴とする、特
    許請求の範囲第5項記載の半導体メモリ。
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