JPS62260355A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPS62260355A
JPS62260355A JP61103404A JP10340486A JPS62260355A JP S62260355 A JPS62260355 A JP S62260355A JP 61103404 A JP61103404 A JP 61103404A JP 10340486 A JP10340486 A JP 10340486A JP S62260355 A JPS62260355 A JP S62260355A
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JP
Japan
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potential
circuit
reference potential
address buffer
generation circuit
Prior art date
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Pending
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JP61103404A
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English (en)
Inventor
Masaki Momotomi
正樹 百冨
Yasushi Sakui
康司 作井
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPS62260355A publication Critical patent/JPS62260355A/ja
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • 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
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C8/00Arrangements for selecting an address in a digital store
    • G11C8/06Address interface arrangements, e.g. address buffers

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的1 (産業上の利用分野) 本発明は、半導体集積回路装置に係り、特に基準電位発
生回路を有する半導体集積回路装置に関する。
(従来の技術) 近年、半導体集積回路は素子の微剛化、高集積化が急速
に進んでいる。これに伴い、集積回路チップ動作時の過
渡電流は増大する傾向にある。
特に半導体メモリにおいては、パッケージ寸法の制約か
らチップサイズは従来よりますます縦長になりつつある
。このため、チップ内部の電源配線の幅は細く、配線長
は長くなり、チップ内部のインピーダンス成分が増加す
る傾向が著しい。この様な傾向は特にセンスアンプを含
む回路の動作に大きい影響を与えている。
以上の問題を、1MビットdRAMを例にとって具体的
に説明する。いま、1本のビット線にメモリセルが12
8個接続され、チップは分割動作型を採用していると仮
定する。分割動作型とは、ピーク電流とアクセス時の消
費電流低減のために、チップのメモリアレイ領域を複数
に分割し、アクセス時に選択されたメモリアレイ領域の
みを動作させる方式である。例えば、4アレイ構成のd
RAMチップではそのうち2アレイ領域が選択的に動作
状態になるという制御が行われる。1MビットdRAM
の場合、ビット線の本数は冗長なビット線を除いて81
92本あるが、このうち4096本は分割動作方式のた
めに全く動作せず、動作するビット線のうち半数の20
48本のビット線がプリチャージ時あるいはアクティブ
時に充放電される。
一方半導体基板は、電源(Vcc)線、接地(Vss)
線、ビット線の拡散層等との間に容量を持ち、チップ動
作時に充放電されるビット線と基板とのブートストラッ
プ比r8は、ra#14し%]である。従ってビット線
がVssからVccへ、またV。CからVssへと変化
する際の基板電位Vsusの変動ΔVsueは、Vcc
−5Vとすると、 土ΔVsue−±(Vc c  Vs s ) ra=
±5Vx0.14 一±0.7V である。
また、アドレスバッファおよびデータインバッファのセ
ンスアンプに入力する基準電位(VREF)を発生する
VREF発生回路は、通常第2層多結晶シリコン膜を用
いた抵抗分割回路により構成され、かつVREFとして
長い配線が必要となり、このVREF配線と基板との容
量結合がある。
第3図は、このVREF配線の容量結合の様子を示す。
11が抵抗分割によるVRcF発生回路であり、その出
力端子からアドレスバッファ回路13その他のバッファ
回路に入るまでの長いVREF配線12を等価回路で示
している。この様な従来の構成でのVREF配線の基板
との容母結合比は約0.58である。このとき、基板電
位VsuaがΔVsue=±0.7V変動した際の基準
電位VREFの変動ΔVREFは、ΔVRE F =0
.58X <±0.7V)−±0.41V となる。
第4図は、以上のような基板電位Vsuaと基準電位V
REFの変動の様子を示す。VREFは通常1.6Vに
設定されるが、Vsueがアクティブ時のビット線放電
の際に一3■から−3,7■に低下すると、Vs u 
aとの容11合によって1.19Vまで低下し、反対に
プリチャージ時のビット線充電の際にVsueが−3,
7vから−3、OVまで上昇すると、2.01Vまで上
昇する。またVsuaは、−3,0Vから−3,7■ま
で低下しても少数キャリアが基板に注入されない限り再
び−3,0■へ復帰しないが、VREFは、第3図に示
すVREF線に附随する容量と抵抗の時定数によって1
.19Vから1.6■へ、また2、01Vから1.6V
へと元の電位に戻る。
以上のようにVREFのレベルはチップ動作に伴い、V
suaとの容量結合により振動する。このため、アドレ
スバッファ回路が誤動作する、という問題が生じる。
第5図は、ロウアドレス・ストローブ(RAS)が立下
がってからの時間経過とVREFの電位レベル変動の様
子を示す。Vccの値により異なるが、RASが立ち下
がってから30〜40nS経過するとビット線のセンス
アンプが動作し、前述したようにビット線が放電され、
基板とVR(Fの容量結合によりVREFレベルが低下
する。このため、VREFが低下した時にカラムアドレ
スバッファが動作すると、カラムアドレスバッファの論
理“○″の判定マージンがなくなり、誤動作する。これ
は、チップ外部からのアドレス入力AINの論理“O″
は、VI L−−1V〜0.8■と仕様で決められてい
るためで、VREFがセンスアンプのバラツキも含めて
0.8V以下になると、誤動作する。
第6図はRASが立上がってからの時間経過とVREF
の電位変動の様子を示す。これもVccにより異なるが
、RASが立上がってから40n3経過するとビット線
の充電が始まり、これによってVREFの電位レベルが
上昇する。このため、VREFの上昇中に次のアクティ
ブサイクルが始まり、RASが立ち下がることによって
ロウアドレスバッファが動作すると、ロウアドレスバッ
ファの論理11111の判定にマージンがなくなる。
これは、外部アドレス入力AINの論理“1″は■1□
−2.4V〜6.5■と仕様で決められているためで、
VREFがセンスアンプのバラツキも含めて2.4■以
上になると、誤動作する。
従来、アドレスバッファ回路に使用されるVREF発生
回路は、チップサイズの制約等から全て共通に使用され
て来たが、前述のようなノイズのため、誤動作やO”、
“1パの判定マージンの低下を引起こし易い。この様な
問題を解決するため、ロウアドレスバッファの基準電位
とカラムアドレスバッファの基準電位を異なった値にす
べく、本出願人は先に、それぞれに別個のVREF発生
回路を設けるという提案をしている。
しかしこの様に別個のVREF発生回路を別個のパター
ンで形成すると、周辺回路面積の増大をもたらし、また
チップ内のバラツキ等により整合がとりにくくなる、と
いう新たな問題が生じる。
(発明が解決しようとする問題点) 以上のように従来のdRAMでの基準電位発生回路構成
では基板電位変動の影響が大きく、バッファ回路等の動
作マージンが充分にとれず、動作マージンを充分にとろ
うとすると周辺回路が複雑になる、という問題があった
本発明はこの様な問題を解決した基準電位発生回路を持
つ半導体集積回路′a置を提供することを目的とする。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明は、dRAM等の半導体集積回路における基準電
位発生回路を、VccとVss間に少なくとも3個以上
直列接続された抵抗により構成し、その異なる接続ノー
ドから異なる値の複数の基準電位を得るようにしたこと
を特徴とする。
(作用) 本発明によれば、ノイズによる基準電位VREFの変動
に対して、予めその変動を考慮にいれた複数のVREF
を用意してそれぞれ必要な回路に供給することができる
。例えばdRAMにおいては、ロウアドレスバッファの
VREFとカラムアドレスバッファのVREFとを異な
る(直とし、ロウアドレスバッファの基準電位VREF
Rをカラムアドレスバッファの基準電位VREFCより
低くして、それぞれの回路の動作マージンを大きくする
ことができる。しかも複数の基準電位を実質的に一つの
基準電位発生回路で発生させるため、面積効率が高くな
り、チップ内のプロセスのバラツキに対しても安定な基
準電位を得ることができ、消費電力も低減することがで
きる。
(実施例〉 以下、本発明をdRAMに適用した実施例を説明する。
第1図は一実施例のd RA Mの要部構成な示す。基
準電位発生回路1は、図示のようにVCCとVss間に
3個の抵抗R1,R2、R3を直列接続して構成されて
いる。この様な抵抗分割回路のVss側のノードからカ
ラムアドレスバッファ回路用の基準電位VREFCを取
出し、VCC側のノードからロウアドレスバッファ回路
用の基準電位VREFRを取出している。これらの異な
る値のM準電位VREFR,VREFCがそれぞれ長い
信号線2t 、22を介してカラムアドレスバッファ回
路3.ロウアドレスバッファ回路4に供給される。そし
て各アドレスバッファ回路でチップ外部からのアドレス
人力AINと基準電位とを比較すること[こよって、ア
ドレスの°゛H゛H゛レベルL ”レベルを決定するよ
うになっている。
基準電位発生回路1を構成する抵抗は例えば多結晶シリ
コン膜により形成される。具体的な数値例を挙げると、
R1=25.1 kΩ、R2=6.9にΩ、R5−10
にΩに設定される。このとき、Vcc=5Vとすると、
カラムアドレスバッファ回路3用の基準電位はVREF
C=2、OlV、ロウアドレスバッファ回路4用の基準
電位はVRrFR=1.19Vとなる。即ち通常の基準
電位1.6■に対し、VREFCはo、4ivi<、V
REFRGtO,41V低く設定される。
第2図は、このように構成された基準電位発生回路を持
つ1MビットdRAMの場合の基準電位の時間変動の様
子を示す。先に説明したように基準電位はRASが立ち
下がってから30〜40nS経過した時、定常状態より
0.41V低下する。この時間はカラムアドレスバッフ
ァの動作時に一致する。また基準電位はRASが立上が
ってから40nS経過した時、定常状態より0.41■
上昇する。この時間はロウアドレスバッファ回路の動作
時に一致する。この実施例においては、ロウアドレスバ
ッファ回路4用の基準電位VREFRは予め従来の定常
状態の値より0.41V低く設定されているから、ノイ
ズにより0.41V上昇した時に、H°”レベル入力V
IHとL”レベル人力VILのマージンが等しくなる。
一方、カラムアドレスバッファ回路3用の基準電位VR
EFCは予め従来の定常状態の値より0.41V高く設
定されているから、ノイズで0.41V低下した時に、
VIHとVILのマージンが等しくなる。
以上のようにしてこの実施例によれば、容旦結合による
基準電位の変動があっても、ロウアドレスバッファ回路
およびカラムアドレスバッファ回路の動作マージンを充
分大きいものとしてこれらの誤動作を防止することがで
きる。しかも、異なる基準電位を発生する回路が実質的
に一つの回路で構成されているため、無駄にチップ面積
を占有することがなく、更にそれぞれ別個に基準電位発
生回路を形成する場合と異なり、プロセス・パラメータ
の影響も受けない。
なお実施例ではdRAMを説明したが、本発明はこれに
限られるものではない。即ち、d RA Mのロウアド
レスバッファ回路およびカラムアドレスバッファ回路は
、それぞれセンスアンプ部としてチップ外部からの入力
信号と基準電位との比較により、論理“Q II 、 
 111”を判定する一種のレベル判定回路を有するが
、同種のセンスアンプを含む他の半導体集積回路に本発
明を適用することができる。実施例では2種の基準電位
を発生する場合を説明したが、必要に応じて3種以上の
基準電位を発生する場合にも同様に本発明を適用できる
。基準電位発生回路の構成法として、実施例で示した抵
抗分割回路の他に、例えばトランジスタを電位分割素子
として用いて同様に異なる基準電位を実質的に一つの回
路で発生させるようにしてもよい。
[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、基板電位変動に伴う
基準電位変動の影響を低減した基準電位発生回路をもち
、信頼性向上を図った半導体集積回路を実現することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のdRAMの要部構成を示す
図、第2図はその動作を説明するための図、第3図は従
来のdRAMの基準電位発生回路部の構成を示す図、第
4図〜第6図はその問題点を説明するための動作信号波
形図である。 1・・・基準電位発生回路、VCC・・・電源電位、V
ss・・・接地電位、R1,R2、R3・・・抵抗(電
位分割素子)、21.22・・・信号線、3・・・カラ
ムアドレスバッファ回路、4・・・ロウアドレスバッフ
ァ回路、VREFC・・・カラムアドレスバッファ回路
用基準電位、VREFR・・・ロウアドレスバッファ回
路用基準電位。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第3図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電源電位と接地電位との間の所定の基準電位を出
    力する基準電位発生回路と、この基準電位発生回路から
    の基準電位と入力信号電位を比較して所定の出力信号を
    得るセンスアンプを含む回路とを有する半導体集積回路
    装置において、前記基準電位発生回路は、電源電位と接
    地電位間に3個以上の電位分割素子が直列接続され、こ
    の直列回路の異なるノードから得られる異なる値の複数
    の基準電位を出力するものであることを特徴とする半導
    体集積回路装置。
  2. (2)前記センスアンプは、チップ外部からの入力信号
    と前記基準電位発生回路からの基準電位との比較により
    論理“1”、“0”を判定する論理レベル判定回路であ
    る特許請求の範囲第1項記載の半導体集積回路装置。
  3. (3)前記センスアンプを含む回路として、チップ外部
    からのアドレス入力信号と前記基準電位発生回路からの
    基準電位との比較により内部アドレス信号を出力するロ
    ウアドレスバッファ回路およびカラムアドレスバッファ
    回路を有し、ロウアドレスバッファ回路とカラムアドレ
    スバッファ回路に前記基準電位発生回路からの異なる値
    の基準電位が与えられる特許請求の範囲第1項記載の半
    導体集積回路装置。
JP61103404A 1986-05-06 1986-05-06 半導体集積回路装置 Pending JPS62260355A (ja)

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