JPS63241787A - Semiconductor memory device - Google Patents

Semiconductor memory device

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Publication number
JPS63241787A
JPS63241787A JP62075100A JP7510087A JPS63241787A JP S63241787 A JPS63241787 A JP S63241787A JP 62075100 A JP62075100 A JP 62075100A JP 7510087 A JP7510087 A JP 7510087A JP S63241787 A JPS63241787 A JP S63241787A
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JP
Japan
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memory cell
bit line
type memory
memory cells
selection transistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP62075100A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuaki Takeshita
竹下 光明
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPS63241787A publication Critical patent/JPS63241787A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain high density, by constituting a memory cell of the one having selective transistors of a P-channel and an N-channel, and operating each memory cell is a prescribed reange of voltage. CONSTITUTION:Each memory cell is constituted by arranging the selective transistor (Tr) of the P-channel and the one of N-channel alternately in a direction of word line. When the readout of a P-type memory cell AP1 is performed, only the word line WL1 is dropped from a Vcc/2 to a low voltage side. Then, only the selective Rrs of the memory cell AP1 and A CP1 are turned ON. At this time, an adjacent N-type memory cell BN1 and the selective Tr remain at OFF state. The information in the AP1 appears on a bit line BL1, and BL2 to a sense amplifier, the information in the AP1 appears on the BL1, then, a small potential difference is generated, and the BL2 remains at original potential. This is used for the reference of the sense amplifer. Following that, the latch operation of the sense amplifier is performed, then, a prescribed readout operation is performed.

Description

【発明の詳細な説明】 A、産業上の利用分野 本発明は選択トランジスタとキャパシタからなるメモリ
セルを複数配列させてなる例えばDRAM (Dyna
+lic Randos Access Memory
)等の半導体記憶装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Industrial Field of Application The present invention is applicable to, for example, a DRAM (Dyna
+lic Randos Access Memory
) and other semiconductor memory devices.

B0発明の概要 本発明は、選択トランジスタとキャパシタからなるメモ
リセルを複数配列させてなる半導体記憶装置において、
そのメモリセルをPチャンネルの選択トランジスタを有
するメモリセルとNチャンネルの選択トランジスタを有
するメモリセルを用いて構成することにより、半導体記
憶装置の高密度化等を行うものである。
B0 Summary of the Invention The present invention provides a semiconductor memory device in which a plurality of memory cells each consisting of a selection transistor and a capacitor are arranged.
By configuring the memory cell using a memory cell having a P-channel selection transistor and a memory cell having an N-channel selection transistor, the density of the semiconductor memory device can be increased.

C9従来の技術 選択トランジスタとキャパシタからなるメモリセルを複
数配列させてなる半導体記憶装置の一例として、第2図
に模式図で示すような半導体記憶装置が知られている。
C9 Conventional Technology Selection As an example of a semiconductor memory device in which a plurality of memory cells each consisting of a transistor and a capacitor are arranged, a semiconductor memory device as shown schematically in FIG. 2 is known.

この第2図は、ホールディトビットライン方式のDRA
Mの一例であって、複数のメモリセルが配列されたメモ
リアレイの一部を示している0図中斜線で示す領域A1
+ A2 + As 、B 1.B 2 。
This figure 2 shows a hold bit line type DRA.
An example of M is an area A1 indicated by diagonal lines in FIG.
+ A2 + As, B 1. B2.

B3.C1,C2,C3,Di、D!、Ds等は電荷を
蓄積するためのキャパシタが存在する領域であって、こ
れら各領域A1等には図示を省略するが、素子骨W1頭
域が形成されている。素子分離wI3tiは、例えば選
択酸化法でフィールド酸化膜を形成した場合、その占有
面積がおよそ50%程度となる。これらキャパシタが存
在する領域A1等は、それぞれ二つの領域が組となって
共通のコンタクトホールを介して図中X方向を長手方向
とする各ビット線BLI、BL2.BL3.BL4と接
続し、そのコンタクトホールが形成される領域を第2図
ではクロスラインを付した領域CHで示している。
B3. C1, C2, C3, Di, D! , Ds, etc. are regions in which capacitors for accumulating charges exist, and although not shown in the drawings, an element bone W1 head region is formed in each of these regions A1, etc. When a field oxide film is formed by selective oxidation, for example, the element isolation wI3ti occupies approximately 50% of the area. The regions A1, etc. in which these capacitors exist are formed by forming two regions, respectively, and are connected to each bit line BLI, BL2 . BL3. In FIG. 2, a region connected to BL4 and in which a contact hole is formed is shown as a region CH with a cross line.

このようなメモリアレイに対しては、図中Y方向を長手
方向とする各ワード線WLI、WL2゜WL3.WL4
.WL5.WL6.WL7が、上記ビット線BLI等と
直交するように配設されており、これら各ワード線WL
I等が上記領域C)Iと領域A1等の間の位置に配設さ
れる選択トランジスタのゲート電極として機能する。
For such a memory array, each word line WLI, WL2°WL3 . WL4
.. WL5. WL6. WL7 is arranged so as to be orthogonal to the bit line BLI, etc., and each of these word lines WL
I, etc. function as the gate electrodes of the selection transistors arranged at positions between the above-mentioned areas C)I and areas A1, etc.

ここで、このような構造の従来の半導体記憶装置の動作
について簡単に説明すると、アドレス信号により領域A
1の情報を読み出す場合では、まず、ワード線WLIが
行デコーダーからの信号により選択され、このワード線
WLIの電位が上昇する。すると、ワード線WLIをゲ
ート電極とする選択トランジスタを有したメモリセルに
かかる領域A1.tJ域C1の各選択トランジスタがオ
ン杖態となる。一方、列デコーダー側では、上記アドレ
ス信号に基づき、ホールディトビットライン方式である
ことから、ビット線BLIとビット線BL2が選択され
る。この選択によって上記ビット線BLIとビット線B
L2がセンスアンプと接続することになり、上記ビット
線BL2をダミーとしながら上記ビット線BLIを介し
て領域A1のキャパシタから所定の情報がセンスアンプ
に対して読み出される。
Here, to briefly explain the operation of a conventional semiconductor memory device having such a structure, the area A is
When reading 1 information, first, word line WLI is selected by a signal from the row decoder, and the potential of this word line WLI rises. Then, the area A1 . Each selection transistor in the tJ region C1 is turned on. On the other hand, on the column decoder side, based on the address signal, bit line BLI and bit line BL2 are selected because the hold bit line system is used. With this selection, the bit line BLI and bit line B
L2 is connected to the sense amplifier, and predetermined information is read from the capacitor in the area A1 to the sense amplifier via the bit line BLI while the bit line BL2 is used as a dummy.

D1発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上述のような従来の半導体記憶装置では
、メモリセルにおける素子骨Mfil域の占有面積が大
きいことから、素子の高密度化を図った場合に十分な容
量を確保できない、このため、情報の確実な保持が困難
となり、センスアンプの負担も増加することになる。
D1 Problems to be Solved by the Invention However, in the conventional semiconductor memory device as described above, since the area occupied by the element bone Mfil region in the memory cell is large, it is difficult to obtain sufficient capacity when the element density is increased. Therefore, it becomes difficult to securely retain information, and the load on the sense amplifier increases.

また、上述のようなホールディトビットライン方式の半
導体記憶装置は、オープンビットライン方式に比べて雑
音等のつり合いもとれるという利点を有するが、隣りの
列のメモリセルにかかるビット線を参照用に用いている
ことから、オーブンビットライン方式に比べてワード線
の本数は2倍となり、メモリ装置の高密度化に不利であ
る。
In addition, the semiconductor memory device using the held bit line method described above has the advantage of being able to balance out noise, etc. compared to the open bit line method, but it also has the advantage of being able to balance out noise, etc. compared to the open bit line method. Because of this, the number of word lines is twice that of the oven bit line method, which is disadvantageous for increasing the density of memory devices.

さらに、読み出し動作等に伴う充放電の電力も上述の各
動作等を行うために必要であって、その消費電力の低減
が望まれている。
Furthermore, charging and discharging power associated with read operations and the like is also required to perform the above-mentioned operations, and it is desired to reduce the power consumption.

そこで、本発明は上述の問題点に鑑み、高密度化等を有
効に実現するメモリ装置の提供を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, the present invention aims to provide a memory device that effectively achieves higher density.

巳0問題点を解決するための手段 本発明は、選択トランジスタとキャパシタからなるメモ
リセルを複数配列させてなる半導体記憶装置において、
上記メモリセルは、Pチャンネルの選択トランジスタを
有するメモリセルと、Nチャンネルの選択トランジスタ
を有するメモリセルとからなり、上記Pチャンネルの選
択トランジスタを有するメモリセルを中間電位より低い
レベルの電圧範囲で動作させ、上記Nチャンネルの選択
トランジスタを有するメモリセルを中間電位より高いレ
ベルの電圧範囲で動作させることを特徴とする半導体記
憶装置により上述の問題点を解決する。
Means for Solving the Problem The present invention provides a semiconductor memory device in which a plurality of memory cells each consisting of a selection transistor and a capacitor are arranged.
The memory cell includes a memory cell having a P-channel selection transistor and a memory cell having an N-channel selection transistor, and the memory cell having the P-channel selection transistor is operated in a voltage range lower than an intermediate potential. The above problem is solved by a semiconductor memory device characterized in that a memory cell having the N-channel selection transistor is operated in a voltage range higher than an intermediate potential.

F0作用 メモリセルの選択トランジスタを例えばNチャンネルの
ものだけで形成せずに、PチャンネルとNチャンネルの
両方を形成することで、その選択トランジスタの閾値電
圧vthは、PチャンネルのものとNチャンネルのもの
の2通りが形成されることになる。
For example, by forming the selection transistor of the F0 effect memory cell not only with an N-channel transistor but with both a P-channel transistor and an N-channel transistor, the threshold voltage vth of the selection transistor can be made different from that of a P-channel transistor and that of an N-channel transistor. Two types of things will be formed.

そして、例えばワード線の電位について、3値動作させ
たときには、ある中間電位から低いレベルの電圧範囲で
Pチャンネルの選択トランジスタを有するメモリセルが
選択されることになり、逆に、ある中間電位から高いレ
ベルの電圧範囲でNチャンネルの選択トランジスタを有
するメモリセルが選択されることになる。このことは、
ホールディトビットライン方式のメモリアレイを考えて
みると、センス動作の際に参照用として用いられて隣接
するメモリセルを非選択とするために異なるワード線を
配設していたものが、上述の閾値電圧vthの違いから
、一本のワード線に統合できることなる。このため、当
該半導体記憶装置の高密度化を図った場合でも形成する
ワード線のピッチを大きくとることができ、特に高密度
化に有利な構造となる。
For example, when a word line potential is operated in three levels, a memory cell having a P-channel selection transistor is selected in a voltage range from a certain intermediate potential to a low level; A memory cell having an N-channel selection transistor is selected in a high level voltage range. This means that
If we consider memory arrays using the hold bit line method, we can see that different word lines are used as references during sensing operations and are used to deselect adjacent memory cells. Due to the difference in threshold voltage vth, it is possible to integrate them into one word line. Therefore, even when attempting to increase the density of the semiconductor memory device, the pitch of the formed word lines can be increased, resulting in a structure particularly advantageous for increasing the density.

また、本発明の半導体記憶装置は、そのメモリセルをP
チャンネルの選択トランジスタを有するメモリセルとN
チャンネルの選択トランジスタを有するメモリセルとの
組み合わせからなるように配列するが、上記Pチャンネ
ルの選択トランジスタを有するメモリセルを中間電位よ
り低いレベルの電圧範囲で動作させ、上記Nチャンネル
の選択トランジスタを有するメモリセルを中間電位より
高いレベルの電圧範囲で動作させた場合には、各メモリ
セルの間が逆バイアスされることになる。
Further, in the semiconductor memory device of the present invention, the memory cell is P
Memory cell with channel selection transistor and N
The memory cell having the P-channel selection transistor is operated in a voltage range lower than an intermediate potential, and the memory cell having the N-channel selection transistor is arranged in combination with a memory cell having a channel selection transistor. When the memory cells are operated in a voltage range higher than the intermediate potential, the memory cells are reverse biased.

すると、PN接合では空乏層が拡がることになり、素子
分離領域を形成せずに素子間の分離を行うことができる
。このため、素子分離領域を形成していた領域の面積を
縮小化することが可能となり、当該半導体記憶装置の高
密度化を実現できることなる。
Then, the depletion layer expands in the PN junction, and elements can be isolated without forming an element isolation region. Therefore, it becomes possible to reduce the area of the region where the element isolation region is formed, and it becomes possible to realize higher density of the semiconductor memory device.

G、実施例 本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明する。G. Example Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、本実施例の半導体記憶装置のメモリアレイの
一部であって、そのレイアウトの一例を示す平面図であ
る。まず、第1図を参照しながら、その構造について説
明する。
FIG. 1 is a plan view showing an example of the layout of a part of the memory array of the semiconductor memory device of this embodiment. First, the structure will be explained with reference to FIG.

本実施例の半導体記憶装置は、そのメモリアレイが、P
チャンネルの選択トランジスタとキャパシタよりなるP
型のメモリセルと、Nチャンネルの選択トランジスタと
キャパシタからなるP型のメモリセルとから構成されて
いる。そして、第1図に示すように、同じ導電型の選択
トランジスタを有する一対のメモリセルの組(共通のビ
ット線のコンタクトが施される。)を交互に配置してお
り、さらにビット線方向である図中X方向およびワード
線方向である図中Y方向では、それぞれ反対導電型の選
択トランジスタを有する一対のメモリセルを配設してい
る。
In the semiconductor memory device of this embodiment, the memory array is P
P consisting of channel selection transistor and capacitor
The memory cell is composed of a P-type memory cell and a P-type memory cell consisting of an N-channel selection transistor and a capacitor. As shown in FIG. 1, pairs of memory cells having selection transistors of the same conductivity type (with common bit line contacts) are arranged alternately, and further in the bit line direction. In the X direction in the figure and in the Y direction in the figure, which is the word line direction, a pair of memory cells each having a selection transistor of an opposite conductivity type is arranged.

すなわち、メモリセルの配置について説明すれは、P型
のメモリセルAP1.AP2の組のワード線方向に隣接
して、N型のメモリセルBNI。
That is, the arrangement of the memory cells will be explained as follows: P-type memory cells AP1. Adjacent to the group AP2 in the word line direction is an N-type memory cell BNI.

BN2の組が配設されている。この一対のN型のメモリ
セルBNI、BN2のワード線方向に隣接して、一対の
P型のメモリセルCPI、CP2の組が配設されている
。そして、この一対のP型のメモリセルCPI、CP2
のワード線方向に隣接して、一対のN型のメモリセルD
NI、DN2の姐が配設されている。なお、図示を省略
するが、このような異なる導電型のメモリセルがワード
線方向で交互に配列されている。
A set of BN2 is arranged. A pair of P-type memory cells CPI and CP2 is arranged adjacent to the pair of N-type memory cells BNI and BN2 in the word line direction. This pair of P-type memory cells CPI and CP2
A pair of N-type memory cells D are adjacent to each other in the word line direction.
NI and DN2 sisters are assigned. Although not shown, such memory cells of different conductivity types are alternately arranged in the word line direction.

さらに、上記一対のP型のメモリセルAP L。Furthermore, the pair of P-type memory cells APL.

AP2のビット線方向に隣接して、一対のN型のメモリ
セルAN3.AN4の組が配設されている。
Adjacent to AP2 in the bit line direction, a pair of N-type memory cells AN3. A group of AN4 is provided.

また、上記一対のN型のメモリセルBNI、BN2のビ
ット線方向に隣接して、一対のP型のメモリセルBP3
.BP4の組が配設されている。また、上記一対のP型
のメモリセルCPI、CP2のビット線方向に隣接して
、一対のN型のメモリセルCN3.CN4の組が配設さ
れている。そして上記一対のN型のメモリセルDNI、
DN2のビット線方向に隣接して、一対のP型のメモリ
セルDP3.DP4の組が配設されている。なお、開示
を省略するが、このような異なる導電型のメモリセルが
ビット線方向でも交互に配列されている。
Further, a pair of P-type memory cells BP3 is adjacent to the pair of N-type memory cells BNI and BN2 in the bit line direction.
.. A set of BP4 is arranged. Further, adjacent to the pair of P-type memory cells CPI and CP2 in the bit line direction, a pair of N-type memory cells CN3. A set of CN4 is provided. and the pair of N-type memory cells DNI,
A pair of P-type memory cells DP3.DN2 are adjacent to each other in the bit line direction. A set of DP4 is provided. Although not disclosed, such memory cells of different conductivity types are also arranged alternately in the bit line direction.

ここで、各メモリセルには、上述のように、各導電型の
選択トランジスタが配されおり、情報を電荷のかたちで
保持するためのキャパシタが形成される構造となってい
る。そして、これら各メモリセルは、後述するように所
定の電圧範囲の動作がなされることから、PN接合が逆
バイアス状態になる。このため、素子分離領域を設ける
ことが不要であり、素子の高密度化が可能である。なお
、斜め方向には同じ導電型のメモリセルが連続するが、
その部分にだけ素子分離領域を設けても良く、この場合
であっても素子の高密度化に有利な構造となる。
Here, as described above, each memory cell is provided with a selection transistor of each conductivity type, and has a structure in which a capacitor for holding information in the form of charge is formed. Since each of these memory cells operates within a predetermined voltage range as will be described later, the PN junction is in a reverse bias state. Therefore, it is not necessary to provide an element isolation region, and it is possible to increase the density of elements. Note that memory cells of the same conductivity type are continuous in the diagonal direction,
An element isolation region may be provided only in that portion, and even in this case, the structure is advantageous for increasing the density of elements.

次に、一対のP型のメモリセルと一対のN型のメモリセ
ルが交互に配設される本実施例の半導体記憶装置は、さ
らに図中Y方向にワード線WLI〜W L 4が形成さ
れ、図中X方向にビット線BLO−BL4が形成されて
いる。
Next, in the semiconductor memory device of this embodiment in which a pair of P-type memory cells and a pair of N-type memory cells are arranged alternately, word lines WLI to WL4 are formed in the Y direction in the figure. , a bit line BLO-BL4 is formed in the X direction in the figure.

まず、各ワード線WLI〜WL4は、それぞれのメモリ
セルでは選択トランジスタのゲート電極として機能する
ものである。特に本実施例のワード線WLI−WL4は
後述するような3値動作が行われることから、ホールデ
ィトビットライン方式であっても、隣接したメモリセル
を非選択として用いることができ、ワード線の本数を従
来に比べて2分の1に減らすことができる。上記ワード
線WLIはP型のメモリセルAPI、CPI及びN型の
メモリセルBNI、DNIの選択トランジスタのゲート
電極となり、上記ワード1llWL2はP型のメモリセ
ルAP2.CP2及びN型のメモリセルBN2.DN2
の選択トランジスタのゲート電極となる。また、上記ワ
ード線WL3はN型のメモリセルAN3.CN3及びP
型のメモリセルBP3.DP3の選択トランジスタのゲ
ート電極となり、上記ワード線WL4はN型のメモリセ
ルAN4.CN4及びP型のメモリセルBP4゜DP4
の選択トランジスタのゲート電極となる。
First, each word line WLI to WL4 functions as a gate electrode of a selection transistor in each memory cell. In particular, since the word lines WLI-WL4 of this embodiment perform a ternary operation as described later, even in the hold bit line method, adjacent memory cells can be used as non-selected, and the word line The number can be reduced to half compared to the conventional method. The word line WLI serves as the gate electrode of the selection transistor of the P-type memory cells API, CPI and the N-type memory cells BNI, DNI, and the word line 1llWL2 serves as the gate electrode of the selection transistor of the P-type memory cells API, CPI and the N-type memory cells BNI, DNI. CP2 and N-type memory cell BN2. DN2
This becomes the gate electrode of the selection transistor. Further, the word line WL3 is connected to the N-type memory cell AN3. CN3 and P
Memory cell BP3. The word line WL4 serves as the gate electrode of the selection transistor of DP3, and the word line WL4 serves as the gate electrode of the selection transistor of DP3. CN4 and P-type memory cell BP4゜DP4
This becomes the gate electrode of the selection transistor.

なお、これらワード線はそれぞれ行デコーダー等に接続
されている。
Note that these word lines are each connected to a row decoder or the like.

次に、各ビット線BLO〜BL4は、データを読み出し
、書き込む時に用いるものであり、本実施例ではピント
線BLIとピントBL2が対となり、ビット線BL3と
ビットBL4が対となってセンシングが行われる。ここ
で、そのビット線の接続関係について説明すると、上記
ビット線BLOは上記N型のメモリセルAN3.AN4
の各NMO3)ランジスタにコンタクトホールC)Iを
介して接続する。また、上記ビット線BLIは、上記P
型のメモリセルAPI、AP2の各PMOSトランジス
タ及びP型のメモリセルBP3.BP4の各PMO3ト
ランジスタに各コンタクトホールCHを介してそれぞれ
接続する。また、上記ビット線BL2は、上記N型のメ
モリセルBN1゜BN2の各NMO3)ランジスタ及び
N型のメモリセルCN3.CN4の各NMOSトランジ
スタに各コンタクトホールCHを介してそれぞれ接続す
る。また、上記ビット線BL3は、上記P型のメモリセ
ルC,P1.CP2の各PMOSトランジスタ及びP型
のメモリセルDP3.DP4の各PMO3)ランジスタ
に各コンタクトホールC1(を介してそれぞれ接続する
。そして、上記ビット線BL4は上記N型のメモリセル
DNI、DN2の各NMO3)ランジスタにコンタクト
ホールCHを介して接続する。このような接続関係およ
び後述する動作によって、本実施例の半導体記憶装置は
ホールディトビットライン方式を採用しても、そのワー
ド線の数を2分の1にすることができ、オーブンビット
ライン方式と同様の間隔で各ワード線を配設することが
できる。
Next, the bit lines BLO to BL4 are used when reading and writing data, and in this embodiment, the focus lines BLI and BL2 form a pair, and the bit lines BL3 and BL4 form a pair for sensing. be exposed. Here, to explain the connection relationship of the bit lines, the bit line BLO is connected to the N type memory cell AN3. AN4
are connected to each NMO3) transistor through a contact hole C)I. Further, the bit line BLI is connected to the above P
PMOS transistors of type memory cells API, AP2 and P type memory cells BP3. It is connected to each PMO3 transistor of BP4 through each contact hole CH. Further, the bit line BL2 is connected to each NMO3) transistor of the N-type memory cell BN1°BN2 and the N-type memory cell CN3. It is connected to each NMOS transistor of CN4 through each contact hole CH. Further, the bit line BL3 is connected to the P-type memory cells C, P1 . Each PMOS transistor of CP2 and a P-type memory cell DP3. The bit line BL4 is connected to each PMO3) transistor of the N-type memory cells DNI and DN2 through a contact hole CH. Due to such a connection relationship and the operation described below, the semiconductor memory device of this embodiment can reduce the number of word lines to half even if the hold bit line method is adopted, and the number of word lines can be reduced to one half even if the semiconductor memory device employs the hold bit line method. Each word line can be arranged at intervals similar to the above.

次に、本実施例の半導体記憶装置の動作について説明す
る。
Next, the operation of the semiconductor memory device of this embodiment will be explained.

本実施例の半導体記憶装置は、ホールディトビットライ
ン方式を採用し、隣接するセル列の間でセンシングがな
されるが、上述のように、各メモリセルはワード線方向
(図中Y方向)でPチャンネルの選択トランジスタとN
チャンネルの選択トランジスタを交互に配していること
から、そのワード線を3値動作させることで、レベルに
応じた選択が可能である。
The semiconductor memory device of this embodiment adopts the hold bit line method, and sensing is performed between adjacent cell columns, but as described above, each memory cell is aligned in the word line direction (Y direction in the figure). P-channel selection transistor and N
Since the channel selection transistors are arranged alternately, selection can be made according to the level by operating the word line in three values.

まず、本実施例の動作の一例として、例えばP型のメモ
リセルAPIのキャパシタに蓄積された情報を読み出す
場合について説明する。
First, as an example of the operation of this embodiment, a case will be described in which, for example, information stored in a capacitor of a P-type memory cell API is read out.

最初、各ワード線WLI−WL4は全て中間電位である
Vcc/2の電圧に制御されている。ここで、Vccは
電源電圧であり、中間電位については特にVcc/2の
電圧に限定されず、各トランジスタの闇値電圧vth等
を考慮して他の値に設定することも可能である。
Initially, each word line WLI-WL4 is all controlled to a voltage of Vcc/2, which is an intermediate potential. Here, Vcc is a power supply voltage, and the intermediate potential is not particularly limited to the voltage of Vcc/2, but can be set to other values in consideration of the dark value voltage vth of each transistor, etc.

次に、P型のメモリセルAPIについて読み出しを行う
場合には、ワード線WLIのみがVcc/2から低レベ
ル側に降圧される。すると、閾(l!電圧vthの関係
から、図中、P型のメモリセルAPIとP型のメモリセ
ルCPIの各選択トランジスタのみがオン状態とされる
。このとき、隣接したN型のメモリセルBNIの選択ト
ランジスタはオフ状態のままである。すると、ビット線
BLIにはP型のメモリセルAPIの情報が現れること
になり、N型のメモリセルBNIの情報はビット線BL
2には現れない。
Next, when reading from the P-type memory cell API, only the word line WLI is lowered from Vcc/2 to the low level side. Then, from the relationship of the threshold (l! voltage vth), only the selection transistors of the P-type memory cell API and the P-type memory cell CPI in the figure are turned on.At this time, the adjacent N-type memory cell The selection transistor of BNI remains in the off state.Then, information on the P-type memory cell API appears on the bit line BLI, and information on the N-type memory cell BNI appears on the bit line BL.
It does not appear in 2.

この状態で、ビット対となるビット線BLIとビット線
BL2をセンスアンプに接続する。このときビット線B
LIには、上記P型のメモリセルAPIの情報が現れて
僅かに電位差が生じている。
In this state, the bit line BLI and bit line BL2, which form a bit pair, are connected to the sense amplifier. At this time, bit line B
Information from the P-type memory cell API appears in LI, and a slight potential difference is generated.

そして同時に、闇値電圧vthの関係で非選択とされた
メモリセルBNIからの情報はビット線に現れないこと
から、ビット線BL2は元のままの電位である。これが
センスアンプの参照用に用いられる。
At the same time, since information from the memory cell BNI that is unselected due to the dark value voltage vth does not appear on the bit line, the bit line BL2 remains at its original potential. This is used for reference of the sense amplifier.

続いて、センスアンプのラッチ動作が行われ、所定の読
み出しがなされることになる。
Subsequently, a latch operation of the sense amplifier is performed, and predetermined reading is performed.

次に、本実施例の動作の他の一例として、例えばN型の
メモリセルBNIのキャパシタに蓄積された情報を読み
出す場合について説明すると、同様に、当初全てのワー
ド線WLI−WL4が電圧Vcc/2とされ、選択動作
時にワード線WLIが今度はVcc/2から高いレベル
の電源電圧Vcc側に昇圧される。するとビット対を構
成するメモリセルのうち、選択トランジスタの闇値電圧
vthの差異から、N型のメモリセルBNIのみがビッ
ト線BL2と接続し、P型のメモリセルAPIはビット
、%91BL1と非接続とされる。そして、以下同様に
、センスアンプによりセンシングが行われることになる
Next, as another example of the operation of this embodiment, a case will be described in which, for example, information stored in the capacitor of an N-type memory cell BNI is read out. 2, and word line WLI is now boosted from Vcc/2 to the higher level power supply voltage Vcc during the selection operation. Then, among the memory cells forming the bit pair, only the N type memory cell BNI is connected to the bit line BL2 due to the difference in the dark value voltage vth of the selection transistor, and the P type memory cell API is connected to the bit line %91BL1 and the non-bit line BL1. considered to be a connection. Then, sensing is performed by the sense amplifier in the same manner.

なお、選択時のワード線のレベルは、必要に応じて接地
電圧より低いレベルや、電源電圧Vccより高いレベル
のものを用いることができる。
Note that the level of the word line at the time of selection can be lower than the ground voltage or higher than the power supply voltage Vcc, if necessary.

次に、ビット線の動作についても説明すると、各メモリ
セルには上述のように素子分離領域が形成されないこと
から、メモリセルの境界を順バイアスにしない電圧範囲
で各ビット線を動作させる。
Next, the operation of the bit line will be explained. Since no element isolation region is formed in each memory cell as described above, each bit line is operated in a voltage range that does not forward bias the boundary of the memory cell.

すなわち、P型のメモリセルに接続するビット線BLI
、BL3はOVからVcc/2の電圧範囲で動作され、
N型のメモリセルに接続するビット線BLO,BL2.
BL4はVcc/2から電源電圧VCCの電圧範囲で動
作させる。すると、互いに反対導電型同士交互に配列さ
れた各メモリセルの間では、逆バイアス状態となり、空
乏層が形成されて素子間分離がなされることになる。こ
のためフィールド酸化膜等の素子分jil領域を不要と
し、キャパシタ等の占有面積を拡げることができる。こ
れは、換言すると素子の高密度化を実現することができ
ることになる。
In other words, the bit line BLI connected to the P-type memory cell
, BL3 is operated in a voltage range from OV to Vcc/2,
Bit lines BLO, BL2 . connected to N-type memory cells.
BL4 is operated in a voltage range from Vcc/2 to power supply voltage VCC. Then, a reverse bias state is created between the memory cells of opposite conductivity types arranged alternately, a depletion layer is formed, and elements are isolated. This eliminates the need for elemental jil regions such as field oxide films, and increases the area occupied by capacitors and the like. In other words, it is possible to realize higher density of elements.

ビット線の動作については、センス動作の際に、P型の
メモリセルについてはハイレベル側のデータがあるとき
、N型のメモリセルについてはローレベル側のデータが
あるときに、それぞれ中間電位に固定するようなラッチ
を行っても良い。また、P型のメモリセルについてはロ
ーレベル側のデータがあるとき、N型のメモリセルにつ
いてはハイレベル側のデータがあるときに、それぞれO
Vや電源電圧Vcc側へのラッチを行うようにすること
もできる。
Regarding the operation of the bit line, during a sense operation, when there is data on the high level side for a P-type memory cell, and when there is data on the low level side for an N-type memory cell, the bit line goes to an intermediate potential. A latch may be used to secure it. Also, when there is data on the low level side for a P type memory cell, and when there is data on the high level side for an N type memory cell, the O
It is also possible to latch to V or the power supply voltage Vcc side.

上述のように、本実施例の半導体記憶装置は、P型のメ
モリセルとN型のメモリセルの両方を形成し、その闇値
電圧vthの差を以て、かつ、ワード線を3値動作させ
ることにより、ホールディトビットライン方式のメモリ
アレイにおける隣接メモリセルを非選択とできる。この
ため、従来に比ベてビット線の数が2分の1となり、ワ
ード線のピッチを大きくとることができ、特に高密度化
に有利な構造となる。
As described above, the semiconductor memory device of this embodiment forms both a P-type memory cell and an N-type memory cell, and operates the word line in three values based on the difference in the dark value voltage vth. Accordingly, adjacent memory cells in the hold bit line type memory array can be deselected. Therefore, the number of bit lines is halved compared to the conventional one, and the word line pitch can be increased, resulting in a structure particularly advantageous for high density.

また、本実施例の半導体記憶装置は、P型のメモリセル
とN型のメモリセルをそれぞれ素子分離領域を設けずに
形成し、上記P型のメモリセルを中間電位より低いレベ
ルの電圧範囲で動作させ、上記N型のメモリセルを中間
電位より高いレベルの電圧範囲で動作させている。この
ため各メモリセルの間のPN接合が逆バイアスされるこ
とになり、その空乏層が拡がって素子間の分離を行うこ
とができる。このため、素子分離領域を形成していた領
域の面積を縮小化することが可能となり、当該半導体記
憶装置の高密度化を容易に実現できることなる。
Further, in the semiconductor memory device of this embodiment, a P-type memory cell and an N-type memory cell are formed without providing an element isolation region, and the P-type memory cell is operated in a voltage range lower than an intermediate potential. The N-type memory cell is operated in a voltage range higher than the intermediate potential. For this reason, the PN junction between each memory cell is reverse biased, and the depletion layer thereof expands, making it possible to isolate the elements. Therefore, it becomes possible to reduce the area of the region where the element isolation region is formed, and it becomes possible to easily realize higher density of the semiconductor memory device.

また、本実施例の半導体記憶装置は、その動作の方法に
よっては、およそ50%程度の充放電電流の低下も可能
であり、消費電力を低減することも可能である。
Further, depending on the method of operation, the semiconductor memory device of this embodiment can reduce the charging/discharging current by about 50%, and can also reduce power consumption.

H6発明の効果 本発明の半導体記憶装置は、2つの導電型の選択トラン
ジスタを有するメモリセルを配し、ワード線を上述のよ
うな所定の電圧範囲で動作させることにより、ホールデ
ィトビットライン方式でもオープンビットライン方式と
同様なワード線の数にすることができ、当該半導体記憶
装置の高密度化に有利である。また、メモリセル間の上
述のような電圧範囲によって、PN接合では逆バイアス
状態となり、このため素子分jll wI域は不要とさ
れ、素子の高密度な配置が実現される。
H6 Effects of the Invention The semiconductor memory device of the present invention can be used even in the hold bit line method by arranging memory cells having selection transistors of two conductivity types and operating the word line in a predetermined voltage range as described above. The number of word lines can be the same as in the open bit line method, which is advantageous for increasing the density of the semiconductor memory device. Further, due to the voltage range as described above between the memory cells, the PN junction is in a reverse bias state, so that the element jll wI region is unnecessary, and a high density arrangement of elements can be realized.

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

第1図は本発明の半導体記憶装置の一例のレイアウトを
示す模式平面図、第2図は従来の半導体記憶装置の一例
のレイアウトを示す模式平面図である。 API、AP2.BF2.BF2.CPI、CF2、D
P3.DP4・・・P型のメモリセルAN3.AN4.
  BNI、BN2.CN3.  CN4、DNI、D
N2・・・N型のメモリセルWLI〜WL4・・・ワー
ド線 BLO〜BL4・・・ビット線 特 許 出 願 人  ソニー株式会社代理人   弁
理士     小泡 見開         田村榮−
FIG. 1 is a schematic plan view showing the layout of an example of a semiconductor memory device of the present invention, and FIG. 2 is a schematic plan view showing the layout of an example of a conventional semiconductor memory device. API, AP2. BF2. BF2. CPI, CF2, D
P3. DP4...P-type memory cell AN3. AN4.
BNI, BN2. CN3. CN4, DNI, D
N2...N-type memory cells WLI to WL4...Word lines BLO to BL4...Bit line Patent Applicant: Sony Corporation Representative Patent Attorney Kobuwa Mikai Sakae Tamura

Claims (1)

【特許請求の範囲】  選択トランジスタとキャパシタからなるメモリセルを
複数配列させてなる半導体記憶装置において、 上記メモリセルは、Pチャンネルの選択トランジスタを
有するメモリセルと、Nチャンネルの選択トランジスタ
を有するメモリセルとからなり、上記Pチャンネルの選
択トランジスタを有するメモリセルを中間電位より低い
レベルの電圧範囲で動作させ、上記Nチャンネルの選択
トランジスタを有するメモリセルを中間電位より高いレ
ベルの電圧範囲で動作させることを特徴とする半導体記
憶装置。
[Scope of Claims] A semiconductor memory device comprising a plurality of memory cells each consisting of a selection transistor and a capacitor arranged, wherein the memory cells include a memory cell having a P-channel selection transistor and a memory cell having an N-channel selection transistor. and operating the memory cell having the P-channel selection transistor in a voltage range lower than an intermediate potential, and operating the memory cell having the N-channel selection transistor in a voltage range higher than the intermediate potential. A semiconductor memory device characterized by:
JP62075100A 1987-03-28 1987-03-28 Semiconductor memory device Pending JPS63241787A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106712732A (en) * 2015-11-18 2017-05-24 华为技术有限公司 Circuit for reducing memory effect of radio-frequency power amplifier, output circuit of radio-frequency power amplifier, and radio-frequency power amplifier

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106712732A (en) * 2015-11-18 2017-05-24 华为技术有限公司 Circuit for reducing memory effect of radio-frequency power amplifier, output circuit of radio-frequency power amplifier, and radio-frequency power amplifier

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