WO2012114647A1 - ワード線起動回路、半導体記憶装置、および半導体集積回路 - Google Patents

ワード線起動回路、半導体記憶装置、および半導体集積回路 Download PDF

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WO2012114647A1
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WO
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signal
transistor
line activation
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PCT/JP2012/000280
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忠司 新田
剛 小池
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パナソニック株式会社
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    • G11C11/417Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing, timing or power reduction for memory cells of the field-effect type
    • G11C11/418Address circuits

Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a technique for operating a word line activation circuit that selects and activates a word line at high speed.
  • FIG. 15 is a diagram showing a circuit configuration example around the word line activation circuit of the semiconductor memory device disclosed in Patent Document 1.
  • the decode unit 10 as the word line activation circuit receives different address signals ADU0 to ADU3 and a word line activation signal WACTCLK [3: 0], and activates different word lines WL [3: 0].
  • Each decoding unit 10 has the same configuration.
  • the decoding unit 10 that activates the word line WL [0] includes the inverter 14 that activates the word line WL [0], the PMOS transistor 12 that holds the potential of the word line WL [0], and the address signal ADU0.
  • NMOS transistor 13 is precharged, and an NMOS transistor 13 is turned on / off by an address signal ADU0.
  • the word line activation signal WACTCLK [0] is input to the source of the NMOS transistor 13 and is connected via the NMOS transistor 13 to the intermediate signal MWL [0] that activates the word line.
  • the word line activation signal output circuit 25 is composed of two NMOS transistors 21 and 22 and an inverter 23.
  • the word line activation signal WACTCLK [0] is controlled by the NMOS transistors 21 and 22.
  • the NMOS transistor 21 is activated by an address signal AD
  • the NMOS transistor 22 is activated by an inverted signal of the address signal AD via an inverter 23.
  • a power supply control circuit 24 is connected to the source of the NMOS transistor 21.
  • the power supply control circuit 24 has a role of controlling the “H” level of the word line activation signal WACTCLK [0] to be lower than the power supply voltage.
  • Other word line activation signals WACTCLK [3: 1] are also output from the word line activation signal output circuit 25 having the same configuration to which an address different from the address signal AD is input, and are individually selected by the address.
  • FIG. 16 shows a timing chart of input / output signals in the circuit configuration of FIG. Initially, the address signal AD is “H”, and the word line activation signal WACTCLK [0] is set to “H” which is lower than the power supply voltage by the power supply control circuit 24. On the other hand, since the address signal ADU0 is “L”, the NMOS transistor 13 is turned off, the PMOS transistor 11 is turned on, the intermediate signal MWL [0] input to the inverter 14 becomes “H”, and the word line WL [0 ] Is “L”.
  • the word line WL [3: 0] is activated by the amplitude of the word line activation signal WACTCLK [3: 0], but the power supply control circuit 24 sets the word line activation signal WACTCLK [3: 0] to “H”.
  • the power supply control circuit 24 sets the word line activation signal WACTCLK [3: 0] to “H”.
  • the amplitude is reduced, whereby the word lines WL [3: 0] can be activated at high speed.
  • the power consumption of the semiconductor memory device can be reduced by keeping the “H” level lower than the power supply voltage.
  • the “H” level of the word line activation signal is made lower than the power supply voltage and the amplitude thereof is reduced, thereby realizing high-speed activation of the word line.
  • the present invention makes it possible to execute word line activation at high speed even in a case where the load of the word line activation signal increases, for example, in a semiconductor memory device that requires a large capacity and high-speed operation.
  • An object is to provide a word line activation circuit.
  • the word line activation circuit includes an output node that outputs a word line signal, a source that receives the word line activation signal, a drain that is connected to the output node, and a gate that is connected to the first node.
  • a first conductivity type first transistor for receiving an input signal; a source connected to a first power supply; a drain connected to the output node; and a second conductivity type for receiving a second input signal at a gate.
  • a third transistor of the first conductivity type having a source connected to the second power source and a drain connected to the source of the first transistor and receiving the second input signal at the gate. And a transistor.
  • the second input signal when the first input signal is at the first logic level (eg, “H”) and the first transistor is in the ON state, the second input signal is at the first logic level.
  • the second transistor When the second transistor is turned off, the output node is connected to the word line activation signal via the first transistor.
  • the word line activation signal changes to the second logic level (eg, “L”)
  • the word line signal changes to the second logic level.
  • the third transistor changes the word line activation signal to the second logic level (for example, to the ground voltage). ) Is assisted.
  • the source is connected to the first power supply
  • the drain is connected to the drain of the third transistor
  • the gate receives the second input signal.
  • the fourth transistor of the second conductivity type may be provided.
  • the second input signal becomes the second logic level, whereby the third transistor is turned off and the fourth transistor is turned on.
  • the fourth transistor assists the return of the word line activation signal to the first logic level (for example, precharge to the power supply voltage). Thereby, it is possible to shorten the time (cycle time) until the next operation is started.
  • the word line activation circuit has an output node that outputs a word line signal, a source that receives the word line activation signal, a drain that is connected to the output node, and a gate that is connected to the first node.
  • a first conductivity type first transistor for receiving an input signal; a source connected to a first power supply; a drain connected to the output node; and a second conductivity type for receiving a second input signal at a gate.
  • a first transistor of the first conductivity type having a source connected to the second power source and a drain connected to the source of the first transistor, and a source connected to the first power source. And the drain is connected to the gate of the third transistor, and the gate is connected to the source of the first transistor.
  • a fourth transistor of the serial second conductivity type Assume that a fourth transistor of the serial second conductivity type.
  • the second input signal when the first input signal is at the first logic level (eg, “H”) and the first transistor is in the ON state, the second input signal is at the first logic level.
  • the second transistor When the second transistor is turned off, the output node is connected to the word line activation signal via the first transistor.
  • the word line activation signal changes to the second logic level (eg, “L”)
  • the word line signal changes to the second logic level.
  • the fourth transistor since the word line activation signal is at the second logic level, the fourth transistor is turned on. For this reason, since the voltage of the first power supply is applied to the gate of the third transistor, the third transistor is turned on. become.
  • the third transistor assists the change of the word line activation signal to the second logic level (for example, discharge to the ground voltage).
  • the second logic level for example, discharge to the ground voltage.
  • a semiconductor memory device includes a word line activation circuit block including a predetermined number of word line activation circuits according to the first or second aspect, a part of an address signal, and a word line activation timing.
  • a word line activation circuit that generates and outputs the word line activation signal or its inverted signal and the second input signal or its inverted signal individually to the predetermined number of word line activation circuits.
  • a signal output block that is a signal.
  • a plurality of the word line activation circuit blocks are provided, and the remaining part of the address signal is input to select any one of the word line activation circuit blocks.
  • At least one address decoder for generating the address decode signal wherein each of the word line activation circuit blocks is supplied with a common signal as the first input signal to the predetermined number of word line activation circuits. It is preferable that the first input signal is activated when the word line activation circuit block is selected by a signal.
  • the circuit configuration of the word line activation circuit of the first and second aspects may be used as a semiconductor integrated circuit that activates a pulse signal by a pulse activation signal. Even in this case, the change of the pulse activation signal to the second logic level (for example, discharge to the ground voltage) is assisted by the third transistor. Thereby, the rounding of the signal amplitude due to the load applied to the pulse activation signal and the signal delay associated therewith can be improved. Therefore, the pulse signal can be raised at a high speed, and for example, the start-up of the subsequent circuit can be accelerated.
  • the change in the word line activation signal is assisted by the transistor in the word line activation circuit, the rounding of the signal amplitude due to the load applied to the word line activation signal and the signal delay associated therewith can be improved. Therefore, the activation of the word line can be speeded up, and the access time can be shortened.
  • the pulse signal can be raised at a high speed, and for example, the start-up of the subsequent circuit can be accelerated.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a semiconductor memory device according to each embodiment.
  • FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a row decoder control circuit according to the first embodiment. 1 is a circuit configuration diagram of a row decoder according to a first embodiment.
  • FIG. FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a word line activation circuit according to the first embodiment. 3 is a timing chart showing an operation at the time of starting a word line in the first embodiment. It is a circuit block diagram of the word line starting circuit which concerns on 2nd Embodiment. 10 is a timing chart showing an operation at the time of activation of a word line in the second embodiment. It is a circuit block diagram of the modification of the word line starting circuit which concerns on 2nd Embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing the semiconductor memory device according to the first embodiment.
  • a semiconductor memory device 100 includes a memory array 103, a row decoder 102 that activates a word line WL [63: 0] of the memory array 103, and a bit line BL [63: 0] from the memory array 103.
  • a data output circuit 104 that receives data, and a control circuit 101 that controls the row decoder 102 and the data output circuit 104 are provided.
  • the control circuit 101 has a row decoder control circuit 107.
  • the row decoder control circuit 107 receives the address signal AD [5: 0] and the clock signal CLK and generates a row decoder control signal SRD. Row decoder control signal SRD is applied to row decoder 102.
  • the control circuit 101 outputs a data output circuit control signal SDO to the data output circuit 104.
  • the row decoder 102 receives the row decoder control signal SRD supplied from the control circuit 101, selects any one of the word lines WL [63: 0], and starts up.
  • the memory array 103 outputs memory cell data from the bit lines BL [63: 0] in accordance with the activated word lines WL [63: 0].
  • the data output circuit 104 outputs the output data DO [63: 0] based on the memory cell data output from the bit line BL [63: 0] and the data output circuit control signal SDO given from the control circuit 101. Generate and output.
  • FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration of the row decoder control circuit 107 according to the present embodiment.
  • the row decoder control circuit 107 in FIG. 2 includes a word line activation signal output block 250 and two address decoders 252.
  • Address decode signals RAD32 [3: 0], RAD54 [ 3: 0], an inverted word line precharge signal NPCLK [3: 0] for precharging the potential of the word line, and a word line activation signal WACTCLK [3: 0] for controlling the activation timing of the word line are generated.
  • Each of the address decoders 252 includes two inverters 220, four NAND logic elements 221, and four inverters 222.
  • the address decoder 252 receives the address signals AD [5: 4] or AD [3: 2].
  • an address decode signal RAD54 [3: 0] or RAD32 [3: 0] is output.
  • Address decode signals RAD54 [3: 0] and RAD32 [3: 0] are used to select one of word line activation circuit blocks 300 to be described later.
  • the inverter 220 receives the address signal AD [5: 4] or AD [3: 2] and outputs the inverted address signal NAD [5: 4] or NAD [3: 2].
  • the four NAND logic elements 221 include either the address signal AD [5] and the inverted address signal NAD [5] and either the address signal AD [4] and the inverted address signal NAD [4] (or the address signal). Any of AD [3] and inverted address signal NAD [3] and address signal AD [2] and inverted address signal NAD [2] are input in different combinations.
  • the four inverters 222 respectively receive the outputs of the four NAND logic elements 221 and output the inverted signals as address decode signals RAD54 [3: 0] or RAD32 [3: 0].
  • the word line activation signal output block 250 includes two inverters 201 and four word line activation signal output circuits 251.
  • the word line activation signal output block 250 receives the address signal AD [1: 0] and the clock signal CLK as input,
  • the start signal WACTCLK [3: 0] and the inverted word line precharge signal NPCLK [3: 0] are output.
  • the inverted signal may be output instead of the word line activation signal WACTCLK, or the word line precharge signal PCLK [3: 0] may be output instead of the inverted word line precharge signal NPCLK.
  • the word line activation signal output circuit 251 includes NAND logic elements 202, 204, and 205 and inverters 203, 206, and 207, respectively.
  • the two inverters 201 respectively receive the address signals AD [1] and AD [0] and output inverted address signals NAD [1] and NAD [0].
  • the four word line activation signal output circuits 251 receive the clock signal CLK, respectively, one of the address signal AD [1] and the inverted address signal NAD [1], the address signal AD [0] and the inverted address signal. Any of NAD [0] is input in a different combination.
  • the four word line activation signal output circuits 251 output the word line activation signal WACTCLK [3: 0] and the inverted word line precharge signal NPCLK [3: 0].
  • the NAND logic element 202 includes any one of the address signal AD [1] and the inverted address signal NAD [1], and any of the address signal AD [0] and the inverted address signal NAD [0]. Heels are entered.
  • Inverter 203 receives the output of NAND logic element 202 as an input, and outputs its inverted signal as address decode signal PAD.
  • Each of the NAND logic elements 204 and 205 receives a clock signal CLK and an address decode signal PAD.
  • the output of the NAND logic element 204 is output as one of the word line activation signals WACTCLK [3: 0] via the inverters 206 and 207.
  • the output of the NAND logic element 205 is output as one of the inverted word line precharge signals NPCLK [3: 0].
  • FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of the row decoder 102 according to the present embodiment.
  • the row decoder 102 of FIG. 3 includes 16 word line activation circuit blocks 300 that activate the word lines WL [63: 0] four by four.
  • One of the address decode signals RAD54 [3: 0] and one of the address decode signals RAD32 [3: 0] are input to each word line activation circuit block 300 in different combinations.
  • the inverted word line precharge signal NPCLK [3: 0] and the word line activation signal WACTCLK [3: 0] are input to each word line activation circuit block 300, respectively.
  • Each word line activation circuit block 300 includes four word line activation circuits 301, a NAND logic element 302, an inverter 303, and four inverters 304.
  • the NAND logic element 302 receives either the address decode signal RAD54 [3: 0] or the address decode signal RAD32 [3: 0] given to the word line activation circuit block 300 as an input.
  • the inverter 303 receives the output of the NAND logic element 302 and outputs address decode signals RAD [0] to [15].
  • the four inverters 304 each receive the inverted word line precharge signal NPCLK [3: 0] and output the word line precharge signal PCLK [3: 0].
  • word line activation circuits 301 receive address decoder signals RAD [0] to [15] as signals common to IN input terminals, and receive word line precharge signals PCLK [3: 0] at PCLK inputs, A word line activation signal WACTCLK [3: 0] is received at the WACTCLK input. Then, any one of the word lines WL [63: 0] is activated from the WL output.
  • the address decode signals RAD [0] to [15] are active when the word line activation circuit block 300 is selected by the address decode signals RAD54 [3: 0] and RAD32 [3: 0] (here, “ H ′′).
  • FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration of the word line activation circuit 301 according to the present embodiment.
  • the circuit shown in FIG. 4 receives a word line activation signal WACTCLK, an input signal IN (address decode signal RAD) as a first input signal, and a word line precharge signal PCLK as a second input signal, and outputs from an output node N1.
  • An intermediate signal (word line signal) MWL is output.
  • the word line WL is activated by the intermediate signal MWL.
  • the NMOS transistor 403 as the first transistor of the first conductivity type receives the word line activation signal WACTCLK at its source, has its drain connected to the output node N1, and receives the input signal IN at its gate.
  • the PMOS transistor 401 as the second transistor of the second conductivity type has a source connected to the first power supply that supplies the power supply voltage, a drain connected to the output node N1, and a gate connected to the word line pre- Receives charge signal PCLK.
  • the NMOS transistor 405 as a third transistor of the first conductivity type has a source connected to a second power supply that supplies a ground voltage, a drain connected to the source of the NMOS transistor 403, and a gate connected to a word Receives line precharge signal PCLK.
  • a PMOS transistor 402 for holding the potential of the word line WL, and an inverter 404 for receiving the word line signal MWL and driving the word line WL are provided. Note that the PMOS transistor 402 and the inverter 404 are not necessarily provided.
  • FIG. 5 is a timing chart showing signal waveforms when the word line is activated in the semiconductor memory device having the circuit configuration shown in FIGS.
  • the conventional signal waveform is shown with the broken line.
  • the address signals AD [1: 0] are all “L”. Since all the address signals AD [5: 2] are changed from “H” to “L”, both the address decode signals RAD54 [3: 0] and RAD32 [3: 0] are changed from “8h” to “1h”. To change. At this time, the address decode signal RAD [0] becomes “H”, and the input signal IN, that is, “H” is applied to the gate of the NMOS transistor 403 in the four word line activation circuits 301 that activate the word lines WL [3: 0]. Is given. In other word line activation circuits 301, the NMOS transistor 403 is off.
  • the word line activation signal WACTCLK [3: 0] is “H”
  • the word line precharge signal PCLK [3: Since 0] is “L”
  • the PMOS transistor 401 is on, so the intermediate signal MWL is “H”.
  • the word lines WL [3: 0] are all “L”.
  • the PMOS transistor 402 is turned on, and the intermediate signal MWL holds “H”.
  • the NMOS transistor 405 is off.
  • the word line precharge signal PCLK [0] changes from “L” to “H”. Therefore, in the word line activation circuit 301 that activates the word line WL [0], the PMOS transistor 401 is turned off, and the node N1 that outputs the intermediate signal MWL is connected to the word line activation signal WACTCLK [0] via the NMOS transistor 403. Connected. The NMOS transistor 405 is turned on. At the same time, the word line activation signal WACTCLK [0] changes from “H” to “L” while being affected by the wiring load.
  • the NMOS transistors 405 in all the word line activation circuits 301 connected to the word line precharge signal PCLK [0] are turned on, so that the word line activation signal WACTCLK [0] is discharged to “L”.
  • the word line activation signal WACTCLK [0] transitions to “L” at a higher speed than before, and the intermediate signal MWL becomes “L” at a higher speed than before.
  • the word line WL [0] is changed to the conventional level. It changes from “L” to “H” at a higher speed. Since the word line WL [0] becomes “H”, the PMOS transistor 402 is turned off in the word line activation circuit 301 that activates the word line WL [0].
  • the word line precharge signal PCLK [0] changes from “H” to “L”.
  • the PMOS transistor 401 is turned on, the intermediate signal MWL is precharged to “H”, and the word line WL [0] becomes “L”.
  • the PMOS transistor 402 is turned on, and the intermediate signal MWL holds “H”.
  • the NMOS transistor 405 is turned off.
  • the word line activation signal WACTCLK [0] is precharged from “L” to “H”.
  • the NMOS transistor 405 is turned off, the word line activation signal WACTCLK [0] is prevented from being precharged. There is no.
  • the word line activation signal WACTCLK [3: 0] is “H”
  • the word line precharge signal PCLK [3: Since 0] is “L”
  • the PMOS transistor 401 is on, so the intermediate signal MWL is “H”.
  • the word lines WL [63:60] are all “L”.
  • the PMOS transistor 402 is turned on, and the intermediate signal MWL holds “H”.
  • the NMOS transistor 405 is off.
  • the word line precharge signal PCLK [3] changes from “L” to “H”. Therefore, in the word line activation circuit 301 that activates the word line WL [63], the PMOS transistor 401 is turned off, and the node N1 that outputs the intermediate signal MWL is connected to the word line activation signal WACTCLK [3] via the NMOS transistor 403. Connected. The NMOS transistor 405 is turned on. At the same time, the word line activation signal WACTCK [3] changes from “H” to “L” while being affected by the wiring load.
  • the NMOS transistors 405 in all the word line activation circuits 301 to which the word line precharge signal PCLK [3] is connected are turned on, whereby the word line activation signal WACTCLK [3] is discharged to “L”.
  • the word line activation signal WACTCLK [3] transitions to “L” at a higher speed than before, and the intermediate signal MWL becomes “L” at a higher speed than before.
  • the word line WL [63] is changed to the conventional level. It changes from “L” to “H” at a higher speed. Since the word line WL [63] becomes “H”, the PMOS transistor 402 is turned off in the word line activation circuit 301 that activates the word line WL [63].
  • the word line precharge signal PCLK [3] changes from “H” to “L”.
  • the PMOS transistor 401 is turned on, the intermediate signal MWL is precharged to “H”, and the word line WL [63] becomes “L”.
  • the PMOS transistor 402 is turned on, and the intermediate signal MWL holds “H”.
  • the NMOS transistor 405 is turned off.
  • the word line activation signal WACTCUK [3] is precharged from “L” to “H”, but since the NMOS transistor 405 is off, the word line activation signal WACTCLK [3] is prevented from being precharged. There is no.
  • the NMOS transistor 405 that receives the word line precharge signal PCLK at the gate is provided between the source of the NMOS transistor 403 and the ground voltage power supply.
  • the NMOS transistor 405 is turned on by the word line precharge signal PCLK to assist the discharge of the word line activation signal WACTCLK to “L”. Therefore, the word line WL can be activated at a higher speed than in the prior art.
  • the word line activation signal can be discharged to the ground voltage at high speed without greatly increasing the circuit area. Therefore, the word line can be activated at high speed, and the access time of the semiconductor memory device can be shortened. Further, it is not necessary to adjust the wiring width of the word line activation signal, that is, to adjust the balance between the wiring capacitance and the wiring resistance so that the signal amplitude rounding is reduced.
  • the word line activation signal output block 250 corresponds to the four word line activation circuits 301 included in the word line activation circuit block 300 from the decode signal of the address signal AD [1: 0].
  • Inverted word line precharge signal PCLK [3: 0] is generated. That is, the word line activation signal output block 250 can individually select the word line precharge signals PCLK [3: 0], and as can be seen from FIG. 5, the word line precharge signals PCLK [3: 0]. Among them, only the signal corresponding to the word line activation circuit 301 selected by the word line activation signal WACTCLK [3: 0] is activated. Therefore, the discharge of the word line activation signal WACTCLK can be assisted only by the selected word line activation circuit 301 without affecting the non-selected word line activation signal.
  • each word line activation circuit 301 has a function of assisting discharge of the word line activation signal. Therefore, the number of word lines increases or decreases depending on the capacity of the semiconductor memory device, and the word line activation signal Even when the load applied to the memory cell increases or decreases, the ability to discharge the word line activation signal also increases or decreases in accordance with the increase or decrease of the number of word lines. For this reason, the signal delay improvement effect can be obtained with an optimum circuit area. As a result, it is possible to easily expand the capacity of the semiconductor memory device without adjusting the wiring width of the word line activation signal and by simply calculating the gate capacity without being aware of the increase or decrease in the number of word lines.
  • the configuration of the semiconductor memory device according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment, as shown in FIGS. However, in this embodiment, the configuration of the word line activation circuit is different from that of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration of the word line activation circuit 301A according to the present embodiment.
  • a PMOS transistor 501 is added.
  • the PMOS transistor 501 serving as the fourth transistor of the second conductivity type has a source connected to the first power supply for supplying the power supply voltage, a drain connected to the drain of the NMOS transistor 403, and a gate connected to the word Receives line precharge signal PCLK. That is, the PMOS transistor 501 receives the word line activation signal WACTCLK at its drain and is turned on / off by the word line precharge signal PCLK.
  • FIG. 7 shows signal waveforms when the word line is activated in the semiconductor memory device having the circuit configuration shown in FIGS. 1 to 3 and FIG.
  • the conventional signal waveform is shown with the broken line.
  • the word line precharge signal PCLK [0] changes from “L” to “H”. Therefore, in the word line activation circuit 301A that activates the word line WL [0], the PMOS transistor 401 is turned off, and the node N1 that outputs the intermediate signal MWL is connected to the word line activation signal WACTCLK [0] via the NMOS transistor 403. Connected. Further, the NMOS transistor 405 is turned on and the PMOS transistor 501 is turned off.
  • the word line activation signal WACTCLK [0] changes from “H” to “L” while being affected by the wiring load.
  • the NMOS transistors 405 in all the word line activation circuits 301A to which the word line precharge signal PCLK [0] is connected are turned on, whereby the word line activation signal WACTCLK [0] is discharged to “L”. Assisted.
  • the word line precharge signal PCLK [0] changes from “H” to “L”.
  • the PMOS transistor 401 is turned on, the intermediate signal MWL is precharged to “H”, and the word line WL [0] becomes “L”.
  • the PMOS transistor 402 is turned on, and the intermediate signal MWL holds “H”.
  • the NMOS transistor 405 is turned off and the PMOS transistor 501 is turned on.
  • the word line activation signal WACTCLK [0] is precharged from L ”to“ H ”while being affected by the wiring load.
  • the word line activation signal WACTCLK The precharge of [0] to “H” is assisted, and the precharge of the word line activation signal WACTCLK [0] is completed at a higher speed than in the prior art, and since the NMOS transistor 405 is off, the word line The precharge of the activation signal WACTCLK [0] is not prevented.
  • the word line precharge signal PCLK [3] changes from “L” to “H”. Therefore, in the word line activation circuit 301A that activates the word line WL [63], the PMOS transistor 401 is turned off, and the node N1 that outputs the intermediate signal MWL is connected to the word line activation signal WACTCLK [3] via the NMOS transistor 403. Connected. Also, the NMOS transistor 405 is turned on and the PMOS transistor 501 is turned on.
  • the word line activation signal WACTCK [3] changes from “H” to “L” while being affected by the wiring load.
  • the NMOS transistors 405 in all the word line activation circuits 301A to which the word line precharge signal PCLK [3] is connected are turned on, so that the word line activation signal WACTCLK [3] is discharged to “L”. Assisted.
  • the word line precharge signal PCLK [3] changes from “H” to “L”.
  • the PMOS transistor 401 is turned on, the intermediate signal MWL is precharged to “H”, and the word line WL [63] becomes “L”.
  • the PMOS transistor 402 is turned on, and the intermediate signal MWL holds “H”.
  • the NMOS transistor 405 is turned off and the PMOS transistor 501 is turned on.
  • the word line activation signal WACTCLK [3] is precharged from “L” to “H” while being affected by the wiring load.
  • the PMOS transistor 501 since the PMOS transistor 501 is on, the precharge of the word line start signal WACTCLK [3] to “H” is assisted, and the precharge of the word line start signal WACTCLK [3] is faster than before. Is completed. Further, since the NMOS transistor 405 is off, precharge of the word line activation signal WACTCLK [3] is not hindered.
  • the PMOS transistor 501 that receives the word line precharge signal PCLK at the gate is provided between the source of the NMOS transistor 403 and the power supply voltage power supply.
  • the PMOS transistor 501 is turned on by the word line precharge signal PCLK to assist the precharge of the word line activation signal WACTCLK to “H”.
  • the word line activation signal WACTCLK can be precharged faster than in the prior art.
  • the NMOS transistor 405 that receives the word line precharge signal PCLK at the gate is provided between the source of the NMOS transistor 403 and the ground voltage power supply, when the word line is activated, The NMOS transistor 405 can assist discharge of the word line activation signal WACTCLK to “L”. As a result, the word line WL can be activated at a higher speed than in the prior art.
  • the word line activation signal can be discharged to the ground voltage at high speed and can be precharged to the power supply voltage at high speed.
  • the access time of the semiconductor memory device can be shortened and the cycle time can be shortened.
  • it is not necessary to adjust the wiring width of the word line activation signal that is, to adjust the balance between the wiring capacitance and the wiring resistance so that the signal amplitude rounding is reduced.
  • the size of the buffer that drives the word line activation signal can be reduced, and the circuit area can be reduced.
  • the word line activation signal output block 250 corresponds to the four word line activation circuits 301A included in the word line activation circuit block 300 from the decode signal of the address signal AD [1: 0].
  • the word line activation signal WACTCLK [3: 0] and the inverted word line precharge signal PCLK [3: 0] are generated. That is, the word line activation signal output block 250 can individually select the word line precharge signals PCLK [3: 0], and as can be seen from FIG. 7, the word line precharge signals PCLK [3: 0]. Of these, only the signal corresponding to the word line activation circuit 301A selected by the word line activation signal WACTCLK [3: 0] is activated. Therefore, the discharge and precharge of the word line activation signal WACTCLK can be assisted only by the selected word line activation circuit 301A without affecting the unselected word line activation signal.
  • each word line activation circuit 301A has a function of assisting discharge and precharge of the word line activation signal, so that the number of word lines increases or decreases according to the capacity of the semiconductor memory device. Even when the load applied to the line activation signal increases or decreases, the ability to discharge and precharge the word line activation signal also increases or decreases in accordance with the increase or decrease of the number of word lines. For this reason, the signal delay improvement effect can be obtained with an optimum circuit area. As a result, it is possible to easily expand the capacity of the semiconductor memory device without adjusting the wiring width of the word line activation signal and by simply calculating the gate capacity without being aware of the increase or decrease in the number of word lines.
  • the word line activation signal WACTCLK can be precharged to “H”, and the word line activation signal WACTCLK can be precharged at a higher speed than in the prior art.
  • the configuration of the semiconductor memory device according to the third embodiment is almost the same as that of the first embodiment, but the configuration of the word line activation signal output circuit in the row decoder control circuit and the configuration of the word line activation circuit are different. Is different.
  • FIG. 9 is a diagram showing a circuit configuration of the row decoder control circuit 107A according to the present embodiment.
  • the row decoder control circuit 107A in FIG. 9 includes a word line activation signal output block 750 and two address decoders 252.
  • Address decode signals RAD32 [3: 0], RAD54 [ 3: 0], an inverted word line precharge signal NPCLK [3: 0] for precharging the potential of the word line, and a word line activation signal WACTCLK [3: 0] for controlling the activation timing of the word line are generated.
  • the configuration of the address decoder 252 is the same as that shown in FIG.
  • the word line activation signal output block 750 includes two inverters 201 and four word line activation signal output circuits 751, and receives the address signal AD [1: 0] and the clock signal CLK as input, The start signal WACTCLK [3: 0] and the inverted word line precharge signal NPCLK [3: 0] are output. Note that the inverted signal may be output instead of the word line activation signal WACTCLK, or the word line precharge signal PCLK [3: 0] may be output instead of the inverted word line precharge signal NPCLK.
  • Each of the word line activation signal output circuits 751 includes NAND logic elements 202 and 204 and inverters 203, 206, 207, and 755.
  • the two inverters 201 respectively receive the address signals AD [1] and AD [0] and output inverted address signals NAD [1] and NAD [0].
  • the four word line activation signal output circuits 751 receive the clock signal CLK, respectively, one of the address signal AD [1] and the inverted address signal NAD [1], the address signal AD [0] and the inverted address signal. Any of NAD [0] is input in a different combination. Then, the four word line activation signal output circuits 751 output the word line activation signal WACTCLK [3: 0] and the inverted word line precharge signal NPCLK [3: 0].
  • the NAND logic element 202 includes any one of the address signal AD [1] and the inverted address signal NAD [1], and any one of the address signal AD [0] and the inverted address signal NAD [0]. Heels are entered.
  • Inverter 203 receives the output of NAND logic element 202 as an input, and outputs its inverted signal as address decode signal PAD.
  • the NAND logic element 204 receives the clock signal CLK and the address decode signal PAD, and the output is output as one of the word line activation signals WACTCLK [3: 0] via the inverters 206 and 207.
  • the inverter 755 receives the clock signal CLK and outputs the inverted signal as one of the inverted word line precharge signals NPCLK [3: 0].
  • the row decoder control circuit 107A of FIG. 9 outputs the same signal, that is, an inverted signal of the clock signal CLK, as the inverted word line precharge signal NPCLK [3: 0].
  • the inverted word line precharge signal NPCLK [3: 0] is described as four separate signals, but may be commonly input to all word line activation circuits as one signal.
  • FIG. 10 is a diagram showing a circuit configuration of the word line activation circuit 301B according to the present embodiment. Similar to the circuit shown in FIG. 4, the circuit shown in FIG. 10 receives the word line activation signal WACTCLK, the input signal IN as the first input signal, and the word line precharge signal PCLK as the second input signal, and outputs them. An intermediate signal (word line signal) MWL is output from the node N1. The word line WL is activated by the intermediate signal MWL.
  • the NMOS transistor 403 as the first transistor of the first conductivity type receives the word line activation signal WACTCLK at its source, has its drain connected to the output node N1, and receives the input signal IN at its gate.
  • the PMOS transistor 401 as the second transistor of the second conductivity type has a source connected to the first power supply that supplies the power supply voltage, a drain connected to the output node N1, and a gate connected to the word line pre- Receives charge signal PCLK.
  • the NMOS transistor 704 as the third transistor of the first conductivity type has a source connected to a second power supply that supplies a ground voltage, and a drain connected to the source of the NMOS transistor 403.
  • the PMOS transistor 701 as the fourth transistor of the second conductivity type has a source connected to the first power supply, a drain connected to the gate of the NMOS transistor 704, and a gate connected to the source of the NMOS transistor 403. It is connected.
  • the PMOS transistor 701 is turned on / off by the word line activation signal WACTCLK.
  • the inverter 703 receives the word line precharge signal PCLK and outputs an inverted signal thereof.
  • the NMOS transistor 702 as the fifth transistor of the first conductivity type has a source connected to the second power supply that supplies the ground voltage, a drain connected to the drain of the PMOS transistor 701, and an inverter connected to the gate. The inverted signal output from 703 is received. Note that the inverter 703 and the NMOS transistor 702 may be omitted.
  • a PMOS transistor 402 for holding the potential of the word line WL, and an inverter 404 for receiving the word line signal MWL and driving the word line WL are provided. Note that the PMOS transistor 402 and the inverter 404 are not necessarily provided.
  • FIG. 11 is a timing chart showing signal waveforms at the time of activation of the word lines in the semiconductor memory device having the circuit configuration shown in FIG. 1, FIG. 3, FIG. 9 and FIG.
  • the conventional signal waveform is shown with the broken line.
  • the address signals AD [1: 0] are all “L”. Since all the address signals AD [5: 2] are changed from “H” to “L”, both the address decode signals RAD54 [3: 0] and RAD32 [3: 0] are changed from “8h” to “1h”. To change. At this time, the address decode signal RAD [0] becomes “H”, and the input signal IN, that is, “H” is applied to the gate of the NMOS transistor 403 in the four word line activation circuits 301B that activate the word lines WL [3: 0]. Is given. In the other word line activation circuit 301B, the NMOS transistor 403 is off.
  • the word line activation signal WACTCLK [3: 0] is “H” and the word line precharge signal PCLK [3: Since 0] is “L”, the PMOS transistor 401 is on, so the intermediate signal MWL is “H”. As a result, the word lines WL [3: 0] are all “L”. The PMOS transistor 402 is turned on, and the intermediate signal MWL holds “H”. At this time, since the PMOS transistor 701 is off and the NMOS transistor 702 is on, “L” is applied to the gate of the NMOS transistor 704 and the NMOS transistor 704 is off.
  • the word line precharge signal PCLK [3: 0] changes from “L” to “H”. Therefore, in the word line activation circuit 301B that activates the word line WL [3: 0], the PMOS transistor 401 and the NMOS transistor 702 are turned off. In the word line activation circuit 301B that activates the word line WL [0], the node N1 that outputs the intermediate signal MWL is connected to the word line activation signal WACTCLK [0] via the NMOS transistor 403.
  • the word line activation signal WACTCLK [0] changes from “H” to “L” while being affected by the wiring load.
  • the potential of the word line activation signal WACTCLK [0] falls to a level at which the PMOS transistor 701 is turned on
  • the PMOS transistor 701 is turned on, so that “H” is given to the gate of the NMOS transistor 704. Turn on. That is, when the NMOS transistors 704 in all the word line activation circuits 301B to which the word line activation signal WACTCLK [0] is connected are turned on, the discharge of the word line activation signal WACTCLK [0] to “L” is assisted.
  • the word line activation signal WACTCLK [0] transitions to “L” at a higher speed than before, and the intermediate signal MWL becomes “L” at a higher speed than before.
  • the word line WL [0] is changed to the conventional level. It changes from “L” to “H” at a higher speed. Since the word line WL [0] becomes “H”, the PMOS transistor 402 is turned off in the word line activation circuit 301B that activates the word line WL [0].
  • the word line precharge signal PCLK [3: 0] changes from “H” to “L”.
  • the NMOS transistor 702 is turned on and the PMOS transistor 401 is turned on, so that the intermediate signal MWL is precharged to “H”.
  • the word line WL [0] becomes “L”. Since the word line WL [0] is “L”, the PMOS transistor 402 is turned on, and the intermediate signal MWL holds “H”.
  • the word line activation signal WACTCLK [0] is precharged from “L” to “H”.
  • the NMOS transistor 702 is turned on, so that the NMOS transistor 704 is turned off. Therefore, the NMOS transistor 704 does not prevent the precharge of the word line activation signal WACTCLK [0].
  • the word line activation signal WACTCLK [3: 0] is “H”
  • the word line precharge signal PCLK [3: Since 0] is “L”
  • the PMOS transistor 401 is on, so the intermediate signal MWL is “H”.
  • the word lines WL [63:60] are all “L”.
  • the PMOS transistor 402 is turned on, and the intermediate signal MWL holds “H”.
  • “L” is applied to the gate of the NMOS transistor 704 and the NMOS transistor 704 is off.
  • the word line precharge signal PCLK [3: 0] changes from “L” to “H”. Therefore, in the word line activation circuit 301B that activates the word line WL [63:60], the PMOS transistor 401 and the NMOS transistor 702 are turned off. In the word line activation circuit 301B that activates the word line WL [63], the node N1 that outputs the intermediate signal MWL is connected to the word line activation signal WACTCLK [3] via the NMOS transistor 403.
  • the word line activation signal WACTCLK [3] changes from “H” to “L” while being affected by the wiring load.
  • the potential of the word line activation signal WACTCLK [3] drops to a level at which the PMOS transistor 701 is turned on
  • the PMOS transistor 701 is turned on, so that “H” is given to the gate of the NMOS transistor 704. Turn on. That is, when the NMOS transistors 704 in all the word line activation circuits 301B to which the word line activation signal WACTCLK [3] is connected are turned on, discharge of the word line activation signal WACTCLK [3] to “L” is assisted.
  • the word line activation signal WACTCLK [3] transitions to “L” at a higher speed than before, and the intermediate signal MWL becomes “L” at a higher speed than before.
  • the word line WL [63] is changed to the conventional level. It changes from “L” to “H” at a higher speed. Since the word line WL [63] becomes “H”, the PMOS transistor 402 is turned off in the word line activation circuit 301B that activates the word line WL [63].
  • the word line precharge signal PCLK [3: 0] changes from “H” to “L”.
  • the word line activation circuit 301B that activates the word line WL [63:60] the NMOS transistor 702 is turned on and the PMOS transistor 401 is turned on, so that the intermediate signal MWL is precharged to “H”.
  • the word line WL [63] becomes “L”. Since the word line WL [63] is “L”, the PMOS transistor 402 is turned on, and the intermediate signal MWL holds “H”.
  • the word line activation signal WACTCLK [3] is precharged from “L” to “H”.
  • the NMOS transistor 702 is turned on, so that the NMOS transistor 704 is turned off. Therefore, the NMOS transistor 704 does not prevent the precharge of the word line activation signal WACTCLK [3].
  • the NMOS transistor 704 is provided between the source of the NMOS transistor 403 and the ground voltage power supply.
  • the NMOS transistor 704 is turned on / off by the word line precharge signal PCLK and the word line activation signal WACTCLK.
  • the NMOS transistor 704 can assist the discharge of the word line activation signal WACTCLK to “L”. Therefore, the word line WL can be activated at a higher speed than in the prior art.
  • the word line activation signal can be discharged to the ground voltage at high speed without greatly increasing the circuit area. Therefore, the word line can be activated at high speed, and the access time of the semiconductor memory device can be shortened. Further, it is not necessary to adjust the wiring width of the word line activation signal, that is, to adjust the balance between the wiring capacitance and the wiring resistance so that the signal amplitude rounding is reduced.
  • the signal waveform in which the input signal IN changes faster than the word line precharge signal PCLK is shown as an example, but for example, the change timing of the input signal IN and the word line precharge signal PCLK. May be the same.
  • the input signal IN is determined before the word line activation signal WACTCLK changes from “H” to “L” and before the word line precharge signal PCLK changes from “L” to “H”, the input signal IN is determined before the word line activation signal WACTCLK changes from “H” to “L” and before the word line precharge signal PCLK changes from “L” to “H”, the input signal IN is determined before the word line activation signal WACTCLK changes from “H” to “L” and before the word line precharge signal PCLK changes from “L” to “H”, the input signal IN is determined before the word line activation signal WACTCLK changes from “H” to “L” and before the word line precharge signal PCLK changes from “L” to “H”, the input signal IN is determined before the word line activation signal WACTCLK changes
  • the word line activation circuit in each of the embodiments described above receives two input signals of the input signal IN and the word line precharge signal PCLK as input signals other than the word line activation signal WACTCLK. These two signals may be common signals.
  • FIG. 12 is a diagram showing a modification of the word line activation circuit 301 of FIG. 4, in which the word line precharge signal PCLK is not input, and the input signal IN is the PMOS transistor 401, NMOS transistor 403, and NMOS. Commonly supplied to the gates of the transistors 501.
  • the word line activation circuit 301A in FIG. 6 and the word line activation circuit 301B in FIG. 10 may be modified in the same manner as in FIG.
  • FIG. 13 is a diagram showing a circuit configuration in which the PMOS transistor and the NMOS transistor are interchanged, and the power supply voltage power supply and the ground voltage power supply are interchanged in the word line activation circuit 301 of FIG.
  • FIG. 14 is a diagram showing a circuit configuration in which the PMOS transistor and the NMOS transistor are interchanged, and the power supply voltage power supply and the ground voltage power supply are interchanged in the word line activation circuit 301B of FIG.
  • the active / inactive logic of each signal is opposite to that of the above-described embodiments.
  • each transistor may be configured by a combination of a plurality of transistors.
  • the transistor 405 is arranged between the second power source and the source of the transistor 403 in series or in parallel, or in a form in which series and parallel are mixed. May be constituted by a plurality of transistors each receiving the word line precharge signal PCLK.
  • the transistor 704 is arranged between the second power source and the source of the transistor 403 in series or in parallel, or in a form in which series and parallel are mixed, and the gate May be composed of a plurality of transistors each connected to the drain of the transistor 701.
  • the address signal AD is 6 bits for the sake of simplification.
  • the present invention is not limited to this, and it is sufficient that the word line WL can be selected by the address decode signal RAD.
  • the number of word lines WL and bit lines BL and the number of output data DO are not limited to those shown here.
  • a bit line NBL having the opposite logic may be output.
  • each address decoder 252 has a circuit configuration for generating a 4-bit address decode signal RAD from a 2-bit address signal AD.
  • the number and the number of address decode signals to be output are not limited to this.
  • the number of address decoders 252 is two, the number is not limited to this, and may be one or more. That is, it may be appropriately increased or decreased according to the input address signal AD.
  • two bits of AD [1: 0] are input to the word line activation signal output blocks 250 and 750 as a part of the address signal AD.
  • the number of bits of the address signal AD input to the blocks 250 and 750 is not limited to this.
  • the configuration in which the word line activation circuit can be activated at high speed by the word line activation circuit in the semiconductor memory device has been described.
  • the circuit configuration of the word line activation circuit shown in each of the above embodiments is not limited to the use for driving the word line in the semiconductor memory device as described here, and can be applied to other uses. Is possible. That is, by using the circuit configuration described above as a semiconductor integrated circuit that outputs a pulse signal MWL for controlling a subsequent circuit from the output node N1 when the pulse drive signal WACTCLK becomes active, the pulse signal MWL can be launched at high speed. As a result, for example, it is possible to speed up the activation of the subsequent circuit.
  • the semiconductor memory device in the semiconductor memory device, it is possible to speed up the activation of the word line without being limited to the type or structure of the semiconductor memory element.
  • Word line activation signal output block 252 Address decoder 300 Word line activation circuit blocks 301, 301A, 301B Word line activation circuit 401 Second transistor 403 First transistor 405 Third transistor 501 Fourth transistor 701 Fourth transistor 702 Fifth Transistor 703 Inverter 704 Third transistor N1 Output node AD Address signal CLK Clock signal IN Input signal (first input signal) MWL Word line signal NPCLK Inverted word line precharge signal PCLK Word line precharge signal (second input signal) RAD32, RAD54 Address decode signal WACTCLK Word line start signal WL Word line

Landscapes

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Abstract

 信号(IN)が"H"でNMOSトランジスタ(403)がオン状態のとき、信号(PCLK)が"H"になりPMOSトランジスタ(401)がオフ状態になると、出力ノード(N1)がNMOSトランジスタ(403)を介してワード線起動信号(WACTCLK)に接続された状態になる。ワード線起動信号(WACTCLK)が"L"に変化すると、ワード線信号(MWL)が"L"に変化する。信号(PCLK)が"H"でNMOSトランジスタ(405)がオン状態なので、このNMOSトランジスタ(405)によって、ワード線起動信号(WACTCLK)の接地電圧へのディスチャージがアシストされる。

Description

ワード線起動回路、半導体記憶装置、および半導体集積回路
 本発明は、半導体記憶装置に関するものであり、特に、ワード線を選択し起動するワード線起動回路を高速に動作させる技術に関するものである。
 図15は特許文献1に開示された、半導体記憶装置のワード線起動回路周辺の回路構成例を示す図である。図15において、ワード線起動回路としてのデコード部10は、それぞれ異なるアドレス信号ADU0~3、およびワード線起動信号WACTCLK[3:0]が入力され、それぞれ異なるワード線WL[3:0]を起動する。各デコード部10は同様の構成からなる。例えばワード線WL[0]を起動するデコード部10は、ワード線WL[0]を起動するインバータ14、ワード線WL[0]の電位を保持するPMOSトランジスタ12、アドレス信号ADU0によってワード線WL[0]をプレチャージするPMOSトランジスタ11、及びアドレス信号ADU0によってオン・オフするNMOSトランジスタ13によって構成される。ワード線起動信号WACTCLK[0]は、NMOSトランジスタ13のソースに入力され、NMOSトランジスタ13を介して、ワード線を起動する中間信号MWL[0]に接続される。
 ワード線起動信号出力回路25は、2個のNMOSトランジスタ21,22、およびインバータ23によって構成されている。ワード線起動信号WACTCLK[0]はNMOSトランジスタ21,22によって制御される。NMOSトランジスタ21はアドレス信号ADによって、また、NMOSトランジスタ22はインバータ23を介したアドレス信号ADの反転信号によって起動される。NMOSトランジスタ21のソースには電源制御回路24が接続されている。電源制御回路24は、ワード線起動信号WACTCLK[0]の“H”レベルを電源電圧よりも低く制御する役割を持つ。他のワード線起動信号WACTCLK[3:1]も、アドレス信号ADとは異なるアドレスが入力された同一構成のワード線起動信号出力回路25から出力され、それぞれアドレスによって個別に選択される。
 図16は図15の回路構成における入出力信号のタイミングチャートを示している。最初、アドレス信号ADは“H”であり、ワード線起動信号WACTCLK[0]は、電源制御回路24によって電源電圧よりも低いレベルの“H”になっている。一方、アドレス信号ADU0が“L”であるため、NMOSトランジスタ13がオフ、PMOSトランジスタ11がオンし、インバータ14に入力される中間信号MWL[0]が“H”になり、ワード線WL[0]が“L”になっている。
 アドレス信号ADU0が“L”から“H”になると、NMOSトランジスタ13がオン、PMOSトランジスタがオフする。一方、アドレス信号ADが“H”から“L”になると、ワード線起動信号WACTCLK[0]が“L”になり、中間信号MWL[0]が“L”になり、ワード線WL[0]が“H”になる。
 次に、アドレス信号ADU0が“H”から“L”になることによって、中間信号MWL[0]が“H”になり、ワード線WL[0]が“L”にプレチャージされる。また、アドレス信号ADが“L”から“H”になることによって、ワード線起動信号WACTCLK[0]が電源電圧よりも低いレベルの“H”になる。
 以上のように、ワード線WL[3:0]はワード線起動信号WACTCLK[3:0]の振幅によって起動するが、電源制御回路24によってワード線起動信号WACTCLK[3:0]の“H”レベルを電源電圧よりも低くすることによって、その振幅を小さくし、これにより、ワード線WL[3:0]を高速起動することができる。また“H”レベルを電源電圧よりも低く抑えることによって、半導体記憶装置の低消費電力化が実現される。
特開2007-164922号公報
 特許文献1の構成では、ワード線起動信号の“H”レベルを電源電圧よりも低くし、その振幅を小さくすることによって、ワード線の高速起動を実現している。
 しかしながら、半導体記憶装置の大容量化に伴い、ワード線の本数が増えた場合には、ワード線起動信号1本当たりに接続されるワード線起動回路の個数が増え、また、ワード線起動信号の配線が長くなる。このため、ワード線起動信号の負荷が増えることになり、これによりワード線起動信号の振幅がなまり、ワード線の起動が遅くなる、という問題が生じる。ワード線の起動が遅くなると、要望されるデータ出力までの時間(アクセスタイム)を満たせなくなる可能性が高くなり、好ましくない。
 また、ワード線起動信号がなまってもワード線を起動するのに十分なワード線起動信号の振幅を得るために、ワード線起動信号の起動時間を延ばした場合には、要望される動作周波数(サイクルタイム)を満たせなくなる、という問題が生じる。
 前記の問題に鑑み、本発明は、大容量かつ高速動作が求められる半導体記憶装置において、例えばワード線起動信号の負荷が増えた場合であっても、ワード線の起動を高速に実行可能にするワード線起動回路を提供することを目的とする。
 本発明の第1態様では、ワード線起動回路は、ワード線信号を出力する出力ノードと、ソースにワード線起動信号を受けるとともにドレインが前記出力ノードと接続されており、かつ、ゲートに第1入力信号を受ける第1導電型の第1トランジスタと、ソースが第1電源と接続されているとともにドレインが前記出力ノードと接続されており、かつ、ゲートに第2入力信号を受ける第2導電型の第2トランジスタと、ソースが第2電源と接続されているとともにドレインが前記第1トランジスタのソースと接続されており、かつ、ゲートに前記第2入力信号を受ける前記第1導電型の第3トランジスタとを備えているものとする。
 この第1態様によると、第1の入力信号が第1論理レベル(例えば“H”)になり第1トランジスタがオン状態である場合において、第2の入力信号が第1論理レベルになることによって第2トランジスタがオフ状態になると、出力ノードが第1トランジスタを介してワード線起動信号に接続された状態になる。この状態で、ワード線起動信号が第2論理レベル(例えば“L”)に変化することによって、ワード線信号が第2論理レベルに変化する。このとき、第2の入力信号が第1論理レベルであることから第3トランジスタがオン状態であるため、この第3トランジスタによって、ワード線起動信号の第2論理レベルへの変化(例えば接地電圧へのディスチャージ)がアシストされる。これにより、ワード線起動信号にかかる負荷による信号振幅のなまりとそれに伴う信号遅延を改善することができる。したがって、ワード線の起動を高速化させることができ、データ出力までの時間(アクセスタイム)を短縮させることが可能となる。
 そして、前記第1態様のワード線起動回路において、ソースが前記第1電源と接続されているとともにドレインが前記第3トランジスタのドレインと接続されており、かつ、ゲートに前記第2入力信号を受ける前記第2導電型の第4トランジスタを備えたものとしてもよい。
 これにより、ワード線信号が第2論理レベルに変化した後、第2の入力信号が第2論理レベルになることによって、第3トランジスタがオフ状態になるとともに、第4トランジスタがオン状態になる。この状態で、ワード線起動信号が第1論理ベルに戻るとき、第4トランジスタによって、ワード線起動信号の第1論理レベルへの復帰(例えば電源電圧へのプレチャージ)がアシストされる。これにより、次の動作を開始するまでの時間(サイクルタイム)を短縮させることが可能となる。
 本発明の第2態様では、ワード線起動回路は、ワード線信号を出力する出力ノードと、ソースにワード線起動信号を受けるとともにドレインが前記出力ノードと接続されており、かつ、ゲートに第1入力信号を受ける第1導電型の第1トランジスタと、ソースが第1電源と接続されているとともにドレインが前記出力ノードと接続されており、かつ、ゲートに第2入力信号を受ける第2導電型の第2トランジスタと、ソースが第2電源と接続されているとともにドレインが前記第1トランジスタのソースと接続されている前記第1導電型の第3トランジスタと、ソースが前記第1電源と接続されているとともにドレインが前記第3トランジスタのゲートと接続されており、かつ、ゲートが前記第1のトランジスタのソースと接続されている前記第2導電型の第4トランジスタとを備えているものとする。
 この第2態様によると、第1の入力信号が第1論理レベル(例えば“H”)になり第1トランジスタがオン状態である場合において、第2の入力信号が第1論理レベルになることによって第2トランジスタがオフ状態になると、出力ノードが第1トランジスタを介してワード線起動信号に接続された状態になる。この状態で、ワード線起動信号が第2論理レベル(例えば“L”)に変化することによって、ワード線信号が第2論理レベルに変化する。このとき、ワード線起動信号が第2論理レベルであることから第4トランジスタがオン状態となり、このため、第3トランジスタのゲートに第1電源の電圧が印加されるために第3トランジスタがオン状態になる。このため、この第3トランジスタによって、ワード線起動信号の第2論理レベルへの変化(例えば接地電圧へのディスチャージ)がアシストされる。この結果、ワード線起動信号にかかる負荷による信号振幅のなまりとそれに伴う信号遅延を改善することができる。したがって、ワード線の起動を高速化させることができ、データ出力までの時間(アクセスタイム)を短縮させることが可能となる。
 また、本発明の第3態様では、半導体記憶装置は、前記第1または第2態様のワード線起動回路を所定個備えたワード線起動回路ブロックと、アドレス信号の一部とワード線起動のタイミングを制御するクロック信号とを入力とし、前記所定個のワード線起動回路に個別に、前記ワード線起動信号またはその反転信号および前記第2入力信号またはその反転信号を生成し、出力するワード線起動信号出力ブロックとを備えたものとする。
 そして、前記第3態様の半導体記憶装置は、前記ワード線起動回路ブロックが複数個設けられており、前記アドレス信号の残部を入力とし、前記ワード線起動回路ブロックのいずれか1つを選択するためのアドレスデコード信号を生成する少なくとも1つのアドレスデコーダをさらに備え、前記各ワード線起動回路ブロックは、前記所定個のワード線起動回路に前記第1入力信号として共通の信号が与えられ、前記アドレスデコード信号によって当該ワード線起動回路ブロックが選択されたとき、前記第1入力信号がアクティブになるよう、構成されているのが好ましい。
 また、前記第1および第2態様のワード線起動回路の回路構成は、パルス起動信号によってパルス信号を起動する半導体集積回路として用いてもかまわない。この場合でも、第3トランジスタによって、パルス起動信号の第2論理レベルへの変化(例えば接地電圧へのディスチャージ)がアシストされる。これにより、パルス起動信号にかかる負荷による信号振幅のなまりとそれに伴う信号遅延を改善することができる。したがって、パルス信号を高速に立ち上げることができ、例えば、後段の回路の起動を速めることが可能となる。
 本発明によると、ワード線起動信号の変化がワード線起動回路内のトランジスタによってアシストされるので、ワード線起動信号にかかる負荷による信号振幅のなまりとそれに伴う信号遅延を改善することができる。したがって、ワード線の起動を高速化させることができ、アクセスタイムを短縮させることが可能となる。
 また、本発明によると、パルス起動信号の変化が半導体集積回路内のトランジスタによってアシストされるので、パルス起動信号にかかる負荷による信号振幅のなまりとそれに伴う信号遅延を改善することができる。したがって、パルス信号を高速に立ち上げることができ、例えば、後段の回路の起動を速めることが可能となる。
各実施形態に係る半導体記憶装置の模式的なブロック図である。 第1の実施形態に係るロウデコーダ制御回路の回路構成図である。 第1の実施形態に係るロウデコーダの回路構成図である。 第1の実施形態に係るワード線起動回路の回路構成図である。 第1の実施形態におけるワード線起動時の動作を示すタイミングチャートである。 第2の実施形態に係るワード線起動回路の回路構成図である。 第2の実施形態におけるワード線起動時の動作を示すタイミングチャートである。 第2の実施形態に係るワード線起動回路の変形例の回路構成図である。 第3の実施形態に係るロウデコーダ制御回路の回路構成図である。 第3の実施形態に係るワード線起動回路の回路構成図である。 第3の実施形態におけるワード線起動時の動作を示すタイミングチャートである。 ワード線起動回路の変形例の回路構成図である。 ワード線起動回路の変形例の回路構成図である。 ワード線起動回路の変形例の回路構成図である。 従来のワード線起動回路周辺の回路構成の一例である。 図15の回路構成におけるワード線起動時の動作を示すタイミングチャートである。
 以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
 (第1の実施形態)
 図1は第1の実施形態に係る半導体記憶装置を模式的に示すブロック図である。図1において、半導体記憶装置100は、メモリアレイ103と、メモリアレイ103のワード線WL[63:0]を起動するロウデコーダ102と、メモリアレイ103からビット線BL[63:0]を介してデータを受けるデータ出力回路104と、ロウデコーダ102およびデータ出力回路104を制御するコントロール回路101とを備えている。
 コントロール回路101は、ロウデコーダ制御回路107を有しており、ロウデコーダ制御回路107は、アドレス信号AD[5:0]およびクロック信号CLKを入力とし、ロウデコーダ制御信号SRDを生成する。ロウデコーダ制御信号SRDはロウデコーダ102に与えられる。またコントロール回路101は、データ出力回路制御信号SDOをデータ出力回路104に出力する。
 ロウデコーダ102は、コントロール回路101から与えられたロウデコーダ制御信号SRDを受け、ワード線WL[63:0]のうちのいずれか1つを選択し、起動する。メモリアレイ103は、起動されたワード線WL[63:0]に従って、ビット線BL[63:0]からメモリセルデータを出力する。データ出力回路104は、ビット線BL[63:0]から出力されたメモリセルデータと、コントロール回路101から与えられたデータ出力回路制御信号SDOとに基づいて、出力データDO[63:0]を生成し出力する。
 図2は本実施形態に係るロウデコーダ制御回路107の回路構成を示す図である。図2のロウデコーダ制御回路107は、ワード線起動信号出力ブロック250と、2個のアドレスデコーダ252とを備えており、ロウデコーダ制御信号SRDとして、アドレスデコード信号RAD32[3:0],RAD54[3:0]、ワード線の電位をプレチャージする反転ワード線プレチャージ信号NPCLK[3:0]、および、ワード線の起動タイミングを制御するワード線起動信号WACTCLK[3:0]を生成する。
 アドレスデコーダ252はそれぞれ、2個のインバータ220と、4個のNAND論理素子221と、4個のインバータ222とによって構成されており、アドレス信号AD[5:4]またはAD[3:2]を入力とし、アドレスデコード信号RAD54[3:0]またはRAD32[3:0]を出力する。アドレスデコード信号RAD54[3:0]およびRAD32[3:0]は、後述するワード線起動回路ブロック300のいずれか1つを選択するために用いられる。インバータ220は、アドレス信号AD[5:4]またはAD[3:2]が入力され、反転アドレス信号NAD[5:4]またはNAD[3:2]を出力する。4個のNAND論理素子221には、アドレス信号AD[5]および反転アドレス信号NAD[5]のいずれかとアドレス信号AD[4]および反転アドレス信号NAD[4]のいずれかとが(または、アドレス信号AD[3]および反転アドレス信号NAD[3]のいずれかとアドレス信号AD[2]および反転アドレス信号NAD[2]のいずれかとが)、互いに異なる組み合わせにおいて入力される。4個のインバータ222は、4個のNAND論理素子221の出力をそれぞれ受け、その反転信号をアドレスデコード信号RAD54[3:0]またはRAD32[3:0]として出力する。
 ワード線起動信号出力ブロック250は、2個のインバータ201と、4個のワード線起動信号出力回路251とを備えており、アドレス信号AD[1:0]およびクロック信号CLKを入力とし、ワード線起動信号WACTCLK[3:0]および反転ワード線プレチャージ信号NPCLK[3:0]を出力する。なお、ワード線起動信号WACTCLKに代えてその反転信号を出力してもよいし、反転ワード線プレチャージ信号NPCLKに代えてワード線プレチャージ信号PCLK[3:0]を出力してもよい。ワード線起動信号出力回路251はそれぞれ、NAND論理素子202,204,205、およびインバータ203,206,207によって構成されている。
 2個のインバータ201は、アドレス信号AD[1],AD[0]をそれぞれ入力とし、反転アドレス信号NAD[1],NAD[0]を出力する。4個のワード線起動信号出力回路251には、クロック信号CLKがそれぞれ入力されるとともに、アドレス信号AD[1]および反転アドレス信号NAD[1]のいずれかとアドレス信号AD[0]および反転アドレス信号NAD[0]のいずれかとが、互いに異なる組み合わせにおいて入力される。そして、4個のワード線起動信号出力回路251は、ワード線起動信号WACTCLK[3:0]および反転ワード線プレチャージ信号NPCLK[3:0]を出力する。
 各ワード線起動信号出力回路251において、NAND論理素子202には、アドレス信号AD[1]および反転アドレス信号NAD[1]のいずれかとアドレス信号AD[0]および反転アドレス信号NAD[0]のいずれかとが入力される。インバータ203はNAND論理素子202の出力を入力とし、その反転信号をアドレスデコード信号PADとして出力する。NAND論理素子204,205はそれぞれ、クロック信号CLKおよびアドレスデコード信号PADを入力とする。NAND論理素子204の出力はインバータ206,207を介して、ワード線起動信号WACTCLK[3:0]のいずれかとして出力される。NAND論理素子205の出力は、反転ワード線プレチャージ信号NPCLK[3:0]のいずれかとして出力される。
 図3は本実施形態に係るロウデコーダ102の回路構成を示す図である。図3のロウデコーダ102は、ワード線WL[63:0]を4本ずつ起動する16個のワード線起動回路ブロック300を備えている。各ワード線起動回路ブロック300には、アドレスデコード信号RAD54[3:0]のいずれかとアドレスデコード信号RAD32[3:0]のいずれかとが、互いに異なる組み合わせにおいて入力される。さらに、各ワード線起動回路ブロック300にはそれぞれ、反転ワード線プレチャージ信号NPCLK[3:0]およびワード線起動信号WACTCLK[3:0]が入力される。
 各ワード線起動回路ブロック300は、4個のワード線起動回路301、NAND論理素子302、インバータ303、および4個のインバータ304を備えている。NAND論理素子302は、当該ワード線起動回路ブロック300に与えられた、アドレスデコード信号RAD54[3:0]のいずれかおよびアドレスデコード信号RAD32[3:0]のいずれかを入力とする。インバータ303はNAND論理素子302の出力を入力とし、アドレスデコード信号RAD[0]~[15]を出力する。4個のインバータ304は、反転ワード線プレチャージ信号NPCLK[3:0]をそれぞれ入力とし、ワード線プレチャージ信号PCLK[3:0]をそれぞれ出力する。4個のワード線起動回路301は、IN入力端子に共通の信号としてアドレスデコーダ信号RAD[0]~[15]を受け、PCLK入力にワード線プレチャージ信号PCLK[3:0]をそれぞれ受け、WACTCLK入力にワード線起動信号WACTCLK[3:0]をそれぞれ受ける。そして、WL出力から、ワード線WL[63:0]のうちのいずれか1本をそれぞれ起動する。なお、アドレスデコード信号RAD[0]~[15]は、当該ワード線起動回路ブロック300がアドレスデコード信号RAD54[3:0],RAD32[3:0]によって選択されたとき、アクティブ(ここでは“H”)になる信号である。
 図4は本実施形態に係るワード線起動回路301の回路構成を示す図である。図4に示す回路は、ワード線起動信号WACTCLK、第1入力信号としての入力信号IN(アドレスデコード信号RAD)、および第2入力信号としてのワード線プレチャージ信号PCLKを入力とし、出力ノードN1から中間信号(ワード線信号)MWLを出力する。この中間信号MWLによって、ワード線WLが起動される。
 第1導電型の第1トランジスタとしてのNMOSトランジスタ403は、ソースにワード線起動信号WACTCLKを受けるとともに、ドレインが出力ノードN1と接続されており、かつ、ゲートに入力信号INを受ける。第2導電型の第2トランジスタとしてのPMOSトランジスタ401は、ソースが電源電圧を供給する第1電源と接続されているとともに、ドレインが出力ノードN1と接続されており、かつ、ゲートにワード線プレチャージ信号PCLKを受ける。第1導電型の第3トランジスタとしてのNMOSトランジスタ405は、ソースが接地電圧を供給する第2電源と接続されているとともに、ドレインがNMOSトランジスタ403のソースと接続されており、かつ、ゲートにワード線プレチャージ信号PCLKを受ける。
 さらに、ワード線WLの電位を保持するためのPMOSトランジスタ402、および、ワード線信号MWLを受けてワード線WLを駆動するインバータ404を備えている。なお、このPMOSトランジスタ402およびインバータ404は必ずしも設けなくてもよい。
 図5は図1~図4に示した回路構成の半導体記憶装置における、ワード線起動時の信号波形を示すタイミングチャートである。なお、本実施形態の効果を示すために、従来の信号波形を破線で示している。
 <時間T00の前後>
 クロック信号CLKが“H”になる前、アドレス信号AD[1:0]は全て“L”である。また、アドレス信号AD[5:2]は全て“H”から“L”に変化しているため、アドレスデコード信号RAD54[3:0],RAD32[3:0]はともに“8h”から“1h”に変化する。このとき、アドレスデコード信号RAD[0]が“H”になり、ワード線WL[3:0]を起動する4個のワード線起動回路301において、NMOSトランジスタ403のゲートに入力信号INすなわち“H”が与えられる。その他のワード線起動回路301においては、NMOSトランジスタ403はオフしている。
 またクロック信号CLKが“L”であるため、ワード線起動信号出力ブロック250における各ワード線起動信号出力回路251において、NAND論理素子204,205の出力がともに“H”になり、これにより、ワード線プレチャージ信号PCLK[3:0]は全て“L”、ワード線起動信号WACTCLK[3:0]は全て“H”になる。
 このとき、ワード線WL[3:0]を起動する4個のワード線起動回路301において、ワード線起動信号WACTCLK[3:0]が“H”であり、ワード線プレチャージ信号PCLK[3:0]が“L”によりPMOSトランジスタ401がオンしているため、中間信号MWLは“H”である。これにより、ワード線WL[3:0]はいずれも“L”である。PMOSトランジスタ402がオンし、中間信号MWLは“H”を保持する。またこのとき、NMOSトランジスタ405はオフしている。
 次にクロック信号CLKが“H”になると、アドレス信号AD[1:0]が全て“L”であるため、ワード線プレチャージ信号PCLK[0]が“L”から“H”に変化する。このため、ワード線WL[0]を起動するワード線起動回路301において、PMOSトランジスタ401がオフされ、中間信号MWLを出力するノードN1はNMOSトランジスタ403を介してワード線起動信号WACTCLK[0]と接続される。また、NMOSトランジスタ405はオンする。また同時に、ワード線起動信号WACTCLK[0]は、配線負荷の影響を受けながら、“H”から“L”に推移する。
 このとき、ワード線プレチャージ信号PCLK[0]が接続される全てのワード線起動回路301内のNMOSトランジスタ405がオンすることによって、ワード線起動信号WACTCLK[0]の“L”へのディスチャージがアシストされる。これにより、ワード線起動信号WACTCLK[0]は従来よりも高速に“L”に遷移し、中間信号MWLが従来よりも高速に“L”になり、この結果、ワード線WL[0]が従来よりも高速に“L”から“H”に変化する。ワード線WL[0]が“H”になるため、ワード線WL[0]を起動するワード線起動回路301において、PMOSトランジスタ402はオフする。
 <時間T01の前後>
 クロック信号CLKが“L”になると、ワード線プレチャージ信号PCLK[0]が“H”から“L”に変化する。このとき、ワード線WL[0]を起動するワード線起動回路301において、PMOSトランジスタ401がオンし、中間信号MWLは“H”にプレチャージされ、ワード線WL[0]は“L”になる。ワード線WL[0]が“L”のため、PMOSトランジスタ402がオンし、中間信号MWLは“H”を保持する。また、NMOSトランジスタ405はオフする。
 また同時に、ワード線起動信号WACTCLK[0]は“L”から“H”にプレチャージされるが、NMOSトランジスタ405はオフしているため、ワード線起動信号WACTCLK[0]のプレチャージを妨げることはない。
 <時間T02の前後>
 アドレス信号AD[5:2]は全て“L”から“H”に変化しているため、アドレスデコード信号RAD54[3:0]、RAD32[3:0]はともに“1h”から“8h”に変化する。このとき、アドレスデコード信号RAD[15]が“H”になり、ワード線WL[63:60]を起動するワード線起動回路301において、NMOSトランジスタ403のゲートに入力信号INすなわち“H”が与えられる。その他のワード線起動回路301においては、NMOSトランジスタ403はオフしている。また、アドレス信号AD[1:0]は全て“L”から“H”に変化している。
 一方、クロック信号CLKが“L”であるため、ワード線起動信号出力ブロック250における各ワード線起動信号出力回路251において、NAND論理素子204,205の出力がともに“L”になり、これにより、ワード線プレチャージ信号PCLK[3:0]は全て“L”、ワード線起動信号WACTCLK[3:0]は全て“H”になる。
 このとき、ワード線WL[63:60]を起動する4個のワード線起動回路301において、ワード線起動信号WACTCLK[3:0]が“H”であり、ワード線プレチャージ信号PCLK[3:0]が“L”によりPMOSトランジスタ401がオンしているため、中間信号MWLは“H”である。これにより、ワード線WL[63:60]はいずれも“L”である。PMOSトランジスタ402がオンし、中間信号MWLは“H”を保持する。またこのとき、NMOSトランジスタ405はオフしている。
 次にクロック信号CLKが“H”になると、アドレス信号AD[1:0]が全て“H”であるため、ワード線プレチャージ信号PCLK[3]が“L”から“H”に変化する。このため、ワード線WL[63]を起動するワード線起動回路301において、PMOSトランジスタ401がオフされ、中間信号MWLを出力するノードN1はNMOSトランジスタ403を介してワード線起動信号WACTCLK[3]と接続される。また、NMOSトランジスタ405はオンする。また同時に、ワード線起動信号WACTCK[3]は配線負荷の影響を受けながら、“H”から“L”に推移する。このとき、ワード線プレチャージ信号PCLK[3]が接続される全てのワード線起動回路301内のNMOSトランジスタ405がオンすることによって、ワード線起動信号WACTCLK[3]の“L”へのディスチャージがアシストされる。これにより、ワード線起動信号WACTCLK[3]は従来よりも高速に“L”に遷移し、中間信号MWLが従来よりも高速に“L”になり、この結果、ワード線WL[63]が従来よりも高速に“L”から“H”に変化する。ワード線WL[63]が“H”になるため、ワード線WL[63]を起動するワード線起動回路301において、PMOSトランジスタ402はオフする。
 <時間T03の前後>
 クロック信号CLKが“L”になると、ワード線プレチャージ信号PCLK[3]が“H”から“L”に変化する。このとき、ワード線WL[63]を起動するワード線起動回路301において、PMOSトランジスタ401がオンし、中間信号MWLは“H”にプレチャージされ、ワード線WL[63]は“L”になる。ワード線WL[63]が“L”のため、PMOSトランジスタ402がオンし、中間信号MWLは“H”を保持する。また、NMOSトランジスタ405はオフする。また同時に、ワード線起動信号WACTCUK[3]は“L”から“H”にプレチャージされるが、NMOSトランジスタ405はオフしているため、ワード線起動信号WACTCLK[3]のプレチャージを妨げることはない。
 以上のように本実施形態によると、ワード線起動回路301において、NMOSトランジスタ403のソースと接地電圧電源との間に、ワード線プレチャージ信号PCLKをゲートに受けるNMOSトランジスタ405が設けられている。そして、ワード線の起動時に、このNMOSトランジスタ405をワード線プレチャージ信号PCLKによってオンさせることによって、ワード線起動信号WACTCLKの“L”へのディスチャージをアシストすることができる。したがって、従来よりも高速にワード線WLを起動させることができる。
 すなわち本実施形態によって、ワード線起動信号に対して負荷がかかっており、信号振幅のなまりとそれに伴う信号遅延が発生する可能性がある場合であっても、回路構成を大きく変えることなく、かつ回路面積を大きく増やすことなく、ワード線起動信号を高速に接地電圧にディスチャージすることができる。したがって、ワード線を高速に起動させることができ、半導体記憶装置のアクセスタイムを短縮することができる。また、信号振幅なまりが少なくなるように、ワード線起動信号の配線幅を調整する、つまり配線容量と配線抵抗のバランスを調整する、といったことが不要となる。
 また本実施形態では、ワード線起動信号出力ブロック250は、アドレス信号AD[1:0]のデコード信号から、ワード線起動回路ブロック300に含まれた4個のワード線起動回路301にそれぞれ対応する、反転ワード線プレチャージ信号PCLK[3:0]を生成する。すなわち、ワード線起動信号出力ブロック250は、ワード線プレチャージ信号PCLK[3:0]をそれぞれ個別に選択することができ、図5から分かるように、ワード線プレチャージ信号PCLK[3:0]のうちアクティブになるものは、ワード線起動信号WACTCLK[3:0]によって選択されたワード線起動回路301に対応する信号のみである。このため、非選択のワード線起動信号に影響を与えることなく、選択されたワード線起動回路301のみにおいて、ワード線起動信号WACTCLKのディスチャージをアシストすることができる。
 すなわち、本実施形態の構成によって、アドレスのデコードによってワード線起動信号を複数生成する場合、非選択ワード線起動信号に影響を与えず、アドレスによって選択されたワード線起動信号のみ、信号振幅のなまりとそれに伴う信号遅延を改善することができる。これにより、アドレスや回路構成に応じて、容易にワード線起動信号の本数を展開することが可能となる。
 さらに本実施形態では、各ワード線起動回路301がワード線起動信号のディスチャージをアシストする機能を有しているため、半導体記憶装置の容量に応じてワード線の数が増減し、ワード線起動信号にかかる負荷が増減する場合においても、ワード線の数の増減に対応して、ワード線起動信号をディスチャージする能力も増減する。このため、最適な回路面積で信号遅延の改善効果が得られる。これにより、ワード線起動信号の配線幅調整を行うことなく、ワード線の数の増減を意識せず簡単なゲート容量計算で、容易に半導体記憶装置の容量展開をすることが可能となる。
 (第2の実施形態)
 第2の実施形態に係る半導体記憶装置の構成は、第1の実施形態と同様であり、図1~図3に示すとおりである。ただし、本実施形態では、ワード線起動回路の構成が第1の実施形態と異なっている。
 図6は本実施形態に係るワード線起動回路301Aの回路構成を示す図である。図4の回路構成と対比すると、PMOSトランジスタ501が追加されている点が異なっている。第2導電型の第4トランジスタとしてのPMOSトランジスタ501は、ソースが電源電圧を供給する第1電源と接続されているとともに、ドレインがNMOSトランジスタ403のドレインと接続されており、かつ、ゲートにワード線プレチャージ信号PCLKを受ける。すなわち、PMOSトランジスタ501は、ドレインにワード線起動信号WACTCLKを受けており、ワード線プレチャージ信号PCLKによってオン・オフされる。
 図7は図1~図3および図6に示した回路構成の半導体記憶装置における、ワード線起動時の信号波形を示している。なお、本実施形態の効果を示すために、従来の信号波形を破線で示している。
 図7に示す動作は第1の実施形態とほぼ同様であるため、以下では、第1の実施形態との相違点を中心にして説明を行い、その他の動作については適宜省略する。
 <時間T00の前後>
 クロック信号CLKが“H”になると、ワード線プレチャージ信号PCLK[0]が“L”から“H”に変化する。このため、ワード線WL[0]を起動するワード線起動回路301Aにおいて、PMOSトランジスタ401がオフされ、中間信号MWLを出力するノードN1はNMOSトランジスタ403を介してワード線起動信号WACTCLK[0]と接続される。また、NMOSトランジスタ405はオンし、PMOSトランジスタ501はオフする。
 また同時に、ワード線起動信号WACTCLK[0]は、配線負荷の影響を受けながら、“H”から“L”に推移する。このとき、ワード線プレチャージ信号PCLK[0]が接続される全てのワード線起動回路301A内のNMOSトランジスタ405がオンすることによって、ワード線起動信号WACTCLK[0]の“L”へのディスチャージがアシストされる。
 <時間T01の前後>
 クロック信号CLKが“L”になると、ワード線プレチャージ信号PCLK[0]が“H”から“L”に変化する。このとき、ワード線WL[0]を起動するワード線起動回路301Aにおいて、PMOSトランジスタ401がオンし、中間信号MWLは“H”にプレチャージされ、ワード線WL[0]は“L”になる。ワード線WL[0]が“L”のため、PMOSトランジスタ402がオンし、中間信号MWLは“H”を保持する。また、NMOSトランジスタ405はオフし、PMOSトランジスタ501はオンする。
 また同時に、ワード線起動信号WACTCLK[0]は、配線負荷の影響を受けながらL”から“H”にプレチャージされる。このとき、PMOSトランジスタ501がオンしているため、ワード線起動信号WACTCLK[0]の“H”へのプレチャージがアシストされ、従来よりも高速に、ワード線起動信号WACTCLK[0]のプレチャージが完了する。また、NMOSトランジスタ405はオフしているため、ワード線起動信号WACTCLK[0]のプレチャージを妨げることはない。
 <時間T02の前後>
 次にクロック信号CLKが“H”になると、ワード線プレチャージ信号PCLK[3]が“L”から“H”に変化する。このため、ワード線WL[63]を起動するワード線起動回路301Aにおいて、PMOSトランジスタ401がオフされ、中間信号MWLを出力するノードN1はNMOSトランジスタ403を介してワード線起動信号WACTCLK[3]と接続される。また、NMOSトランジスタ405はオンし、PMOSトランジスタ501はオンする。
 また同時に、ワード線起動信号WACTCK[3]は配線負荷の影響を受けながら、“H”から“L”に推移する。このとき、ワード線プレチャージ信号PCLK[3]が接続される全てのワード線起動回路301A内のNMOSトランジスタ405がオンすることによって、ワード線起動信号WACTCLK[3]の“L”へのディスチャージがアシストされる。
 <時間T03の前後>
 クロック信号CLKが“L”になると、ワード線プレチャージ信号PCLK[3]が“H”から“L”に変化する。このとき、ワード線WL[63]を起動するワード線起動回路301Aにおいて、PMOSトランジスタ401がオンし、中間信号MWLは“H”にプレチャージされ、ワード線WL[63]は“L”になる。ワード線WL[63]が“L”のため、PMOSトランジスタ402がオンし、中間信号MWLは“H”を保持する。また、NMOSトランジスタ405はオフし、PMOSトランジスタ501はオンする。
 また同時に、ワード線起動信号WACTCLK[3]は、配線負荷の影響を受けながら、“L”から“H”にプレチャージされる。このとき、PMOSトランジスタ501がオンしているため、ワード線起動信号WACTCLK[3]の“H”へのプレチャージがアシストされ、従来よりも高速に、ワード線起動信号WACTCLK[3]のプレチャージが完了する。また、NMOSトランジスタ405はオフしているため、ワード線起動信号WACTCLK[3]のプレチャージを妨げることはない。
 以上のように本実施形態によると、ワード線起動回路301Aにおいて、NMOSトランジスタ403のソースと電源電圧電源との間に、ワード線プレチャージ信号PCLKをゲートに受けるPMOSトランジスタ501が設けられている。そして、ワード線のプレチャージ時に、このPMOSトランジスタ501をワード線プレチャージ信号PCLKによってオンさせることによって、ワード線起動信号WACTCLKの“H”へのプレチャージをアシストすることができる。これにより、従来よりも高速にワード線起動信号WACTCLKをプレチャージすることができる。
 また、第1の実施形態と同様に、NMOSトランジスタ403のソースと接地電圧電源との間にワード線プレチャージ信号PCLKをゲートに受けるNMOSトランジスタ405が設けられているので、ワード線の起動時に、このNMOSトランジスタ405によって、ワード線起動信号WACTCLKの“L”へのディスチャージをアシストすることができる。これにより、従来よりも高速にワード線WLを起動させることができる。
 すなわち本実施形態によって、ワード線起動信号に対して負荷がかかっており、信号振幅のなまりとそれに伴う信号遅延が発生する可能性がある場合であっても、回路構成を大きく変えることなく、かつ回路面積を大きく増やすことなく、ワード線起動信号を、高速に接地電圧にディスチャージすることができ、かつ、高速に電源電圧にプレチャージすることができる。これにより、半導体記憶装置のアクセスタイムを短縮することができるとともに、サイクルタイムを短縮することができる。また、信号振幅なまりが少なくなるように、ワード線起動信号の配線幅を調整する、つまり配線容量と配線抵抗のバランスを調整する、といったことが不要となる。さらには、ワード線起動信号をドライブするバッファのサイズを小さくすることができ、回路面積の縮小が可能となる。
 また本実施形態では、ワード線起動信号出力ブロック250は、アドレス信号AD[1:0]のデコード信号から、ワード線起動回路ブロック300に含まれた4個のワード線起動回路301Aにそれぞれ対応する、ワード線起動信号WACTCLK[3:0]および反転ワード線プレチャージ信号PCLK[3:0]を生成する。すなわち、ワード線起動信号出力ブロック250は、ワード線プレチャージ信号PCLK[3:0]をそれぞれ個別に選択することができ、図7から分かるように、ワード線プレチャージ信号PCLK[3:0]のうちアクティブになるものは、ワード線起動信号WACTCLK[3:0]によって選択されたワード線起動回路301Aに対応する信号のみである。このため、非選択のワード線起動信号に影響を与えることなく、選択されたワード線起動回路301Aのみにおいて、ワード線起動信号WACTCLKのディスチャージおよびプレチャージをアシストすることができる。
 すなわち、本実施形態の構成によって、アドレスのデコードによってワード線起動信号を複数生成する場合、非選択ワード線起動信号に影響を与えず、アドレスによって選択されたワード線起動信号のみ、信号振幅のなまりとそれに伴う信号遅延を改善することができる。これにより、アドレスや回路構成に応じて、容易にワード線起動信号の本数を展開することが可能となる。
 さらに本実施形態では、各ワード線起動回路301Aがワード線起動信号のディスチャージおよびプレチャージをアシストする機能を有しているため、半導体記憶装置の容量に応じてワード線の数が増減し、ワード線起動信号にかかる負荷が増減する場合においても、ワード線の数の増減に対応して、ワード線起動信号をディスチャージおよびプレチャージする能力も増減する。このため、最適な回路面積で信号遅延の改善効果が得られる。これにより、ワード線起動信号の配線幅調整を行うことなく、ワード線の数の増減を意識せず簡単なゲート容量計算で、容易に半導体記憶装置の容量展開をすることが可能となる。
 なお、図8に示すように、図6の構成からNMOSトランジスタ405を省いた構成としてもよい。この回路構成でも、ワード線起動信号WACTCLKの“H”へのプレチャージをアシストすることができ、従来よりも高速にワード線起動信号WACTCLKをプレチャージすることができる。
 (第3の実施形態)
 第3の実施形態に係る半導体記憶装置の構成は、第1の実施形態とほぼ同様であるが、ロウデコーダ制御回路内のワード線起動信号出力回路の構成と、ワード線起動回路の構成とが異なっている。
 図9は本実施形態に係るロウデコーダ制御回路107Aの回路構成を示す図である。図9のロウデコーダ制御回路107Aは、ワード線起動信号出力ブロック750と、2個のアドレスデコーダ252とを備えており、ロウデコーダ制御信号SRDとして、アドレスデコード信号RAD32[3:0],RAD54[3:0]、ワード線の電位をプレチャージする反転ワード線プレチャージ信号NPCLK[3:0]、および、ワード線の起動タイミングを制御するワード線起動信号WACTCLK[3:0]を生成する。なお、アドレスデコーダ252の構成は図2と同様であり、ここでは説明を省略する。
 ワード線起動信号出力ブロック750は、2個のインバータ201と、4個のワード線起動信号出力回路751とを備えており、アドレス信号AD[1:0]およびクロック信号CLKを入力とし、ワード線起動信号WACTCLK[3:0]および反転ワード線プレチャージ信号NPCLK[3:0]を出力する。なお、ワード線起動信号WACTCLKに代えてその反転信号を出力してもよいし、反転ワード線プレチャージ信号NPCLKに代えてワード線プレチャージ信号PCLK[3:0]を出力してもよい。ワード線起動信号出力回路751はそれぞれ、NAND論理素子202,204、およびインバータ203,206,207,755によって構成されている。
 2個のインバータ201は、アドレス信号AD[1],AD[0]をそれぞれ入力とし、反転アドレス信号NAD[1],NAD[0]を出力する。4個のワード線起動信号出力回路751には、クロック信号CLKがそれぞれ入力されるとともに、アドレス信号AD[1]および反転アドレス信号NAD[1]のいずれかとアドレス信号AD[0]および反転アドレス信号NAD[0]のいずれかとが、互いに異なる組み合わせにおいて入力される。そして、4個のワード線起動信号出力回路751は、ワード線起動信号WACTCLK[3:0]および反転ワード線プレチャージ信号NPCLK[3:0]を出力する。
 各ワード線起動信号出力回路751において、NAND論理素子202には、アドレス信号AD[1]および反転アドレス信号NAD[1]のいずれかとアドレス信号AD[0]および反転アドレス信号NAD[0]のいずれかとが入力される。インバータ203はNAND論理素子202の出力を入力とし、その反転信号をアドレスデコード信号PADとして出力する。NAND論理素子204はクロック信号CLKおよびアドレスデコード信号PADを入力とし、その出力はインバータ206,207を介して、ワード線起動信号WACTCLK[3:0]のいずれかとして出力される。インバータ755はクロック信号CLKを入力とし、その反転信号を反転ワード線プレチャージ信号NPCLK[3:0]のいずれかとして出力する。
 すなわち、図9のロウデコーダ制御回路107Aは、反転ワード線プレチャージ信号NPCLK[3:0]として、全て同じ信号、すなわちクロック信号CLKの反転信号を出力する。なお図9では、反転ワード線プレチャージ信号NPCLK[3:0]を4個の別の信号として記載したが、1個の信号として、全てのワード線起動回路に共通に入力させてもよい。
 図10は本実施形態に係るワード線起動回路301Bの回路構成を示す図である。図10に示す回路は、図4に示す回路と同様に、ワード線起動信号WACTCLK、第1入力信号としての入力信号IN、および第2入力信号としてのワード線プレチャージ信号PCLKを入力とし、出力ノードN1から中間信号(ワード線信号)MWLを出力する。この中間信号MWLによって、ワード線WLが起動される。
 第1導電型の第1トランジスタとしてのNMOSトランジスタ403は、ソースにワード線起動信号WACTCLKを受けるとともに、ドレインが出力ノードN1と接続されており、かつ、ゲートに入力信号INを受ける。第2導電型の第2トランジスタとしてのPMOSトランジスタ401は、ソースが電源電圧を供給する第1電源と接続されているとともに、ドレインが出力ノードN1と接続されており、かつ、ゲートにワード線プレチャージ信号PCLKを受ける。第1導電型の第3トランジスタとしてのNMOSトランジスタ704は、ソースが接地電圧を供給する第2電源と接続されているとともに、ドレインがNMOSトランジスタ403のソースと接続されている。第2導電型の第4トランジスタとしてのPMOSトランジスタ701は、ソースが第1電源と接続されているとともに、ドレインがNMOSトランジスタ704のゲートと接続されており、かつ、ゲートがNMOSトランジスタ403のソースと接続されている。PMOSトランジスタ701は、ワード線起動信号WACTCLKによってオン・オフされる。
 また、インバータ703は、ワード線プレチャージ信号PCLKを受け、その反転信号を出力する。第1導電型の第5トランジスタとしてのNMOSトランジスタ702は、ソースが接地電圧を供給する第2電源と接続されているとともに、ドレインがPMOSトランジスタ701のドレインと接続されており、かつ、ゲートにインバータ703から出力された反転信号を受ける。なお、このインバータ703およびNMOSトランジスタ702は、省いてもかまわない。
 さらに、ワード線WLの電位を保持するためのPMOSトランジスタ402、および、ワード線信号MWLを受けてワード線WLを駆動するインバータ404を備えている。なお、このPMOSトランジスタ402およびインバータ404は必ずしも設けなくてもよい。
 図11は図1、図3、図9および図10に示した回路構成の半導体記憶装置における、ワード線起動時の信号波形を示すタイミングチャートである。なお、本実施形態の効果を示すために、従来の信号波形を破線で示している。
 <時間T00の前後>
 クロック信号CLKが“H”になる前、アドレス信号AD[1:0]は全て“L”である。また、アドレス信号AD[5:2]は全て“H”から“L”に変化しているため、アドレスデコード信号RAD54[3:0],RAD32[3:0]はともに“8h”から“1h”に変化する。このとき、アドレスデコード信号RAD[0]が“H”になり、ワード線WL[3:0]を起動する4個のワード線起動回路301Bにおいて、NMOSトランジスタ403のゲートに入力信号INすなわち“H”が与えられる。その他のワード線起動回路301Bにおいては、NMOSトランジスタ403はオフしている。
 またクロック信号CLKが“L”であるため、ワード線起動信号出力ブロック750における各ワード線起動信号出力回路751において、NAND論理素子204およびインバータ755の出力がともに“H”になり、これにより、ワード線プレチャージ信号PCLK[3:0]は全て“L”、ワード線起動信号WACTCLK[3:0]は全て“H”になる。
 このとき、ワード線WL[3:0]を起動する4個のワード線起動回路301Bにおいて、ワード線起動信号WACTCLK[3:0]が“H”であり、ワード線プレチャージ信号PCLK[3:0]が“L”によりPMOSトランジスタ401がオンしているため、中間信号MWLは“H”である。これにより、ワード線WL[3:0]はいずれも“L”である。PMOSトランジスタ402がオンし、中間信号MWLは“H”を保持する。またこのとき、PMOSトランジスタ701はオフ、NMOSトランジスタ702はオンしているため、NMOSトランジスタ704のゲートには“L”が与えられ、NMOSトランジスタ704はオフしている。
 次にクロック信号CLKが“H”になると、ワード線プレチャージ信号PCLK[3:0]が“L”から“H”に変化する。このため、ワード線WL[3:0]を起動するワード線起動回路301Bにおいて、PMOSトランジスタ401およびNMOSトランジスタ702はオフする。また、ワード線WL[0]を起動するワード線起動回路301Bにおいて、中間信号MWLを出力するノードN1はNMOSトランジスタ403を介してワード線起動信号WACTCLK[0]と接続される。
 また同時に、ワード線起動信号WACTCLK[0]は、配線負荷の影響を受けながら、“H”から“L”に推移する。このとき、ワード線起動信号WACTCLK[0]の電位がPMOSトランジスタ701をオンするレベルまで下がると、PMOSトランジスタ701がオンすることによってNMOSトランジスタ704のゲートに“H”が与えられ、NMOSトランジスタ704はオンする。すなわち、ワード線起動信号WACTCLK[0]が接続される全てのワード線起動回路301B内のNMOSトランジスタ704がオンすることによって、ワード線起動信号WACTCLK[0]の“L”へのディスチャージがアシストされる。これにより、ワード線起動信号WACTCLK[0]は従来よりも高速に“L”に遷移し、中間信号MWLが従来よりも高速に“L”になり、この結果、ワード線WL[0]が従来よりも高速に“L”から“H”に変化する。ワード線WL[0]が“H”になるため、ワード線WL[0]を起動するワード線起動回路301Bにおいて、PMOSトランジスタ402はオフする。
 <時間T01の前後>
 クロック信号CLKが“L”になると、ワード線プレチャージ信号PCLK[3:0]が“H”から“L”に変化する。このとき、ワード線WL[3:0]を起動するワード線起動回路301Bにおいて、NMOSトランジスタ702はオンし、また、PMOSトランジスタ401がオンすることによって、中間信号MWLは“H”にプレチャージされ、ワード線WL[0]は“L”になる。ワード線WL[0]が“L”のため、PMOSトランジスタ402がオンし、中間信号MWLは“H”を保持する。
 また同時に、ワード線起動信号WACTCLK[0]は“L”から“H”にプレチャージされ、PMOSトランジスタ701がオフすると、NMOSトランジスタ702がオンしているため、NMOSトランジスタ704はオフする。このため、NMOSトランジスタ704がワード線起動信号WACTCLK[0]のプレチャージを妨げることはない。
 <時間T02の前後>
 アドレス信号AD[5:2]は全て“L”から“H”に変化しているため、アドレスデコード信号RAD54[3:0]、RAD32[3:0]はともに“1h”から“8h”に変化する。このとき、アドレスデコード信号RAD[15]が“H”になり、ワード線WL[63:60]を起動するワード線起動回路301Bにおいて、NMOSトランジスタ403のゲートに入力信号INすなわち“H”が与えられる。その他のワード線起動回路301Bにおいては、NMOSトランジスタ403はオフしている。また、アドレス信号AD[1:0]は全て“L”から“H”に変化している。
 一方、クロック信号CLKが“L”であるため、ワード線起動信号出力ブロック750における各ワード線起動信号出力回路751において、NAND論理素子204およびインバータ755の出力がともに“H”になり、これにより、ワード線プレチャージ信号PCLK[3:0]は全て“L”、ワード線起動信号WACTCLK[3:0]は全て“H”になる。
 このとき、ワード線WL[63:60]を起動する4個のワード線起動回路301Bにおいて、ワード線起動信号WACTCLK[3:0]が“H”であり、ワード線プレチャージ信号PCLK[3:0]が“L”によりPMOSトランジスタ401がオンしているため、中間信号MWLは“H”である。これにより、ワード線WL[63:60]はいずれも“L”である。PMOSトランジスタ402がオンし、中間信号MWLは“H”を保持する。またこのとき、PMOSトランジスタ701はオフ、NMOSトランジスタ702はオンしているため、NMOSトランジスタ704のゲートには“L”が与えられ、NMOSトランジスタ704はオフしている。
 次にクロック信号CLKが“H”になると、ワード線プレチャージ信号PCLK[3:0]が“L”から“H”に変化する。このため、ワード線WL[63:60]を起動するワード線起動回路301Bにおいて、PMOSトランジスタ401およびNMOSトランジスタ702はオフする。また、ワード線WL[63]を起動するワード線起動回路301Bにおいて、中間信号MWLを出力するノードN1はNMOSトランジスタ403を介してワード線起動信号WACTCLK[3]と接続される。
 また同時に、ワード線起動信号WACTCLK[3]は、配線負荷の影響を受けながら、“H”から“L”に推移する。このとき、ワード線起動信号WACTCLK[3]の電位がPMOSトランジスタ701をオンするレベルまで下がると、PMOSトランジスタ701がオンすることによってNMOSトランジスタ704のゲートに“H”が与えられ、NMOSトランジスタ704はオンする。すなわち、ワード線起動信号WACTCLK[3]が接続される全てのワード線起動回路301B内のNMOSトランジスタ704がオンすることによって、ワード線起動信号WACTCLK[3]の“L”へのディスチャージがアシストされる。これにより、ワード線起動信号WACTCLK[3]は従来よりも高速に“L”に遷移し、中間信号MWLが従来よりも高速に“L”になり、この結果、ワード線WL[63]が従来よりも高速に“L”から“H”に変化する。ワード線WL[63]が“H”になるため、ワード線WL[63]を起動するワード線起動回路301Bにおいて、PMOSトランジスタ402はオフする。
 <時間T03の前後>
 クロック信号CLKが“L”になると、ワード線プレチャージ信号PCLK[3:0]が“H”から“L”に変化する。このとき、ワード線WL[63:60]を起動するワード線起動回路301Bにおいて、NMOSトランジスタ702はオンし、また、PMOSトランジスタ401がオンすることによって、中間信号MWLは“H”にプレチャージされ、ワード線WL[63]は“L”になる。ワード線WL[63]が“L”のため、PMOSトランジスタ402がオンし、中間信号MWLは“H”を保持する。
 また同時に、ワード線起動信号WACTCLK[3]は“L”から“H”にプレチャージされ、PMOSトランジスタ701がオフすると、NMOSトランジスタ702がオンしているため、NMOSトランジスタ704はオフする。このため、NMOSトランジスタ704がワード線起動信号WACTCLK[3]のプレチャージを妨げることはない。
 以上のように本実施形態によると、ワード線起動回路301Bにおいて、NMOSトランジスタ403のソースと接地電圧電源との間にNMOSトランジスタ704が設けられている。そして、このNMOSトランジスタ704のオン・オフは、ワード線プレチャージ信号PCLKおよびワード線起動信号WACTCLKによって制御される。これにより、ワード線の起動時に、NMOSトランジスタ704によって、ワード線起動信号WACTCLKの“L”へのディスチャージをアシストすることができる。したがって、従来よりも高速にワード線WLを起動させることができる。
 すなわち本実施形態によって、ワード線起動信号に対して負荷がかかっており、信号振幅のなまりとそれに伴う信号遅延が発生する可能性がある場合であっても、回路構成を大きく変えることなく、かつ回路面積を大きく増やすことなく、ワード線起動信号を高速に接地電圧にディスチャージすることができる。したがって、ワード線を高速に起動させることができ、半導体記憶装置のアクセスタイムを短縮することができる。また、信号振幅なまりが少なくなるように、ワード線起動信号の配線幅を調整する、つまり配線容量と配線抵抗のバランスを調整する、といったことが不要となる。
 なお、上述の各実施形態では、入力信号INの方がワード線プレチャージ信号PCLKよりも早く変化する信号波形を例として示したが、例えば、入力信号INとワード線プレチャージ信号PCLKの変化タイミングが同じであってもよい。好ましくは、ワード線起動信号WACTCLKが“H”から“L”に変化する前に、かつワード線プレチャージ信号PCLKが“L”から“H”に変化する前に、入力信号INが確定していることである。
 また、上述の各実施形態におけるワード線起動回路は、ワード線起動信号WACTCLK以外の入力信号として、入力信号INと、ワード線プレチャージ信号PCLKとの2個の入力信号を受けるものとしたが、この2個の信号は共通の信号であってもかまわない。
 例えば、図12は図4のワード線起動回路301の変形例を示す図であり、ワード線プレチャージ信号PCLKが入力されておらず、入力信号INが、PMOSトランジスタ401、NMOSトランジスタ403、およびNMOSトランジスタ501のゲートに共通に与えられている。同様に、図6のワード線起動回路301Aや図10のワード線起動回路301B等についても、図12と同様に変形してもかまわない。
 また、上述の各実施形態におけるワード線起動回路は、PMOSトランジスタとNMOSトランジスタとを入れ替えるとともに、電源電圧電源と接地電圧電源とを入れ替えた構成としても、同様の効果が実現される。例えば、図13は図4のワード線起動回路301において、PMOSトランジスタとNMOSトランジスタとを入れ替えるとともに、電源電圧電源と接地電圧電源とを入れ替えた回路構成を示す図である。また、図14は図10のワード線起動回路301Bにおいて、PMOSトランジスタとNMOSトランジスタとを入れ替えるとともに、電源電圧電源と接地電圧電源とを入れ替えた回路構成を示す図である。なお、この場合、各信号のアクティブ・インアクティブの論理が、上述の各実施形態とは逆になる。
 また、上述の各実施形態におけるワード線起動回路において、それぞれのトランジスタを、複数個のトランジスタの組み合わせによって構成してもかまわない。例えば、図4のワード線起動回路301において、トランジスタ405を、第2電源とトランジスタ403のソースとの間に、直列にもしくは並列に、または、直列と並列とが混在した形態で配置され、ゲートにそれぞれワード線プレチャージ信号PCLKを受ける、複数のトランジスタによって構成してもかまわない。あるいは、図10のワード線起動回路301Bにおいて、トランジスタ704を、第2電源とトランジスタ403のソースとの間に、直列にもしくは並列に、または、直列と並列とが混在した形態で配置され、ゲートがそれぞれトランジスタ701のドレインと接続されている、複数のトランジスタによって構成してもかまわない。
 また、上述の各実施形態では説明の簡単化のため、アドレス信号ADを6ビットとしたが、これに限られるものではなく、アドレスデコード信号RADによってワード線WLが選択できればよい。同様に、ワード線WLやビット線BLの本数や出力データDOの個数についても、ここで示したものに限定されるものでない。また、メモリアレイ103から出力されるビット線BLに加えて、反対の論理を持つビット線NBLが出力されていてもよい。
 また、上述の各実施形態では、各アドレスデコーダ252は、2ビットのアドレス信号ADから4ビットのアドレスデコード信号RADを生成する回路構成としたが、アドレスレコーダの回路構成、入力されるアドレス信号の数、および出力するアドレスデコード信号の数は、これに限られるものではない。また、アドレスデコーダ252の個数は2としたが、これに限られるものではなく、1個または2個以上であってもよい。すなわち、入力されるアドレス信号ADに応じて適宜増減させれてばよい。
 また、上述の各実施形態では、ワード線起動信号出力ブロック250,750にアドレス信号ADの一部としてAD[1:0]の2ビットが入力されているものとしたが、ワード線起動信号出力ブロック250,750に入力されるアドレス信号ADのビット数は、これに限られるものではない。
 また、上述の各実施形態では、半導体記憶装置において、ワード線起動回路によってワード線の起動を高速に実行可能にする構成について説明を行ってきた。しかしながら、上述の各実施形態で示したワード線起動回路の回路構成は、ここで説明したような、半導体記憶装置においてワード線を駆動する用途に限られるものではなく、他の用途にも適用が可能である。すなわち、パルス駆動信号WACTCLKがアクティブになることによって、出力ノードN1から、後段の回路を制御する等のためのパルス信号MWLを出力する半導体集積回路として、上述した回路構成を用いることによって、パルス信号MWLを高速に立ち上げることができる。これにより例えば、後段の回路の起動を速めることが可能となる。
 本発明では、半導体記憶装置において、半導体記憶素子の種類や構造に限定されることなく、ワード線の起動を高速化することが可能となるので、例えば、メモリに対して、データ出力のアクセスタイム短縮、または大容量化とデータ出力のアクセスタイム短縮の両立が求められる分野、あるいは、データ出力のサイクルタイム短縮、または大容量化とデータ出力のサイクルタイム短縮の両立が求められる分野に対して有用である。
250,750 ワード線起動信号出力ブロック
252 アドレスデコーダ
300 ワード線起動回路ブロック
301,301A,301B ワード線起動回路
401 第2トランジスタ
403 第1トランジスタ
405 第3トランジスタ
501 第4トランジスタ
701 第4トランジスタ
702 第5トランジスタ
703 インバータ
704 第3トランジスタ
N1 出力ノード
AD アドレス信号
CLK クロック信号
IN 入力信号(第1入力信号)
MWL ワード線信号
NPCLK 反転ワード線プレチャージ信号
PCLK ワード線プレチャージ信号(第2入力信号)
RAD32,RAD54 アドレスデコード信号
WACTCLK ワード線起動信号
WL ワード線

Claims (14)

  1.  ワード線信号を出力する出力ノードと、
     ソースにワード線起動信号を受けるとともに、ドレインが前記出力ノードと接続されており、かつ、ゲートに第1入力信号を受ける、第1導電型の第1トランジスタと、
     ソースが第1電源と接続されているとともに、ドレインが前記出力ノードと接続されており、かつ、ゲートに第2入力信号を受ける、第2導電型の第2トランジスタと、
     ソースが第2電源と接続されているとともに、ドレインが前記第1トランジスタのソースと接続されており、かつ、ゲートに前記第2入力信号を受ける、前記第1導電型の第3トランジスタとを備えている
    ことを特徴とするワード線起動回路。
  2.  請求項1記載のワード線起動回路において、
     ソースが前記第1電源と接続されているとともに、ドレインが前記第3トランジスタのドレインと接続されており、かつ、ゲートに前記第2入力信号を受ける、前記第2導電型の第4トランジスタを備えた
    ことを特徴とするワード線起動回路。
  3.  請求項1記載のワード線起動回路において、
     前記第3のトランジスタは、前記第2電源と前記第1トランジスタのソースとの間に、直列にもしくは並列に、または、直列と並列とが混在した形態で配置され、ゲートにそれぞれ前記第2入力信号を受ける、複数のトランジスタによって構成されている
    ことを特徴とするワード線起動回路。
  4.  ワード線信号を出力する出力ノードと、
     ソースにワード線起動信号を受けるとともに、ドレインが前記出力ノードと接続されており、かつ、ゲートに第1入力信号を受ける、第1導電型の第1トランジスタと、
     ソースが第1電源と接続されているとともに、ドレインが前記出力ノードと接続されており、かつ、ゲートに第2入力信号を受ける、第2導電型の第2トランジスタと、
     ソースが第2電源と接続されているとともに、ドレインが前記第1トランジスタのソースと接続されている、前記第1導電型の第3トランジスタと、
     ソースが前記第1電源と接続されているとともに、ドレインが前記第3トランジスタのゲートと接続されており、かつ、ゲートが前記第1のトランジスタのソースと接続されている、前記第2導電型の第4トランジスタとを備えている
    ことを特徴とするワード線起動回路。
  5.  請求項4記載のワード線起動回路において、
     前記第2入力信号を受け、その反転信号を出力するインバータと
     ソースが前記第2電源と接続されているとともに、ドレインが前記第4トランジスタのドレインと接続されており、かつ、ゲートに前記反転信号を受ける、前記第1導電型の第5トランジスタとを備えた
    ことを特徴とするワード線起動回路。
  6.  請求項4記載のワード線起動回路において、
     前記第3のトランジスタは、前記第2電源と前記第1トランジスタのソースとの間に、直列にもしくは並列に、または、直列と並列とが混在した形態で配置され、ゲートがそれぞれ前記第3トランジスタのゲートと接続されている、複数のトランジスタによって構成されている
    ことを特徴とするワード線起動回路。
  7.  請求項1または4記載のワード線起動回路において、
     前記第1および第2入力信号として、共通の信号が入力される
    ことを特徴とするワード線起動回路。
  8.  請求項1または4記載のワード線起動回路において、
     前記第1導電型はN型、前記第2導電型はP型であり
     前記第1の電源は電源電圧を供給するものであり、前記第2の電源は接地電圧を供給するものである
    ことを特徴とするワード線起動回路。
  9.  請求項1または4記載のワード線起動回路において、
     前記第1導電型はP型、前記第2導電型はN型であり
     前記第1の電源は接地電圧を供給するものであり、前記第2の電源は電源電圧を供給するものである
    ことを特徴とするワード線起動回路。
  10.  ワード線信号を出力する出力ノードと、
     ソースにワード線起動信号を受けるとともに、ドレインが前記出力ノードと接続されており、かつ、ゲートに第1入力信号を受ける、第1導電型の第1トランジスタと、
     ソースが第1電源と接続されているとともに、ドレインが前記出力ノードと接続されており、かつ、ゲートに第2入力信号を受ける、第2導電型の第2トランジスタと、
     ソースが前記第1電源と接続されているとともに、ドレインが前記第1トランジスタのソースと接続されており、かつ、ゲートに前記第2入力信号を受ける、前記第2導電型の第3トランジスタを備えた
    ことを特徴とするワード線起動回路。
  11.  請求項1または4記載のワード線起動回路を、所定個、備えたワード線起動回路ブロックと、
     アドレス信号の一部と、ワード線起動のタイミングを制御するクロック信号とを入力とし、前記所定個のワード線起動回路に、個別に、前記ワード線起動信号またはその反転信号、および、前記第2入力信号またはその反転信号を生成し、出力するワード線起動信号出力ブロックとを備えた
    ことを特徴とする半導体記憶装置。
  12.  請求11記載の半導体記憶装置において、
     前記ワード線起動回路ブロックが、複数個、設けられており、
     前記アドレス信号の残部を入力とし、前記ワード線起動回路ブロックのいずれか1つを選択するためのアドレスデコード信号を生成する、少なくとも1つのアドレスデコーダをさらに備え、
     前記各ワード線起動回路ブロックは、前記所定個のワード線起動回路に前記第1入力信号として共通の信号が与えられ、前記アドレスデコード信号によって当該ワード線起動回路ブロックが選択されたとき、前記第1入力信号がアクティブになるよう、構成されている
    ことを特徴とする半導体記憶装置。
  13.  パルス信号を出力する出力ノードと、
     ソースにパルス起動信号を受けるとともに、ドレインが前記出力ノードと接続されており、かつ、ゲートに第1入力信号を受ける、第1導電型の第1トランジスタと、
     ソースが第1電源と接続されているとともに、ドレインが前記出力ノードと接続されており、かつ、ゲートに第2入力信号を受ける、第2導電型の第2トランジスタと、
     ソースが第2電源と接続されているとともに、ドレインが前記第1トランジスタのソースと接続されており、かつ、ゲートに前記第2入力信号を受ける、前記第1導電型の第3トランジスタとを備えている
    ことを特徴とする半導体集積回路。
  14.  パルス信号を出力する出力ノードと、
     ソースにパルス起動信号を受けるとともに、ドレインが前記出力ノードと接続されており、かつ、ゲートに第1入力信号を受ける、第1導電型の第1トランジスタと、
     ソースが第1電源と接続されているとともに、ドレインが前記出力ノードと接続されており、かつ、ゲートに第2入力信号を受ける、第2導電型の第2トランジスタと、
     ソースが第2電源と接続されているとともに、ドレインが前記第1トランジスタのソースと接続されている、前記第1導電型の第3トランジスタと、
     ソースが前記第1電源と接続されているとともに、ドレインが前記第3トランジスタのゲートと接続されており、かつ、ゲートが前記第1のトランジスタのソースと接続されている、前記第2導電型の第4トランジスタとを備えている
    ことを特徴とする半導体集積回路。
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