JP2015084270A - Semiconductor storage device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体記憶装置に関し、特に、オープンビット線方式の半導体記憶装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to an open bit line type semiconductor memory device.
DRAMに代表される半導体記憶装置は、一対のビット線に接続されたセンスアンプを備えており、ビット線対に生じている電位差がセンスアンプによって増幅される。ビット線対の配線方式としては、センスアンプからみて同方向にビット線対を配線するフォールデッドビット線方式と、センスアンプからみて互いに逆方向にビット線対を配線するオープンビット線方式が知られている。 A semiconductor memory device typified by a DRAM includes a sense amplifier connected to a pair of bit lines, and a potential difference generated in the bit line pair is amplified by the sense amplifier. As the bit line pair wiring method, a folded bit line method in which bit line pairs are wired in the same direction as viewed from the sense amplifier and an open bit line method in which bit line pairs are wired in opposite directions from the sense amplifier are known. ing.
フォールデッドビット線方式においては、一対のビット線が同じワード線と交差することから、ワード線が活性化されると、これらビット線に同じカップリングノイズが重畳する。このため、ワード線の活性化に伴うノイズはキャンセルされることになる。これに対し、オープンビット線方式においては、一対のビット線が互いに異なるワード線と交差することから、ワード線が活性化されると、一方のビット線にのみカップリングノイズが重畳する。このため、センスアンプの動作マージンが減少し、場合によってはデータが反転するおそれが生じる。 In the folded bit line system, since a pair of bit lines intersect with the same word line, the same coupling noise is superimposed on these bit lines when the word line is activated. For this reason, the noise accompanying the activation of the word line is cancelled. On the other hand, in the open bit line system, since a pair of bit lines intersects with different word lines, coupling noise is superimposed only on one bit line when the word line is activated. For this reason, the operation margin of the sense amplifier is reduced, and data may be inverted in some cases.
オープンビット線方式における上記の問題を解決する方法としては、ダミーワード線を用いてノイズをキャンセルする方法が知られている(特許文献1参照)。 As a method of solving the above problem in the open bit line system, a method of canceling noise using a dummy word line is known (see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載された半導体記憶装置においては、ダミーワード線にダミーセルが接続されているため、一方のビット線にリード対象となるメモリセルが接続され、他方のビット線にダミーセルが接続されることになる。したがって、センス動作に支障をきたさないためには、ダミーセルにストアする電位を正しく制御する必要が生じる。通常、1個のダミーセルは多数のメモリセルに対して共用されることから、ハイレベルがストアされたメモリセル及びローレベルがストアされたメモリセルに対して影響を等しくするためには、ダミーセルにストアする電位は正確に中間レベル(ハイレベルとローレベルの中間電位)とする必要がある。このため、正確な中間レベルを生成する回路などが必要となり、チップサイズを増大させるという問題があった。
However, in the semiconductor memory device described in
また、特許文献1では、ダミーセルを形成するための活性領域をメモリマット内に形成する必要があることから、チップサイズの増大を招くという問題もあった。
Further, in
本発明による半導体記憶装置は、それぞれが、複数のワード線、複数のビット線、これらワード線およびビット線の交点に配置された複数のメモリセル、並びに、ダミーセルとの接続を持たない少なくとも一つのダミーワード線を有する複数のメモリマットと、隣り合うメモリマットの間に配置された複数のセンスアンプ列であって、一方が隣接する一方の側のメモリマットのビット線に接続され、他方が隣接する他方の側のメモリマットのビット線にそれぞれ接続された一対の入出力ノードを含む複数のセンスアンプを有するセンスアンプ列と、前記複数のメモリマットの中の選択されたメモリマットにおけるワード線の活性化に応答して、当該選択されたメモリマットの隣にあるメモリマットにおけるダミーワード線を活性化する手段と、を備えることを特徴とする。 A semiconductor memory device according to the present invention includes at least one of a plurality of word lines, a plurality of bit lines, a plurality of memory cells arranged at the intersections of these word lines and bit lines, and a dummy cell. A plurality of memory mats having dummy word lines and a plurality of sense amplifier rows arranged between adjacent memory mats, one connected to the bit line of the adjacent memory mat and the other adjacent A sense amplifier array having a plurality of sense amplifiers each including a pair of input / output nodes respectively connected to the bit line of the memory mat on the other side, and a word line in the selected memory mat among the plurality of memory mats Means for activating a dummy word line in a memory mat adjacent to the selected memory mat in response to activation; Characterized in that it comprises a.
本発明による半導体記憶装置によれば、ダミーセルに中間電位などをストアする必要がないことから、このような電位を生成する回路を設ける必要がなくなる。また、ダミーセル自体が不要であることから、ダミーセルを形成するための活性領域をメモリマット内に形成する必要もなくなる。このため、本発明によれば、チップサイズの増大を抑制しつつ、オープンビット線方式において生じるカップリングノイズをキャンセルすることが可能となる。 According to the semiconductor memory device of the present invention, since it is not necessary to store an intermediate potential or the like in the dummy cell, it is not necessary to provide a circuit for generating such a potential. Further, since the dummy cell itself is unnecessary, there is no need to form an active region for forming the dummy cell in the memory mat. For this reason, according to the present invention, it is possible to cancel coupling noise generated in the open bit line system while suppressing an increase in chip size.
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の好ましい実施形態による半導体記憶装置のメモリセルアレイ部の構成を示すレイアウト図である。 FIG. 1 is a layout diagram showing a configuration of a memory cell array portion of a semiconductor memory device according to a preferred embodiment of the present invention.
図1に示すように、本実施形態による半導体記憶装置のメモリセルアレイ部は、Y方向に配列された9個のメモリマットMAT0〜MAT8を有している。隣り合うメモリマット間にはセンスアンプ列SAAが配置されている。また、各メモリマットMAT0〜MAT8のX方向における両側には、ワード線ドライバ列WLDAが配置されている。本実施形態では、9個のメモリマットが一列に配列されているが、本発明において一列に配列されるメモリマットの数は特に限定されない。 As shown in FIG. 1, the memory cell array portion of the semiconductor memory device according to the present embodiment has nine memory mats MAT0 to MAT8 arranged in the Y direction. A sense amplifier array SAA is arranged between adjacent memory mats. In addition, word line driver columns WLDA are arranged on both sides in the X direction of each of the memory mats MAT0 to MAT8. In this embodiment, nine memory mats are arranged in a line, but the number of memory mats arranged in a line in the present invention is not particularly limited.
メモリマットMAT0〜MAT8は、それぞれ対応する選択信号SELECT0〜SELECT7によって選択される。但し、両端に位置するメモリマットMAT0,MAT8については、同じ選択信号SELECT0によって選択される。これは、両端に位置するメモリマットMAT0,MAT8に含まれるビット線の本数が他のメモリマットMAT1〜MAT7に含まれるビット線の本数の半分であり、2つのメモリマットMAT0,MAT8を合わせてメモリマットMAT1〜MAT7の一つと同等となるからである。 Memory mats MAT0 to MAT8 are selected by corresponding selection signals SELECT0 to SELECT7, respectively. However, the memory mats MAT0 and MAT8 located at both ends are selected by the same selection signal SELECT0. This is because the number of bit lines included in the memory mats MAT0 and MAT8 located at both ends is half the number of bit lines included in the other memory mats MAT1 to MAT7, and the two memory mats MAT0 and MAT8 are combined. This is because it is equivalent to one of the mats MAT1 to MAT7.
また、各メモリマットMAT0〜MAT8には、ダミー選択信号DUMMY0〜DUMMY8が割り当てられている。ダミー選択信号DUMMY0〜DUMMY8は、後述するダミーワード線を活性化させるための信号である。図1に示すように、両端に位置するメモリマットMAT0,MAT8についても、それぞれ個別のダミー選択信号DUMMY0,DUMMY8が割り当てられている。 Also, dummy selection signals DUMMY0 to DUMMY8 are assigned to the memory mats MAT0 to MAT8. The dummy selection signals DUMMY0 to DUMMY8 are signals for activating dummy word lines described later. As shown in FIG. 1, individual dummy selection signals DUMMY0 and DUMMY8 are assigned to the memory mats MAT0 and MAT8 located at both ends, respectively.
図2は、両端に位置するメモリマットMAT0,MAT8以外のメモリマットMAT1〜MAT7の回路構成を示す図である。また、図3は、両端に位置するメモリマットMAT0,MAT8の回路構成を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration of memory mats MAT1 to MAT7 other than memory mats MAT0 and MAT8 located at both ends. FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of the memory mats MAT0 and MAT8 located at both ends.
図2及び図3に示すように、メモリマットMAT0〜MAT8は、X方向に配線された複数のワード線WLと、Y方向に配線された複数のビット線BLと、ワード線WL及びビット線BLの各交点にそれぞれ配置されたメモリセルMCとを有している。図2及び図3に示すワード線WLやビット線BLの本数はあくまで一例であり、本発明がこれに限定されるものではない。 As shown in FIGS. 2 and 3, the memory mats MAT0 to MAT8 include a plurality of word lines WL wired in the X direction, a plurality of bit lines BL wired in the Y direction, and the word lines WL and bit lines BL. Memory cells MC arranged at the respective intersections. The number of word lines WL and bit lines BL shown in FIGS. 2 and 3 is merely an example, and the present invention is not limited to this.
複数のワード線WLのうち、半分はX方向における一方の側に配置されたワード線ドライバ列WLDAに接続されており、残り半分はX方向における他方の側に配置されたワード線ドライバ列WLDAに接続されている。ワード線ドライバ列WLDAは、それぞれ対応するワード線WLを駆動する複数のワード線ドライバWLDによって構成されている。 Of the plurality of word lines WL, half are connected to the word line driver column WLDA arranged on one side in the X direction, and the other half are connected to the word line driver column WLDA arranged on the other side in the X direction. It is connected. The word line driver column WLDA is composed of a plurality of word line drivers WLD that drive the corresponding word lines WL.
但し、Y方向の端部に位置するいくつかのワード線(本実施形態では片側2本ずつのワード線)については使用されず、これらは不使用ワード線WLZとなる。これは、製造時におけるプロセス条件がメモリマットの端部と中央部とで若干異なることから、メモリマットの端部においては不良セルが発生しやすいからである。したがって、これら不使用ワード線WLZに接続されたメモリセルは、ダミーセルDCとして取り扱われる。尚、不使用ワード線WLZは非活性状態に固定されるため、ダミーセルDCがビット線BLに接続されることはない。 However, some word lines (two word lines on one side in this embodiment) located at the end in the Y direction are not used, and these become unused word lines WLZ. This is because the process conditions at the time of manufacture are slightly different between the end portion and the central portion of the memory mat, so that defective cells are likely to occur at the end portion of the memory mat. Therefore, the memory cells connected to these unused word lines WLZ are handled as dummy cells DC. Since the unused word line WLZ is fixed in an inactive state, the dummy cell DC is not connected to the bit line BL.
また、メモリマットMAT0〜MAT8には、X方向に配線されワード線WLの2本おきに配置されたダミーワード線DWLがさらに設けられている。つまり、2本のワード線WLと1本のダミーワード線DWLを単位構成として、この単位構成がY方向に繰り返し配置されている。図2及び図3に示すように、ダミーワード線DWLの一つはワード線ドライバ列WLDAに含まれるダミーワード線ドライバDWLDに接続されている。ダミーワード線ドライバDWLDは、対応するダミー選択信号DUMMY0〜DUMMY8に応答してダミーワード線DWLを活性化する回路である。複数のダミーワード線DWLのうち、どのダミーワード線DWLをダミーワード線ドライバDWLDに接続するかは特に限定されない。ダミーワード線ドライバDWLDに接続されない他のダミーワード線DWLは、グランド電位に固定される。 In addition, the memory mats MAT0 to MAT8 are further provided with dummy word lines DWL that are wired in the X direction and arranged every two word lines WL. That is, the unit configuration is repeatedly arranged in the Y direction with two word lines WL and one dummy word line DWL as a unit configuration. As shown in FIGS. 2 and 3, one of the dummy word lines DWL is connected to a dummy word line driver DWLD included in the word line driver column WLDA. The dummy word line driver DWLD is a circuit that activates the dummy word line DWL in response to corresponding dummy selection signals DUMMY0 to DUMMY8. Of the plurality of dummy word lines DWL, which dummy word line DWL is connected to the dummy word line driver DWLD is not particularly limited. Other dummy word lines DWL not connected to the dummy word line driver DWLD are fixed to the ground potential.
ダミーワード線DWLとビット線BLの交点には、メモリセルMCやダミーセルDCが配置されていない。つまり、ダミーワード線DWLは、実際の動作に本来寄与しないダミー配線である。このようなダミーワード線DWLが設けられているのは、最小加工寸法をFとした場合、メモリセルMCの占有面積が6F2となるレイアウトを採用しているからである。 No memory cell MC or dummy cell DC is arranged at the intersection of the dummy word line DWL and the bit line BL. That is, the dummy word line DWL is a dummy wiring that does not originally contribute to the actual operation. The reason why such a dummy word line DWL is provided is that a layout in which the occupation area of the memory cell MC is 6F 2 is adopted when the minimum processing dimension is F.
図4は、メモリマット内における活性領域のレイアウトを示す図であり、図2における領域Pを拡大して示している。 FIG. 4 is a diagram showing the layout of the active region in the memory mat, and shows the region P in FIG. 2 in an enlarged manner.
図4に示すように、本実施形態においては、活性領域10の長手方向がY方向に対してやや角度を持っている。このような活性領域10がX方向に沿って配列されており、これによりX方向に延在する活性領域列10Aを構成している。活性領域列10Aは、Y方向に複数列設けられている。
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the longitudinal direction of the
かかる構成により、隣り合う2本のワード線WLは常に同じ活性領域上を通過することになる。このようなレイアウトにおいては、ワード線WLの配線密度が一定とならないことから、ワード線WLの2本おきにダミーワード線DWLを配置することにより、ワード線WL及びダミーワード線DWLを含めた配線密度を一定としている。配線密度を一定とするのは、良好なプロセス条件を確保するためである。これにより、ダミーワード線DWLは、隣接する活性領域列10Aの間に存在する素子分離領域20に沿って配線されることになる。
With this configuration, two adjacent word lines WL always pass over the same active region. In such a layout, since the wiring density of the word lines WL is not constant, the wiring including the word lines WL and the dummy word lines DWL is provided by arranging the dummy word lines DWL every two word lines WL. The density is constant. The reason for keeping the wiring density constant is to ensure good process conditions. Thereby, the dummy word line DWL is wired along the
活性領域10には3つの拡散領域10a〜10cが含まれており、これら3つの拡散領域間の上部をワード線WLが通過している。これにより、隣接する2つの拡散領域とワード線WLによって、メモリセルMCのセルトランジスタが構成される。中央に位置する拡散領域10aは、ビットコンタクト11を介して対応するビット線BLに接続され、両端に位置する拡散領域10b,10cは、セルコンタクト12を介して対応するセルキャパシタに接続されている。以上により、隣接する2本のビット線BLと隣接する2本のワード線WLの各交点には、いずれもメモリセルMCが配置された構成となり、メモリセルMCの占有面積が6F2となるレイアウトが実現される。
The
図5は、メモリセルMCの回路図である。 FIG. 5 is a circuit diagram of the memory cell MC.
図5に示すように、メモリセルMCは、ビット線BLとプレート配線PLとの間にセルトランジスタT及びセルキャパシタCが直列接続された回路構成を有している。セルトランジスタTのゲート電極は対応するワード線WLに接続されている(実際には、ワード線WL自体がゲート電極を構成する)。これにより、ワード線WLが活性化すると、セルキャパシタCが対応するビット線BLに電気的に接続されることになる。セルトランジスタTの一方の拡散領域とビット線BLとは、図4に示したビットコンタクト11を介して接続されている。また、セルトランジスタTの他方の拡散領域とセルキャパシタCとは、図4に示したセルコンタクト12を介して接続されている。
As shown in FIG. 5, the memory cell MC has a circuit configuration in which a cell transistor T and a cell capacitor C are connected in series between a bit line BL and a plate wiring PL. The gate electrode of the cell transistor T is connected to the corresponding word line WL (in practice, the word line WL itself constitutes the gate electrode). Thus, when the word line WL is activated, the cell capacitor C is electrically connected to the corresponding bit line BL. One diffusion region of the cell transistor T and the bit line BL are connected via the
図2に戻って、メモリマットMAT1〜MAT7におけるビット線BLは、Y方向における一方の側に配置されたセンスアンプ列SAAと、Y方向における他方の側に配置されたセンスアンプ列SAAに交互に接続されている。センスアンプ列SAAは複数のセンスアンプSAによって構成されており、一方の入出力ノードは隣接する一方の側のメモリマットのビット線BLに接続され、他方の入出力ノードは隣接する他方の側のメモリマットのビット線BLに接続されている。つまり、オープンビット線方式が採用されている。 Returning to FIG. 2, the bit lines BL in the memory mats MAT1 to MAT7 are alternately arranged in a sense amplifier array SAA arranged on one side in the Y direction and a sense amplifier array SAA arranged on the other side in the Y direction. It is connected. The sense amplifier array SAA includes a plurality of sense amplifiers SA. One input / output node is connected to the bit line BL of the adjacent memory mat on the other side, and the other input / output node is connected to the other adjacent side. It is connected to the bit line BL of the memory mat. That is, an open bit line system is adopted.
これに対し、端部に位置するメモリマットMAT0,MAT8においては、図3に示すように、ビット線BLとダミービット線DBLが交互に配置されている。ビット線BLについては、Y方向における一方の側に配置されたセンスアンプ列SAAに接続されており、ダミービット線DBLについては、Y方向における他方の側に配置された電位供給回路VPCに接続されている。電位供給回路VPCは、ビット線BLのプリチャージ電位(VBLP)をダミービット線DBLに供給する回路である。 On the other hand, in the memory mats MAT0 and MAT8 located at the end portions, the bit lines BL and the dummy bit lines DBL are alternately arranged as shown in FIG. The bit line BL is connected to the sense amplifier array SAA arranged on one side in the Y direction, and the dummy bit line DBL is connected to the potential supply circuit VPC arranged on the other side in the Y direction. ing. The potential supply circuit VPC is a circuit that supplies the precharge potential (VBLP) of the bit line BL to the dummy bit line DBL.
図6は、センスアンプSAの回路図である。 FIG. 6 is a circuit diagram of the sense amplifier SA.
図6に示すように、センスアンプSAは、フリップフロップ接続されたトランジスタ31〜34によって構成されており、トランジスタ31,33の接続点が一方の入出力ノードN1を構成し、トランジスタ32,34の接続点が他方の入出力ノードN2を構成している。入出力ノードN1は隣接する一方の側のメモリマットMATi(i=0〜7)のビット線BLに接続され、入出力ノードN2は隣接する他方の側のメモリマットMATi+1のビット線BLに接続されている。
As shown in FIG. 6, the sense amplifier SA includes flip-flop-connected transistors 31 to 34. A connection point between the
以上が本実施形態による半導体記憶装置のメモリセルアレイ部のレイアウトである。次に、メモリマットの選択とこれに伴うダミーワード線DWLの活性化について説明する。 The above is the layout of the memory cell array portion of the semiconductor memory device according to the present embodiment. Next, the selection of the memory mat and the activation of the dummy word line DWL associated therewith will be described.
図7は、選択信号SELECT0〜SELECT7を生成するデコーダ回路40の回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram of the
図7に示すように、デコーダ回路40は、入力されるマット選択信号M0〜M2の反転/非反転の組み合わせが異なる8つのANDゲートによって構成されている。これにより、デコーダ回路40は、バイナリ形式であるマット選択信号M0〜M2をデコードし、選択信号SELECT0〜SELECT7のいずれか一つを活性化させる。マット選択信号M0〜M2の値と活性化される選択信号SELECT0〜SELECT7との関係は、図9に示すとおりである。
As shown in FIG. 7, the
図1に示したように、選択信号SELECT0〜SELECT7のうち、選択信号SELECT0については両端に位置するメモリマットMAT0,MAT8に対して共通に供給される。このため、マット選択信号M0〜M2の値が「000」である場合は、メモリマットMAT0,MAT8が同時に選択されることになる。これに対し、マット選択信号M0〜M2の値が「001」〜「111」である場合は、値に応じてメモリマットMAT1〜MAT7のいずれか一つのみが選択される。 As shown in FIG. 1, among the selection signals SELECT0 to SELECT7, the selection signal SELECT0 is supplied in common to the memory mats MAT0 and MAT8 located at both ends. Therefore, when the values of the mat selection signals M0 to M2 are “000”, the memory mats MAT0 and MAT8 are selected simultaneously. On the other hand, when the values of the mat selection signals M0 to M2 are “001” to “111”, only one of the memory mats MAT1 to MAT7 is selected according to the value.
選択されたメモリマットにおいては、ロウアドレスに基づき、ワード線ドライバ列WLDAに含まれるいずれか一つのワード線ドライバWLDが選択され、対応するワード線WLが活性化される。これにより、当該ワード線WLに繋がる全てのメモリセルMCがそれぞれ対応するビット線BLに接続され、セルキャパシタCに保持されていた電荷に応じてビット線BLの電位が変化する。この時、ビット線BLには、ワード線WLの活性化によるカップリングノイズが重畳する。 In the selected memory mat, one of the word line drivers WLD included in the word line driver column WLDA is selected based on the row address, and the corresponding word line WL is activated. As a result, all the memory cells MC connected to the word line WL are connected to the corresponding bit line BL, and the potential of the bit line BL changes according to the charge held in the cell capacitor C. At this time, coupling noise due to activation of the word line WL is superimposed on the bit line BL.
図8は、ダミー選択信号DUMMY0〜DUMMY8を生成するデコーダ回路50の回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram of the
図8に示すように、デコーダ回路50は、入力されるマット選択信号M0〜M2の反転/非反転の組み合わせが異なる8つのANDゲートの2組(合計16個)と、2つのANDゲートの出力を受ける7つのORゲートによって構成されている。図8に示す回路構成により、デコーダ回路50は、バイナリ形式であるマット選択信号M0〜M2をデコードし、ダミー選択信号DUMMY0〜DUMMY8のいずれか2つを活性化させる。マット選択信号M0〜M2の値と活性化されるダミー選択信号DUMMY0〜DUMMY8との関係についても図9に示されている。
As shown in FIG. 8, the
図9に示すように、選択信号SELECT0〜SELECT7によってマットが選択されると、当該選択されたメモリマットと隣り合うメモリマットに対応した2つのダミー選択信号が活性化する。両端に位置するメモリマットMAT0,MAT8については、選択信号SELECT0によって同時に選択されることから、この場合はダミー選択信号DUMMY1,DUMMY7が活性化することになる。 As shown in FIG. 9, when a mat is selected by the selection signals SELECT0 to SELECT7, two dummy selection signals corresponding to the memory mat adjacent to the selected memory mat are activated. Since the memory mats MAT0 and MAT8 located at both ends are simultaneously selected by the selection signal SELECT0, in this case, the dummy selection signals DUMMY1 and DUMMY7 are activated.
ダミー選択信号DUMMY0〜DUMMY8のいずれか2つが活性化すると、対応するメモリマットにおいては、ダミーワード線ドライバDWLDが選択され、ダミーワード線DWLが活性化される。これにより、ダミーワード線DWLと交差する全てのビット線BLには、ダミーワード線DWLの活性化によるカップリングノイズが重畳する。上述の通り、ダミーワード線DWLにはメモリセルMCもダミーセルDCも接続されていないことから、ダミーワード線DWLがビット線BLに与える影響は、実質的にカップリングノイズのみとなる。 When any two of the dummy selection signals DUMMY0 to DUMMY8 are activated, the dummy word line driver DWLD is selected and the dummy word line DWL is activated in the corresponding memory mat. Thereby, coupling noise due to activation of the dummy word line DWL is superimposed on all the bit lines BL intersecting with the dummy word line DWL. As described above, since neither the memory cell MC nor the dummy cell DC is connected to the dummy word line DWL, the influence of the dummy word line DWL on the bit line BL is substantially only coupling noise.
その結果、センスアンプSAの入出力ノードN1,N2に現れる電位は、いずれもカップリングノイズが重畳した電位となることから、ノイズはキャンセルされる。しかも、ダミーワード線DWLにはメモリセルMCもダミーセルDCも接続されていないことから、カップリングノイズは正確にキャンセルされることになる。 As a result, the potential appearing at the input / output nodes N1 and N2 of the sense amplifier SA is a potential where coupling noise is superimposed, so that the noise is cancelled. In addition, since neither the memory cell MC nor the dummy cell DC is connected to the dummy word line DWL, the coupling noise is accurately canceled.
図10はビット線BLの電位変化を示すタイミング図であり、(a)は読み出し対象となるメモリセルMCのセルキャパシタCにハイレベルが保持されていたケースを示し、(b)はローレベルが保持されていたケースを示している。図10においては、読み出し対象となるメモリセルMCに接続されるビット線をBLT、参照側となるビット線をBLBと表記している。ビット線BLTはセンスアンプSAの入出力ノードN1,N2の一方に接続されるビット線であり、ビット線BLBはその他方に接続されるビット線である。 FIG. 10 is a timing chart showing the potential change of the bit line BL. FIG. 10A shows a case where the high level is held in the cell capacitor C of the memory cell MC to be read, and FIG. 10B shows the low level. The case that was held is shown. In FIG. 10, the bit line connected to the memory cell MC to be read is represented as BLT, and the bit line serving as the reference side is represented as BLB. The bit line BLT is a bit line connected to one of the input / output nodes N1 and N2 of the sense amplifier SA, and the bit line BLB is a bit line connected to the other side.
図10(a)に示すように、ハイレベルを保持するセルキャパシタCがビット線BLTに接続されると、ビット線BLTの電位はプリチャージレベルVBLPから△V+αだけ上昇する。ここで、△VはセルキャパシタCから流出した電荷による上昇成分であり、αはワード線WLの活性化に伴うカップリングノイズである。一方、隣接するメモリマット内のビット線、つまり参照側となるビット線BLBは、ダミーワード線DWLの活性化に伴って、αだけ上昇する。その結果、一対のビット線BLT,BLB間に生じる電位差は、△Vとなり、セルキャパシタCからの電荷流出による上昇成分と一致することになる。仮に、ダミーワード線DWLの活性化を行わなかった場合には、参照側となるビット線BLBの電位はプリチャージレベルVBLPのままであることから、電位差は△V+αである。 As shown in FIG. 10A, when the cell capacitor C holding the high level is connected to the bit line BLT, the potential of the bit line BLT rises from the precharge level VBLP by ΔV + α. Here, ΔV is a rising component due to the electric charge flowing out from the cell capacitor C, and α is a coupling noise accompanying the activation of the word line WL. On the other hand, the bit line in the adjacent memory mat, that is, the bit line BLB on the reference side rises by α as the dummy word line DWL is activated. As a result, the potential difference generated between the pair of bit lines BLT and BLB is ΔV, which coincides with the rising component due to the charge outflow from the cell capacitor C. If the dummy word line DWL is not activated, the potential of the bit line BLB on the reference side remains at the precharge level VBLP, so the potential difference is ΔV + α.
一方、ローレベルを保持するセルキャパシタCがビット線BLTに接続されると、図10(b)に示すように、ビット線BLTの電位はプリチャージレベルVBLPから△V−αだけ低下する。ここで、△VはセルキャパシタCへの電荷流入による低下成分である。一方、参照側となるビット線BLBは、ダミーワード線DWLの活性化に伴って、αだけ上昇する。その結果、一対のビット線BLT,BLB間に生じる電位差は、△Vとなり、セルキャパシタCへの電荷流入による低下成分と一致することになる。仮に、ダミーワード線DWLの活性化を行わなかった場合には、参照側となるビット線BLBの電位はプリチャージレベルVBLPのままであることから電位差は△V−αとなり、電位差が縮小してしまう。これに対し、本実施形態では、隣接するメモリマット内のダミーワード線DWLを活性化させていることから、一対のビット線BLT,BLB間に生じる電位差の減少が補正され、△Vの電位差を確保することが可能となる。 On the other hand, when the cell capacitor C holding the low level is connected to the bit line BLT, the potential of the bit line BLT is lowered by ΔV−α from the precharge level VBLP as shown in FIG. Here, ΔV is a lowering component due to the inflow of charge into the cell capacitor C. On the other hand, the bit line BLB on the reference side rises by α as the dummy word line DWL is activated. As a result, the potential difference generated between the pair of bit lines BLT and BLB becomes ΔV, which coincides with the reduced component due to the charge inflow into the cell capacitor C. If the dummy word line DWL is not activated, the potential of the bit line BLB on the reference side remains at the precharge level VBLP, so the potential difference becomes ΔV−α, and the potential difference is reduced. End up. On the other hand, in this embodiment, since the dummy word line DWL in the adjacent memory mat is activated, the decrease in potential difference generated between the pair of bit lines BLT and BLB is corrected, and the potential difference of ΔV is corrected. It can be secured.
このように、本実施形態によれば、メモリセルMCに保持されているデータの内容にかかわらず、一対のビット線BLT,BLB間に生じる電位差が常に△Vとなることから、センスアンプSAの動作マージンを十分に確保することが可能となる。しかも、上述の通り、ダミーワード線DWLにはメモリセルMCもダミーセルDCも接続されていないことから、カップリングノイズを正確にキャンセルすることが可能となる。また、ダミーセルに中間電位などを供給する回路も不要となる。さらに、本来使用しないダミーワード線DWLを利用してカップリングノイズのキャンセルを行っていることから、メモリマットの占有面積を増大させることもない。したがって、チップサイズの増大を抑制しつつ、オープンビット線方式において生じるカップリングノイズをキャンセルすることが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, the potential difference generated between the pair of bit lines BLT and BLB is always ΔV regardless of the contents of the data held in the memory cell MC. A sufficient operating margin can be secured. In addition, as described above, since neither the memory cell MC nor the dummy cell DC is connected to the dummy word line DWL, the coupling noise can be canceled accurately. Further, a circuit for supplying an intermediate potential or the like to the dummy cell is not necessary. Further, since the coupling noise is canceled using the dummy word line DWL which is not used originally, the occupied area of the memory mat is not increased. Therefore, it is possible to cancel the coupling noise generated in the open bit line system while suppressing the increase in chip size.
また、本実施形態においては、両端に位置するメモリマットMAT0,MAT8が選択信号SELECT0によって同時に選択される一方、これらに対応するダミー選択信号DUMMY0,DUMMY8が同時に活性化することはない。具体的には、メモリマットMAT1が選択された場合は、ダミー選択信号DUMMY0,DUMMY2が活性化するが、ダミー選択信号DUMMY8は活性化しない。同様に、メモリマットMAT7が選択された場合は、ダミー選択信号DUMMY6,DUMMY8が活性化するが、ダミー選択信号DUMMY0は活性化しない。このように、両端のメモリマットMAT0,MAT8は同時に選択されるにもかかわらず、これに対応するダミー選択信号DUMMY0,DUMMY8については選択的に活性化されることから、隣接しないメモリマット内のダミーワード線DWLを不必要に活性化せることがなく、無駄な消費電力の発生を防止することが可能となる。 In the present embodiment, the memory mats MAT0 and MAT8 located at both ends are simultaneously selected by the selection signal SELECT0, while the dummy selection signals DUMMY0 and DUMMY8 corresponding thereto are not activated simultaneously. Specifically, when the memory mat MAT1 is selected, the dummy selection signals DUMMY0 and DUMMY2 are activated, but the dummy selection signal DUMMY8 is not activated. Similarly, when the memory mat MAT7 is selected, the dummy selection signals DUMMY6 and DUMMY8 are activated, but the dummy selection signal DUMMY0 is not activated. Thus, although the memory mats MAT0 and MAT8 at both ends are simultaneously selected, the dummy selection signals DUMMY0 and DUMMY8 corresponding thereto are selectively activated, so that the dummy in the memory mats that are not adjacent to each other is selectively activated. The word line DWL is not unnecessarily activated, and generation of useless power consumption can be prevented.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Needless to say, it is included in the range.
例えば、上記実施形態では、本発明をDRAMに適用した場合を例に説明したが、本発明の適用範囲がこれに限定されるものではなく、オープンビット線方式を採用する種々の半導体記憶装置に適用することが可能である。 For example, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to a DRAM has been described as an example. However, the scope of application of the present invention is not limited to this, and various semiconductor memory devices adopting an open bit line system are used. It is possible to apply.
10 活性領域
10A 活性領域列
10a〜10c 拡散領域
11 ビットコンタクト
12 セルコンタクト
20 素子分離領域
31〜34 トランジスタ
40,50 デコーダ回路
BL ビット線
DBL ダミービット線
DC ダミーセル
DWL ダミーワード線
DWLD ダミーワード線ドライバ
MAT0〜MAT8 メモリマット
MC メモリセル
N1,N2 入出力ノード
SA センスアンプ
SAA センスアンプ列
VPC 電位供給回路
WL ワード線
WLD ワード線ドライバ
WLDA ワード線ドライバ列
WLZ 不使用ワード線
DESCRIPTION OF
Claims (12)
複数のメモリセルと、
複数のワード線ドライバと、
ひとつ以上のダミーワード線ドライバと、を備え、
前記複数のメモリアレイのそれぞれは複数のワード線と前記複数のワード線のそれぞれと交差する複数のビット線とを含み、
ワード線の2本おきにダミーワード線があり、前記ダミーワード線以外のワード線は活性ワード線であり、
前記複数のメモリセルのそれぞれは対応する活性ワード線と対応するビット線とが交差するところに設けられ、
前記複数のワード線ドライバのそれぞれは対応する活性ワード線に接続され、
前記ひとつ以上のダミーワード線ドライバはひとつ以上の対応するダミーワード線に接続され、
前記ひとつ以上のダミーワード線ドライバに接続されない複数のダミーワード線は固定電位に接続され、
前記複数のメモリアレイのうちのひとつのメモリアレイのワード線ドライバの活性化の際に、前記ひとつ以上のダミーワード線ドライバのうちのひとつのダミーワード線ドライバが隣のメモリアレイにおいて活性化されるよう構成されることを特徴とする半導体記憶装置。 Multiple memory arrays;
A plurality of memory cells;
Multiple word line drivers;
One or more dummy word line drivers,
Each of the plurality of memory arrays includes a plurality of word lines and a plurality of bit lines intersecting with each of the plurality of word lines,
There are dummy word lines every two word lines, and word lines other than the dummy word lines are active word lines,
Each of the plurality of memory cells is provided where a corresponding active word line and a corresponding bit line intersect,
Each of the plurality of word line drivers is connected to a corresponding active word line,
The one or more dummy word line drivers are connected to one or more corresponding dummy word lines;
A plurality of dummy word lines not connected to the one or more dummy word line drivers are connected to a fixed potential;
When a word line driver of one memory array of the plurality of memory arrays is activated, one dummy word line driver of the one or more dummy word line drivers is activated in an adjacent memory array. A semiconductor memory device configured as described above.
それぞれが対応する不使用ワード線と対応するビット線とが交差するところに設けられた複数のメモリセルと、をさらに備えることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の半導体記憶装置。 An unused word line provided at each end of each of the plurality of memory arrays;
4. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising: a plurality of memory cells provided where the corresponding unused word line and the corresponding bit line intersect each other. 5. .
それぞれが対応する不使用ワード線と対応するビット線とが交差するところに設けられた複数のメモリセルと、をさらに備えることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の半導体記憶装置。 Two unused word lines provided at each end of each of the plurality of memory arrays;
4. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising: a plurality of memory cells provided where the corresponding unused word line and the corresponding bit line intersect each other. 5. .
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