JP3024687B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体記憶装置に関
し、特に、ワード線分割された構成の半導体記憶装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ＳＲＡＭ（スタティック・ランダム・ア
クセス・メモリ）は、電源を切らない限り記憶データが
消滅しない構成の半導体記憶装置である。このようなＳ
ＲＡＭにおいても、近年の半導体記憶装置の大容量化に
伴い、各ワード線に接続されるメモリセルの数が増大し
てきた。

【０００３】図２６は、ＳＲＡＭの絶対構成の概略を機
能的に示すブロック図である。図２６には、ＳＲＡＭの
基本動作、すなわち読出および書込動作の説明に必要な
最小の機能ブロックのみが示される。また、図２６にお
いて、メモリセルアレイ１０２内には、１つのメモリセ
ルの回路構成が代表的に示される。実際には、メモリセ
ルアレイ１０２において、図示された回路構成を有する
メモリセルが複数の行および複数の列のマトリックス状
に配列される。ワード線ＷＬは、複数の行の各々に対応
して１本ずつ設けられ、ビット線対ＢｉｔＬ，ＢｉｔＲ
は複数の列の各々に対応して１本ずつ設けられる。各メ
モリセルは、それが配列されている行および列にそれぞ
れ対応するワード線ＷＬおよびビット線対ＢｉｔＬ，Ｂ
ｉｔＲに接続される。

【０００４】以下、図２６を参照しながら、ＳＲＡＭの
基本動作について説明する。メモリセル２００にデータ
を書込む場合、まずデータを書込みたいメモリセル２０
０のメモリセルアレイ１０２における位置（アドレス）
を示すアドレス信号を外部からアドレス信号入力回路１
０４に供給する。このアドレス信号入力回路１０４は、
外部信号の電圧振幅をこのＳＲＡＭの内部回路に適した
電圧振幅に変換する。たとえば、外部信号がＴＴＬレベ
ルならば、論理レベルＨ（ハイレベル）およびＬ（ロー
レベル）がそれぞれ２．２Ｖおよび０．８Ｖであるの
で、その電圧振幅は１．４Ｖである。一方、ＳＲＡＭの
内部回路における信号がＭＯＳレベルであるならば、論
理レベルＨおよびＬがそれぞれ５Ｖおよび０Ｖに対応す
るので、その電圧振幅は５Ｖである。したがって、この
ような場合には、アドレス信号入力回路１０４が外部信
号の電圧振幅１．４Ｖを５Ｖに変換する。

【０００５】アドレス信号入力回路１０４によってレベ
ル変換されたアドレス信号（以下内部アドレス信号と呼
ぶ）は、アドレス信号デコード回路１０６によって、ワ
ード線選択信号とビット線対選択信号とに変換される。

【０００６】メモリセル２００は、それに接続されてい
るワード線ＷＬの電位がハイレベルにされ、かつ、それ
に接続されているビット線対ＢｉｔＬ，ＢｉｔＲがＩ／
Ｏ線と呼ばれる内部データバス（図示せず）に電気的に
接続されることによって選択される。前述のワード線選
択信号およびビット線対選択信号はそれぞれ、メモリセ
ル２００に接続されているワード線ＷＬの電位のみをハ
イレベルに立上げる信号および、メモリセル２００に接
続されたビット線対ＢｉｔＬ，ＢｉｔＲをＩ／Ｏ線に電
気的に接続するための信号である。

【０００７】ワード線選択信号およびビット線対選択信
号によってメモリセル２００が選択された後、Ｉ／Ｏ線
からメモリセル２００に書込まれるべきデータがビット
線に伝送される。前記書込まれるべきデータは、アドレ
ス信号と同様に、データ信号入力回路１０８に外部から
与えられる。データ信号入力回路１０８は、外部からの
データ信号の電圧振幅をＭＯＳレベルに変換してデータ
書込回路１００に与える。

【０００８】データ書込回路１００は、ビット線対Ｂｉ
ｔＬ，ＢｉｔＲを駆動できるだけの電流駆動力を有する
トランジスタ（図示せず）を用いて前記変換後のデータ
信号をＩ／Ｏ線に伝送する。これによって、ビット線対
ＢｉｔＬ，ＢｉｔＲに、データ信号が相補な電位として
与えられる。

【０００９】一方、メモリセル２００においては、Ｎチ
ャネルＭＯＳトランジスタ２１０および２２０が、ワー
ド線ＷＬのハイレベルの電位によってＯＮ状態にある。
このため、ビット線ＢｉｔＬおよびＢｉｔＲの電位がそ
れぞれたとえばハイレベルおよびローレベルであれば、
ビット線ＢｉｔＬのハイレベルの電位によるノードＮ１
の電位上昇によってＮチャネルＭＯＳトランジスタ２４
０が導通し、逆に、ビット線ＢｉｔＲのローレベルの電
位によるノードＮ２の電位低下に応答して、Ｎチャネル
ＭＯＳトランジスタ２３０が非導通となる。この結果、
ノードＮ１およびＮ２にそれぞれ、ビット線ＢｉｔＬお
よびＢｉｔＲにＩ／Ｏ線から伝達された電位が保持され
る。すなわち、ワード線ＷＬの電位がローレベルとなり
これによってトランジスタ２１０および２２０が非導通
状態となった後も、ノードＮ１の電位は、トランジスタ
２３０が非導通状態であることによって、電源Ｖｃｃか
ら抵抗素子２５０を介して伝達される高電位（ハイレベ
ル）に保持され、ノードＮ２の電位は、トランジスタ２
４０が導通状態であることによって、抵抗素子２６０の
抵抗値とトランジスタ２４０のＯＮ抵抗値との比によっ
て決まる低電位（≒０Ｖ：ローレベル）に保持される。

【００１０】以上のようにして、メモリセル２００への
データ書込が終了する。次に、メモリセル２００からデ
ータを読出す場合、データ書込時と同様に、データを読
出したいメモリセル２００に対応するアドレス信号を外
部からアドレス信号入力回路１０４に供給する。これに
よって、メモリセル２００に接続されるワード線ＷＬの
電位がハイレベルとなり、メモリセル２００に接続され
るビット線対ＢｉｔＬ，ＢｉｔＲがＩ／Ｏ線に電気的に
接続される。ワード線ＷＬの電位上昇によって、トラン
ジスタ２１０および２２０が導通するので、たとえばノ
ードＮ１およびＮ２の電位がそれぞれハイレベルおよび
ローレベルであれば、ビット線ＢｉｔＲの電位はビット
線ＢｉｔＲからトランジスタ２１０および２４０を介し
て接地ＧＮＤに電流が流れることによって降下する。逆
に、ビット線ＢｉｔＬから接地ＧＮＤに流れる電流は生
じないため、ビット線ＢｉｔＬの電位が、ノードＮ１の
高電位を保持する。つまり、ビット線ＢｉｔＬおよびＢ
ｉｔＲにそれぞれ、このメモリセル２００の記憶データ
（ノードＮ１およびＮ２の保持電位）に対応する相補的
な電位変化が現われる。

【００１１】一方、データ読出時には、データ書込時と
逆に、Ｉ／Ｏ線がデータ増幅回路１１２に電気的に接続
される。したがって、メモリセル２００の記憶データ
は、ビット線ＢｉｔＬ，ＢｉｔＲに現われた後、データ
増幅回路１１２に伝送される。

【００１２】データ増幅回路１１２は、ビット線Ｂｉｔ
Ｌの電位とビット線ＢｉｔＲの電位との差電圧を増幅す
ることによって、ビット線ＢｉｔＬおよびＢｉｔＲの電
位変化を増幅して、メモリセル２００から読出されたデ
ータ信号のレベルを、このＳＲＡＭの内部回路における
信号レベル（通常ＭＯＳレベル）に変換する。このレベ
ル変換されたデータ信号はデータ信号出力回路１１４内
の、外部データバス（図示せず）を駆動できる電流駆動
力を有するトランジスタ（図示せず）を介して外部に出
力される。つまり、メモリセル２００の記憶データは外
部に出力される。

【００１３】このようにして、メモリセル２００からの
データ読出しが完了する。なお、書込制御信号入力回路
１１１は、データ書込回路１００やデータ増幅回路１１
２を、これらが前述のように動作するように制御する。
図２６に示されるメモリセルの回路構成は、抵抗値の大
きい抵抗素子２５０および２６０を負荷として用いる、
いわゆる高抵抗負荷型である。

【００１４】さて、データ読出時には、ビット線Ｂｉｔ
ＬおよびＢｉｔＲの電位がそれぞれ、ノードＮ１および
Ｎ２の電位に応じて十分に高速に変化するべきであるの
で、ビット線対ＢｉｔＬ，ＢｉｔＲの抵抗および容量は
小さい方が望ましい。

【００１５】たとえば、ノードＮ１およびＮ２にそれぞ
れハイレベルおよびローレベルの電位が保持されている
場合、データ読出時におけるビット線ＢｉｔＲの電位低
下は、ビット線ＢｉｔＲからトランジスタ２１０および
２４０を介して接地ＧＮＤに流れ込む電流が大きいほ
ど、迅速に行なわれる。逆に、ノードＮ１およびＮ２に
それぞれローレベルおよびハイレベルの電位が保持され
ている場合、データ読出時におけるビット線ＢｉｔＬの
電位低下は、ビット線ＢｉｔＬからトランジスタ２２０
および２３０を介して接地ＧＮＤに流れ込む電流が大き
いほど、迅速に行なわれる。つまり、データ読出時に
は、メモリセル内のトランジスタ２３０および２４０が
それぞれビット線ＢｉｔＬおよびＢｉｔＲを駆動する。

【００１６】したがって、ビット線対ＢｉｔＬ，Ｂｉｔ
Ｒにメモリセル２００の記憶データが迅速にかつ確実に
現われるためには、トランジスタ２３０が１本のビット
線ＢｉｔＬからトランジスタ２２０を介して接地ＧＮＤ
に引き抜くことができる電流および、トランジスタ２４
０が１本のビット線ＢｉｔＲからトランジスタ２１０を
介して接地ＧＮＤに引き抜くことができる電流が大きい
ことが望ましい。しかしながら、メモリセル内のトラン
ジスタのサイズは非常に小さい。一方、各ビット線の長
さはこのようなトランジスタのサイズに対して非常に長
い。このため、メモリセル２００内のトランジスタ２３
０および２４０がそれぞれビット線ＢｉｔＬおよびＢｉ
ｔＲからある程度の大きさの電流を迅速に引き抜くに
は、ビット線ＢｉｔＬおよびＢｉｔＲの抵抗および容量
は小さいほうが望ましい。

【００１７】そこで、ビット線対ＢｉｔＬ，ＢｉｔＲ
は、その抵抗および容量が十分に小さくなるように、金
属で形成される。

【００１８】一方、ワード線ＷＬは、メモリセル２００
のトランジスタ２１０および２２０のゲートに接続され
る。一般に、ＭＯＳトランジスタのゲートはポリシリコ
ン等の、金属よりも抵抗値の大きい物質によって形成さ
れる。したがって、ワード線ＷＬを金属で形成しようと
すると、トランジスタ２１０および２２０のゲートを形
成するポリシリコン層と、ワード線ＷＬとなるべき金属
層とを接続するためのコンタクトホールが必要となる。
しかし、一般に、このようなコンタクトホールが多く設
けられると半導体集積回路の高集積化が阻害されたり、
製造工程が面倒になったりするという問題がある。そこ
で、ワード線ＷＬはトランジスタ２１０および２２０の
ゲートと一体に、ポリシリコン等の、金属よりも抵抗値
の大きい物質で形成される。

【００１９】ところが、近年のＳＲＡＭの大容量化に伴
ない、各行に配列されるメモリセルの数の増大によっ
て、各ワード線ＷＬの長さが増大してきた。このため、
各ワード線ＷＬの抵抗および容量は著しく大きくなり、
アドレス信号デコード回路１０６がワード線ＷＬの電位
を変化させるのに要する時間が長くなってきた。

【００２０】ワード線ＷＬの電位がハイレベルになりに
くいと、メモリセル２００において、トランジスタ２１
０および２２０が迅速に導通しないため、データ読出時
にビット線対ＢｉｔＬ，ＢｉｔＲの電位がメモリセル２
００の記憶データに応じて変化するのに要する時間およ
び、データ書込時にノードＮ１およびＮ２の電位が外部
データに応じたレベルに強制されるのに要する時間が長
くなる。したがって、このようなワード線ＷＬの長さの
増大は、外部アドレス信号がアドレス信号入力回路１０
４に供給されてからこのアドレス信号に対応するメモリ
セル２００に対するデータ読出しまたはデータ書込みが
終了するまでの時間、すなわちアクセスタイムの増大を
引き起こす。

【００２１】アドレス信号デコード回路１０６内のトラ
ンジスタのサイズを大きくするなどして、アドレス信号
デコード回路１０６のワード線ＷＬに対する駆動能力を
大きくすればこのような問題はある程度回避されるが、
半導体集積回路装置内の素子サイズを無制限に大きくす
ることは不可能である。このため、ワード線ＷＬは、そ
の長さの増大にかかわらず、アドレス信号デコード回路
１０６内の限られたサイズの素子によって駆動されねば
ならないので、このような方法では上記のような問題が
回避されない。

【００２２】そこで、上記のような問題を回避するため
の従来の技術として、各ワード線ＷＬを複数に分割し、
分割された複数のワード線の各々に対応してこれを駆動
するためのデコード回路を設ける、いわゆる分割ワード
線の技術がある。このような分割ワード線の技術は、た
とえば特公昭６２−２８５１６に開示されている。

【００２３】図２７は、ＳＲＡＭにおけるこのような分
割ワード線の原理を概念的に示す図である。以下、図２
７を参照しながら、分割ワード線の原理について簡単に
説明する。

【００２４】図２７（ａ）に示されるように、メモリセ
ルアレイ１０２は、列方向に複数のブロックに分割され
る。図２７（ｂ）に示されるように、各行のワード線は
ブロック毎に個別に設けられる。この個別に設けられる
ワード線を以後ローカルワード線と呼ぶ。すなわち、メ
モリセルアレイ１０２において、各行に対応して設けら
れる複数のローカルワード線が１つのワード線グループ
を構成する。そこで、メモリセルアレイ１０２を構成す
る複数のブロックのうちの１つのブロックを選択する信
号（以下Ｚデコーダ信号とも呼ぶ）と、メモリセルアレ
イ１０２に含まれる複数のワード線グループのうちの１
つのグループを選択する信号（以下メインワード線信号
とも呼ぶ）との論理積をとることによって、図２７
（ｃ）に示されるように、１つのワード線グループ内の
１本のローカルワード線を選択する信号（以下ローカル
ワード線信号とも呼ぶ）を発生する方法が、ローカルワ
ード線を選択するために用いられる。

【００２５】一方、図２７（ｄ）に示されるように、メ
モリセルアレイ１０２において、それぞれのブロックの
対応する列のビット線対は１つのビット線対グループを
構成する。そこで、メモリセルアレイ１０２内の複数の
ビット線対グループのうちの１つのグループを選択する
信号によって、各ブロックから１つのビット線対が選択
される。

【００２６】このようなローカルワード線選択およびビ
ット線対選択によって、図２７（ｅ）に示されるよう
に、選択された１つのビット線対グループに含まれる複
数のビット線対に接続されるメモリセルのうち、選択さ
れた１本のローカルワード線に接続された１個のメモリ
セルが選択される。このように、データ読出しまたはデ
ータ書込みの対象となるメモリセルのアドレスは、前記
複数のブロックのうち何番目のブロックを選択するかを
示すブロックアドレスと、前記複数のワード線グループ
のうち何行目のワード線グループを選択するかを示す行
アドレスと、前記複数のビット線対グループのうち各ブ
ロックにおける何列目のビット線対グループを選択する
かを示す列アドレスとによって決定される。

【００２７】そこで、ワード線分割されたＳＲＡＭは、
Ｚデコーダ信号とメインワード線信号との論理積をとっ
てローカルワード線信号を発生するための回路（以下ロ
ーカルデコーダと呼ぶ）が、ブロック毎に設けられる。

【００２８】図２８は、ワード線分割されたＳＲＡＭの
メモリセルアレイ付近の構成をローカルデコーダを含ん
で示す概略図である。

【００２９】図２８に示されるように、メモリセルアレ
イがｎ個のブロックＢＬ０〜ＢＬ（ｎ−１）に分割され
る場合、これらのブロックＢＬ０〜ＢＬ（ｎ−１）にそ
れぞれ対応してローカルデコーダ群ＤＥＣ０〜ＤＥＣ
（ｎ−１）が設けられる。これらのブロックＢＬ０〜Ｂ
Ｌ（ｎ−１）はそれぞれ、同じ数のローカルワード線Ｌ
ＷＬ０〜ＬＷＬ（ｎ−１）を含む。ローカルデコーダ群
ＤＥＣ０〜ＤＥＣ（ｎ−１）は各々、対応するブロック
ＢＬ０〜ＢＬ（ｎ−１）に含まれるローカルワード線Ｌ
ＷＬ０〜ＬＷＬ（ｎ−１）の各々に対応して論理ゲート
回路をローカルデコーダＬＤ０〜ＬＤ（ｎ−１）として
含む。

【００３０】行デコーダ６はローカルデコーダ群ＤＥＣ
０〜ＤＥＣ（ｎ−１）にメインワード線信号を与えるた
めに設けられる。Ｚデコーダ１８は、ローカルデコーダ
群ＤＥＣ０〜ＤＥＣ（ｎ−１）にＺデコーダ信号を与え
るために設けられる。行デコーダ６の出力信号線ＭＷＬ
は、各行に対応して１本ずつ設けられる。この信号線Ｍ
ＷＬをメインワード線と呼ぶ。一方、Ｚデコーダ１８の
出力信号線ＺＬは、ローカルデコーダ群ＤＥＣ０〜ＤＥ
Ｃ（ｎ−１）の各々に対応して１本ずつ設けられる。こ
の信号線ＺＬを、Ｚデコーダ信号線と呼ぶ。

【００３１】ローカルデコーダＬＤ０〜ＬＤ（ｎ−１）
の各々は、対応するＺデコーダ信号線ＺＬ上の信号と、
対応する行のメインワード線ＭＷＬ上の信号を入力とし
て受けて、対応するローカルワード線ＬＷＬ０〜ＬＷＬ
（ｎ−１）にそれを選択するためのローカルワード線信
号を選択的に発生する。

【００３２】行デコーダ６は、たとえば、各メインワー
ド線ＭＷＬに対応して１個ずつ設けられる論理ゲート回
路４０を含む。行アドレスを示す外部アドレス信号が与
えられると、行デコーダ６内の論理ゲート回路４０のう
ちのいずれか１つが、対応するメインワード線ＭＷＬ
に、それを活性状態にするためのメインワード線信号を
出力する。

【００３３】一方、Ｚデコーダ１８は、ブロックアドレ
スを示す外部アドレス信号に応答して、信号線ＺＬのう
ちのいずれか１本にのみ、それを活性状態にするための
Ｚデコーダ信号を出力する。ここで、活性状態のＺデコ
ーダ信号線ＺＬの電位および、活性状態のメインワード
線ＭＷＬの電位はいずれも、ハイレベルである。したが
って、ローカルデコーダＬＤ０〜ＬＤ（ｎ−１）として
２入力ＡＮＤゲートが用いられれば、活性状態のメイン
ワード線ＭＷＬと活性状態のＺデコーダ信号線ＺＬとを
入力として受ける１個のローカルデコーダに接続される
１本のローカルワード線のみがハイレベルに活性化され
る。すなわち、１本のローカルワード線にのみ、それを
活性化するローカルワード線信号が与えられる。

【００３４】なお、図２８には、ビット線対およびメモ
リセルは簡単のため示されない。図２９は、このように
ワード線分割されたＳＲＡＭにおける、ローカルデコー
ダ群および分割されたメモリセルアレイブロックの半導
体基板上での実際のレイアウトを示す図である。

【００３５】図２９に示されるように、実際には、メモ
リセルアレイがｎ（ｎは偶数）個のブロックＢＬ０〜Ｂ
Ｌ（ｎ−１）に分割される場合、これらｎ個のブロック
はレイアウト上、各々が２つのブロックを含むｎ／２個
のグループに分類される。そして、これらｎ／２個のグ
ループの各々において、偶数番目のブロックとこれに隣
接して配置される奇数番目のブロックとにそれぞれ対応
して設けられる偶数番目のローカルデコーダ群および奇
数番目のローカルデコーダ群は、これら２つのブロック
の間に配置される。

【００３６】さて、最近では、行方向に分割されたブロ
ックＢＬ０〜ＢＬ（ｎ−１）をさらに列方向に複数のブ
ロックに分割することが、たとえば文献“Ｓ．Ａｉｚａ
ｋｉｅｔ ａｌ，ＩＥ³ ＩＳＳＣＣ Ｄｉｇ．ｏｆ Ｔ
ｅｃｈ．Ｐａｐｅｒｓ，ｐｐ．１２６−１２７，１９９
０．”などに提案されている。図３０は、メモリセルア
レイが行方向に３２個のブロックＢＬ０〜ＢＬ３１に分
割され、かつ、これらの３２個のブロックＢＬ０〜ＢＬ
３１の各々がさらに列方向に１２８個のサブブロックＳ
ＢＬ０〜ＳＢＬ１２７に分割されるＳＲＡＭの主要部分
の概略構成を示す回路図である。すべてのブロックＢＬ
０〜ＢＬ３１は、同一数のメモリセル列を含む。同様
に、すべてのサブブロックＳＢＬ０〜ＳＢＬ１２７は、
同一数のメモリセル行を含む。

【００３７】各ブロックが列方向にさらに複数のサブブ
ロックに分割される場合、行デコーダ６の出力信号線、
すなわちメインワード線ＭＷＬは１２８のサブブロック
群ＳＢＬ０〜ＳＢＬ１２７に対応して１２８本設けられ
る。行デコーダ６は、たとえばメインワード線ＭＷＬの
各々に対応して設けられる論理ゲート回路４０を含む。
行アドレスを示す外部アドレス信号に応答して、これら
の論理ゲート４０のうちのいずれか１つが対応するメイ
ンワード線ＭＷＬにこれを活性状態にする電位（ハイレ
ベル）を与える。

【００３８】一方、Ｚデコーダ１８の出力信号線、すな
わちＺデコーダ信号線ＺＬは、３２個のブロックＢＬ０
〜ＢＬ３１の各々に対応して、１サブブロックに含まれ
るローカルワード線の数ｍずつ設けられる。したがっ
て、ブロックＢＬ０〜ＢＬ３１の各々に対応して設けら
れる複数のＺデコーダ信号線は１つの信号線グループＺ
ＬＧを構成する。Ｚデコーダ１８は、ブロックアドレス
を示す外部アドレス信号および行アドレスを示す外部ア
ドレス信号に応答して、これらの信号線群ＺＬＧに含ま
れるすべての信号線ＺＬのうちのいずれか１本にのみ、
これを活性化するハイレベルの電位を与える。

【００３９】ローカルデコーダ群ＤＥＣ０〜ＤＥＣ３１
はそれぞれ、ブロックＢＬ０〜ＢＬ３１に対応して設け
られる。前述のように、具体的には、各奇数番目のブロ
ックＢＬ１，ＢＬ３，…，ＢＬ３１と、これに隣接する
偶数番目のブロックＢＬ０，ＢＬ２，…，ＢＬ３０との
間に、これら２つのブロックに対応する２つのローカル
デコーダ群が配置される。

【００４０】ローカルデコーダ群ＤＥＣ０〜ＤＥＣ３１
の各々は、対応するブロックＢＬ０〜ＢＬ３１内の各ロ
ーカルワード線ＬＷＬ０〜ＬＷＬ３１に対応して、論理
ゲート回路ＬＤ０〜ＬＤ３１をローカルデコーダとして
含む。

【００４１】各メインワード線ＭＷＬ上の信号は、この
メインワード線ＭＷＬに対応する３２個のサブブロック
（ＳＢＬ０〜ＳＢＬ１２７のうちのいずれか）に対応し
て設けられたすべてのローカルデコーダＬＤ０〜ＬＤ３
１に共通に入力される。一方、各Ｚデコーダ信号線群Ｚ
ＬＧに含まれる複数の信号線は、対応するブロック（Ｂ
Ｌ０〜ＢＬ３１のうちのいずれか）内の複数のローカル
ワード線に対応して設けられる。そこで、各信号線群Ｚ
ＬＧに含まれる複数の信号線の各々は、対応する１つの
ブロックに含まれる１２８個のサブブロックＳＢＬ０〜
ＳＢＬ１２７のそれぞれにおける対応するローカルワー
ド線１２８本に対応して設けられた１２８個のローカル
デコーダに共通に接続される。

【００４２】したがって、たとえばローカルデコーダＬ
Ｄ０〜ＬＤ３１の各々が２入力ＡＮＤゲートであれば、
活性状態のメインワード線ＭＷＬと活性状態のＺデコー
ダ信号線ＺＬとに接続される１個のローカルデコーダの
みが、対応する１本のローカルワード線を活性化する。
すなわち、１本のローカルデコーダからのみローカルワ
ード線選択信号が出力される。

【００４３】このように、行方向に分割された複数のブ
ロックがさらに列方向に分割される場合、ローカルワー
ド線選択は、選択されるべき１本のローカルワード線が
たとえば図における上から何段目のサブブロックに含ま
れるかを示す信号を行デコーダ６に出力させ、かつ、前
記選択されるべき１本のローカルワード線がたとえば図
における左から何番目のブロックに含まれるか、およ
び、サブブロックにおける位置は上から何番目かを示す
信号をＺデコーダ１８に出力させることによって行なわ
れる。

【００４４】図３１は、メモリセルアレイが５１２行×
２０４８列のマトリックス状に配列されるメモリセルを
含む場合、外部アドレス信号が図３０における行デコー
ダ６およびＺデコーダ１８にどのように振り分けて与え
られるかを表形式で示す図である。図３１および図３０
を参照して、選択されるべきメモリセルの列方向のアド
レスを示す外部アドレス信号のうち、ブロックアドレス
を示す５ビットの信号Ｚ０〜Ｚ４がＺデコーダ１８に入
力され、ブロック内列アドレスを示す６ビットの信号Ｙ
０〜Ｙ５が列デコーダ（図３０には図示されない）に入
力される。一方、選択されるべきメモリセルの行方向の
アドレスを示す外部アドレス信号のうち、上位７ビット
の信号Ｘ２〜Ｘ８は行デコーダ６に入力され、下位２ビ
ットの信号Ｘ０，Ｘ１はＺデコーダ１８に入力される。

【００４５】このような場合、行デコーダ６は、７ビッ
トの信号Ｘ２〜Ｘ８をデコードして、いずれか１つがハ
イレベルである２⁷ （＝１２８）ビットの信号ｘ０〜ｘ
１２７を出力する。これによって、１２８本のメインワ
ード線ＭＷＬのうちの１本のみが活性状態となる。一
方、Ｚデコーダ１８は、５ビットのブロックアドレス信
号Ｚ０〜Ｚ４および２ビットの行アドレス信号Ｘ０，Ｘ
１の計７ビットの信号をデコーダして、いずれか１つの
みがハイレベルである２⁷ （＝３２×４）ビットのＸデ
コーダ信号ｚｘ０〜ｚｘ１２７を出力する。

【００４６】メモリセルアレイが５１２のメモリセル行
を含む場合、サブブロックＳＢＬ０〜ＳＢＬ１２７の各
々は４本のローカルワード線を含む。したがって、Ｚデ
コーダ１８が前述のような１２８ビットの信号ｚｘ０〜
ｚｘ１２７を出力することによって、３２個のブロック
ＢＬ０〜ＢＬ３１に対応して設けられた３２の信号線群
ＺＬＧのうちのいずれか１つの信号線群に含まれる４本
の信号線ＺＬのうちの１本のみが活性状態となる。

【００４７】なお、列デコーダは、６ビットの信号Ｙ０
〜Ｙ５をデコードして、いずれか１つのみがハイレベル
である２⁶ （＝６４）ビットの信号を出力する。メモリ
セルアレイが２０４８のメモリセル列を含む場合、ブロ
ックＢＬ０〜ＢＬ３１の各々に含まれるビット線対の数
は６４対であるので、この６４ビットの信号によって、
ブロックＢＬ０〜ＢＬ３１のそれぞれから１対ずつビッ
ト線対を選択することができる。

【００４８】図３２は、ローカルデコーダの実際の構成
例を示す論理回路図である。以下、図３２を参照しなが
ら従来のローカルデコーダの構成について説明する。

【００４９】なお、以降の説明においては、メモリセル
アレイを列方向に分割して得られたｎ個のブロックＢＬ
０〜ＢＬ（ｎ−１）のうち、偶数番目のブロックに含ま
れるローカルワード線および、奇数番目のブロックに含
まれるローカルワード線をそれぞれ、ＬＷＬ（２ｊ）お
よびＬＷＬ（２ｊ＋１）と表わす（ｊ＝０，１，…，
（ｎ−２）／２）。同様に、奇数番目のブロックに対応
して設けられるローカルデコーダおよび偶数番目のブロ
ックに対応して設けられるローカルデコーダを、それぞ
れ、ＬＤ（２ｊ）およびＬＤ（２ｊ＋１）と表わす。

【００５０】図３２には、実際のレイアウト上、隣接し
て配置される２つのローカルデコーダＬＤ（２ｊ）およ
びＬＤ（２ｊ＋１）が代表的に示される。

【００５１】従来のローカルデコーダＬＤ（２ｊ），Ｌ
Ｄ（２ｊ＋１）は、たとえば、対応するメインワード線
ＭＷＬ上の信号および対応するＺデコーダ信号線ＺＬ上
の信号を受ける２入力ＮＡＮＤゲート８００と、このＮ
ＡＮＤゲート８００の出力を反転するインバータ８１０
とを含む。インバータ８１０の出力信号が対応するロー
カルワード線ＬＷＬ（２ｊ）またはＬＷＬ（２ｊ＋１）
に与えられる。

【００５２】次に、図３３を参照しながら図３２に示さ
れるローカルデコーダの動作について説明する。図３３
は、図３２に示される論理回路の真理値表である。

【００５３】図３３からわかるように、各ローカルデコ
ーダＬＤ（２ｊ），ＬＫ（２ｊ＋１）においてインバー
タ８１０の出力電位（つまり、対応するローカルワード
線ＬＷＬ（２ｊ），ＬＷＬ（２ｊ＋１）の電位）は、対
応するメインワード線ＭＷＬの電位および対応するＺデ
コーダ信号線ＺＬの電位がともにハイレベルである場合
にのみ、ＮＡＮＤゲート８００の出力電位がローレベル
となることによってハイレベルとなる。しかし、対応す
るメインワード線ＭＷＬおよび対応するＺデコーダ信号
線ＺＬのうちの少なくともいずれか一方の電位がローレ
ベルであれば、ＮＡＮＤゲート８００の出力電位がハイ
レベルに固定されるので、インバータ８１０の出力電位
はローレベルである。したがって、対応するメインワー
ド線ＭＷＬおよびＺデコーダ信号線ＺＬの電位がともに
ハイレベルとならない限り、対応するローカルワード線
ＬＷＬ（２ｊ），ＬＷＬ（２ｊ＋１）は活性化されな
い。

【００５４】図３４は、図３２におけるＮＡＮＤゲート
８００およびインバータ８１０の具体的な回路構成を単
一のローカルデコーダに関して示した回路図である。次
に、図３４を参照しながら従来のローカルデコーダの構
成についてさらに詳細に説明する。

【００５５】各ローカルデコーダにおいて、ＮＡＮＤゲ
ート８００は、図３４に示されるように、電源Ｖｃｃと
接地ＧＮＤとの間に直列に接続される、ＰチャネルＭＯ
Ｓトランジスタ８００ａ，ＮチャネルＭＯＳトランジス
タ８００ｂおよび８００ｃと、電源Ｖｃｃとトランジス
タ８００ａおよび８００ｂの接続点との間に設けられる
ＰチャネルＭＯＳトランジスタ８００ｄとを含む。トラ
ンジスタ８００ａおよび８００ｂのゲートはＺデコーダ
信号線ＺＬに接続され、トランジスタ８００ｃおよび８
００ｄのゲートはメインワード線ＭＷＬに接続される。
インバータ８１０は、電源Ｖｃｃと接地ＧＮＤとの間に
直列に接続されるＰチャネルＭＯＳトランジスタ８１０
ａおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ８１０ｂを含
む。トランジスタ８１０ａおよび８１０ｂの接続点がロ
ーカルワード線ＬＷＬ（２ｊ）またはＬＷＬ（２ｊ＋
１）に接続される。

【００５６】トランジスタ８１０ａおよび８１０ｂのゲ
ートはトランジスタ８００ａおよび８００ｂの接続点に
接続される。

【００５７】メインワード線ＭＷＬの電位がローレベル
であれば、トランジスタ８００ｄがＯＮ状態となる一方
トランジスタ８００ｃがＯＦＦ状態となるので、トラン
ジスタ８００ａおよび８００ｂのＯＮ／ＯＦＦにかかわ
らず、トランジスタ８１０ａおよび８１０ｂのゲート電
位がハイレベルとなる。したがって、メインワード線Ｍ
ＷＬの電位がローレベルであれば、インバータ８１０に
接続されるローカルワード線ＬＷＬ（２ｊ）またはＬＷ
Ｌ（２ｊ＋１）は、信号線ＺＬの電位レベルにかかわら
ずローレベル、すなわち不活性状態となる。

【００５８】逆に、メインワード線ＭＷＬの電位がハイ
レベルであれば、トランジスタ８００ｃがＯＮ状態とな
る一方トランジスタ８００ｄがＯＦＦ状態となるので、
トランジスタ８１０ａおよび８１０ｂのゲート電位は、
トランジスタ８００ａおよび８００ｂのＯＮ／ＯＦＦに
応じて変化する。すなわち、信号線ＺＬの電位がローレ
ベルとなってトランジスタ８００ａが導通すれば、トラ
ンジスタ８１０ａおよび８１０ｂのゲート電位はハイレ
ベルとなり、逆に、信号線ＺＬの電位がハイレベルとな
ってトランジスタ８００ｂが導通すれば、トランジスタ
８１０ａおよび８１０ｂのゲート電位はローレベルとな
る。したがって、メインワード線ＭＷＬの電位がハイレ
ベルである場合、インバータ８１０に接続されるローカ
ルワード線ＬＷＬ（２ｊ）またはＬＷＬ（２ｊ＋１）の
電位は、Ｚデコーダ信号線ＺＬの電位がハイレベルであ
るときにのみハイレベル、すなわち活性状態となる。

【００５９】なお、図３４において、各素子の近傍に添
えられた（ ）内の数字は、その素子のゲート幅をμｍ
単位で表わす。

【００６０】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、ワード
線分割された半導体記憶装置において用いられるローカ
ルデコーダの各々は、対応するメインワード線上の信号
と、対応するＺデコーダ信号線上の信号との論理積をと
るために、図３４に示されるように構成される。このた
め、各ローカルデコーダはインバータを構成する２個の
トランジスタと、ＮＡＮＤゲートを構成する４個のトラ
ンジスタの、合計６個の素子を必要とする。

【００６１】一方、図２８および図３０からわかるよう
に、ワード線分割された半導体記憶装置は、ローカルワ
ード線と同じ数のローカルデコーダを必要とする。たと
えば、図３０においてサブブロックＳＢＬ０〜ＳＢＬ１
２７の各々が４本のローカルワード線を含む場合、２¹⁴
個（＝４本×１２８サブブロック×３２ブロック）のロ
ーカルデコーダが必要であるので、ローカルデコーダの
総占有面積は、６×２ ¹⁴個という膨大な数のＭＯＳトラ
ンジスタの占有面積に対応する。

【００６２】このように、ワード線分割された半導体記
憶装置におけるローカルデコーダの総占有面積は大きい
ので、半導体記憶装置のチップ面積の縮小化および記憶
容量の増大化を阻害する。

【００６３】つまり、チップ面積を大きくすることなく
半導体記憶装置の記憶容量の増大を図るためには、１チ
ップ上に設けられるメモリセルの数の増大を図るため、
メモリセルアレイ以外の回路の占有面積を小さくしてメ
モリセルアレイのために使用され得る半導体基板上の面
積を多くする必要がある。しかしながら、単一のローカ
ルデコーダでさえ６個の素子を含むので、このような周
辺回路の占有面積の縮小を図ることが困難である。この
ため、従来の構成のローカルデコーダは半導体記憶装置
の大容量化を阻害する新たな要因となる。

【００６４】また、Ｚデコーダ信号線は、半導体基板上
においても、図２８および図３０に示されると同じよう
に、メモリセルアレイにおける列方向に延びるように形
成される。このため、メモリセルアレイは図３０に示さ
れるように、行方向および列方向の両方に分割される場
合、各奇数番目のブロックＢＬ１，ＢＬ３，…，ＢＬ３
１と、これに隣接して設けられる偶数番目のブロックＢ
Ｌ０，ＢＬ２，…，ＢＬ３０との間に多数のＺデコーダ
信号線が列方向に形成される。たとえば、図３２で各サ
ブブロックＳＢＬ０〜ＳＢＬ１２７が４本のローカルワ
ード線を含む場合、互いに隣接する偶数番目のブロック
および奇数番目のブロック間には合計８本のＺデコーダ
信号線が列方向に形成される。このため、Ｚデコーダ信
号線を形成する配線層の幅の総和が大きくなるので、ロ
ーカルデコーダおよびこれらに対応して設けられるＺデ
コーダ信号線による半導体基板上での列方向の占有幅が
大きくなる。したがって、ワード線分割された従来の半
導体記憶装置によれば、メモリセルアレイ以外の回路の
列方向の占有幅が大きくなる。

【００６５】したがって、ワード線分割された従来の半
導体記憶装置は、各ローカルデコーダの構成素子数だけ
でなくＺデコーダ信号線数によっても大容量化を阻害さ
れるという問題点も有する。

【００６６】それゆえに、本発明の目的は、上記のよう
な問題点を解決し、記憶容量の大容量化に有利な、ワー
ド線分割された半導体記憶装置を提供することである。

【００６７】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、本発明に係る半導体記憶装置は、各々が、
複数の行に配列される複数のメモリセルおよび複数のロ
ーカルワード線を含む、複数の第１のメモリセルアレイ
ブロックと、各々が、複数の行に配列される複数のメモ
リセルおよび複数のローカルワード線を含む、複数の第
２のメモリセルアレイブロックとを備え、前記複数の第
１のメモリセルアレイブロックと前記複数の第２のメモ
リセルアレイブロックは、交互に列方向に配列されて複
数のブロック対を構成し、 各ブロック対を構成する前記
第１のメモリセルアレイブロックおよび前記第２のメモ
リセルアレイブロックに含まれる前記複数のローカルワ
ード線は、１対１に対応して複数のローカルワード線対
を構成し、前記複数の第１のメモリセルアレイブロック
に対応して設けられかつ前記ローカルワード線に沿って
延びる第１のメインワード線と、前記複数の第２のメモ
リセルアレイブロックに対応して設けられかつ対応の前
記ローカルワード線に沿って延びる第２のメインワード
線と、前記第１および第２のメインワード線に第１の選
択信号を与える第１の選択手段と、前記複数のローカル
ワード線対に対応して設けられかつ前記第１および第２
のメモリセルアレイブロック間を行方向に延びる複数の
選択線と、前記複数の選択線のうちのいずれかに第２の
選択信号を与える第２の選択手段と、前記第１のメモリ
セルアレイブロック内の前記複数のローカルワード線に
対応して行方向に設けられる複数の第１のデコーダ手段
と、前記第２のメモリセルアレイブロック内の前記複数
のローカルワード線に対応して行方向に設けられる複数
の第２のデコーダ手段とをさらに備え、前記複数の第１
のデコーダ手段の各々は、前記第１のメインワード線に
与えられた前記第１の選択信号と、対応する前記選択線
に与えられた前記第２の選択信号とに応答して、前記第
１のメモリセルアレイブロック内の対応する前記ローカ
ルワード線を活性状態にするように動作し、前記複数の
第２のデコーダ手段の各々は、前記第２のメインワード
線に与えられた前記第１の選択信号と、対応する前記選
択線に与えられた前記第２の選択信号とに応答して、前
記第２のメモリセルアレイブロック内の対応する前記ロ
ーカルワード線を活性状態にするように動作する。

【００６８】好ましい実施例によれば、本発明に係る半
導体記憶装置は、各々が、複数の行に配列される複数の
メモリセルおよび複数のローカルワード線を含む、複数
の第１のメモリセルアレイブロックと、 各々が、複数の
行に配列される複数のメモリセルおよび複数のローカル
ワード線を含む、複数の第２のメモリセルアレイブロッ
クとを備え、 前記複数の第１のメモリセルアレイブロッ
クと前記複数の第２のメモリセルアレイブロックは、交
互に列方向に配列されて複数のブロック対を構成し、 各
ブロック対を構成する前記第１のメモリセルアレイブロ
ックおよび前記第２のメモリセルアレイブロックに含ま
れる前記複数のローカルワード線は、１対１に対応して
複数のローカルワード線対を構成し、 前記複数の第１の
メモリセルアレイブロックに対応して設けられかつ前記
ローカルワード線に沿って延びる第１の相補メインワー
ド線対と、前期複数の第２のメモリセルアレイブロック
に対応して設けられかつ前期ローカルワード線に沿って
延びる第２の相補メインワード線対と、前記第１および
第２のメインワード線に第１の選択信号として互いに相
補な第１および第２の信号を与える第１の選択手段と、
前記複数のローカルワード線対に対応して設けられかつ
前記第１および第２のメモリセルアレイブロック間を行
方向に延びる複数の選択線と、前記複数の選択線のうち
のいずれかに第２の選択信号を与える第２の選択手段
と、前記第１のメモリセルアレイブロック内の前記複数
のローカルワード線に対応して行方向に設けられる複数
の第１のデコーダ手段と、 前記第２のメモリセルアレイ
ブロック内の前記複数のローカルワード線に対応して行
方向に設けられる複数の第２のデコーダ手段とをさらに
備え、 前記複数の第１のデコーダ手段の各々は、前記第
１の相補メインワード線対に与えられた前記第１の選択
信号の互いに相補な第１および第２の信号と、対応する
前記選択線に与えられた前記第２の選択信号とに応答し
て、前記第１のメモリセルアレイブロック内の対応する
前記ローカルワード線を活性状態にするように 動作し、
前記複数の第２のデコーダ手段の各々は、前記第２の相
補メインワード線対に与えられた前記第１の選択信号の
互いに相補な第１および第２の信号と、対応する前記選
択線に与えられた前記第２の選択信号とに応答して、前
記第２のメモリセルアレイブロック内の対応する前記ロ
ーカルワード線を活性状態にするように動作する。

【００６９】

【００７０】

【作用】本発明に係る半導体記憶装置によれば、従来Ｚ
デコーダ信号線が有していたデコーダ回路を挟む左右の
メモリセルアレイブロックのいずれかを選択する機能を
Ｚデコーダ信号線からメインワード線に移行し、それに
より、Ｚデコーダ信号線を半減する。

【００７１】

【実施例】図１は、本発明の一実施例のワード線分割さ
れたＳＲＡＭの全体構成を示す概略ブロック図である。
図１を参照しながら、このＳＲＡＭの構成および基本動
作について説明する。

【００７２】メモリセルアレイ１は、行方向にｎ個のブ
ロックＢＬ０〜ＢＬ（２ｍ＋１）に分割される（ｍ＝
（ｎ−２）／２）。これらｎ個のブロックＢＬ０〜ＢＬ
（２ｍ＋１）は各々、複数の行および複数の列に配列さ
れたメモリセルを有する。各ブロックにおいて、同一行
のメモリセルは１本のローカルワード線（図示せず）に
接続され、同一列のメモリセルは１本のビット線対（図
示せず）に接続される。

【００７３】これらｎ個のブロックＢＬ０〜ＢＬ（２ｍ
＋１）に対応して、ｎ個のローカルデコーダ群ＤＥＣ０
〜ＤＥＣ（２ｍ＋１）が設けられる。このＳＲＡＭチッ
プ上では、偶数番目のブロックＢＬ０，ＢＬ２，…，Ｂ
Ｌ（２ｍ）の各々と、これに隣接する奇数番目のブロッ
クＢＬ１，ＢＬ３，…，ＢＬ（２ｍ＋１）との間に、こ
れら２つのブロックにそれぞれ対応するローカルデコー
ダ群が配置される。

【００７４】行アドレス入力端子２は、選択されるべき
メモリセルの行方向のアドレスを示す行アドレス信号を
外部から受ける。列アドレス入力端子３は、選択される
べきメモリセルの列方向のアドレスを示す列アドレス信
号を外部から受ける。

【００７５】行アドレスバッファ４は、行アドレス入力
端子２に供給された行アドレス信号をバッファリングし
て行デコーダ６，ＡＴＤ（ａｄｄｒｅｓｓ ｔｒａｎｓ
ｉｓｉｏｎ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）回路１７およびＺデコ
ーダ１８に与える。

【００７６】列アドレスバッファ５は、列アドレス入力
端子３に供給された列アドレス信号をバッファリングし
て、列デコーダ７，ＡＴＤ回路１７，およびＺデコーダ
１８に与える。

【００７７】行デコーダ６は、行アドレスバッファ４か
らの行アドレス信号をデコードして、メモリセルアレイ
１内のメインワード線のうちの１本を選択するメインワ
ード線信号を出力する。

【００７８】Ｚデコーダ１８は、行アドレスバッファ４
からの行アドレス信号および列アドレスバッファ５から
の列アドレス信号をデコードして、メモリセルアレイ１
を構成するブロックＢＬ０〜ＢＬ（２ｍ＋１）のうちの
１つを選択するＺデコーダ信号を出力する。

【００７９】ローカルデコーダ群ＤＥＣ０〜ＤＥＣ（２
ｍ＋１）の各々は、行デコーダ６からのメインワード線
信号とＺデコーダ１８からのＺデコーダ信号とをデコー
ドして、対応するブロック内のローカルワード線のうち
の１本を選択的に活性化する。

【００８０】列デコーダ７は、列アドレスバッファ５か
らの列アドレス信号をデコードしてマルチプレクサ８に
与える。

【００８１】マルチプレクサ８は、列デコーダ７の出力
によって制御されて、前記選択されるべきメモリセルに
接続されるビット線対のみを、データ読出時にはセンス
アンプ９に電気的に接続し、データ書込時には入力バッ
ファ１３に電気的に接続する。

【００８２】センスアンプ９は、データ読出時に、マル
チプレクサ８によって接続されたビット線対上の信号電
圧を感知し増幅する。

【００８３】出力バッファ１０は、センスアンプ９によ
って感知・増幅された信号電圧を外部に取出すためにさ
らに増幅し、読出データとしてデータ出力端子１１に供
給する。

【００８４】データ入力端子１２は、データ書込時に、
選択されたメモリセルに書込まれるべきデータ信号を外
部から受ける。入力バッファ１３は、データ書込時に、
データ入力端子１２に供給されたデータ信号を増幅し、
マルチプレクサ８によって接続されたビット線対に供給
する。

【００８５】この結果、データ読出時には、活性化され
た１本のローカルワード線とセンスアンプ９に電気的に
接続された１対のビット線対とに接続される１個のメモ
リセルの記憶データがデータ出力端子１１に現われる。
一方、データ書込時には、データ入力端子１２に与えら
れた外部データが、活性化された１本のローカルワード
線と入力バッファ１３に電気的に接続された１対のビッ
ト線対とに接続される１個のメモリセルに書込まれる。

【００８６】チップセレクト入力端子１４は、このＳＲ
ＡＭチップが選択状態であるか、非選択状態であるかを
示すチップセレクト信号を外部から受ける。読出／書込
制御入力端子１５は、メモリセルアレイ１に対してデー
タ読出およびデータ書込のうちのいずれを行なうかを指
定するための読出／書込制御信号を外部から受ける。

【００８７】読出／書込制御回路１６は、チップセレク
ト入力端子１４に与えられたチップセレクト信号および
読出／書込制御入力端子１５に与えられた読出／書込制
御信号に応答して、このＳＲＡＭチップを読出状態ある
いは書込状態に設定するために、センスアンプ９，出力
バッファ１０，および入力バッファ１３とを制御する。

【００８８】ＡＴＤ回路１７は、行アドレスバッファ４
からの行アドレス信号および列アドレスバッファ５から
の列アドレス信号の変化を検知して、メモリセルアレイ
１，行デコーダ６，センスアンプ９，および出力バッフ
ァ１０等にこれらを制御するための種々の内部同期信号
を与える。

【００８９】ＳＲＡＭは基本的には、内部同期信号を与
えなくても本来の機能であるデータ書込およびデータ読
出を行なうことができる半導体記憶装置であるが、一層
の高性能化を図るためにＡＴＤ回路１７という内部同期
回路が導入される場合がある。

【００９０】図２は、図１におけるブロックＢＬ０〜Ｂ
Ｌ（２ｍ＋１）およびローカルデコーダ群ＤＥＣ０〜Ｄ
ＥＣ（２ｍ＋１）を含む、このＳＲＡＭの主要部分の構
成の一例を示す回路図である。

【００９１】図２を参照して、本実施例では、メモリセ
ルアレイ１が列方向に３２個のブロックＢＬ０〜ＢＬ３
１に分割され（つまり、ｎ＝３２，ｍ＝１５）、かつ、
これら３２個のブロックＢＬ０〜ＢＬ３１が各々、行方
向に１２８個のサブブロックＳＢＬ０〜ＳＢＬ１２７に
分割されるものとする。

【００９２】３２個のブロックＢＬ０〜ＢＬ３１にそれ
ぞれ対応して設けられた３２個のローカルデコーダ群Ｄ
ＥＣ０〜ＤＥＣ３１の各々は、従来と同様に、対応する
ブロックに含まれる複数のローカルワード線ＬＷＬ（２
ｊ）またはＬＷＬ（２ｊ＋１）に対応して設けられる複
数のローカルデコーダＬＤ（２ｊ）またはＬＤ（２ｊ＋
１）を含む。

【００９３】さらに、従来と同様に、３２個のＺデコー
ダ信号線群ＺＬＧが３２個のブロックＢＬ０〜ＢＬ３１
に対応して設けられ、１２８本のメインワード線／ＭＷ
Ｌが１２８のサブブロック群ＳＢＬ０〜ＳＢＬ１２７に
対応して設けられる。ただし、本実施例では、行デコー
ダ６の信号出力／Ｘ０〜／Ｘ１２７はいずれも、不活性
な信号であるものとする。以下、明細書中では、不活性
な信号およびそれを伝達する信号線をそれぞれ表わす記
号の前に／を付す。なお、図面においては／の代わりに
これらの信号の上に−を付す。

【００９４】さて、本実施例では、従来と異なり、行デ
コーダ６の出力信号／Ｘ０〜／Ｘ１２７の各々が相補信
号対に変換されて、各ローカルデコーダ群ＤＥＣ０〜Ｄ
ＥＣ３１に入力される。

【００９５】具体的には、各メインワード線／ＭＷＬ
に、ブロック数（３２）の半数（１６）のインバータＩ
ＮＶが接続される。これら１６個のインバータＩＮＶ
は、各偶数番目のブロックＢＬ０，ＢＬ２，…，ＢＬ３
０とこれに隣接して設けられる奇数番目のブロックＢＬ
１，ＢＬ３，…，ＢＬ３１とによって構成される１６対
のブロックに対応して設けられる。各インバータＩＮＶ
の出力は、そのインバータＩＮＶが接続されたメインワ
ード線／ＭＷＬに対応するサブブロック群ＳＢＬ０〜Ｓ
ＢＬ１２７において、対応する偶数番目のブロックに含
まれる偶数ローカルワード線ＬＷＬ（２ｊ）および、対
応する奇数番目のブロックに含まれる奇数ローカルワー
ド線ＬＷＬ（２ｊ＋１）にそれぞれ接続されるローカル
デコーダＬＤ（２ｊ）およびＬＤ（２ｊ＋１）に共通に
与えられる。

【００９６】図３は、図２におけるローカルデコーダＬ
Ｄ（２ｊ），ＬＤ（２ｊ＋１）の構成を示す回路図であ
る。図３には、図２において隣接する２つのローカルデ
コーダＬＤ（２ｊ）およびＬＤ（２ｊ＋１）が代表的に
示される。

【００９７】図３を参照して、各ローカルデコーダＬＤ
（２ｊ），ＬＤ（２ｊ＋１）は、対応するＺデコーダ信
号線ＺＬと接地ＧＮＤとの間に直列に接続される、Ｐチ
ャネルＭＯＳトランジスタ２４ａおよびＮチャネルＭＯ
Ｓトランジスタ２４ｂと、前記対応するＺデコーダ信号
線ＺＬと対応するローカルワード線ＬＷＬ（２ｊ）また
はＬＷＬ（２ｊ＋１）との間に設けられるＮチャネルＭ
ＯＳトランジスタ２４ｃとを含む。トランジスタ２４ａ
および２４ｂのゲートは対応するメインワード線／ＭＷ
Ｌ上の信号を受け、トランジスタ２４ｃのゲートは対応
するインバータＩＮＶの出力信号を受ける。

【００９８】図４は、図３におけるインバータＩＮＶの
構成を詳細に示す回路図である。図４において、ローカ
ルデコーダは、図３におけるローカルデコーダＬＤ（２
ｊ）およびＬＤ（２ｊ＋１）のうちのいずれか一方のみ
が示される。なお、図４において各素子の近傍に付され
た（ ）内の数字は、その素子のゲート幅をμｍ単位で
示す。

【００９９】図４に示されるように、インバータＩＮＶ
は、電源Ｖ_{C C} と接地ＧＮＤとの間に直列に接続され
る、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ２２ａおよびＮチャ
ネルＭＯＳトランジスタ２２ｂを含む。トランジスタ２
２ａおよび２２ｂのゲートは対応するメインワード線／
ＭＷＬに接続される。トランジスタ２２ａおよび２２ｂ
の接続点はトランジスタ２４ｃのゲートに接続される。

【０１００】次に、図４および図５を参照しながら、本
実施例におけるローカルデコーダの動作について説明す
る。図５は、本実施例におけるローカルデコーダの入力
電位と出力電位との関係を示す真理値表の図である。

【０１０１】まず、メインワード線／ＭＷＬがハイレベ
ルの場合、トランジスタ２４ｂがＯＮするので、トラン
ジスタ２４ａおよび２４ｂの接続点の電位はトランジス
タ２４ｃのＯＮ／ＯＦＦにかかわらずローレベルとな
る。したがって、図５に示されるように、メインワード
線／ＭＷＬの電位がハイレベルのときには、トランジス
タ２４ａおよび２４ｂの接続点に接続されるローカルワ
ード線ＬＷＬ（２ｊ）またはＬＷＬ（２ｊ＋１）はロー
レベルとなり活性化されない。

【０１０２】逆に、メインワード線／ＭＷＬの電位がロ
ーレベルの場合、トランジスタ２４ａがＯＮする一方、
トランジスタ２２ａがＯＮすることによってトランジス
タ２４ｃもＯＮする。したがって、トランジスタ２４ａ
および２４ｂの接続点の電位は、Ｚデコーダ信号線ＺＬ
の電位レベルによって決定される。したがって、ローカ
ルワード線ＬＷＬ（２ｊ）またはＬＷＬ（２ｊ＋１）
は、メインワード線／ＭＷＬの電位がローレベルである
場合に、Ｚデコーダ信号線ＺＬの電位がハイレベルであ
るときにのみ活性化される。

【０１０３】さて、メインワード線／ＭＷＬがローレベ
ルの場合、トランジスタ２４ａおよび２４ｂの接続点に
は、Ｚデコーダ信号線ＺＬの電位がトランジスタ２４ａ
および２４ｃの両方を介して伝達される。このため、メ
インワード線／ＭＷＬおよびＺデコーダ信号線ＺＬの電
位が共にローレベルであるときに、ローカルワード線Ｌ
ＷＬ（２ｊ）またはＬＷＬ（２ｊ＋１）の電位がローレ
ベルに対応する本来の電位、すなわち０Ｖに確実に強制
される。次に、トランジスタ２４ｃの働きについて説明
する。

【０１０４】まず、メインワード線／ＭＷＬの電位およ
び、ローカルワード線ＬＷＬ（２ｊ）またはＬＷＬ（２
ｊ＋１）の電位がそれぞれローレベルおよびハイレベル
であるときに、Ｚデコーダ信号線ＺＬの電位がハイレベ
ルからローレベルに切換わった場合を想定する。このよ
うな場合、トランジスタ２４ｃが存在しなければ、トラ
ンジスタ２４ａおよび２４ｂの接続点の電位は、トラン
ジスタ２４ａの導通に応答してハイレベルの電位からロ
ーレベルの電位に向かって低下し始める。しかしなが
ら、トランジスタ２４ａはＰチャネル型であるので、そ
のゲート電位と、ソース電位またはドレイン電位との差
がしきい値Ｖｔｈに達するとＯＦＦ状態となる。一方、
トランジスタ２４ａのゲート電位およびソース電位はそ
れぞれ、メインワード線／ＭＷＬの電位およびＺデコー
ダ信号線ＺＬの電位によって０Ｖに固定されている。し
たがって、トランジスタ２４ａのドレイン電位は０Ｖよ
りも前記しきい値電圧Ｖｔｈだけ高い電位（＞０）まで
低下した時点でトランジスタ２４ａはＯＦＦする。一
方、トランジスタ２４ｂはＯＦＦ状態であるので、以
後、トランジスタ２４ａのドレインから電荷は放電され
ない。この結果、以後、トランジスタ２４ａのドレイン
電位はローレベルに対応する本来の電位よりも若干高い
電位に保持される。つまり、トランジスタ２４ａのドレ
インに接続されるローカルワード線ＬＷＬ（２ｊ）また
はＬＷＬ（２ｊ＋１）は、完全な非活性状態とならな
い。

【０１０５】しかし、トランジスタ２４ｃが存在する
と、メインワード線／ＭＷＬがローレベルであるとき
に、トランジスタ２４ａのドレインとＺデコーダ信号線
ＺＬとがこのトランジスタ２４ｃを介して電気的に接続
される。したがって、トランジスタ２４ａがＯＦＦして
も、トランジスタ２４ｃがＮチャネル型であるので、ト
ランジスタ２４ａのドレイン電位はＺデコーダ信号線Ｚ
Ｌと同じ電位、すなわち０Ｖまで引下げられる。

【０１０６】このように、トランジスタ２４ｃが設けら
れることによって、メインワード線／ＭＷＬおよびＺデ
コーダ信号線ＺＬがそれぞれローレベルおよびハイレベ
ルである場合以外は、ローカルワード線ＬＷＬ（２ｊ）
またはＬＷＬ（２ｊ＋１）が完全な非活性状態となる。

【０１０７】このように、本実施例において各ローカル
デコーダは３つのＭＯＳトランジスタによって構成され
る。したがって、各奇数番目のブロックＢＬ１，ＢＬ
３，…，ＢＬ３１とこれに隣接する偶数番目のブロック
ＢＬ０，ＢＬ２，…，ＢＬ３０との間に配置される回路
を構成する素子数は、これらに対応して設けられるイン
バータＩＮＶを構成する２つの素子を含めても、従来の
ほぼ半分に減ぜられる。

【０１０８】また、本実施例によれば、行デコーダ６お
よびＺデコーダ１８によるローカルワード線選択が向上
し、かつ、その際の消費電流が軽減される。

【０１０９】たとえば、４ＭｂｉｔのＳＲＡＭにおい
て、メモリセルアレイが行方向に３２のブロックに分割
される場合を想定する。このような場合、各ローカルデ
コーダＬＤ（２ｊ），ＬＤ（２ｊ＋１）として図３４に
示される従来の構成の回路が用いられると、各ローカル
デコーダＬＤ（２ｊ），ＬＤ（２ｊ＋１）において、１
本のＺデコーダ信号線ＺＬにゲートを接続されるのはト
ランジスタ８００ａおよび８００ｂの２素子であり、こ
れらのトランジスタのゲートは共通である。したがっ
て、１本のＺデコーダ信号線ＺＬの寄生容量の合計は、
ＰチャネルＭＯＳトランジスタの単位ゲート幅当りのゲ
ート容量を２．４４×１０^-3ｐＦとし、ＮチャネルＭＯ
Ｓトランジスタの単位ゲート幅当りのゲート容量を２．
１８×１０^-3ｐＦとすると、次式のように計算される。

【０１１０】 （２．４４×１０^-3＋２．１８×１０^-3）×７×２５６＝８．２８ｐＦ 上式において、７は図３４において（ ）内に示され
た、ゲート幅を表わす数値であり、２５６は１本のＺデ
コーダ信号線ＺＬに接続されるローカルデコーダの数で
ある。

【０１１１】同様に、各ローカルデコーダＬＤ（２
ｊ），ＬＤ（２ｊ＋１）において、１本のメインワード
線ＭＷＬにゲートを接続されるのはトランジスタ８００
ｃおよび８００ｄの２素子であり、これらのトランジス
タのゲートは共通である。したがって、１本のメインワ
ード線ＭＷＬの寄生容量の合計は、次式のように計算さ
れる。

【０１１２】 （２．４４×１０^-3＋２．１８×１０^-3）×７×３２＝１．０４ｐＦ 上式において、７は図３４の（）内の数値であり、３２
はブロック数、すなわち、１本のメインワード線ＭＷＬ
に接続されるローカルデコーダの数である。

【０１１３】次に、各ローカルデコーダＬＤ（２ｊ），
ＬＤ（２ｊ＋１）として図３および図４に示される構成
の回路が用いられた場合について考える。このような場
合、各ローカルデコーダＬＤ（２ｊ），ＬＤ（２ｊ＋
１）において、１本のＺデコーダ信号線はトランジスタ
２４ａおよび２４ｃのソースに接続される。したがっ
て、１本のＺデコーダ信号線ＺＬの寄生容量は、Ｐチャ
ネルＭＯＳトランジスタの単位ゲート幅当りの接合容量
を８×１０^-4ｐＦとし、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ
の単位ゲート幅当りの接合容量を６×１０^-4ｐＦとする
と、次式のように計算される。

【０１１４】 （８×１０^-4×２０＋６×１０^-4×３）×２５６＋０．５＝５．０６ｐＦ 上式において、２０および３はそれぞれ図４において
（ ）内に示されたトランジスタ２４ａおよび２４ｃの
ゲート幅であり、２５６は１本のＺデコーダ信号線ＺＬ
に接続されるローカルデコーダの数であり、０．５は１
本のローカルワード線の寄生容量である。本実施例で
は、トランジスタ２４ｃがＯＮ状態にあるとき、Ｚデコ
ーダ信号線ＺＬ上の信号が対応するローカルワード線Ｍ
ＷＬ（２ｊ）またはＭＷＬ（２ｊ＋１）を駆動する。し
たがって、ローカルワード線の寄生容量がＺデコーダ信
号線の寄生容量として含まれるべきである。

【０１１５】同様に、各ローカルデコーダＬＤ（２
ｊ），ＬＤ（２ｊ＋１）において１本のメインワード線
／ＭＷＬはトランジスタ２４ａおよび２４ｂのゲートに
接続される。したがって、１本のメインワード線／ＭＷ
Ｌの寄生容量の合計は、これに接続されるインバータＩ
ＮＶを構成するトランジスタ２２ａおよび２２ｂのゲー
ト容量も考慮すると、次式のように計算される。

【０１１６】 （２．４４×１０^-3×２２＋２．１８×１０^-3×１２）×３２＝２．５６ｐＦ 上式において、２２は図４の（ ）内に示されるトラン
ジスタ２４ａのゲート幅（２０）とトランジスタ２２ａ
のゲート幅（２）との総和であり、１２は図４に示され
るトランジスタ２４ｂのゲート幅（１０）とトランジス
タ２２ｂのゲート幅（２）との総和であり、３２は１本
のメインワード線／ＭＷＬに接続されるローカルデコー
ダの数である。

【０１１７】以上のことから明らかなように、本実施例
におけるＺデコーダ信号線１本当りの負荷容量（５．０
６ｐＦ）は、従来のＳＲＡＭにおけるそれ（８．２８ｐ
Ｆ）に比べて大幅に減少する。また、本実施例における
メインワード線１本当りの負荷容量（２．５６ｐＦ）は
従来のＳＲＡＭにおけるそれ（１．０４ｐＦ）よりも若
干大きいが、その増加量は前記減少量よりも小さい。

【０１１８】Ｚデコーダ信号線およびメインワード線の
寄生容量が小さいほど、ローカルワード線選択時にこれ
らの信号線の充放電に要する時間が短いので、ローカル
ワード線が高速に活性化される。それゆえ、ローカルワ
ード線選択速度の向上という観点からは、これらの信号
線の寄生容量は小さいことが望ましい。したがって、本
実施例によれば、Ｚデコーダ１８および行デコーダ６に
よって、ローカルワード線が高速に選択される。また、
Ｚデコーダ信号線ＺＬおよびメインワード線／ＭＷＬの
負荷容量の充電および放電に起因する消費電流が減少す
るので、行デコーダ６およびＺデコーダ１８によるロー
カルワード線選択時に生じる消費電流も減少する。

【０１１９】このように、本実施例では、各ローカルデ
コーダＬＤ（２ｊ），ＬＤ（２ｊ＋１）に接続される２
種類の信号線、すなわち、メインワード線／ＭＷＬおよ
びＺデコーダ信号線ＺＬのうちの一方がＭＯＳトランジ
スタのゲートではなく寄生容量の小さいドレイン（ソー
ス）に接続されるので、各ローカルデコーダＬＤ（２
ｊ），ＬＤ（２ｊ＋１）を駆動する信号線の負荷容量が
軽減されて、ローカルワード線選択速度が向上され、か
つ、ローカルワード線選択時の消費電流が軽減される。

【０１２０】図６は、図１のＳＲＡＭの主要部分の他の
構成例を示す回路図であり、本発明の他の実施例を示
す。上記実施例では、行デコーダ６の出力信号ｘ０〜ｘ
１２７を反転するためのインバータＩＮＶが各メインワ
ード線／ＭＷＬに対応して複数個設けられるが、このよ
うなインバータＩＮＶは図６に示されるように、各メイ
ンワード線／ＭＷＬに対応して１個ずつ設けられてもよ
い。このような場合、各インバータＩＮＶの出力信号
は、対応するメインワード線／ＭＷＬに接続されるすべ
てのローカルデコーダＬＤ（２ｊ），ＬＤ（２ｊ＋１）
に共通に与えられればよい。すなわち、図６において、
各サブブロック群ＳＢＬ０〜ＳＢＬ１２７に対応して設
けられる行デコーダ６の出力信号線およびインバータＩ
ＮＶの出力信号線は、相補信号線対／ＭＷＬ，ＭＷＬを
構成する。

【０１２１】図７は、図１のＳＲＡＭの主要部分の構成
のさらに他の例を示す回路図であり、本発明のさらに他
の実施例を示す。

【０１２２】図７を参照して、Ｚデコーダ１８の出力信
号はすべて負活性の信号／ｚｘ０〜／ｚｘ１２７である
ものとする。また、図６で示される実施例の場合と同様
に、サブブロック群ＳＢＬ０〜ＳＢＬ１２７の各々に対
応して１対の相補メインワード線対／ＭＷＬ，ＭＷＬが
設けられる。行デコーダ６は、負活性な１２８個の信号
／ｘ０〜／ｘ１２７および、これら１２８個の信号／ｘ
０〜／ｘ１２７にそれぞれ相補な１２８個の信号ｘ０〜
ｘ１２７を出力する。各相補メインワード線対／ＭＷ
Ｌ，ＭＷＬには、行デコーダ６が出力する１２８対の相
補信号のうちの対応する１対が与えられる。図７に示さ
れる他の部分の構成は、図６に示される実施例の場合と
同様である。したがって、本実施例において各ローカル
デコーダＬＤ（２ｊ），ＬＤ（２ｊ＋１）は、先の実施
例の場合と異なり、Ｚデコーダ１８から負活性の信号を
受ける。

【０１２３】図８は、図７における各ローカルデコーダ
ＬＤ（２ｊ），ＬＤ（２ｊ＋１）の構成を示す回路図で
ある。図８には、隣接する任意の２つのローカルデコー
ダＬＤ（２ｊ）およびＬＤ（２ｊ＋１）が代表的に示さ
れる。次に、図８を参照しながら、本実施例における各
ローカルデコーダの構成および動作について説明する。

【０１２４】図８を図３と比較するとわかるように、本
実施例の各ローカルデコーダＬＤ（２ｊ），ＬＤ（２ｊ
＋１）は、図３においてメインワード線上の信号とＺデ
コーダ信号線上の信号とを入換えたものである。すなわ
ち、本実施例では、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ２４
ａおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２４ｂが対応す
るメインワード線ＭＷＬと接地ＧＮＤとの間に直列に接
続され、これらのトランジスタ２４ａおよび２４ｂのゲ
ートには対応するＺデコーダ信号線／ＺＬが接続され
る。トランジスタ２４ａおよび２４ｂの接続点は対応す
るローカルワード線ＬＷＬ（２ｊ）またはＬＷＬ（２ｊ
＋１）に接続される。なお、トランジスタ２４ｃのゲー
トには先の実施例の場合と同様に、対応するメインワー
ド線／ＭＷＬが接続される。

【０１２５】各ローカルデコーダＬＤ（２ｊ），ＬＤ
（２ｊ＋１）において、対応するＺデコーダ信号線／Ｚ
Ｌがハイレベルであれば、トランジスタ２４ｂがＯＮす
る一方、トランジスタ２４ａがＯＦＦするので、対応す
るローカルワード線ＬＷＬ（２ｊ）またはＬＷＬ（２ｊ
＋１）は、メインワード線ＭＷＬの電位レベルにかかわ
らず非活性状態となる。

【０１２６】逆に、各ローカルデコーダＬＤ（２ｊ），
ＬＤ（２ｊ＋１）において、対応するＺデコーダ信号線
／ＺＬがローレベルの場合、トランジスタ２４ｂがＯＦ
Ｆする一方トランジスタ２４ａがＯＮするので、対応す
るローカルワード線ＬＷＬ（２ｊ）またはＬＷＬ（２ｊ
＋１）は、メインワード線ＭＷＬの電位がハイレベルで
ある場合（メインワード線／ＭＷＬの電位がローレベル
である場合）にのみ活性化される。

【０１２７】このように、本実施例においても、各ロー
カルワード線ＬＷＬ（２ｊ），ＬＷＬ（２ｊ＋１）は、
対応するメインワード線および対応するＺデコーダ信号
線が活性状態に対応する電位である場合にのみ活性化さ
れる。

【０１２８】また、本実施例においても、トランジスタ
２４ｃは対応するローカルワード線ＬＷＬ（２ｊ）また
はＬＷＬ（２ｊ＋１）を、対応するメインワード線およ
び対応するＺデコーダ信号線のうちの少なくともいずれ
か一方が非活性状態に対応する電位であるすべての場合
に確実に非活性状態に対応する電位（０Ｖ）に強制する
機能を果たす。

【０１２９】すなわち、図８において、トランジスタ２
４ａおよび２４ｂの接続点の電位がハイレベルであると
きに、メインワード線ＭＷＬおよび対応するＺデコーダ
信号線／ＺＬの電位が共にローレベルとなると、トラン
ジスタ２４ａは前記接続点の電位がＭＯＳトランジスタ
のしきい値電圧Ｖｔｈまで低下した時点でＯＦＦする
が、トランジスタ２４ｃはメインワード線／ＭＷＬのハ
イレベルの電位によってＯＮ状態にあるので、前記接続
点に残留している電荷はトランジスタ２４ｃを介してメ
インワード線ＭＷＬに引き抜かれる。これによって、ロ
ーカルワード線ＬＷＬ（２ｊ），ＬＷＬ（２ｊ＋１）の
電位は完全な非活性状態に対応する電位となる。

【０１３０】図８からわかるように、本実施例によれば
隣接するローカルデコーダＬＤ（２ｊ）およびＬＤ（２
ｊ＋１）にそれぞれ含まれるトランジスタ２４ａのソー
スに共通にメインワード線ＭＷＬが接続される。このた
め、ローカルデコーダ内のＰチャネル型トランジスタの
ゲート幅が縮小される。次に、本実施例によるこの効果
について図９および図１０を参照しながら詳細に説明す
る。

【０１３１】図９および図１０は、同一行に対応して設
けられる複数のローカルデコーダ内のＰチャネル型トラ
ンジスタが半導体基板上にどのように配置されるかを、
各ローカルデコーダが図３に示されるように構成される
場合についておよび、図８に示されるように構成される
場合について示す平面図である。

【０１３２】まず、図２，図３および図９を参照して、
同一行に対応して設けられるローカルデコーダＬＤ０〜
ＬＤ３１にそれぞれ含まれる３２個のＰチャネル型トラ
ンジスタ２４ａのそれぞれのソースには、互いに異なる
Ｚデコーダ信号線ＺＬが接続される。このため、これら
のトランジスタ２４ａのソースは互いに独立に形成され
る必要がある。

【０１３３】そこで、これらのトランジスタ２４ａは、
半導体基板上において、図９に示されるように、互いに
分離領域を介して形成される。すなわち、各トランジス
タ２４ａは、対応するＺデコーダ信号線ＺＬに接続され
るべきソース領域Ｓと、対応するローカルワード線ＬＷ
Ｌ（２ｊ）またはＬＷＬ（２ｊ＋１）に接続されるべき
ドレイン領域Ｄと、ソース領域Ｓおよびドレイン領域Ｄ
上にこれらにまたがるように形成されるゲート領域Ｇを
含む。これらのトランジスタ２４ａのゲートには同一の
メインワード線／ＭＷＬが接続されるので、ゲート領域
Ｇはこれらのトランジスタ２４ａ間に共通に形成され
る。

【０１３４】一方、本実施例では、図７および図８から
明らかなように、同一行に対応して設けられるローカル
デコーダＬＤ（２ｊ），ＬＤ（２ｊ＋１）内のＰチャネ
ル型トランジスタ２４ａのソースには同じメインワード
線ＭＷＬが接続される。このため、これらのトランジス
タ２４ａのソースは互いに共通であってよい。

【０１３５】そこで、任意の隣接するローカルデコーダ
ＬＤ（２ｊ）およびＬＤ（２ｊ＋１）にそれぞれ含まれ
るトランジスタ２４ａのソースは半導体基板上において
共通に形成される。すなわち、図１０に示されるよう
に、任意のローカルデコーダＬＤ（２ｊ），ＬＤ（２ｊ
＋１）内のＰチャネル型トランジスタ２４ａは、隣接す
るローカルデコーダ内のＰチャネル型トランジスタ２４
ａのソース領域と共通に形成される２つのソース領域Ｓ
と、これら２つのソース領域Ｓの間に形成されるドレイ
ン領域Ｄと、独立のゲート領域Ｇとを含む。ゲート領域
Ｇは、ドレイン領域Ｄと前記２つのソース領域Ｓにそれ
ぞれまたがるように設けられる。これによって、図８に
おける各トランジスタ２４ａは実際には、互いに並列に
接続された２つのＰチャネル型トランジスタ２４０とし
て、半導体基板上に形成される。ソース領域Ｓはすべて
共通のメインワード線ＭＷＬに接続され、各ドレイン領
域Ｄは対応するローカルワード線ＬＷＬ（２ｊ）または
ＬＷＬ（２ｊ＋１）に接続される。すべてのゲート領域
Ｇは、それぞれ別のＺデコーダ信号線／ＺＬに接続され
る。

【０１３６】このように、本実施例によれば、同一行に
対応して設けられたローカルデコーダ内のＰチャネル型
トランジスタ２４ａを半導体基板上に形成する際に、分
離領域を設ける必要がないので、これらのトランジスタ
２４ａの半導体基板上における占有面積が、先の実施例
の場合よりも小さくなる。さらに、各トランジスタ２４
ａの駆動能力は、２つのトランジスタ２４０の並列接続
回路のそれと等しい。したがって、図９に示されるレイ
アウトで得られるトランジスタ２４ａと同じ駆動能力の
トランジスタ２４ａを図１０に示されるレイアウトで得
るには、トランジスタ２４０の幅が、図９におけるトラ
ンジスタ２４ａの幅の１／２でよい。これらの結果、本
実施例によれば、ローカルデコーダ内のＰチャネル型ト
ランジスタ２４ａを形成するために必要な面積が大幅に
縮小されるので、ローカルデコーダ面積はより一層縮小
される。

【０１３７】なお、図２，図６，および図７のいずれで
示される実施例の場合にも、メモリセルアレイ１がたと
えば２⁹ （＝５１２）行×２¹¹（＝２０４８）列のマト
リックス状に配列されたメモリセルを含むならば、行ア
ドレス信号および列アドレス信号は、図３１の表に示さ
れるように振り分けられて行デコーダ６，列デコーダ
７，およびＺデコーダ１８に与えられる。

【０１３８】図１１は、図１のＳＲＡＭの主要部分の構
成のさらに他の例を示す回路図であり、本発明のさらに
他の実施例を示す。

【０１３９】図１１を参照して、本実施例では、サブブ
ロック群ＳＢＬ０〜ＳＢＬ１２７の各々に対応して、２
対の相補メインワード線対／ＭＷＬＬ，ＭＷＬＬ，／Ｍ
ＷＬＲ，ＭＷＬＲが設けられる一方、各偶数番目のブロ
ックＢＬ（２ｊ）とこれに隣接する奇数番目のブロック
ＢＬ（２ｊ＋１）とに１組のＺデコーダ信号線群ＺＬＧ
が共通に設けられる。すなわち、図７で示される実施例
の場合と異なり、各偶数番目のＢＬ（２ｊ）およびこれ
に隣接する奇数番目のブロックＢＬ（２ｊ＋１）におい
て、同一行に対応して設けられる２つのローカルデコー
ダＬＤ（２ｊ）およびＬＤ（２ｊ＋１）には同じＺデコ
ーダ信号線ＺＬが接続される。したがって、Ｚデコーダ
信号線群ＺＬＧは、ブロック数３２の半数、すなわち１
６組だけ設けられる。逆に、相補メインワード線対は、
サブブロック群数１２８個の２倍、すなわち、２５６対
設けられる。

【０１４０】一方、前記２対の相補メインワード線対／
ＭＷＬＬ，ＭＷＬＬ，／ＭＷＬＲ，ＭＷＬＲのうちの１
対（以下、偶数相補メインワード線対とも呼ぶ）／ＭＷ
ＬＬ，ＭＷＬＬは、すべての偶数番目のブロックＢＬ
０，ＢＬ２，…，ＢＬ３０にそれぞれ対応して設けられ
たすべてのローカルデコーダＬＤ０，ＬＤ２，…，ＬＤ
３０のうち、対応するサブブロック群ＳＢＬ０〜ＳＢＬ
１２７に対応して設けられるものにのみ共通に接続さ
れ、他の１対（以下、奇数相補メインワード線対とも呼
ぶ）／ＭＷＬＲ，ＭＷＬＲは、すべての奇数番目のブロ
ックＢＬ１，ＢＬ３，…，ＢＬ３１にそれぞれ対応して
設けられたすべてのローカルデコーダＬＤ１，ＬＤ３，
…，ＬＤ３１のうち、対応するサブブロック群ＳＢＬ０
〜ＳＢＬ１２７に対応して設けられたものにのみ共通に
接続される。

【０１４１】Ｚデコーダ１８は、上記実施例の場合より
も１ビット分少ないアドレス信号をデコードして、１６
組のＺデコーダ信号線群ＺＬＧのうちのいずれか１組に
含まれる複数のＺデコーダ信号線ＺＬのうちの１本のみ
を活性状態にする。一方、行デコーダ６は、上記実施例
の場合よりも１ビット分多いアドレス信号をデコードし
て、２５６対の相補メインワード線対／ＭＷＬＬ，ＭＷ
ＬＬ，／ＭＷＬＲ，ＭＷＬＲのうちの１対のみを活性状
態にする。

【０１４２】本実施例では、図１において、列アドレス
バッファ５の出力信号の一部が破線で示されるように、
行デコーダ６に与えられる。たとえば、このメモリセル
アレイが、５１２行×２０４８列のマトリックス状に配
列されるメモリセルを有する場合、行アドレス信号およ
び列アドレス信号が図１２の表で示されるように振り分
けられて行デコーダ６およびＺデコーダ１８に与えられ
ればよい。図１２は、メモリセルアレイが５１２行のメ
モリセル行および２０４８のメモリセル列を含む場合を
例にとって、本実施例の行デコーダ６およびＺデコーダ
１８に入力されるべきアドレス信号を表形式で示す図で
ある。

【０１４３】図１２を図３１と比較して、本実施例で
は、上記いずれの実施例の場合とも異なり、列アドレス
信号に含まれるブロックアドレス信号Ｚ０〜Ｚ４のう
ち、最下位ビットの信号Ｚ０が行デコーダ６に入力され
る一方、Ｚデコーダ１８に入力されるブロックアドレス
信号は、この最下位ビットの信号Ｚ０を除く４ビットの
信号Ｚ１〜Ｚ４だけとなる。行アドレス信号は、上記実
施例の場合と同様に振り分けられて行デコーダ６および
Ｚデコーダ１８に与えられる。この結果、図１１に示さ
れるように、行デコーダ６は上記実施例の場合の２倍の
相補信号対／ｘ０Ｌ，ｘ０Ｌ，／ｘ０Ｒ，ｘ０Ｒ，／ｘ
１Ｌ，ｘ１Ｌ，／ｘ１Ｒ，ｘ１Ｒ，…，／ｘ１２７Ｌ，
ｘ１２７Ｌ，／ｘ１２７Ｒ，ｘ１２７Ｒを出力し、Ｚデ
コーダ１８は、上記実施例の場合の半数の信号ｚｘ０〜
ｚｘ６３を出力する。

【０１４４】図１３は、本実施例における各ローカルデ
コーダＬＤ（２ｊ），ＬＤ（２ｊ＋１）の構成を示す回
路図である。図１３には、図１１において同一の行に対
応して設けられた、隣接する任意のローカルデコーダＬ
Ｄ（２ｊ）およびＬＤ（２ｊ＋１）が代表的に示され
る。

【０１４５】図１３を参照して、各ローカルデコーダＬ
Ｄ（２ｊ），ＬＤ（２ｊ＋１）は、図２および図６で示
される実施例の場合と同様の構成を有する。ただし、本
実施例では、偶数番目のブロックに対応して設けられた
ローカルデコーダＬＤ（２ｊ）内のトランジスタ２４ａ
〜２４ｃのゲートと、奇数番目のブロックに対応して設
けられたローカルデコーダＬＤ（２ｊ＋１）内のトラン
ジスタ２４ａ〜２４ｃのゲートとは、互いに異なるメイ
ンワード線対／ＭＷＬＲ，ＭＷＬＲ，／ＭＷＬＬ，ＭＷ
ＬＬに接続される。さらに、ローカルデコーダＬＤ（２
ｊ）内のトランジスタ２４ａおよび２４ｃのソースと、
ローカルデコーダＬＤ（２ｊ＋１）内のトランジスタ２
４ａおよび２４ｃのソースとは同じＺデコーダ信号線Ｚ
Ｌに接続される。

【０１４６】したがって、偶数ローカルデコーダＬＤ
（２ｊ）に接続されるローカルワード線ＬＷＬ（２ｊ）
が活性状態となるのは、対応する偶数メインワード線／
ＭＷＬＬおよび対応するＺデコーダ信号線ＺＬがそれぞ
れローレベルおよびハイレベルである場合のみである。
同様に、奇数ローカルデコーダＬＤ（２ｊ＋１）に接続
されるローカルワード線ＬＷＬ（２ｊ＋１）が活性状態
となるのは、対応する奇数メインワード線／ＭＷＬＲお
よび対応するＺデコーダ信号線ＺＬがそれぞれローレベ
ルおよびハイレベルである場合のみである。本実施例で
は、１本のＺデコーダ信号線ＺＬがハイレベルとなる
と、２つのローカルデコーダＬＤ（２ｊ）およびＬＤ
（２ｊ＋１）の各々への２種類の入力信号のうちの一方
が同時に活性状態となることを意味する。しかし、ロー
カルデコーダＬＤ（２ｊ）へのもう１つの入力信号であ
る、偶数相補メインワード線対／ＭＷＬＲ，ＭＷＬＲの
電位とローカルデコーダＬＤ（２ｊ＋１）へのもう一方
の入力信号である、奇数相補メインワード線対／ＭＷＬ
Ｌ，ＭＷＬＬの電位とが共に活性状態に対応する電位と
なることはない。したがって、１本のローカルワード線
ＬＷＬ（２ｊ）およびＬＷＬ（２ｊ＋１）が同時に活性
化されることはない。

【０１４７】このように、本実施例では、偶数番目のブ
ロックＢＬ（２ｊ）に含まれるローカルワード線ＬＷＬ
（２ｊ）と、奇数番目のブロックＢＬ（２ｊ＋１）に含
まれるローカルワード線ＬＷＬ（２ｊ＋１）のうちのい
ずれを活性状態にするかは、Ｚデコーダ１８の出力では
なく、行デコーダ６の出力によって決定される。この結
果、図１１に示されるように、従来の半数のＺデコーダ
信号線を用いて、１本のローカルワード線のみを選択す
ることができるので、各ローカルデコーダの構成素子数
の減少による効果と共に、列方向に設けられる信号線数
の減少という効果も得られる。

【０１４８】図１４ないし図１６は、図１１に示される
構成において可能な各ローカルデコーダの他の構成例を
示す回路図であり、本発明のさらに他の実施例を示す。

【０１４９】図１３で示される実施例では、各ローカル
デコーダがＰチャネル型トランジスタおよびＮチャネル
型トランジスタの両方を含む場合が示されたが、各ロー
カルデコーダはＮチャネル型トランジスタまたはＰチャ
ネル型トランジスタのうちのいずれか一方のみを含むよ
うに構成されてもよい。

【０１５０】各ローカルデコーダがＮチャネル型トラン
ジスタのみによって構成される場合、たとえば図１４に
示されるように、図１３におけるＰチャネル型トランジ
スタ２４ａが、しきい値電圧Ｖｔｈの低いＮチャネルＭ
ＯＳトランジスタ２４ｄで置換えられればよい。ただ
し、この場合には、トランジスタ２４ｄのゲートは、対
応するメインワード線対のうちの、活性状態に対応する
電位がハイレベルであるメインワード線ＭＷＬＬまたは
ＭＷＬＲに接続される。これによって、ローカルデコー
ダＬＤ（２ｊ）およびＬＤ（２ｊ＋１）はそれぞれ、対
応する偶数相補メインワード線対／ＭＷＬＲ，ＭＷＬＲ
および対応する奇数相補メインワード線対／ＭＷＬＬ，
ＭＷＬＬが活性状態にある場合にのみ、対応するＺデコ
ーダ信号線ＺＬの電位を対応するローカルワード線ＬＷ
Ｌ（２ｊ）およびＬＷＬ（２ｊ＋１）に伝達することが
できる。

【０１５１】トランジスタ２４ａの代わりに用いられる
Ｎチャネル型トランジスタ２４ｄとしてしきい値電圧の
低いものが用いられる理由について以下に説明する。

【０１５２】たとえば、図１４において、トランジスタ
２４ｄおよび２４ｂの接続点の電位が０Ｖであるとき
に、Ｚデコーダ信号線ＺＬおよび、対応するメインワー
ド線／ＭＷＬＲまたは／ＭＷＬＬの電位がそれぞれハイ
レベルおよびローレベルとなる場合を想定する。このよ
うな場合、前記接続点の電位は、トランジスタ２４ｄの
導通に応答して上昇し始める。しかし、トランジスタ２
４ｄはＮチャネル型トランジスタであるので、ゲート電
位と、ソース電位またはドレイン電位との差電圧がしき
い値電圧Ｖｔｈに達した時点でＯＦＦする。このため、
前記接続点の電位はトランジスタ２４ｄのゲート電位、
すなわち対応するメインワード線ＭＷＬＬまたはＭＷＬ
Ｒの活性状態の電位（つまり、電源電位：ハイレベル）
Ｖｃｃよりもトランジスタ２４ｄのしきい値電圧Ｖｔｈ
分だけ低い電位Ｖｃｃ−Ｖｔｈまで上昇した時点で、ト
ランジスタ２４ｄがＯＦＦする。この結果、前記接続点
に接続されるローカルワード線ＬＷＬ（２ｊ）またはＬ
ＷＬ（２ｊ＋１）は、完全な活性状態に対応する電位Ｖ
ｃｃよりも若干低い電位Ｖｃｃ−Ｖｔｈに固定される。
そこで、トランジスタ２４ｄとしてしきい値電圧Ｖｔｈ
の小さいものを用いることによって、各ローカルワード
線ＬＷＬ（２ｊ），ＬＷＬ（２ｊ＋１）を、活性状態に
おいて、より本来の電位Ｖｃｃに近い電位にすることが
できる。

【０１５３】次に、各ローカルデコーダがＰチャネル型
トランジスタのみで構成される場合には、たとえば図１
５に示されるように、図１３におけるＮチャネル型トラ
ンジスタ２４ｂをＰチャネルＭＯＳトランジスタ２４ｅ
に置換えられ、かつ、トランジスタ２４ｃの代わりに抵
抗素子Ｒが設けられればよい。抵抗素子Ｒはトランジス
タ２４ａおよび２４ｅの接続点と接地ＧＮＤとの間に設
けられる。ローカルデコーダＬＤ（２ｊ）内のトランジ
スタ２４ｅのゲートは、対応する偶数相補メインワード
線対／ＭＷＬＬ，ＭＷＬＬのうちの、活性状態に対応す
る電位がハイレベルであるメインワード線ＭＷＬＬに接
続され、ローカルデコーダＬＤ（２ｊ＋１）内のトラン
ジスタ２４ｅのゲートは、対応する奇数相補メインワー
ド線対／ＭＷＬＲ，ＭＷＬＲのうちの、活性状態に対応
する電位がハイレベルであるメインワード線ＭＷＬＲに
接続される。これによって、各ローカルワード線ＬＷＬ
（２ｊ），ＬＷＬ（２ｊ＋１）の電位は、対応する相補
メインワード線対／ＭＷＬＬ，ＭＷＬＬまたは、／ＭＷ
ＬＲ，ＭＷＬＲが非活性状態であるときに、対応するＺ
デコーダ信号線ＺＬの電位にかかわらずローレベルとな
る。

【０１５４】さて、本実施例では、完全な非活性状態に
あるべき各ローカルワード線ＬＷＬ（２ｊ），ＬＷＬ
（２ｊ＋１）の電位を確実に０Ｖに強制する機能を、抵
抗素子Ｒが果たす。

【０１５５】たとえば、任意のローカルデコーダＬＤ
（２ｊ），ＬＤ（２ｊ＋１）において、トランジスタ２
４ａおよび２４ｅの接続点の電位がハイレベルであると
きに、対応するメインワード線／ＭＷＬＲまたは／ＭＷ
ＬＬおよび、対応するＺデコーダ信号線ＺＬの電位が共
にローレベルとなった場合、抵抗素子Ｒがなければ、前
述したように前記接続点の電位は０Ｖよりもトランジス
タ２４ａのしきい値電圧Ｖｔｈ分だけ高い電位までしか
低下しない。しかし、抵抗素子Ｒが設けられることによ
り、前記接続点に残留したしきい値電圧Ｖｔｈ分の正の
電荷が抵抗素子Ｒを介して接地ＧＮＤに放電されるの
で、前記接続点の電位は０Ｖまで低下する。同様に、前
記接続点の電位がハイレベルであるときに、対応するメ
インワード線ＭＷＬＬがローレベルとなった場合、抵抗
素子Ｒがなければ、接続点の電位は０Ｖよりもトランジ
スタ２４ｅのしきい値電圧Ｖｔｈ分だけ高い電位までし
か降下しない。しかし、このような場合にも、抵抗素子
Ｒが設けられることにより、前記接続点から接地ＧＮＤ
に電荷が放電され、前記接続点の電位は０Ｖとなる。

【０１５６】なお、抵抗素子Ｒの抵抗値は、対応するメ
インワード線／ＭＷＬＬまたは／ＭＷＬＲおよび、対応
するＺデコーダ信号線ＺＬの電位がそれぞれローレベル
およびハイレベルであるときに、対応するローカルワー
ド線ＬＷＬ（２ｊ）またはＬＷＬ（２ｊ＋１）の電位
を、抵抗素子Ｒを介しての放電にかかわらず十分にハイ
レベルにすることができるような値でなければならな
い。たとえば、抵抗Ｒの抵抗値は１０ｋΩ程度の、トラ
ンジスタ２４ａの駆動能力を考慮した十分に大きい値で
あればよい。

【０１５７】このように、各ローカルデコーダが同一極
性のトランジスタによって構成されれば、半導体基板上
における各ローカルデコーダの占有面積がより縮小され
る。図１４および図１５に示される実施例によるこのよ
うな効果について、以下にもう少し具体的に説明する。

【０１５８】一般に、Ｐチャネル型トランジスタのソー
ス・ドレイン領域は、半導体基板上において、Ｎウェル
内に形成された２つのＰ型領域に形成され、逆に、Ｎチ
ャネル型トランジスタのソース・ドレイン領域は、半導
体基板上においてＰウェル内に設けられた２つのＮ型領
域に形成される。一般に、Ｐチャネル型トランジスタと
Ｎチャネル型トランジスタとが同一の半導体基板上に形
成される場合、ＰウェルおよびＮウェルのうちの一方が
他方のアイランドとして設けられる。このため、Ｐチャ
ネル型トランジスタとＮチャネル型トランジスタとを隣
接して半導体基板上に形成する場合には、これらのトラ
ンジスタの境界部分で形成されるＰＮ接合部分でのリー
ク電流の発生，ラッチアップによるサイリスタ動作等を
抑制するために、Ｐチャネル型トランジスタとＮチャネ
ル型トランジスタとの間隔が十分にとられる。

【０１５９】したがって、各ローカルデコーダが極性の
異なるトランジスタを含むと、ローカルデコーダの構成
素子を半導体基板上に十分に間隔をあけて配置しなけれ
ばならない。

【０１６０】これに対し、直列接続された同一極性の２
つのトランジスタを半導体基板上に形成する場合には、
一方のトランジスタのソース領域またはドレイン領域
と、他方のトランジスタのソース領域またはドレイン領
域とを共通のＰ型領域またはＮ型領域で形成すればよ
い。したがって、各ローカルデコーダに含まれるトラン
ジスタがすべて同一極性であれば、ローカルデコーダの
構成素子は半導体基板上に互いにそれほど間隔をあけず
に形成され得る。したがって、各ローカルデコーダとし
て、同一極性のトランジスタのみを含むものが用いられ
るほうが、ローカルデコーダの半導体基板上における占
有面積はより縮小される。

【０１６１】さて、図１５に示される実施例では、各ロ
ーカルワード線ＬＷＬ（２ｊ）およびＬＷＬ（２ｊ＋
１）を、対応する相補メインワード線対／ＭＷＬＬ，Ｍ
ＷＬＬまたは／ＭＷＬＲ，ＭＷＬＲおよび対応するＺデ
コーダ信号線ＺＬが共に活性状態でない場合に、確実に
０Ｖに強制するために、そのローカルワード線から接地
ＧＮＤへの放電径路として抵抗素子Ｒが設けられた。し
かし、この放電径路は必ずしも抵抗素子でなくてもよ
く、抵抗素子と同様の機能を果たす素子であればよい。
たとえば、この放電径路として、図１６に示されるよう
に、電源Ｖｃｃに接続されたゲートを有するＮチャネル
ＭＯＳトランジスタ２４ｆが用いられてもよい。もちろ
ん、トランジスタ２４ｆには、ＯＮ抵抗値が図１５にお
ける抵抗素子１５と同程度に大きいものが用いられる必
要がある。

【０１６２】図１７は図１のＳＲＡＭの主要部分のさら
に他の構成例を示す回路図であり、本発明のさらに他の
実施例を示す。

【０１６３】図１７を参照して、本実施例では、図１１
で示される実施例の場合と異なり、Ｚデコーダ１８の出
力信号はすべて負活性の信号である。図１７に示される
他の部分の構成はすべて図１１に示されるものと同じで
ある。

【０１６４】図１８は、図１７における各ローカルデコ
ーダＬＤ（２ｊ），ＬＤ（２ｊ＋１）の構成の一例を示
す回路図である。図１８には、図１７において同一のＺ
デコーダ信号線／ＺＬに接続される、隣接の２つのロー
カルデコーダＬＤ（２ｊ）およびＬＤ（２ｊ＋１）が代
表的に示される。

【０１６５】図１８を参照して、本実施例では、各ロー
カルデコーダＬＤ（２ｊ），ＬＤ（２ｊ＋１）は、図１
３に示されるローカルデコーダにおいて、偶数メインワ
ード線／ＭＷＬＬおよび奇数メインワード線／ＭＷＬＲ
と、Ｚデコーダ信号線ＺＬとが入換えられた構成を有す
る。

【０１６６】すなわち、本実施例では、各偶数番目のブ
ロックＢＬ（２ｊ）に対応して設けられた各ローカルデ
コーダＬＤ（２ｊ）において、トランジスタ２４ａおよ
び２４ｂのゲートは対応するＺデコーダ信号線／ＺＬに
接続され、トランジスタ２４ａおよび２４ｃのソースは
対応する偶数メインワード線ＭＷＬＬに接続される。同
様に、奇数番目のブロックＢＬ（２ｊ＋１）に対応して
設けられた各ローカルデコーダＬＤ（２ｊ＋１）におい
て、トランジスタ２４ａおよび２４ｂのゲートは対応す
るＺデコーダ信号線／ＺＬに接続され、トランジスタ２
４ａおよび２４ｃのソースは対応する奇数メインワード
線ＭＷＬＲに接続される。

【０１６７】ただし、本実施例では、トランジスタ２４
ａおよび２４ｂのゲートに接続される信号線および、ト
ランジスタ２４ａおよび２４ｃのソースに接続される信
号線はそれぞれ、活性状態に対応する電位がローレベル
である信号線および、ハイレベルである信号線である。
したがって、本実施例の各ローカルデコーダＬＤ（２
ｊ），ＬＤ（２ｊ＋１）も、図１３に示される構成のロ
ーカルデコーダと同様に、対応する相補メインワード線
対／ＭＷＬＬ，ＭＷＬＬまたは／ＭＷＬＲ，ＭＷＬＲお
よび、対応するＺデコーダ信号線／ＺＬが共に活性状態
となったときにのみ、対応するローカルワード線ＬＷＬ
（２ｊ），ＬＷＬ（２ｊ＋１）を活性化する。

【０１６８】さて、各ローカルデコーダＬＤ（２ｊ），
ＬＤ（２ｊ＋１）が図１５や図１６に示されるように、
対応するローカルワード線ＬＷＬ（２ｊ）またはＬＷＬ
（２ｊ＋１）の電位をそれが非活性状態にあるべきとき
に確実に０Ｖに強制するためのスイッチング素子（図
３，図８，図１３，および図１４におけるトランジスタ
２４ｃ）を含まずに構成されるならば、このスイッチン
グ素子を制御するための信号、すなわち、対応する相補
メインワード線対のうちの１本のメインワード線上の信
号が不要となる。そこで、前記スイッチング素子として
抵抗素子Ｒや、常時高いＯＮ抵抗値で導通しているトラ
ンジスタ２４ｆを用いることにより、メインワード線の
数を減少させることも可能である。

【０１６９】図１９は、図１１のＳＲＡＭの主要部分の
さらに他の構成例を、メインワード線の数が図１１で示
される実施例の場合の１／２である場合について示す回
路図であり、本発明のさらに他の実施例を示す。

【０１７０】図１９を参照して、本実施例では、図１１
で示される実施例の場合と異なり、サブブロック群ＳＢ
Ｌ０〜ＳＢＬ１２７の各々に対応して、１本の偶数メイ
ンワード線ＭＷＬＬおよび１本の奇数メインワード線Ｍ
ＷＬＲが設けられる。したがって、各ローカルデコーダ
ＬＤ（２ｊ）は、対応する偶数メインワード線ＭＷＬＬ
および対応するＺデコーダ信号線／ＺＬの２本だけに接
続される。同様に、各ローカルデコーダＬＤ（２ｊ＋
１）は、対応する奇数メインワード線ＭＷＬＲおよび対
応するＺデコーダ信号線／ＺＬの２本にのみ接続され
る。

【０１７１】行アドレス信号および列アドレス信号は図
１１に示される実施例の場合と同様に振り分けられて行
デコーダ６およびＺデコーダ１８に与えられる。本実施
例では、行デコーダ６は、いずれか１つのみがハイレベ
ルとなる１２８個の信号ｘ０Ｌ，ｘ０Ｒ，ｘ１Ｌ，ｘ１
Ｒ，…，ｘ１２７Ｌ，ｘ１２７Ｒを出力する。図１９の
他の部分の構成は図１１に示されるものと同じである。

【０１７２】図２０は、図１９におけるローカルデコー
ダＬＤ０〜ＬＤ３１の構成を示す回路図である。図２０
には、図１９において１本のＺデコーダ信号線／ＺＬに
接続される隣接の２つのローカルデコーダＬＤ（２ｊ）
およびＬＤ（２ｊ＋１）が代表的に示される。

【０１７３】図２０を参照して、本実施例において、各
ローカルデコーダＬＤ（２ｊ），ＬＤ（２ｊ＋１）は、
図１８に示されるローカルデコーダにおいて、トランジ
スタ２４ｃが除去され、代わりに抵抗素子Ｒが設けられ
た構成を有する。したがって、図１８においてトランジ
スタ２４ｃを制御するために用いられる偶数メインワー
ド線／ＭＷＬＬおよび奇数メインワード線／ＭＷＬＲが
不要となる。

【０１７４】図２０に示される構成のローカルデコーダ
の動作については、既に説明された図１８のローカルデ
コーダの動作から自明であるので説明は省略する。

【０１７５】図２０に示されるローカルデコーダＬＤ
（２ｊ），ＬＤ（２ｊ＋１）において、メインワード線
ＭＷＬＲ，ＭＷＬＬとＺデコーダ信号線／ＺＬとを入換
えることも可能である。この場合には、各ローカルデコ
ーダＬＤ（２ｊ），ＬＤ（２ｊ＋１）が、対応するメイ
ンワード線ＭＷＬＬまたはＭＷＬＲと、対応するＺデコ
ーダ信号線／ＺＬとが共に活性状態であるときにのみ、
対応するローカルワード線ＬＷＬ（２ｊ），ＬＷＬ（２
ｊ＋１）を活性化するようにするために、トランジスタ
２４ａおよび２４ｂのゲートに接続される信号線およ
び、トランジスタ２４ａのソースに接続される信号線は
それぞれ、活性状態に対応する電位がローレベルである
信号線およびハイレベルである信号線でなければならな
い。

【０１７６】図２１は、図１のＳＲＡＭの主要部分の構
成のさらに他の例を、各ローカルデコーダにおいてメイ
ンワード線とＺデコーダ信号線とが図２０に示される実
施例の場合の逆となるように構成する場合について示す
回路図であり、本発明のさらに他の実施例を示す。

【０１７７】図２１を参照して、本実施例では、図１９
で示される実施例の場合とは逆に、行デコーダ６の出力
信号／ｘ０Ｌ，／ｘ０Ｒ，／ｘ１Ｌ，／ｘ１Ｒ，…，／
ｘ１２７Ｌ，／ｘ１２７Ｒがすべて負活性な信号であ
り、Ｚデコーダ１８の出力信号ｚｘ０〜ｚｘ６３がすべ
て、ハイレベルを活性なレベルとする信号である。図２
１に示される他の部分の構成は、図１９に示されるもの
と同じである。

【０１７８】図２２は、図２１におけるローカルデコー
ダＬＤ０〜ＬＤ３１の構成の一例を示す回路図である。
図２２には、図２１において１本のＺデコーダ信号線Ｚ
Ｌに接続される隣接の２つのローカルデコーダＬＤ（２
ｊ）およびＬＤ（２ｊ＋１）が代表的に示される。

【０１７９】図２２を参照して、本実施例において各ロ
ーカルデコーダＬＤ（２ｊ），ＬＤ（２ｊ＋１）は、図
１３に示されるローカルデコーダにおいてトランジスタ
２４ｃを除去し、代わりに抵抗素子Ｒを設けた構成を有
する。

【０１８０】図２２に示されるローカルデコーダＬＤ
（２ｊ）およびＬＤ（２ｊ＋１）の動作は、先に説明さ
れた図１３のローカルデコーダの動作から自明であるの
で説明は省略する。

【０１８１】一般に、抵抗素子を半導体基板上に形成す
る場合、抵抗素子の半導体基板上における占有面積は、
その抵抗値が大きいほど大きくなる。このため、半導体
基板上に抵抗値の高い抵抗素子を設けることは、半導体
集積回路の高集積化という観点から、あまり望まれな
い。

【０１８２】したがって、ローカルデコーダの半導体基
板上における占有面積のより一層の縮小化および、メイ
ンワード線数の削減という観点からは、図２０および図
２２で示される実施例において、非活性状態にあるべき
各ローカルワード線ＬＷＬ（２ｊ），ＬＷＬ（２ｊ＋
１）を確実に０Ｖに強制するための素子として、抵抗素
子Ｒに代わって図１６で示される実施例の場合のよう
に、常に導通状態にあるＯＮ抵抗値の高いトランジスタ
が用いられてもよい。

【０１８３】上記いずれの実施例においても、非活性状
態にあるべき各ローカルワード線を０Ｖに確実に強制す
るための手段として、各ローカルデコーダ内に設けられ
た抵抗素子またはＭＯＳトランジスタなどの回路素子が
用いられたが、このような手段として、行デコーダ６の
出力信号またはＺデコーダ１８の出力信号の論理レベル
を制御するという方法が用いられてもよい。

【０１８４】このような方法は、たとえば図１における
ＡＴＤ回路１７の出力信号を行デコーダ６またはＺデコ
ーダ１８に入力することによって実現される。

【０１８５】図２３は、ローカルデコーダとして図２０
に示される構成の回路が用いられるＳＲＡＭにこのよう
な方法を適用した場合の、この方法に関与する部分の構
成のみを示すブロック図である。

【０１８６】図２４は、ローカルデコーダとして図２２
に示されるような構成の回路が用いられるＳＲＡＭにこ
のような方法を適用した場合の、この方法の実現に関与
する部分の構成のみを示すブロック図である。

【０１８７】図２５は、図２３および図２４に示される
構成によって実現されるローカルワード線の電位変化を
説明するためのタイミングチャート図である。

【０１８８】以下、図２３ないし図２５を参照しなが
ら、この方法について具体的に説明する。

【０１８９】ローカルデコーダＬＤ（２ｊ）およびＬＤ
（２ｊ＋１）が図２０に示されるように構成される場
合、ＡＴＤ回路１７の出力は図２３に示されるようにＺ
デコーダ１８に与えられればよい。この場合、Ｚデコー
ダ１８は、ＡＴＤ回路１７の出力信号がハイレベルであ
る期間中、入力されるアドレス信号Ｚ１〜Ｚ４，Ｘ１，
Ｘ０にかかわらず、その出力信号／ｚｘ０〜／ｚｘ６３
がすべてハイレベルとなるように構成される。一方、Ａ
ＴＤ回路１７は、行アドレスバッファ４からの行アドレ
ス信号および列アドレスバッファ５からの列アドレス信
号のうちの少なくともいずれか一方が変化したことに応
答してハイレベルのパルス信号を出力する。

【０１９０】したがって、図２５に示されるように、外
部アドレス信号（図２５（ａ））が変化すると、これに
応答してＡＴＤ回路１７の出力（図２５（ｂ））が一定
期間ハイレベルとなるので、図２０におけるＺデコーダ
信号線／ＺＬの電位（図２５（ｃ））は、外部アドレス
信号の変化に応答して必ず一旦ハイレベルとなる。これ
によって図２０におけるトランジスタ２４ｂがいずれも
ＯＮ状態となる。したがって、ローカルデコーダＬＤ
（２ｊ）およびＬＤ（２ｊ＋１）にそれぞれ接続される
ローカルワード線ＬＷＬ（２ｊ）およびＬＷＬ（２ｊ＋
１）の電位は、図２５（ｅ）に示されるように、外部ア
ドレス信号の変化に応答して、必ず一旦０Ｖに引下げら
れる。

【０１９１】外部アドレス信号が変化するのは、それま
で選択されていたメモリセルとは異なる新たなメモリセ
ルに対するデータ書込またはデータ読出の開始時であ
る。したがって、外部アドレス信号の変化時に各ローカ
ルワード線が０Ｖに強制されると、変化後の外部アドレ
ス信号に応答した行デコーダ６およびＺデコーダ１８の
ローカルワード線選択動作の際に、図２０において、ト
ランジスタ２４ａのゲート電位およびドレイン電位が共
にローレベルとなってもこれに接続されるローカルワー
ド線ＬＷＬ（２ｊ），ＬＷＬ（２ｊ＋１）の電位がハイ
レベルから低下し始めることはない。したがって、たと
え抵抗素子Ｒがなくても、非活性状態にあるべきローカ
ルワード線の電位が０Ｖよりも高い電位Ｖｔｈに固定さ
れることはない。

【０１９２】同様に、ローカルデコーダＬＤ（２ｊ）お
よびＬＤ（２ｊ＋１）が図２２に示されるように構成さ
れる場合には、図２４に示されるように、ＡＴＤ回路１
７の出力信号が行デコーダ６に与えられればよい。この
場合、行デコーダ６は、ＡＴＤ回路１７の出力信号がハ
イレベルである期間、入力されるアドレス信号Ｘ２〜Ｘ
８，Ｚ０にかかわらず、その出力信号／ｘ０Ｌ，／ｘ０
Ｒ，…，／ｘ１２７Ｌ，／ｘ１２７Ｒがすべてハイレベ
ルとなるように、たとえば図のように構成される。

【０１９３】したがって、図２２のメインワード線／Ｍ
ＷＬＬおよび／ＭＷＬＲの電位は、図２５（ｃ）に示さ
れるように、外部アドレス信号の変化に応答して一旦ハ
イレベルに強制される。このため、各ローカルワード線
ＬＷＬ（２ｊ），ＬＷＬ（２ｊ＋１）の電位は０Ｖにい
ったん強制される。したがって、先の場合と同様に、変
化後のアドレス信号に応答した行デコーダ６およびＺデ
コーダ１８のローカルワード線選択時に、図２２におい
て、それまで活性状態にあったローカルワード線ＬＷＬ
（２ｊ）またはＬＷＬ（２ｊ＋１）に接続されるローカ
ルデコーダＬＤ（２ｊ）またはＬＤ（２ｊ＋１）内のト
ランジスタ２４ａのゲート電位およびドレイン電位が共
にローレベルとなっても、そのローカルワード線の電位
が０Ｖよりも高い電位に固定されることはない。

【０１９４】それゆえ、このような方法を用いれば、各
ローカルデコーダの構成素子数を２素子まで減らすこと
も可能である。

【０１９５】なお、図６以降の図で示されるいずれの実
施例の場合にも、各ローカルデコーダに接続される２種
類の信号線、すなわちメインワード線およびＺデコーダ
信号線のうちのいずれか一方がＭＯＳトランジスタのソ
ースまたはドレインに接続されるので、ローカルワード
線選択時の消費電流およびローカルワード線選択速度は
従来よりも向上される。

【０１９６】また、図２，図６，図７，図１１，図１
７，図１９，および図２１のいずれにおいても、Ｚデコ
ーダ１８の出力信号を表わす記号や、各ブロックに含ま
れるメモリセル列の数を示す数値等は、メモリセルアレ
イ１が５１２行×２０４８列のマトリックス状に配列さ
れたメモリセルを有する場合が例示される。

【０１９７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ワード
線分割された半導体記憶装置において、分割されたワー
ド線、すなわちローカルワード線を選択するためのロー
カルデコーダの構成素子数が低減されるとともに、ロー
カルワード線選択速度が向上され、かつ、ローカルワー
ド線選択時の消費電力が低減される。さらに、ローカル
デコーダへの入力信号線のうち、メモリセルアレイの列
方向に設けられる信号線の数を低減することも可能とな
る。したがって、半導体基板上におけるローカルデコー
ダ部分の幅および面積が低減されるので、半導体記憶装
置のより一層の縮小化および大容量化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のＳＲＡＭの全体構成を示す
概略ブロック図である。

【図２】図１のＳＲＡＭの主要部分の構成の一例を示す
回路図である。

【図３】図１におけるローカルデコーダの構成を示す回
路図である。

【図４】図１におけるローカルデコーダの構成をさらに
詳細に示す回路図である。

【図５】図３および図４で示されるローカルデコーダの
動作を示す真理値表の図である。

【図６】図１のＳＲＡＭの主要部分の他の構成例を示す
回路図である。

【図７】図１のＳＲＡＭの主要部分のさらに他の構成例
を示す回路図である。

【図８】図７におけるローカルデコーダの構成の一例を
示す回路図である。

【図９】図３に示される構成のローカルデコーダが用い
られる場合の、同一行に対応して設けられる複数のロー
カルデコーダ内のＰチャネル型トランジスタの半導体基
板上におけるレイアウト例を示す平面図である。

【図１０】図８に示される構成のローカルデコーダが用
いられる場合の、同一行に対応して設けられる複数のロ
ーカルデコーダ内のＰチャネル型トランジスタの半導体
基板上におけるレイアウト例を示す平面図である。

【図１１】図１のＳＲＡＭの主要部分のさらに他の構成
例を示す回路図である。

【図１２】図１１，図１７，図１９，および図２１で示
される実施例における、行アドレス信号および列アドレ
ス信号のＺデコーダおよび行デコーダへの振り分けの一
例を表形式で示す図である。

【図１３】図１１におけるローカルデコーダの構成の一
例を示す回路図である。

【図１４】図１１におけるローカルデコーダの構成の他
の例を示す回路図である。

【図１５】図１１におけるローカルデコーダの構成のさ
らに他の例を示す回路図である。

【図１６】図１１におけるローカルデコーダの構成のさ
らに他の例を示す回路図である。

【図１７】図１のＳＲＡＭの主要部分の構成のさらに他
の例を示す回路図である。

【図１８】図７におけるローカルデコーダの構成例を示
す回路図である。

【図１９】図１のＳＲＡＭの主要部分の構成のさらに他
の例を示す回路図である。

【図２０】図１９におけるローカルデコーダの構成例を
示す回路図である。

【図２１】図１のＳＲＡＭの主要部分の構成のさらに他
の例を示す回路図である。

【図２２】図２１におけるローカルデコーダの構成例を
示す回路図である。

【図２３】非活性状態にあるべきローカルワード線の電
位を確実に０Ｖに強制するための方法の一例を説明する
ためのブロック図である。

【図２４】非活性状態にあるべきローカルワード線の電
位を確実に０Ｖにするための方法の他の例を説明するた
めのブロック図である。

【図２５】図２３および図２４で示される方法が適用さ
れた場合の、ローカルワード線の電位変化を説明するた
めのタイミングチャート図である。

【図２６】従来のＳＲＡＭの全体構成を機能的に示す概
略ブロック図である。

【図２７】ワード線分割されたＳＲＡＭにおけるメモリ
セル選択の原理を説明するための図である。

【図２８】ワード線分割された従来のＳＲＡＭの主要部
分の構成の一例を示すブロック図である。

【図２９】図２８におけるメモリセルアレイブロックお
よびローカルデコーダ群の半導体基板上における配置を
示す平面図である。

【図３０】ワード線分割された従来のＳＲＡＭの主要部
分の構成の他の例を示す回路図である。

【図３１】図３０で示されるＳＲＡＭにおける、外部ア
ドレス信号の行デコーダおよびＺデコーダへの振り分け
方を表形式で示す図である。

【図３２】ワード線分割された従来のＳＲＡＭにおける
ローカルデコーダの構成例を示す論理回路図である。

【図３３】図３２に示されるローカルデコーダの動作を
示す真理値表の図である。

【図３４】図３２に示されるローカルデコーダの構成を
より詳細に示す回路図である。

【符号の説明】

１ メモリセルアレイ ２ 行アドレス入力端子 ３ 列アドレス入力端子 ４ 行アドレスバッファ ５ 列アドレスバッファ ６ 行デコーダ ７ 列デコーダ １７ ＡＴＤ回路 １８ Ｚデコーダ ＢＬ０〜ＢＬ（２ｍ），ＢＬ１〜ＢＬ（２ｍ＋１） メ
モリセルアレイブロック ＤＥＣ０〜ＤＥＣ（２ｍ），ＤＥＣ１〜ＤＥＣ（２ｍ＋
１） ローカルデコーダ群 ＬＤ０〜ＬＤ３１ ローカルデコーダ ＬＷＬ０〜ＬＷＬ３１ ローカルワード線 ／ＭＷＬ，ＭＷＬ メインワード線対 ／ＭＷＬＬ，ＭＷＬＬ 偶数相補メインワード線対 ／ＭＷＬＲ，ＭＷＬＲ 奇数相補メインワード線対 ＺＬ，／ＺＬ Ｚデコーダ信号線 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 穴見 健治 兵庫県伊丹市瑞原４丁目１番地 三菱電 機株式会社エル・エス・アイ研究所内 (56)参考文献 特開 平２−158995（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−188795（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−62780（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−30294（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−150800（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭62−28516（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各々が、複数の行に配列される複数のメ
   モリセルおよび複数のローカルワード線を含む、複数の
   第１のメモリセルアレイブロックと、各々が 、複数の行に配列される複数のメモリセルおよび
   複数のローカルワード線を含む、複数の第２のメモリセ
   ルアレイブロックとを備え、前記複数の第１のメモリセルアレイブロックと前記複数
   の第２のメモリセルアレイブロックは、交互に列方向に
   配列されて複数のブロック対を構成し、 各ブロック対を構成する 前記第１のメモリセルアレイブ
   ロックおよび前記第２のメモリセルアレイブロックに含
   まれる前記複数のローカルワード線は、１対１に対応し
   て複数のローカルワード線対を構成し、 前記複数の第１のメモリセルアレイブロックに対応して
   設けられかつ前記ローカルワード線に沿って延びる第１
   のメインワード線と、 前記複数の第２のメモリセルアレイブロックに対応して
   設けられかつ対応の前記ローカルワード線に沿って延び
   る第２のメインワード線と、 前記第１および第２のメインワード線に第１の選択信号
   を与える第１の選択手段と、 前記複数のローカルワード線対に対応して設けられかつ
   前記第１および第２のメモリセルアレイブロック間を行
   方向に延びる複数の選択線と、 前記複数の選択線のうちのいずれかに第２の選択信号を
   与える第２の選択手段と、 前記第１のメモリセルアレイブロック内の前記複数のロ
   ーカルワード線に対応して行方向に設けられる複数の第
   １のデコーダ手段と、 前記第２のメモリセルアレイブロック内の前記複数のロ
   ーカルワード線に対応して行方向に設けられる複数の第
   ２のデコーダ手段とをさらに備え、 前記複数の第１のデコーダ手段の各々は、前記第１のメ
   インワード線に与えられた前記第１の選択信号と、対応
   する前記選択線に与えられた前記第２の選択信号とに応
   答して、前記第１のメモリセルアレイブロック内の対応
   する前記ローカルワード線を活性状態にするように動作
   し、 前記複数の第２のデコーダ手段の各々は、前記第２のメ
   インワード線に与えられた前記第１の選択信号と、対応
   する前記選択線に与えられた前記第２の選択信号とに応
   答して、前記第２のメモリセルアレイブロック内の対応
   する前記ローカルワード線を活性状態にするように動作
   する、半導体記憶装置。
2. 【請求項２】 各々が、複数の行に配列される複数のメ
   モリセルおよび複数のローカルワード線を含む、複数の
   第１のメモリセルアレイブロックと、 各々が、複数の行に配列される複数のメモリセルおよび
   複数のローカルワード線を含む、複数の第２のメモリセ
   ルアレイブロックとを備え、 前記複数の第１のメモリセルアレイブロックと前記複数
   の第２のメモリセルアレイブロックは、交互に列方向に
   配列されて複数のブロック対を構成し、 各ブロック対を構成する前記第１のメモリセルアレイブ
   ロックおよび前記第２のメモリセルアレイブロックに含
   まれる前記複数のローカルワード線は、１対１に対応し
   て複数のローカルワード線対を構成し、 前記複数の第１のメモリセルアレイブロックに対応して
   設けられかつ前記ローカルワード線に沿って延びる第１
   の相補メインワード線対と、 前期複数の第２のメモリセルアレイブロックに対応して
   設けられかつ前期ローカルワード線に沿って延びる第２
   の相補メインワード線対と、 前記第１および第２のメインワード線に第１の選択信号
   として互いに相補な第１および第２の信号を与える第１
   の選択手段と、 前記複数のローカルワード線対に対応して設けられかつ
   前記第１および第２のメモリセルアレイブロック間を行
   方向に延びる複数の選択線と、前 記複数の選択線のうちのいずれかに第２の選択信号を
   与える第２の選択手段と、前記第１のメモリセルアレイブロック内の前記複数のロ
   ーカルワード線に対応して行方向に設けられる複数の第
   １のデコーダ手段と、 前記第２のメモリセルアレイブロック内の前記複数のロ
   ーカルワード線に対応して行方向に設けられる複数の第
   ２のデコーダ手段とをさらに備え、 前記複数の第１のデコーダ手段の各々は、前記第１の相
   補メインワード線対に与えられた前記第１の選択信号の
   互いに相補な第１および第２の信号と、対応する前記選
   択線に与えられた前記第２の選択信号とに応答して、前
   記第１のメモリ セルアレイブロック内の対応する前記ロ
   ーカルワード線を活性状態にするように動作し、 前記複数の第２のデコーダ手段の各々は、前記第２の相
   補メインワード線対に与えられた前記第１の選択信号の
   互いに相補な第１および第２の信号と、対応する前記選
   択線に与えられた前記第２の選択信号とに応答して、前
   記第２のメモリセルアレイブロック内の対応する前記ロ
   ーカルワード線を活性状態にするように動作する、半導
   体記憶装置。