JP3208626B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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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、特にメモリセルアレイのビット線対を短絡するイコ
ライズ回路及びビット線をプリチャージするプリチャー
ジ回路を備えたダイナミックRAMに関する。
【0002】
【従来の技術】現在、ダイナミックRAMでは、行(R
ow)選択信号のアクティブ期間に、ビット線対をショ
ートして等電位にするためのイコライズ及び出力容量を
前もって充電するためのビット線のプリチャージを行っ
ている。これは、メモリセルキャパシタに蓄積された微
小電荷を読み出すために必要であるからである。このイ
コライズ及びプリチャージは、従来、ビット線の両端
側、即ちセンスアンプ部側及びその反対側で行われてい
た。
【0003】すなわち、図10に示すように、センスア
ンプ部101側において、ビット線対BL,BLB 間に
イコライズ用トランジスタ102が接続されるととも
に、ビット線対BL,BLB とプリチャージ電源間にプ
リチャージ用トランジスタ103,104がそれぞれ接
続され、イコライズ用トランジスタ102及びプリチャ
ージ用トランジスタ103,104の各ゲートにプリチ
ャージ・イコライズコントロール信号が印加されるよう
になっている。
【0004】また、センスアンプ部101と反対側にお
いても、センスアンプ部101側と同様に、ビット線対
BL,BLB 間にイコライズ用トランジスタ105が接
続されるとともに、ビット線対BL,BLB とプリチャ
ージ電源間にプリチャージ用トランジスタ106,10
7がそれぞれ接続され、イコライズ用トランジスタ10
5及びプリチャージ用トランジスタ106,107の各
ゲートにプリチャージ・イコライズコントロール信号が
印加されるようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成のイコライズ回路及びプリチャージ回路を備えた従来
のダイナミックRAMでは、メモリセルアレイの微細化
の進行に伴い以下のような問題が発生している。すなわ
ち、 ビット線BL,BLB の配線が細くなるとともに、配
線膜厚が薄くなっているため、ビット線BL,BLB
抵抗が増大し、イコライズ及びプリチャージに時間を要
することになる。しかも、ダイナミックRAMのサイク
ル時間の高速化に伴いイコライズ及びプリチャージに使
用できる時間が短くなってきている。
【0006】メモリセル面積の縮小化にセンスアンプ
部101の縮小化が追随できなくなってきていることか
ら、図11に示すように、センスアンプ部101のレイ
アウトを従来の2メモリセルピッチ(A)から4メモリ
セルピッチ(B)に変更する必要性が生じてきている。
4メモリセルピッチに変更した場合、センスアンプ部1
01をビット線BL,BLB の両端に配置しなければな
らず、図11(B)から明らかなように、ビット線B
L,BLB の両端からのイコライズ及びプリチャージは
不可能となる。このことは、イコライズ時間及びプリチ
ャージ時間の増大を招くことになる。
【0007】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、歩留り低下を起こさ
ず、イコライズ時間及びプリチャージ時間の短縮化を可
能としたイコライズ回路及びプリチャージ回路を提供す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の半導体記
憶装置は、メモリセルアレイの互いに隣り合う所定の2
本のワード線とビット線対の各々との間に接続された一
対のメモリセルによって構成されるとともに、この一対
のメモリセル相互間において蓄積ノードがショートされ
ており、2本のワード線にイコライズコントロール信号
が印加されるイコライズ回路を備えた構成となってい
る。
【0009】請求項2記載の半導体記憶装置は、メモリ
セルアレイの互いに隣り合う所定の2本のワード線とビ
ット線対の各々との間に接続された一対のメモリセルに
よって構成されるとともに、この一対のメモリセルの各
々において蓄積ノードとセルプレートがショートされて
おり、2本のワード線にプリチャージコントロール信号
が印加されるプリチャージ回路を備えた構成となってい
る。請求項3記載の半導体記憶装置は、請求項1記載の
イコライズ回路と請求項2記載のプリチャージ回路とを
備えた構成となっている。
【0010】
【作用】請求項1記載の半導体記憶装置において、イコ
ライズ用トランジスタにメモリセルを用いることで、メ
モリセルパターンの規則性を維持しつつイコライズ用ト
ランジスタを必要な場所に必要な数だけ配置できる。こ
れによれば、メモリセルパターンの規則性を壊さないの
で、歩留り低下を起こさず、しかもイコライズ用トラン
ジスタを自由に配置できるので、イコライズ時間の短縮
化が図れる。
【0011】請求項2記載の半導体記憶装置において、
プリチャージ用トランジスタにメモリセルを用いること
で、メモリセルパターンの規則性を維持しつつプリチャ
ージ用トランジスタを必要な場所に必要な数だけ配置で
きる。これによれば、メモリセルパターンの規則性を壊
さないので、歩留り低下を起こさず、しかもプリチャー
ジ用トランジスタを自由に配置できるので、プリチャー
ジ時間の短縮化が図れる。
【0012】請求項3記載の半導体記憶装置において、
イコライズ・プリチャージ用トランジスタにメモリセル
を用いることで、メモリセルパターンの規則性を維持し
つつイコライズ・プリチャージ用トランジスタを必要な
場所に必要な数だけ配置できる。これによれば、メモリ
セルパターンの規則性を壊さないので、歩留り低下を起
こさず、しかもイコライズ・プリチャージ用トランジス
タを自由に配置できるので、イコライズ・プリチャージ
時間の短縮化が図れる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図1は、本発明の第1の実施例を示す回路
図である。図1に示すように、電荷を記憶するMOSキ
ャパシタC及びその電荷を転送するMOSトランジスタ
Trからなる1トランジスタ型のメモリセル10が、ア
レイ状に配列されてメモリセルアレイ20を構成してい
る。
【0014】このメモリセルアレイ20において、互い
に隣り合う所定の2本のワード線、本例ではワード線W
L3,WL4間の2本のダミーワード線DWL1,DW
L2に繋がっているメモリセル11n ,12n (n=
0,1,2,……)は、イコライズ用のダミーのメモリ
セルとして用いられる。このダミーのメモリセル1
n ,12n のうち、ビット線対BL,BLB に繋がっ
ているメモリセル同士が対をなしている。
【0015】例えば、メモリセル111 とメモリセル1
1 とが対をなし、この一対のメモリセル111 ,12
1 相互間において、蓄積ノードN1,N2がショートさ
れている。これにより、両メモリセル111 ,121
MOSトランジスタがオンすることによってビット線対
BL,BLB をショートするイコライズ回路が構成され
ている。そして、このイコライズ回路を動作させるため
のイコライズコントロール信号は、ワード線WL1,W
L2,……が非選択になった後に、2本のダミーワード
線DWL1,DWL2に印加され、両メモリセル1
1 ,121 のMOSトランジスタをオンさせるように
なっている。
【0016】図2は、一対のメモリセル111 ,121
相互間において蓄積ノードN1,N2をショートする一
例を示すレイアウト図である。また、図3に、その断面
構造図を示す。本例におけるメモリセルは、スタック型
メモリセルであり、ビット線BLが蓄積電極21下にあ
るシールデットビット線型と呼ばれるタイプのものであ
る。このスタック型メモリセルにおいて、ポリシリコン
からなるワード線WL1,WL2,……と拡散層22と
からメモリ用トランジスタが、又ダミーワード線DWL
1,DWL2と拡散層22とからイコライズ用トランジ
スタがそれぞれ形成され、その上層に絶縁膜(図示せ
ず)を介してポリシリコンからなるビット線BLが形成
されている。
【0017】拡散層22とビット線BLとはコンタクト
部23にて接続されている。ビット線BLのさらに上層
に、絶縁膜(図示せず)を介してポリシリコンからなる
蓄積電極21が形成されている。この蓄積電極21は、
コンタクト部24にて拡散層22と接続されている。さ
らに、蓄積電極21の上層に、容量形成用絶縁膜(図示
せず)を介してセルプレート25が形成された構造とな
っている。本例においては、一対のメモリセル111
121 相互間における蓄積ノードN1,N2のショート
を、図3から特に明らかなように、両セルの蓄積電極2
1を接続することによって実現している。なお、図2で
は、ショートされている蓄積電極21を太枠で示してい
る。
【0018】図4は、一対のメモリセル111 ,121
相互間において蓄積ノードN1,N2をショートする他
の例を示すレイアウト図である。また、図5に、その断
面構造図を示す。本例においては、一対のメモリセル1
1 ,121 相互間における蓄積ノードN1,N2のシ
ョートを、図5から特に明らかなように、両セルの拡散
層22を接続することによって実現している。なお、図
4では、ショートされている拡散層22を太枠で示して
いる。
【0019】上述した回路構成及びレイアウト構成を採
ることで、ビット線対BL,BLBをショートして等電
位にするためのイコライズが可能となる。すなわち、上
記構成のイコライズ回路を備えたダイナミックRAMに
おいて、ワード線WL1,WL2,……が非選択になっ
た後、イコライズ用のダミーワード線DWL1,DWL
2を選択することにより、例えばメモリセル111 ,1
1 の各MOSトランジスタがオンとなってビット線対
BL,BLB をショートするため、イコライズを実現で
きる。なお、上記各例では、一対のメモリセル111
121 相互間において、両セルの蓄積電極21又は拡散
層22を接続することによって両セルの蓄積ノードN
1,N2をショートすることを実現しているが、両セル
の蓄積電極21及び拡散層22の双方を接続するように
しても良いことは勿論である。
【0020】図6は、本発明の第2の実施例を示す回路
図であり、図中、図1と同等部分には同一符号を付して
示してある。本実施例では、第1の実施例の場合と同様
の構造のメモリセル20において、例えばワード線WL
3,WL4間の2本のダミーワード線DWL1,DWL
2に繋がっているメモリセル11n ,12n (n=0,
1,2,……)は、プリチャージ用のダミーのメモリセ
ルとなっている。
【0021】この一対のメモリセル111 ,121 の各
々において、蓄積ノードN1,N2とセルプレート25
とがショートされている。これにより、一対のメモリセ
ル111 ,121 のMOSトランジスタがオンし、ビッ
ト線BL,BLB をセルプレート25の電位Vcpにプリ
チャージするプリチャージ回路が構成されている。そし
て、このプリチャージ回路を動作させるためのプリチャ
ージコントロール信号は、ワード線WL1,WL2,…
…が非選択になった後に、2本のダミーワード線DWL
1,DWL2に印加され、両メモリセル111 ,121
のMOSトランジスタをオンさせるようになっている。
【0022】図7は、第2の実施例の場合におけるメモ
リセルの断面構造図である。同図において、一対のメモ
リセル111 ,121 の各々における蓄積ノードN1,
N2とセルプレート25とのショートを、プリチャージ
に使用するメモリセルの容量形成用絶縁膜(図示せず)
の一部又は全部を除去し、蓄積電極21とセルプレート
25とを接続することによって実現している。
【0023】上記構成のプリチャージ回路を備えたダイ
ナミックRAMにおいて、ワード線WL1,WL2,…
…が非選択になった後、プリチャージ用のダミーワード
線DWL1,DWL2を選択することにより、例えばメ
モリセル111 ,121 の各MOSトランジスタがオン
となってビット線BL,BLB をプリチャージする。こ
のとき、ビット線BLは、セルプレート25の電位Vcp
までプリチャージされる。なお、プリチャージレベルを
セルプレート25の電位Vcpとは異なる電位にする場合
は、プリチャージに使用するメモリセルのセルプレート
を通常のメモリセルのセルプレートと分離し、異なる電
位を印加することで実現できる。
【0024】図8は、本発明の第3の実施例を示す回路
図であり、図中、図1と同等部分には同一符号を付して
示してある。本実施例の構成は、第1の実施例と第2の
実施例とを組み合わせた構成となっている。すなわち、
一対のメモリセル111 ,121 相互間において蓄積ノ
ードN1,N2をショートするとともに、一対のメモリ
セル111 ,121 の各々における蓄積ノードN1,N
2とセルプレート25とをショートし、同一のメモリセ
ルを用いてイコライズ回路及びプリチャージ回路を実現
したものである。
【0025】構造的にも、図9に示すように、第1の実
施例の構造(例えば、図3に示す構造)と第2の実施例
の構造(図7に示す構造)とを組み合わせることによっ
て実現できる。上記構成のイコライズ回路及びプリチャ
ージ回路を備えたダイナミックRAMにおいて、ワード
線WL1,WL2,……が非選択になった後、イコライ
ズ・プリチャージ用のダミーワード線DWL1,DWL
2を選択することにより、イコライズ及びビット線のプ
リチャージを実現できる。
【0026】なお、上記各実施例においては、スタック
型のシールデットビット線のメモリセルを用いたダイナ
ミックRAMに適用した場合について説明したが、これ
に限定されるものではなく、他の型のメモリセルを用い
たダイナミックRAMにも適用可能である。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、イコライズ用トランジスタにダミーのメモ
リセルを用い、メモリセルパターンの規則性を維持しつ
つイコライズ用トランジスタを必要な場所に必要な数だ
け配置できるようにしたことにより、メモリセルパター
ンの規則性を壊さないので、歩留り低下を起こさず、し
かもイコライズ用トランジスタを自由に配置できるの
で、イコライズ時間の短縮化が図れることになる。
【0028】請求項2記載の発明によれば、プリチャー
ジ用トランジスタにダミーのメモリセルを用い、メモリ
セルパターンの規則性を維持しつつプリチャージ用トラ
ンジスタを必要な場所に必要な数だけ配置できるように
したことにより、メモリセルパターンの規則性を壊さな
いので、歩留り低下を起こさず、しかもプリチャージ用
トランジスタを自由に配置できるので、プリチャージ時
間の短縮化が図れることになる。
【0029】請求項3記載の発明によれば、イコライズ
・プリチャージ用トランジスタにメモリセルを用い、メ
モリセルパターンの規則性を維持しつつイコライズ・プ
リチャージ用トランジスタを必要な場所に必要な数だけ
配置できるようにしたことにより、メモリセルパターン
の規則性を壊さないので、歩留り低下を起こさず、しか
もイコライズ・プリチャージ用トランジスタを自由に配
置できるので、イコライズ・プリチャージ時間の短縮化
が図れることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す回路図である。
【図2】一対のメモリセル相互間において蓄積ノードを
ショートする場合の一例を示すレイアウト図である。
【図3】図2の場合の断面構造図である。
【図4】一対のメモリセル相互間において蓄積ノードを
ショートする場合の他の例を示すレイアウト図である。
【図5】図4の場合の断面構造図である。
【図6】本発明の第2の実施例を示す回路図である。
【図7】第2の実施例の場合の断面構造図である。
【図8】本発明の第3の実施例を示す回路図である。
【図9】第3の実施例の場合の断面構造図である。
【図10】従来例を示す回路図である。
【図11】メモリセルアレイの微細化前(A)と微細化
後(B)の構成図である。
【符号の説明】
10 メモリセル 11,12 ダミーのメモリセル 20 メモリセルアレイ 21 蓄積電極 22 拡散層 23,24 コンタクト部 25 セルプレート N1,N2 蓄積ノード

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メモリセルアレイのビット線対を短絡す
    るイコライズ回路を備えた半導体記憶装置であって、 前記イコライズ回路は、前記メモリセルアレイの互いに
    隣り合う所定の2本のワード線とビット線対の各々との
    間に接続された一対のメモリセルによって構成されると
    ともに、前記一対のメモリセル相互間において蓄積ノー
    ドがショートされており、 前記2本のワード線にイコライズコントロール信号が印
    加されることを特徴とする半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 メモリセルアレイのビット線をプリチャ
    ージするプリチャージ回路を備えた半導体記憶装置であ
    って、 前記プリチャージ回路は、前記メモリセルアレイの互い
    に隣り合う所定の2本のワード線とビット線対の各々と
    の間に接続された一対のメモリセルによって構成される
    とともに、前記一対のメモリセルの各々において蓄積ノ
    ードとセルプレートがショートされており、 前記2本のワード線にプリチャージコントロール信号が
    印加されることを特徴とする半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 メモリセルアレイのビット線対を短絡す
    るイコライズ回路及びビット線をプリチャージするプリ
    チャージ回路を備えた半導体記憶装置であって、 前記イコライズ回路が請求項1記載のイコライズ回路か
    らなり、前記プリチャージ回路が請求項2記載のプリチ
    ャージ回路からなることを特徴とする半導体記憶装置。
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KR100562646B1 (ko) * 2004-12-22 2006-03-20 주식회사 하이닉스반도체 저전압용 반도체 메모리 장치
KR100772700B1 (ko) * 2006-06-29 2007-11-02 주식회사 하이닉스반도체 셀어레이에 비트라인균등화부를 갖는 메모리장치 및비트라인균등화부를 셀어레이에 배치하는 방법.
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