JPH02246151A - 抵抗手段と論理回路、入力回路、ヒューズ切断回路、駆動回路、電源回路、静電保護回路及びこれらを含む半導体記憶装置ならびにそのレイアウト方式及びテスト方式 - Google Patents

抵抗手段と論理回路、入力回路、ヒューズ切断回路、駆動回路、電源回路、静電保護回路及びこれらを含む半導体記憶装置ならびにそのレイアウト方式及びテスト方式

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JPH02246151A
JPH02246151A JP1065841A JP6584189A JPH02246151A JP H02246151 A JPH02246151 A JP H02246151A JP 1065841 A JP1065841 A JP 1065841A JP 6584189 A JP6584189 A JP 6584189A JP H02246151 A JPH02246151 A JP H02246151A
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Kazumasa Yanagisawa
一正 柳沢
Tatsuyuki Ota
達之 大田
Satoru Udagawa
宇田川 哲
Kyoko Ishii
石井 京子
Hitoshi Miwa
仁 三輪
Atsushi Nozoe
敦史 野副
Masayuki Nakamura
正行 中村
Tetsuo Matsumoto
哲郎 松本
Yoshitaka Kinoshita
木下 嘉隆
Goro Kitsukawa
橘川 五郎
Yutaka Kobayashi
裕 小林
Yoshiaki Ouchi
大内 芳明
Akimi Tsukada
塚田 哲視
Shoji Wada
省治 和田
Kazuo Mihashi
三橋 一夫
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野〕 この発明は、抵抗手段と論理回路、入力回路、ヒユーズ
切断回路、駆動回路、電源回路、静電保護回路及びこれ
らを含む半導体記憶装置ならびにそのレイアウト方式及
びテスト方式に関し、例えば、ダイナミック型メモリセ
ルを基本構成とするメモリアレイとB1・CMOS論理
ゲート回路を基本構成とする周辺回路を具備するいわゆ
るBi・CMOSダイナミック型RAMに利用して特に
有効な技術に関するものである。
〔従来の技術〕
MOSFET (金属酸化物半導体型電界効果トランジ
スタ、この明細書では、MOSFETをして絶縁ゲート
型電界効果トランジスタの総称とする)を基本構成とす
るスタティック型メモリセルが格子状に配置されてなる
メモリアレイと、バイポーラトランジスタ及びCMO5
(相補型MOSFET)が組み合わされてなるB i 
・CMOS論理ゲート回路を基本構成とする周辺回路を
具備するスタティック型RAMがある。
Bi・CMOSスタティック型RAMについては、例え
ば、日経マグロウヒル社発行、1986年3月10日付
「日経エレクトロニクスjの第199頁〜第217頁に
記載されている。
(発明が解決しようとする課題) 上記に記載されるBi・CMOSスタティック型RAM
は、メモリアレイをスタティック型メモリセルにより構
成することで、その高集積化及び低消費電力化等を図り
、また周辺回路をBi・CMOS論理ゲート回路により
構成することで、その高速化等を図っている。しかし、
上記スタティック型メモリセルは、実質的に4個以上の
MOSFETを必要とすることから、Bi・CMOSス
タティック型RAMの高集積化・大容量化は自ずと制約
を受ける。このため、本願発明者等は、そのメモリアレ
イをさらに高集積化が可能なダイナミック型メモリセル
により構成し、その周辺回路を上記Bi・CMOS論理
ゲート回路を基本として構成するいねゆるBi・CMO
Sダイナミック型RAMを開発した。ところが、このB
i・CMOSダイナミック型RAMに従来のダイナミッ
ク型RAMの選択方式等や従来のBi・CMOSスタテ
ィック型RAMの周辺回路構成をそのまま通用した場合
、必ずしも最適解とはならず、Bi・CMOSダイナミ
ー/り型RAMの諸性能が充分に高められないという問
題が生じた。
この発明の主たる目的は、B i −CMOSMOSダ
イナミツAM等の半導体記憶装置に最適構成を与え、そ
の高速化及び大容量化ならびに低消費電力化を図ること
にある。
この発明の他の目的は、B i −CMOSダイナミッ
ク型RAM等の半導体記憶装置に通した抵抗手段と論理
回路、入力回路、ヒユーズ切断回路、電源回路及び静電
保護回路ならびにレイアウト方式及びテスト方式を提供
することにある。
この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
この明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろ
う。
〔課題を解決するための手段〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。
すなわち、半導体記憶装置のメモリアレイをダイナミッ
ク型メモリセルを基本として構成し、その周辺回路をB
i・CMOS論理ゲート回路を基本として構成すること
で、いわゆるBi・CMOSダイナミック型RAM構造
とする。このとき、ワード線の選択方式を、その絶対値
が書き込み動作時におけるデータ線の信号振幅より大き
なワード線選択電圧を指定されるワード線に択一的に伝
達するいわゆるスタティック型選択方式とする。また、
コモンI10線として、指定されるデータ線が対応する
スイッチMOSFETを介して直接的に接続される書き
込み用コモンI/O線と、指定されるデータ線が対応す
るスイッチMOSFETのゲートを介して間接的に接続
される読み出し用コモンI10線とを設けるとともに、
選択されたメモリセルから上記データ線及び読み出し用
コモン170線を介して伝達される読み出し信号を電流
信号とし、これを差動バイポーラトランジスタを基本構
成とするリードアンプによって電圧信号に変換し、増幅
する。さらに、対をなすメモリアレイとその直接周辺回
路を含み、かつ対応するアレイ選択信号に従って一連の
選択動作を自律的に行う複数のメモリマットを設け、こ
れらのメモリマットを、半導体基板面の短辺に平行する
中心線にそって配置されるX系選択回路をはさんで対称
的にかつ縦型配置する。
(作 用〕 上記した手段によれば、メモリアレイの高集積化を図り
つつ周辺回路の信号伝達遅延時間を縮小できる。また、
コモンI10線をその用途に応じて分離しかつ読み出し
信号を電流信号として伝達することで、読み出し動作を
高速化できる。さらに、ワード線の選択方式をいわゆる
スタティック型選択方式とするとともに、メモリマット
をユニット化しかつX系選択回路をはさんで縦型配置す
ることで、ワード線及びデータ線の選択動作を高速化で
きる。その結果、その高速化及び大容量化ならびに低消
費電力化を図った半導体記憶装置を実現することができ
る。
〔実施例〕
3.1.基本的構成又は方式ならびにその特徴3、1.
1 、製品型式及び品種展開方法第1表には、この発明
が通用されたBi・CMOSダイナミック型RAMの一
実施例の製品型式が表示されている。この実施例のBi
−cMOsダイナミック型RAMは、特に制限されない
が、そのビット構成及び入出力信号レベルに従って型式
分類され、合計4種の製品型式を有する。すなわち、B
i・CMOSダイナミック型RAMは、第1表に示され
るように、そのビット構成に従って、記憶データを1ビ
ット単位で入出力するいわゆる×1ビット構成のものと
、4ビット単位で同時に入出力するいわゆる×4ビット
構成のものとに分類される。また、その入出力信号レベ
ルに従って、起動制御信号や書き込みデータ及びアドレ
ス信号等がTTL (Transistor Tran
sistor Logle)レベルで入出力されるもの
と、ECL (E−量tter  Coupled  
Logic)レベルで入力されるものとに分類される。
この実施例のBi・CMOSダイナミック型RAMには
、特に制限されないが、上記4種の製品型式に共通の半
導体基板(ベースチップ)が用意される。B k −C
MOSダイナミック型RAMの上記ビット構成及び入力
信号形態は、特に制限されないが、上記共通半導体基板
のフォトマスクの一部を変更することにより切り換えら
れ、その品種展開が図られる。
なお、この実施例のB i −CMOSダイナミツ第1
表 り型RAMに用意されるパンケージ形態は、特に制限さ
れないが、SOJ (Small  0utline 
 J−1ead )パッケージのみとされる。
3、1.2 、外部端子 第7図には、この発明が通用されたBi・CMOSダイ
ナミック型RAMの一実施例の端子配置図が示されてい
る。また、第2表には、上記第7図の端子配置図に記載
される外部端子の名称及び機能が表示され、第3表には
、第2表に記載される外部端子のうち、Bt−CMOS
ダイナミック型RAMのビット構成によってその機能が
異なる外部端子とその対応表が示されている。なお、こ
の明細書及び添付図面は、Bi・CMOSダイナミック
型RAMが×1ビット構成とされる場合を基本として記
載されており、×4ビット構成とされる場合については
、必要の都度記述が追加され、あるいは括弧を付して示
される。なお、この実施例のBi・CMOSダイナミッ
ク型RAMは、×1ビット構成において20ビツトのア
ドレス信号を有することで、いわゆる1メガビツトの記
憶容量を持つものとされる。
3、1.3 、動作サイクル 第4表には、この発明が通用されたダイナミック型RA
Mの一実施例の動作サイクルが表示され第2表 ている。また、第8図ないし第17図には、第4表に記
載される各動作サイクルの一実施例のタイミング図が示
されている。これらの表及び図をもとに、この実施例の
Bi・CMOSダイナミック型RAMの各動作サイクル
の概要とその特徴について説明する。
(1)リードサイクル Bi・CMOSダイナミック型RAMは、第8図に示さ
れるように、チップイネーブル信号GEの立ち下がりエ
ツジにおいてリフレソシェ制御信号RFがハイレベルで
あり、かつライトイネーブル信号WEがロウレベルとさ
れる間ハイレベルで第3表 あることを条件に、リードサイクルとされる。出カイネ
ーブル信号万1°は、チップイネーブル信号τ百に先立
って、あるいはデータ出力を遅延させない所定のタイミ
ングで、ロウレベルとされる。
アドレス入力端子AO〜A、16には、チンブイネーブ
ル信号τ丁の立ち下がり変化に先立って、9ビツトのX
アドレス信号と8ビツトのYアドレス第4表 信号が供給される。また、アドレス入力端子A17〜A
19には、上記Xアドレス信号及びYアドレス信号と同
時に、あるいはデータ出力に遅れない所定のタイミング
で、3ビツトのZアドレス信号が供給される。データ出
力端子DOは、通常ハイインピーダンス状態とされ、所
定のアクセスタイムが経過した時点で、指定されたアド
レスの読み出しデータが出力される。
(2)アーリーライトサイクル B i −CMOSダイナミック型RAMは、第9図に
示されるように、チップイネーブル信号GEの立ち下が
りエツジにおいてリフレッシュ制御信号RFがハイレベ
ルとされかつライトイネーブル信号WEがロウレベルで
あることを条件に、アーリーライトサイクルとされる。
アドレス入力端子AO〜A16ならびにA17〜A19
には、X及びYアドレス信号ならびに2アドレス信号が
、チップイネーブル信号で「の立ち下がり変化に先立っ
て同時に入力され、データ入力端子DIには、書き込み
動作に遅れない所定のタイミングで、書き込みデータが
供給される。データ出力端子DOは、ハイインピーダン
ス状態とされる。
(3)ライトサイクル B1・CMOSダイナミック型RAMは、第10図に示
されるように、チンブイネーブル信号CEの立ち下がり
エツジにおいてリフレッシュ制御信号RF及びライトイ
ネーブル信号WEがハイレベルであることから、上記リ
ードサイクルと同様な選択動作を開始する。そして、や
や遅れてライトイネーブル信号簿τ)(−時的にロウレ
ベルとされることで、書き込み動作を実行する。データ
入力端子DIには、ライトイネーブル信号WEの立ち上
がりに先立って、書き込みデータが供給される。データ
出力端子DOには、ライトイネーブル信号Wπがロウレ
ベルとされるまでの間、無意味な出力データが出力され
るが、ライトイネーブル信号W百がロウレベルとされる
ことで、ハイインピーダンス状態とされる。
(4)リードモディファイライトサイクルこの動作サイ
クルは、いわば上記リードサイクルとデイレイドライド
サイクルを組み合わせた動作サイクルであって、Bi・
CMOSダイナミック型RAMは、第11図に示される
ように、チップイネーブル信号で百の立ち下がりエツジ
においてリフレッシュ制御信号正T及びライトイネーブ
ル信号WEがハイレベルであることから、まずリードサ
イクルを開始する。そして、指定されたアドレスの読み
出しデータをデータ出力端子DOから出力した後、ライ
トイネーブル信号W丁が一時的にロウレベルとされる時
点で、データ入力端子DIから供給される書き込みデー
タを上記アドレスに書き込む。
(5)SCリードサイクル Bi・CMOSダイナミック型RAMは、第12図に示
されるように、チップイネーブル信号τTがロウレベル
に固定されかつライトイネーブル信号WEがハイレベル
に固定された状態で、アドレス入力端子A17〜A19
に供給される2アドレス信号が変化されることを条件に
、SC(スタティックカラム)モードのリードサイクル
による最大8ビット高速連続読み出し動作を実行する。
この実施例のBi・CMOSダイナミック型RAMでは
、後述するように、メモリアクセスごとに4個のメモリ
アレイが同時に選択状態とされ、さらにX及びYアドレ
ス信号に従って、各メモリアレイからそれぞれ2個、合
計8個のメモリセルが同時に選択状態とされる6通常の
リードサイクルにおいて、同時に選択状態とされる8個
のメモリセルの読み出しデータは、3ビツトのZアドレ
ス信号に従って択一的に選択され、データ出力端子DO
を介して出力されるが、SCリードサイクルの場合、2
アドレス信号の変化に対応して択一的に選択され、デー
タ出力端子DOを介して出力される。
(6)SCライトサイクル Bi・CMOSダイナミック型RAMは、第13図に示
されるように、チップイネーブル信号CEがロウレベル
に固定された状態でライトイネーブル信号WEが繰り返
しロウレベルに変化され、かつアドレス入力端子A17
〜A19に供給される2アドレス信号がライトイネーブ
ル信号WEに同期するように繰り返し変化されることを
条件に、SCライトサイクルによる最大8ビツトの高速
連続書き込み動作を実行する。このとき、データ入力端
子DIには、ライトイネーブル信号WEの各立ち上がり
エツジに先立って、一連の書き込みデータが入力される
Bi・CMOSダイナミック型RAMでは、上記SCリ
ードサイクルの場合と同様に、まずX及びYアドレス信
号によって指定される8tlのメモリセルが、同時に選
択状態とされる。これらのメモリセルは、さらに上記2
アドレス信号に従って択一的に選択され、対応する書き
込みデータが順次書き込まれる。
(7)CBリフレフシェサイクル Bi・CMOSダイナミック型RAMは、第14図に示
されるように、チアブイネーブル信号CEの立ち下がり
エツジにおいてリフレッシュ制御信号RFがハイレベル
とされ、かつライトイネーブル信号7「及び出力イネー
ブル信号で百がハイレベルに固定されることを条件に、
CEリフレッシュサイクルを実行する。アドレス入力端
子AO〜A8には、チップイネーブル信号τ丁に同期す
るように、リフレッシュすべきワード線を指定するXア
ドレス信号が供給される。
B i −CMOSダイナミック型RAMでは、上記リ
ードサイクルと同様に、4個のメモリアレイが同時に選
択状態とされ゛、各メモリアレイにおいてそれぞれ1本
、合計4本のワード線が同時に選択状態とされる。そし
て、これらのワード線に結合されるそれぞれ512個、
合計2048個のメモリセルの記憶データが対応するデ
ータ線に一斉に出力され、各センスアンプの対応する単
位増幅回路によるリフレッシュを受ける。
(8)オートリフレッシュサイクル B i −CMOSダイナミック型RAMは、第15図
に示されるように、チアブイネーブル信号τEの立ち下
がりエツジにおいてリフレッシュ制御信号百了)(ロウ
レベルまたライトイネーブル信号WEがハイレベルとさ
れることを条件に、オートリフレッシュサイクルを実行
する。このとき、リフレッシュすべきワード線を指定す
るためのリフレッシュアドレスは、Bi・CMOSダイ
ナミック型RAMに内蔵されるリフレッシュカウンタR
FCから供給される。
Bi・CMOSダイナミック型RAMでは、上記リフレ
ッシュカウンタRFCによって指定される合計4本のワ
ード線が同時に選択状態とされ、対応する合計2048
個のメモリセルに対するリフレッシュ動作が行われる。
リフレッシュカウンタRFCは、その出力すなわち上記
リフレフシェアドレスがXアドレス入力端子に取り込ま
れた後の時点で、自動的に更新される。
(9)テストモードセットサイクル B i −CMOSダイナミック型RAMは、第16図
に示されるように、チアブイネーブル信号CEO)立ち
下がりエツジにおいてリフレッシュ制御信号RF及びラ
イトイネーブル信号WEがともにロウレベルとされるこ
とを条件に、テストモードセットサイクルとされる。こ
のとき、特に制限されないが、アドレス入力端子A9〜
A15には、テストモードの内容を指定するテストモー
ド設定信号が供給される。
Bi・CMOSダイナミック型RAMでは、後述するよ
うに、このテストモードセットサイクルが判定されるこ
とで、上記テストモード設定信号が対応するテストモー
ド設定信号ラッチに取り込まれる。これらのテストモー
ド設定信号は、次のテストモードセットサイクルが実行
されるまでの間、対応するラッチによって保持される。
各テストモードにおける実質的な試験動作は、テストサ
イクルが実行されるまで行われない。
このB i −CMOSダイナミック型RAMに用意さ
れるテストモードの種類とその概要については、後で説
明する。
(10)テストサイクル B!・CMOSダイナミック型RAMは、第17図のテ
ストリードサイクルに代表して示されるように、チンブ
イネーブル信号τ1がロウレベルとされ、かつ出カイネ
ーブル信号了「に、例えば回路の電源電圧VCCより2
v高い高電圧が供給されることを条件に、対応する所定
のテストサイクルを実行する。
Bi・CMOSダイナミック型RAMでは、前述のよう
に、テストモードセットサイクルが実行されることで、
予めテストモードが設定され、このテストサイクルが実
行されることで、上記テストモードによる実質的かつ具
体的な試験動作が選択的に行われる。
3、1.4 、ブロック構成 第1図ないし第3図には、この発明が通用されたBi・
CMOSダイナミック型RAMの一実施例のブロック図
が示されている。また、第4図には、上記B1・CMO
Sダイナミック型RAMのメモリマットMATO〜MA
T7の一実施例の基本ブロック図が示されている。これ
らの図をもとに、この実施例のBi・CMOSダイナミ
ック型RAMのブロック構成とその特徴について説明す
る。なお、第1図ないし第3図の各ブロックを構成する
回路素子は、特に制限されないが、P型車結晶シリコン
からなる1個の半導体基板上において形成される。また
、第1図ないし第3図ならびに以下の回路図において、
入力又は出力信号等に関する信号線は、半導体基板面に
形成されるボンディングパッドを起点として表示される
各ブロックの具体的な構成と動作ならびにその特徴につ
いては、後で詳細に説明する。
(1)メモリマット及びメモリアレイ この実施例のBi・CMOSダイナミック型RAMは、
特に制限されないが、第1TI!Jに示されるように、
8個のメモリマットMATO〜MAT Tを備える。こ
れらのメモリマットは、第4図のブロック図に示される
ように、1個のYデコーダYDと、これをはさんで対称
的に配置される一対のメモリアレイARYL及びARY
Rをそれぞれ含む、各メモリマットは、さらに、上記Y
デコーダVDに対応して設けられるYデコーダ駆動回路
YDGと、上記メモリアレイARYL及びARYRに対
応して設けられるXデコーダXDL及びXDR1コモン
ソース線スイッチ回路5WFL及び5VFRならびに5
WNL、及び5WNR,ワード線プリチャージ信号発生
回路WPHL及びWPHR。
データ線プリチャージ信号発生回路PCL及びPCBと
をそれぞれ含む。
メモリマットMATO〜MATTは、さらに、各メモリ
アレイに対応してそれぞれ2組ずつ設けられる書き込み
用コモン!10線及び読み出し用コモンI10線をそれ
ぞれ含む、これらの書き込み用コモンI10線又は読み
出し用コモンI10線には、対応するメモリアレイのカ
ラムスイッチを介して、指定される2組の相補ビット線
が選択的にかつ排(b的に接続される。この実施例にお
いて、上記書き込み用コモンI10線は、後述するよう
に、メモリアレイの指定される相補ビット線に対して、
カラムスイッチの対応するスイッチMOSFETを介し
て直接的に接続され、読み出し用コモンI10線は、カ
ラムスイッチの対応するスイッチMOS F ETのゲ
ートを介して間接的に接続される。その結果、各コモン
I10線の直流レベルはその用途に応じて量適化され、
これによってBi・CMOSダイナミック型RAMの書
き込み及び読み出し動作が高速化される。
ところで、上記メモリマットMATO〜MAT7は、第
1図から類推できるように、MATO及びMAT4ない
しMAT3及びMAT7の組み合わせでそれぞれ対をな
す、そして、各対のメモリマットは、対応するX系選択
回路をはさんで対称的な位置に配置され、上記書き込み
用コモンI/O線及び読み出し用コモンI10線は、対
をなす2個のメモリマットを串刺しするように貫通して
配置される。また、各メモリアレイに対応して設けられ
る合計2組のコモンソース線PP及びPNは、コモンソ
ース線スイッチ回路SWF及びSWNにおいて、メモリ
アレイ外のコモンソース回路に接続される。
各メモリマットを構成する一対のメモリアレイARYL
及びARYRは、後述するように、同図の垂直方向に平
行して配置される128本のワード線ならびに4本の冗
長ワード線と、水平方向に平行して配置される512組
の相補ビット線ならびに4組の冗長ビット線とをそれぞ
れ備える。上記ワード線及び相補ビット線の交点には、
132×516個すなわち68112個のダイナミック
型メモリセルが格子状に配置される。これらのメモリセ
ルは、ワード線の選択動作が行われることによってまず
実質的に516個ずつ同時に選択され、さらにデータ線
の選択動作が行われることによってそのうちの2個が同
時に選択され、上記書き込み用コモンI10線又は読み
出し用コモンI10線に接続される。その結果、各メモ
リアレイは、それぞれ実質的に65536ビツト(いわ
ゆる64キロビツト)の記憶容量を有するものとされる
。言うまでもなく、メモリマットMATO〜MATTは
、それぞれ上記メモリアレイの2倍の記憶容量とアドレ
ス空間を有する。
この実施例において、メモリマットMATO〜MATT
は、対応するアレイ選択信号ASOL又はASORある
いはASIL又はASIRがハイレベルとされることで
選択的に起動され、ワード線選択やデータ線選択ならび
にセンスアンプ駆動に必要な一連の動作を自律的にかつ
独立して実行する。その結果、B!・CMOSダイナミ
ック型RAMは、その選択動作が簡素化されかつ高速化
されるとともに、上記メモリマットの記憶容量すなわち
128キロビットをその増設単位として、ユニット化で
きるものとなる。
(2)制御部 この実施例のBi・CMOSダイナミック型RAMは、
各部の動作を集中管理するためのタイミング発生回路を
実質的に具備しない、各部の制御論理は、後述するよう
に、直列結合される複数の機能単位によって構成され、
各機能単位は、前段に設けられる機能単位の出力信号に
従ってその動作が起動されまた停止される。その結果、
各制御論理は、いわゆる将棋倒し式回路形態とされ、所
定のクロック信号又はタイミング信号に従って同期化さ
れることな(、言い換えると所定のクロック信号又はタ
イミング信号が到来するのを待つことな(、将棋倒し式
に制御シーケンスが進行する。
これにより、等価的に81・CMOSダイナミック型R
AMの動作が高速化され、そのアクセスタイムが短縮さ
れる。
Bi・CMOSダイナミック型RAMは、上記タイミン
グ発生回路に代えて、外部から起動制御信号として供給
されるチップイネーブル信号CEや、リフレッシュ制御
信号RF、 ライトイネーブル信号W百ならびに出力イ
ネーブル信号でτをもとに所定の内部制御信号を形成し
、各部に分配する制御部を備える。
すなわち、パッド■を介して供給されるチップイネーブ
ル信号でTは、第1図に示されるように、制御部のτ百
バッファCEHに入力され、さらに内部制御信号CE1
として、半導体基板面の上辺、中込及び下辺に設けられ
る3個のCEドライバCEDU、CEDM及びCEDD
に供給される。これらのCEドライバは、対応する内部
制御48号C2U、C3U及びCIM、C2M、Trg
rならびにCID、C2D等をそれぞれ形成し、半導体
基板面の対応する位置に配置される周辺回路に供給する
同様に、パッド■を介して供給されるリフレッシュ制御
信qR下は、制御部のπ7バッファRFBに入力され、
これをもとに、内部制御信号R1了)(形成される。リ
フレッシュ制御信号RFは、第3図に示されるバッファ
単位回路ABにも入力され、これをもとに、動作サイク
ルを判定するための相補内部制御信号BR(ここで、非
反転内部制御信号BRと反転内部制御信号BRをあわせ
て相補内部制御信号BRのように表す、以下、相補信号
について同様)が形成される。
一方、パッドWEを介して供給されるライトイネーブル
信号WEは、第2図に示されるように、制御部のW百バ
フファWEBに入力され、これをもとに、内部制御信号
WIB、WG及びWOE等が形成される。ライトイネー
ブル信号WEは、第3図に示されるバッファ単位回路A
Bにも入力され、これをもとに、動作サイクルを判定す
るための相補内部制御信号BWが形成される。
さらに、パッドδ1“を介して供給される出力イネーブ
ル信号OEは、制御部のOEバッファOEBに入力され
、これをもとに、内部制御信号ORが形成される。出力
イネーブル信号OEは、第3図に示される高電圧検出回
路SVCにも入力される。高電圧検出回路SVCは、上
記出力イネーブル信号ττが回路の電源電圧VCCを超
える高電圧とされるとき、その出力信号すなわち内部制
御信号TSVを選択的にハイレベルとする。
上記制御部の各回路は、各起動制御信号が供給されるボ
ンディングパッドや各内部制御信号を受ける回路の配置
位置に対応して、それぞれ半導体基板面の最適位置に分
散して配置される。
(3)アドレス選択部 B1・CMOSダイナミック型RAMは、合計20個の
アドレス入力パッドAO〜A19を有する。このうち、
パッドAO〜へ8には、ワード線選択を行うためのXア
ドレス信号が入力され、パッドA9〜A16には、ビッ
ト線選択を行うためのXアドレス信号が供給される。さ
らに、パッドAI7〜A19には、1回のメモリアクセ
スにおいて同時に選択状態とされる8個のメモリセルに
択一的に記憶データを入出力するためのXアドレス信号
が供給される。つまり、この実施例のBi・CMOSダ
イナミック型RAMは、各アドレス信号がそれぞれ個別
の外部端子を介して入力されるいわゆるノンアドレスマ
ルチプレクス方式を採るものである。
パッドAO〜へ8を介して供給される9ビツトのXアド
レス信号は、第1図に示されるように、Xアドレスバッ
ファXABの対応する単位回路に入力される。Xアドレ
スバッファXABは、特に制限されないが、9ビツトの
パイナリイヵウンタからなるリフレッシュカウンタRF
Cを含み、内部制御信号C2U、C2M及びREFに従
って、上記バンドAO−A8を介して入力されるXアド
レス信号あるいはリフレッシュカウンタRFCから出力
されるリフレッシュアドレス信号を選択的に取り込み、
これを保持する。また、これらのアドレス信号をもとに
、相補内部アドレス信号且O〜旦8を形成する。
相補内部アドレス信号10〜18のうち、上位2ビット
を除(相補内部アドレス信号flO−f16は、X系冗
長回路XRに供給される。このうち、下位2ビツトの相
補内部アドレス信号BO及び11は、特に制限されない
が、ワード線選択駆動信号XnU及びXnDを択一的に
形成するために供される。また、残りの相補内部アドレ
ス信号旦2〜i8は、lないし3ビツトずつ組み合わさ
れた後、対応するXプリデコーダXADI又はXAD2
あるいはAX7に供給され、これらをもとに、プリデコ
ード信号AX2n、AX5n、AX7R又はAX7Wあ
るいはアレイ選択信号ASOL。
ASOR又はASIL、ASIRがそれぞれ選択的に形
成される。
ところで、X系冗長回路XRでは、上記ワード線選択タ
イミング信号の形成処理と並行して、6ビツトの相補内
部アドレス信号Bi・86と各冗長ワード線に割り当て
られた不良アドレスとの比較照合動作が行われる。その
結果、両アドレスが全ビット−政した場合、さらに相補
内部アドレス信号10と組み合わせることによって、冗
長ワード線選択駆動信号XRnU及びXRnDが択一的
に形成される。
上記ワード線選択駆動信号及び冗長ワード線選択駆動信
号ならびにプリデコード信号は、各メモリマットのXデ
コーダXD等に供給され、ワード線の選択動作に供され
る。また、アレイ選択信号ASOL、ASOR又はAS
IL、ASIRは、前述のように、所定の組み合わせで
メモリマットMATO〜MATTに共通に供給され、そ
の起動信号として供される。
一方、バンドA9〜A16を介して供給される8ビツト
のXアドレス信号は、第1図に示されるように、Yアド
レスバンファYABの対応する単位回路に入力される。
YアドレスバンファYABは、内部制御信号C3TJに
従って・Xアドレス信号を取り込み、これを保持する。
また、これらのXアドレス信号をもとに、相補内部アド
レス信号旦9〜且16を形成する。
相補内部アドレス信号!9〜816は、2ビツトずつ所
定の組み合わさせで、対応するYブリデコーグYADに
供給され、これらをもとに、プリデコード信号AVOn
、AY2n、AY4n及びAY6nがそれぞれ選択的に
形成される。相補内部アドレス信号19〜B16は、さ
らにY系冗長回路YRにも供給され、各冗長ビット線に
割り当てられた不良アドレスとの比較照合処理が並行し
て行われる。その結果、両アドレスが全ビット−致する
と、冗長データ線駆動信号YRnU及びYRnDが択一
的に形成される。
上記°プリデコード信号及び冗長データ線駆動信号は、
各メモリマットのYデコーダYD等に供給され、相補ビ
ット線の選択動作に供される。
さらに、バンドAI7〜A19を介して供される3ビツ
トの2アドレス信号は、第2図に示されるように、2ア
ドレスバツフアZABの対応する単位回路に入力される
。2アドレスバフフアZABは、上記2アドレス信号を
取り込み増幅して、上述のτ丁バフファCEBから供さ
れる内部制御信号で百に従って、これを保持する。また
、これらのZアドレス信号をもとに、相補内部アドレス
信号BIT〜旦19を形成する。
相補内部アドレス信号817〜B19は、Zプリデコー
ダZADに供給され、これらをもとに、入出力選択信号
AZO〜AZ7が択一的に形成される。これらの入出力
選択信号は、対応するライトアンプWA O−WA ?
ならびにデータ選択回路0521〜DS24及びDS8
に所定の組み合わせで供給され、入力データの書き込み
選択ならびに読み出しデータの出力選択に供される。
(4)データ入出力部 B1・CMOSダイナミック型RAMのデータ入出力部
には、それぞれ4個のデータ入カバソフ1DIB1〜D
IB4ならびにデータ出力バッファDOBI−DOB4
が設けられる。
Bi・CMOSダイナミック型RAMが×4ビット構成
とされるとき、上記データ入カバソファDIBI ND
IB4ならびにデータ出力バンフID0B1〜DOB4
はすべて使用される。
このとき、データ入カバソファD[81〜DIB4の入
力端子は、対応するデータ入出力端子I/O1〜I/O
4にそれぞれ結合され、その出力端子は、対応する21
1のライトアンプWAG及びWAIないしWA6及びW
A?の入力端子にそれぞれ結合される。これらのライト
アンプの出力端子は、対応する2組の書き込み用コモン
I10線W、100L及びWlooRないしWTO7L
及び%107Rにそれぞれ結合される。
B i −CMOSダイナミック型RAMが×4ビット
構成とされるとき、データ入カバソファDIB1〜DI
B4は、特に制限されないが、内部制御tS号WIBに
従って、対応するデータ入出力端子I/O1〜l104
を介して供給される入力データを取り込み、対応する2
個のライトアンプに伝達する。ライトアンプWAO〜W
A7は、内部制御信号WGならびに入出力選択信号AZ
O〜Az7に従って、選択的に動作状態とされる。この
動作状態において、各ライトアンプは、対応するデータ
人カバソファを介して供給される入力データをもとに相
補書き込み信号を形成し、対応する書き込み用コモン1
70線を介して、選択されたメモリセルに供給する。
同様に、データ出力バッファDOB I NDOB4の
入力端子は、対応するデータ選択回路0521〜DS2
4の出力端子にそれぞれ結合され、その出力端子は、対
応するデータ入出力端子T101〜I/O4にそれぞれ
結合される。データ選択回路0821〜DS24の二つ
の入力端子は、対応する2個のリードアンプRAO及び
RAIないしRA6及びRATの出力端子にそれぞれ結
合される。これらのリードアンプの入力端子は、対応す
る2組の読み出し用コモン!10線R100L及び且1
00RないしRI07L及び且107Rにそれぞれ結合
される。
この実施例において、メモリアレイの選択されたメモリ
セルから上記読み出し用コモンI10線を介して出力さ
れる読み出し信号は、電流信号とされる。このとき、各
読み出し用コモンI10線の電位はほぼ固定され、これ
らの読み出し用コモンI10線に結合される寄生容量の
影響が排除される。その結果、読み出し信号の伝達遅延
時間が縮小され、Bi・CMOSダイナミック型RAM
の読み出し動作が高速化される。
リードアンプRAG〜RATは、内部制御信号且S、π
1]Σ、MA、MLT、MLTD及びME等に従って、
選択的にかつ同時に動作状態とされる。この動作状態に
おいて、各リードアンプは、選択されたメモリセルから
対応する読み出し用コモン夏10線を介して出力される
読み出し信号を電圧信号に変換した後、増幅する。これ
らの読み出しデータは、各リードアンプの出力ラッチに
よって保持されるとともに、対応するデータ選択回路D
S21−DS24に伝達される。データ選択回路DS2
1−DS24は、実質的に内部制御信号DEに従って動
作状態とされ、対応する2個のリードアンプの出力信号
を入出力選択信号AZO〜AZ7に従って選択し、対応
するデータ出力バッファDOB 1〜DOB4に伝達す
る。データ出力バッファDOBI−DOB4は、実質的
に内部制御信号τπに従って動作状態とされ、対応する
データ選択回路DS21〜DS24を介して伝達される
読み出しデータを、対応するデータ入出力端子I/O1
−I/O4から送出する。
一方、Bi・CMOSダイナミック型RAMが×1ビッ
ト構成とされるとき、それぞれ1個のデータ入カバソフ
ァDIB4及びデータ出力バッファDOB4のみが使用
される。
このとき、データ入カバソファDIB4の入力端子は、
データ入力端子DIに結合され、その出力端子は、すべ
てのライトアンプWAG〜WA7に共通結合される。B
i・CMOSダイナミック型RAMがライトサイクルと
されるとき、データ入力端子DIを介して供給される入
力データは、データ入カバソファDIB4を介してすべ
てのライトアンプWAO〜WA7に伝達される。ライト
アンプWA O−WA 7は、入出力選択信号AZO〜
AZ7に従って択一的に動作状態とされ、入力データを
もとに形成した相補、書き込み信号を対応する書き込み
用コモン夏10線に供給する。
同様に、データ出力バッファDOB4の入力端子は、デ
ータ選択回路DS8の出力端子に結合され、その出力端
子は、データ出力端子DOに結合される。データ選択回
路DS8の八つの入力端子は、リードアンプRAG〜R
A7の出力端子にそれぞれ結合される。リードアンプR
AG−RATにより増幅され、その出力ラッチに保持さ
れる読み出しデータは、データ選択回路DS8により、
入出力選択信号AZO〜AZ7に従って択一的に選択さ
れ、データ出力バッファDOB4を経て、データ出力端
子DOから送出される。
B i −CMOSダイナミック型RAMのデータ入出
力部は、さらに、マルチビットテストモードに供される
マルチビットテスト回路MBTを備える。マルチビット
テスト回路MBTは、試験制御信号TMBに従って、選
択的に動作状態とされ、リードアンプRAG〜RA7か
ら出力される8ビツトの読み出しデータを比較照合して
、その結果をデータ選択回路DS8に出力する。
(5)テスト部 Bi・CMOSダイナミック型RAMは、特に制限され
ないが、第3図に示されるように、テストモード設定信
号ラッチAF及び高電圧検出回路SvCならびにテスト
モード制御回路TESTからなるテスト部を備える。
このうち、テストモード設定信号ラッチAFは、B1・
CMOSダイナミック型RAMがテストモードセットサ
イクルとされるとき、パッドA9〜A15を介して供給
されるテストモード設定信号を、内部制御信号FTに従
って取り込み、これを保持する。テストモード設定信号
ラッチAFの出力信号AF9〜AF15は、テストモー
ド制御回路TESTに供給される。
一方、高電圧検出回路SVCは、パッドOEのレベルを
モニタし、そのレベルが回路の電源電圧vCCを超える
高電圧とされるとき、その出力信号TSVを選択的にハ
イレベルとする。パッドOEのレベルには、前述のよう
に、Bi・CMOSダイナミック型RAMがテストサイ
クルとされるとき、選択的に上記高電圧が供給される。
テストモード制御回路TESTは、上記テストモード設
定信号ラッチAF及び高電圧検出回路SVCの出力信号
を受け、Bi・CMOSダイナミック型RAMのテスト
モードを制御する。
この実施例のBi・CMOSダイナミック型RAMにお
けるテストモードの種類とその具体的な内容については
、後述する。
(6)信号発生部 B l −CMOSダイナミック型RAMは、特に制限
されないが、第3図に示されるように、OEC信号発生
回路と、YE信号発生回路、下層信号発生回路FR,F
T信号発生回路及びXC信号発生回路を備える。
このうち、OEC信号発生回路は、相補内部制御信号B
W及び旦Rならびに内部制御信号WOEをもとに、内部
制御信号OECを形成する。ここで、相補内部制御信号
BWは、ライトイネーブル信号W丁がチップイネーブル
信号ττに先立ってロウレベルとされるとき、選択的に
論理“l” (その非反転信号がハイレベルとされ反転
信号がロウレベルとされる状態を論理″1″と称する。
また、この逆の状態を論理“O”と称する。以下同様)
とされ、相補内部制御信号BRは、リフレッシュ制御信
号τ丁がチンブイネーブル信号τ下に先立ってロウレベ
ルとされるとき、選択的に論理“1”とされる、内部制
御信号WOEは、内部制御信号CIMがハイレベルすな
わちチップイネーブル信号τ丁がロウレベルとされる時
点でライトイネーブル信号WEがロウレベルとされると
き、選択的にロウレベルとされる。
OEG信号発生回路の出力信号すなわち内部制御信号O
ECは、上述のOEバッファOEHに供給され、データ
出力制御に供される。
一方、YE信号発生回路YEは、特に制限されないが、
内部制御信号BR及び試験制御信号〒で“〒1らびに内
部制御信号VTiをもとに、内部制御信号YEを形成す
る。ここで、試験制御信号TCTは、後述するように、
B i −CMOSダイナミック型RAMかカウンタテ
ストモードとされるとき、選択的にハイレベルとされる
。内部制御信号YEは、内部制御信号BR又は試験制御
信号TCTのいずれかがロウレベルとされるとき、言い
換えるとB i −CMOSダイナミック型RAMがオ
ートリフレッシュモードでない場合、あるいはオートリ
フレッシュモードであってもカウンタテストモードが指
定されている場合、選択的にハイレベルとされる。この
内部制御信号YEは、リードアンプ及びライトアンプ等
を活性化するための制御信号として供される。
さらに、FR信号発生回路FRは、上記反転内部制御信
号Wπをもとに、内部制御信号丁■を形成する。内部制
御信号FRは、反転内部制御信号BRがロウレベルとさ
れるとき、言い換えるとBi・CMOSダイナミック型
RAMがオートリフレッシュモードとされるとき、選択
的にロウレベルとされる。この内部制御信号T下は、X
アドレスバンマアXABに含まれるリフレッシェカウン
タRFCのカウントパルスとして供される。
T子信号発生回路FTは、上記反転内部制御信号W7及
び正正ならびに内部制御信号CIMをもとに、内部制御
信号FTt−形成する。内部制御信号T下は、上記反転
内部制御信号「T及びπ下がともにロウレベルとされる
とき、言い換えるとライトイネーブル信号WE及びリフ
レッシュ制御信号π7がともにチップイネーブル信号■
に先立9てロウレベルとされBi・CMOSダイナミッ
ク型RAMがテストモードセットサイクルとされるとき
、内部制御信号CIMに同期して選択的にロウレベルと
される。この内部制御信号FTは、前述のように、テス
トモード設定信号ラッチAFのラッチ制御信号として供
される。
XCC信号発生回路X線、内部制御信号CEI及びWG
Cならびに試験制御信号TBI及び〒1゜W)もとに、
内部制御信号XCI及びXC2を形成する。ここで、内
部制御信号CEIは、チップイネーブル信号GEがロウ
レベルとされることでハイレベルとされ、内部制御信号
WGCは、チップイネーブル信号CEがロウレベルとさ
れてから所定の時間が経過した時点で、選択的にハイレ
ベルとされる。また、試験制御信号TBI及びTDWは
、B1・CMOSダイナミック型RAMがバーインテス
トモードあるいはダブルワード線テストモードとされる
とき、それぞれ選択的にハイレベル又はロウレベルとさ
れる。内部制御信号XC1は、試験制御信号TDWがロ
ウレベルとされるとき、言い換えるとB i −CMO
Sグイナミ7り型RAMがダブルワード線テストモード
とされるとき、内部制御信号CEIに同期して、選択的
にロウレベルとされる。同様に、内部制御信号X0丁は
、試験制御信号TBI及び内部制御信号WGCがともに
ハイレベルとされるとき、言い換えるとBム・CMOS
ダイナミック型RAMがバーインテストモードとされる
とき、選択的にロウレベルとされる。これらの内部制御
信号XCI及びX02は、X系冗長回路XRに供給され
、同時に選択状態とされるワード線の数を設定するため
に供され。
(7)電源部 Bi・CMOSダイナミック型RAMは、+5■とされ
る回路の電源電圧VCCをもとに、対応する内部電圧を
形成する複数の電圧発生回路VG。
VCH,VBB、HVC,VO2及びVREを備える。
また、上記電圧発生回路VG及びVCHならびにVBH
に、電圧発生用のパルス信号O3Cを供給する発振回路
OSCと、内部制御信号WKを形成するWK信号発生回
路を備える。
このうち、発振回路OSCは、内部制御信号CElがロ
ウレベルとされるとき、言い換えるとBi−cMOsダ
イナミ7り型RAMが非選択状態とされるとき選択的に
動作状態とされる第1の発振回路03CIと、内部制御
信号Calがハイレベルとされるとき、言い換えるとB
 1−CMOSダイナミック型RAMが選択状態とされ
るとき選択的に動作状態とされる第2の発振回路03C
2とを備える。これらの発振回路osci及び08C2
は、いずれも上記内部制御信号CEIがロウレベル又は
ハイレベルに変化される当初において1周期分のパルス
信号OSCを形成し、その後、内部制御信号CEIがロ
ウレベル又はハイレベルに固定されることで、上記パル
ス信号回路及びCMOSCを所定の周期で周期的に形成
する。
電圧発生回路VCは、上記パルス信号OSCを受け、所
定の内部電圧VCを形成する。この内部電圧VCは、電
流mとし−catsするMOSFETに所定のゲート電
圧を与えるために供される。
同様に、電圧発生回路VCHは、上記パルス信号OSC
を受け、回路の電源電圧より高いレベルとされる内部電
圧VCHを形成する。この内部電圧VCHは、各Xデコ
ーダXDのワード線駆動回路に供給され、ワード線選択
電圧として、指定されるワード線に択一的に伝達される
ところで、この実施例の81・CMOSダイナミック型
RAMには、16本のワード線を同時に立ち上げるバー
インテストモードが用意される。
このバーインテストモードが実行されるとき、内部電圧
VCHに対する負荷が急増し、上記電圧発生回路VCH
の電流供給能力では不充分となる。
このため、外部端子OEを介して、内部電圧VCHが補
充される。
電圧発生回路VBBは、上記パルス信号OSCを受け、
所定の負電圧とされる基板バックバイアス電圧VBBを
形成する。この基板パンクバイアス電圧VBBは、BI
−CMOSダイナミック型RAMの半導体基板に供給さ
れ、これによってBi・CMOSダイナミック型RAM
の動作の安定化が図られる。電圧発生回路VBBの動作
は、パッドVBTに回路の電源電圧■CCが供給される
ことで、選択的に停止される。
このように、1個の発振回路回路及びCMOSCを複数
の電圧発生回路で共有することにより、電源部の構成が
簡素化される。
電圧発生回路HVCは、回路の電源電圧VCCをもとに
、その二分の−の電圧値とされる内部電圧HVCを形成
する。この内部電圧HVCは、ビット線、書き込み用コ
モンI10線等の各相補ノードをイコライズするプリチ
ャージ電圧として供されとともに、内部電圧VPLとし
て各メモリアレイに供給され、ダイナミック型メモリセ
ルのプレート電圧として供される。電圧発生回路yi 
v cは、試験制御信号TVPGがハイレベルとされる
とき、言い換えるとB i −CMOSダイナミック型
RAMが上述のダブルワード線テストモード又はVPL
ストレステストモードとされるとき、選択的に上記内部
電圧VPLを停止する。そして、Bi・CMOSダイナ
i−/り型RAMが上記vpLストレステストモードと
され、試験制御信号TVPHがハイレベルとされること
で、内部電圧VPLを回路の電源電圧VCCとする。
電圧発生回路VREは、回路の電源電圧VCCをもとに
、所定の内部電圧VREを形成する。この内部電圧VR
Eは、各入カバソファのECL入力回路に含まれるバイ
ポーラ電流スイッチ回路に供給され、その論理スレフシ
ホルトレベルをd定する参照電位として供される、この
実施例において、電圧発生回路VREに供給される回路
の電源電圧vCCは、闇別のバッドVCCRを介してこ
のB i −CMOSダイナミック型RAMに供給され
、内部電圧VREの安定化が図られる。
WK信号発生回路WKは、上記基板バックバイアス電圧
VBBをモニタし、これが所定の値に達したことを条件
に、その出力信号すなわち内部制御信号マT)ロウレベ
ルとする。この内部制御信号WKは、τ丁バッファCE
Bに供給され、これを選択的に動作状態とするために供
される。特に制限されないが、上記バッドVBTに回路
の電源電圧VCCが供給されるとき、内部制御信号WK
はロウレベルに固定される。これにより、基板バックバ
イアス電圧VBBが浅い状態において、Bi・CMOS
ダイナミック型RAMの特性評価試験等を実施すること
ができる。
3、1.5 、内部信号形式及び周辺回路形態第6図に
は、この発明が通用されたBt−CMOSダイナミック
型RAMの内部信号形式及び周辺回路形態を示す一実施
例の機能ブロック図が示されている。同図をもとに、こ
の実施例のBl・CMOSダイナミック型RAMの内部
信号形式及び周辺回路形態の概要ならびにその特徴につ
いて説明する。なお、第6WJにおいて、0印が付され
るアルファベントは、伝達される内部信号の信号形式を
示すものであり、それぞれ第5表の意味を持つ、また、
各ブロックの枠にそって付される記号は、各ブロックの
回路形態を示すものであり、それぞれ第6表の意味を持
つ。
この実施例のB l −CMOSダイナミック型RAM
は、前述のように、高集積化及び大容量化を図る目的か
ら、そのメモリアレイがダイナミック型メモリセルによ
り構成され、センスアンプ及びカラムスイッチ等の直接
周辺回路が、同様にMOSFETにより構成される。し
たがって、まずメモリアレイにおけるワード線の選択レ
ベルが、少第5表 なくともメモリセルを構成するアドレス選択用MOSF
ETのしきい値電圧分以上、ビット線の書き込み信号振
幅の絶対値より大きいことを必要条件とされ、ビット線
選択信号など直接周辺回路に対する選択制御信号のレベ
ルが、MOSFETを充分オン・オフしうるようなMO
Sレベルであることを必要条件とされる。このため、こ
の実施例第6表 TT L  : Transistor  Trans
istor  LogicMO5:MOSFET E CL : Emittsr  Coupled  
LogicMOS:MOSFET回路 CMOS:相補型MOSF27回路 CMOS:バイポーラ・CMOS回路 ECL : ECL回路 では、第6図に示されるように、TTL又はECLレベ
ルで供給されるチップイネーブル信号で百等の起動制御
信号やアドレス信号が、各入力バッファに設けられる例
えばTTL−MOSレベ)L4換回路Cvによってまず
MOSレベルに変換された後、比較的駆動能力の大きな
りl・CMOS又はCMOSドライバDVを介して、X
系冗長回路XR及びXプリデコーダXADやY系冗長回
路YR及びYプリデコーダYADならびに2プリデコー
ダZAD等に伝達される。以下、このBi・CMOSダ
イナミック型RAMのアドレス選択部を構成する各ブロ
ックは、特に制限されないが、その論理処理を行う部分
がCMO5論理ゲート回路を基本として構成され、出力
段がCMOS回路及びバイポーラ回路が組み合わされて
なるBi・CMOS論理ゲート回路を基本として構成さ
れる。
このことが、このB1・CMOSダイナミック型RAM
の内部信号形式及び周辺回路形態に関する第1の特徴と
され、その結果、周辺回路の選択動作が高速化される。
次に、このB i −CMOSダイナミック型RAMの
内部信号形式に関する第2の特徴は、ワード線選択方式
として、そのレベルがデータ線における書き込み信号振
幅の絶対値より大きくされるワード線選択電圧すなわち
内部電圧VCHを指定されるワード線に択一的に伝達す
ることによって行われる、いわゆるスタティック型ワー
ド線選択方式を採用していることにある。これにより、
従来のダイナミック型RAM等において、ワード線選択
動作が進みワード線を駆動しうるタイミングとなったと
き、所定のブースト容量を介して形成されていたブース
トレベルのワード線選択タイミング信号は不要となり、
単に上記内部電圧VCHを選択信号に従って指定される
ワード線に選択的に伝達することによって、ワード線駆
動が実現される。その結果、上記ブーストレベルのワー
ド線選択タイミング信号を形成し、伝達するために生じ
ていた伝達遅延時間はほぼ解消され、相応してBi・C
MOSダイナミック型RAMのワード線選択動作が高速
化される。
このBi・CMOSダイナミック型RAMの内部信号形
式及び周辺回路形態に関する第3の特徴は、メモリアレ
イに対応して設けられるコモンI10線が、前述のよう
に、指定されるデータ線が対応するスイッチMOSFE
Tを介して直接的に接続される書き込み用コモンI10
線と、対応するスイッチMOSFETのゲートを介して
間接的に接続される読み出し用コモン170線とにj[
tE分離され、かつ読み出し用コモンI10線を介して
伝達される読み出し信号が電流信号とされることにある
。これにより、選択されたメモリセルから対応するデー
タ線BLを介して出力される読み出し信号は、はとんど
読み出し用コモン!10線の電位変化をともなうことな
く、言い換えると読み出し月コモンI10線に結合され
る寄生容量のチャージ又はディスチャージ動作をともな
うことなく、リードアンプR/O線に伝達される。
さらに、このBt−CMOSダイナミック型RAMの内
部信号形式及び周辺回路形態に関する第4の特徴は、読
み出し用コモンI10線に結合されるリードアンプRA
の電流電圧変換回路1−VCV及び差動増幅回路AMP
が、差動バイポーラトランジスタを基本として構成され
ることにある。
読み出し用コモンI10線を介して電流信号で伝達され
る読み出し信号は、リードアンプRAの電流電圧変換回
路によってECLレベルの電圧信号に変換された後、高
速かつ高感度の差動増幅回路によりて増幅される。そし
て、ECLレベルのまま、データ選択回路DSに伝達さ
れ、さらにデータ出力バッファDOBに伝達される。こ
れらの読み出しデータは、データ出力バッフ7DOBに
よって一旦MOSレベルに変換された後、出力ドライバ
DVからデータ出力端子DOを経て、TTL又はECL
レベルで送出される。これにより、読み出し信号の増幅
及び出力動作が高速化され、相応してBi・CMOSダ
イナミック型RAMのリードサイクルが高速化される。
このB i −CMOSダイナミック型RAMにおける
記憶データの書き込み動作は、第6図に図示されないが
、MOSレベルで行われる。
3、1.6 、基本回路及び回路素子 この実施例のB i −CMOSダイナミック型RAM
では、論理回路等の基本回路ならびに抵抗手段等の回路
素子について、いくつかの工夫がなされている。以下、
この実施例の基本回路及び回路素子の構成とその特徴に
ついて説明する。
(1)論理回路 このBi・CMOSダイナ文ツク型RAMにおいて、各
論理ブロックを構成する論理回路は、CMOS論理ゲー
ト回路及びECL回路ならびにBi ・CMOS論理ゲ
ート回路が、その動作速度と消費電流ならびにレイアウ
ト面積を考慮した上で選択的に用いられる0例えば、第
18図に示される7バツフアCEBにおいて、比較的大
fk ナファンアウトを必要とする回路については、バ
イポーラトランジスタ(以下、単にトランジスタと略称
する)Tl及びT2を基本構成とするBi −CMOS
インバータ回路BCNIやBCN2及びBi・CMOS
ナントゲート回IIBcGI等が用いられ、ファンアウ
トの少ないその他の回路についてはCMOS論理ゲート
回路が用いられる。
周知のように、B i ・CMOS論理ゲート回路の出
力信号は、トランジスタTI及びT2等のベース・エミ
ンタ電圧分だけ圧縮される。したがって、その出力信号
を受けるCMO5論理ゲート回路等において、Pチャン
ネル及びNチャンネル間O3FETがウィークリーに同
時にオン状態となり、貫通電流が流される場合がある。
このため、この実施例のBi・CMOSダイナミック型
RAMでは、例えば第18図のB1・CMOSインバー
タ回路BCNIに代表して示されるように、B1・CM
OS論理ゲート回路の出力端子に、ラッチ形態とされる
2個のCMOSインバータ回路N2及びN5等を設け、
これによって最終的な出力信号のレベルを、回路の電源
電圧VCC又は接地電位vSSまで拡大している。同様
な狙いから、例えば同図のBi・CMOSインバータ回
路BCN2に代表して示されるように、Bi−CMOS
論理ゲート回路と並列形態にCMOSインバータ回路N
6等を付加する方法も採られる。これらのことが、この
Bt−CMOSダイナ文ツク型RAMの論理回路に関す
る第1の特徴とされ、その結果、Bi・CMOSグイナ
ミンク型RAMの低消費電力化が図られる。
ところで、上記Bt−cMosインバータ回路BCNI
を構成するトランジスタTI等は、回路図から類推でき
るように、そのベースと回路の電源電圧との間に設けら
れるPチャンネルMOSFETのソースが、意ith的
にその第2のコレクタにおいて結合される。このとき、
トランジスタT1等の第1のコレクタC1は、特に制限
されないが、例えば第65図に示されるように、2個の
コンタク1−CNII及びCN12を介して、回路の電
源電圧に接続するためのアルミニウム1nFfJAL1
と結合される。一方、トランジスタTI等の第2のコレ
クタC2は、比較的大きな1個のコンタク)CN2を介
して、上記PチャンネルMOSFETのソースンと接続
するためのアルミニウム配線層AL2と結合される。こ
のことが、このBi・CMOSダイナミック、型RAM
の論理回路に関する第2の特徴とされ、その結果、Bi
・CMOS論理ゲート回路の基板電流が削減される。
次に、このB i −CMOSダイナミック型RAMの
論理回路に関する第3の特徴は、例えば第18図のCM
OSインバータ回路N2ないしN4及びCMOSナント
ゲート回路G1ないしG2ならびにB、1−CMOSナ
ントゲート回路BCGIに代表して示されるように、B
i・CMOS論理ゲート回路の出力信号を受けるCMO
Sインバータ回路等を構成するMOSFETのしきい値
電圧の絶対値を意識的に大きくしていることにある。す
なわち、BI−CMOSインバータ回路の出力信号は、
第81図(b)に例示されるように、当初、例えば回路
の電源電圧vCCからトランジスタT1等のベース・エ
ミッタ電圧vBe分だけ低下するが、CMOSインバー
タ回路N9等が並列形態に付加されることで、最終的に
は回路の電源電圧VCCに達する。ところが、通常のC
MOSインバータ回路では、例えばそれを構成するPチ
ャンネルM回路及びCMOSFETが、そのしきい値電
圧の絶対値VTHPIが比較的小さくされるために、ウ
ィークリーなオン状態となり、貫通電流iが余分に流さ
れる。このため、この実施例では、Bi−CMOS論理
ゲート回路の出力信号を受けるCMOS論理ゲート回路
等を構成するPチャンネル及びNチャンネルMOSFE
Tのしきい値電圧を、少なくともトランジスタTI等の
ベース・エミッタ電圧VBEと同等以上の大きさとする
ことで、上記貫通電流iを削減している。その結果、B
1・CMOSダイナミック型RAMのさらなる低消費電
力化が図られる。
このように、MOSFETのしきい値電圧を大きくする
ことで貫通電流iを削減する方法は、例えば、その前段
回路の出力端子とその入力端子との間のレイアウト距離
が比較的長いCMOS論理ゲート回路等についても、同
様に実施される。なお、以下の回路図等において、それ
を構成するMOSFETのしきい値電圧が意識的に大き
くされる0MO3及びBi・CMOS論理ゲート回路に
ついては、その入力側が黒く塗りつぶされる。また、B
i・CMOS論理ゲート回路については、その出力側が
黒く塗りつぶされる。
一方、ECL回路は、例えば第34図のデータ選択回路
DS2に代表して示されるように、電流スイッチ回路を
構成する一対のバイポーラトランジスタのコレクタすな
わち非反転出力ノードDS2及び反転出力ノードτ丁丁
と回路の電源電圧VCCとの間に直列形態に設けられる
ダイオードDIないしB3を備える。これらのダイオー
ドは、上記出力ノードのレベルを所定のECLレベルに
クランプする作用を持つ。ところが、特別な対策を施さ
ない場合、これらのダイオードが実質的にカットオフ状
態とされるとき、ダイオードDIとB2又はB3との共
通結合ノードのレベルがその寄生容量によって残存し、
このレベル変化に対応して動作速度が変化するという問
題が生じる。このため、この実施例では、上記共通結合
ノードと回路の電源電圧との間に、比較的小さなコンダ
クタンスを持つように設計されかつ定常的にオン状態と
されるPチャンネルMOSFETQP2等を設け、各共
通結合ノードのレベルを回路の電源電圧vCCにイコラ
イズする方法を採っている。このことが、この実施例の
Bi・CMOSダイナミック型RAMの論理回路に関す
る第4の特徴とされ、これによって、データ選択回路D
S2等の信号伝達遅延時間が安定化される。
このように、クランプダイオードの共通結合されたノー
ドをイコライズする方法は、例えば、第34図のデータ
選択回路DS8や第32図のリードアンプRA等にも採
用されている。
(2)抵抗手段 このBi・CMOSダイナミック型RAMは、拡散抵抗
を用いた複数の抵抗手段を備える。この実施例において
、上記抵抗手段は、第66図に例示され4ように、所定
のシート抵抗値を有しかつ半導体基板面の比較的長い距
離にわたって形成されるP−拡散層りを基本構成とする
。この拡散層りの一方は、特に制限されないが、固定し
た位置に形成されるコンタクトCN3を介して、アルミ
ニウム配線層ALに結合される。このコンタクトCN3
0周辺下層には、オーミック結合させるためのP÷層が
形成される。
一方、上記拡散層りの他方には、その延長方向に比較的
長い距離にわたって形成されるアルミニウム配線層AL
が固定的に設けられ、このアルミニウム配線層ALと上
記拡散層りとを結合するためのコンタクトCN4が、例
えば対応する内部回路の性能評価に見合った所定の位置
に、選択的に形成される。そして、このコンタクトCN
4ならびに拡散層りの他端を包むように、オーミック結
合させるためのP十層が形成される。つまり、抵抗手段
は、上記コンタク)CN4が形成される位置を移動させ
ることで、第66図<a>に示される最大抵抗値Rma
xから第66図(b)に示される最小抵抗値Rlll1
nまでの間において、任意の抵抗値を採りうるちのとな
る。これにより、コンタクト及び21層を形成するため
のフォトマスクを部分的に修正するだけで、各抵抗手段
の抵抗値をトリミングでき、Bi・CMOSダイナミッ
ク型RAMの製品調整を効率化できる。
(3)入力回路 このBi・CMOSダイナミック型RAMは、前述のよ
うに、TTLレベル又はECLレベルに対応しうる製品
型式を有し、これらの製品型式が共通の半導体基板によ
りて実現される。Bi・CMOSダイナミック型RAM
は、前述のように、チアブイネーブル信号τI°等の起
動制御信号やアドレス信号等に対応して設けられる複数
の大力バッファを備える。これらの大力バッファは、例
えば第18図のてπバッファCEBに代表して示される
ように、TTLレベルの入力信号に対応して設けられる
入力回路ICIと、ECLレベルの入力信号に対応して
設けられる入力回路IC2とをそれぞれ備える。これら
の入力回路は、例えばフォトマスクの接続切り換え点C
3I〜C38に関する部分が変更されることによって、
その入力レベルが選択的に切り換えられる。このことが
、この実施例のBi−cMOsダイナミック型RAMの
入力回路に関する第1の特徴とされ、結果的にBi・C
MOSダイナミック型RAMの品種展開が効率化される
一方、例えば上記CEバンファCEBの入力回路101
に着目すると、入力信号すなわちチンブイネーブル信号
CEは、まず入力回路ICIのCMOSインバータ回路
Nlに入力され、MOSレベルに変換される。CMOS
インバー7回11Ntの出力信号は、上述のBi・CM
OSインバータ回路BCNIに入力され、さらにいくつ
かのBi・CMOS論理ゲート回路を経て、内部信号C
E1とされる。このBi・CMOSダイナミック型RA
Mの入力回路に関する第2の特徴は、このように、入力
信号をまずCMOS論理ケート回路で受けた後、駆動能
力の大きなり%・CMOS論理ケート回路に引き継ぐこ
とにある。これにより、入力用外部端子からみた入力容
量が削減され、実質的に入力信号の伝達遅延時間が縮小
される。
さらに、このBi・CMOSダイナミック型RAMの入
力回路に関する第3の特徴は、例えば上記Bi・CMO
Sインバータ回路BCNIの出力信号が、その入力端子
と回路の電源電圧(第1の電源電圧)との間に設けられ
るPチャンネル型(第1導電型)のMOSFETQP1
のゲートに供給され、正帰還経路が形成されることにあ
る。この正帰還経路は、例えば回路の電源電圧の変動等
によって入力信号のレベルが実質的に変動しあるいは入
力信号にノイズが重畳される場合等において、B 1−
CMOSインバータ回路BCN1の出力信号を安定させ
る作用を持つ、その結果、入力回路■C1のノイズマー
ジンが改善され、Bi・CMOSダイナミック型RAM
の動作が安定化されるものである。
(4)駆動回路 このBi・CMOSダイナミック型RAMは、例えば第
32図のリードアンプR/O線に代表して示されるよう
に、対応する内部回路に対して所定の動作電流を選択的
に供給するための駆動回路を備える。この実施例のBt
−cMOsダイナミック型RAMは、これらの駆動回路
において、いくつかの特徴を有する。すなわち、例えば
第32図において、リードアンプRAは、一対のトラン
ジスタT3及びT4を基本構成とする電流電圧変換回路
を備える。トランジスタT3及びT4のエミッタは、対
応する読み出し用コモンI 10iJllRI OLの
非反転及び反転信号線にそれぞれ結合され、そのベース
には、回路の電源電圧vCCよりダイオード1段分だけ
低い所定の定電圧が共通に供給される。これらのトラン
ジスタのコレクタは、対応する負荷抵抗を介して回路の
電源電圧に結合され、そのエミッタと回路の接地電位と
の間には、さらにNチャンネルMOSFETQN5及び
QN6ならびにQN7及びQN8がそれぞれ直列形態に
設けられる。特に制限されないが、M回路及びCMOS
FBTQN6及びQN8は、比較的大きなコンダクタン
スを持つように設計される。MOSFETQN5及びQ
N7のゲートには内部制御信号R8が共通に供給され、
MOSFETQN6及びQN8のゲートには上述の内部
電圧VGが共通に供給される。これにより、トランジス
タT3及びT4は、上記内部制御信号R3がハイレベル
とされることを条件に、内部電圧VGの電圧値とMOS
FETQ、N6及びQN8のコンダクタンスとによって
決まる所定の動作電流を受け、動作状態とされる。
このとき、各トランジスタのコレクタには、選択された
メモリセルから読み出し用コモンI10線RIOLを介
して伝達される読み出し信号の電流変化に対応した電圧
信号が得られる。つまり、トランジスタT3及びT4は
、電流電圧変換用のセンス回路として作用する。また、
MOS F ETQN6及びQN8は、上記センス回路
に比較的大きな動作電流を与える第1の電流源として作
用し、MOSFETQN5及びQN7は、上記動作電流
をセンス回路に選択的に供給する第1のスイッチ手段と
して作用する。
上記トランジスタT3及びT4のエミッタは、さらにN
チャンネルMOSFETQN9及びQNloならびにQ
NIIを介して、回路の接地電位に結合される。このM
OSFETQNI 1は、上記MOSFETQN6及び
QN8に比較して、充分小さなコンダクタンスを持つよ
うに設計される。
MOSFETQN9及びQNIOのゲートには、上記内
部制御信号RSの反転信号すなわち反転内部制御信号R
3が共通に供給され、MOSFETQllのゲートには
上記内部電圧VCが供給される。これにより、MOSF
ETQI 1は、上記センス回路に比較的小さな動作電
流を与える第2の電流源として作用し、M回路及びCM
OSFETQN9及びQNIOは、上記反転内部制御信
号R3がハイレベルとされることを条件に、上記動作電
流をセンス回路に選択的に供給する第2のスイッチ手段
として作用する。
ここで、上記相補内部制御信号R3は、Bi・CMOS
ダイナミック型RAMが非選択状態とされるとき論理“
0′とされ、選択状態とされるとき、所定のタイミング
で一時的に論理“l”とされる、したがって、上記トラ
ンジスタT3及びT4からなるセンス回路には、BI−
CMOSダイナミック型RAMが非選択状態とされると
き、比較的小さな動作電流が供給され、これによってセ
ンス回路はウオーミングアツプ状態とされる。そして、
Bi−CMOSダイナミック型RAMが選択状態とされ
るとき、上記センス回路には比較的大きな動作電流が供
給され、これによってセンス回路は完全な動作状態とさ
れる。このことが、このBi・CMOSダイナミック型
RAMの駆動回路に関する第1の特徴とされ、その結果
としてリードアンプRAの電流電圧変換回路の動作立ち
上がりが高速化される。
ところで、上記電流電圧変換回路には、もう一つの工夫
がなされている。すなわち、Bi・CMOSダイナミッ
ク型RAMが選択状態とされるとき、センス回路を構成
するトランジスタT3及びT4に与えられる比較的大き
な動作電流は、前述のように、MOSFETQN6及び
QN8からなる別個の電流源を介して供給される。これ
は、これらの電流源を共通化した場合に、実質的に読み
出し用コモン!10線を短絡する形となって、読み出し
電流が低下するのを防止するためのものである。ところ
が、Bi・CMOSダイナミック型RAMの非選択状態
とされるとき、上記トランジスタT3及びT4に与えら
れる比較的小さな動作電流は、MOSFETQNI 1
からなる共通の電流源を介して供給される。これは、そ
のコンダクタンスが非常に小さくされるMOSFETQ
NI1を別個に設けた場合に、そのレイアウト等による
わずかな特性バラツキでかえってレベル差が生じ、セン
ス回路の立ち上がりが遅(なるのを防止するものである
。上記MOSFETQN9及びQNIOならびにQNI
Iは、第85図に示されるように、さらにレベルバラン
スを図る目的から、はぼ対称的にレイアウトされる。
駆動回路に対する上記の発明は、例えば、上記リードア
ンプRAのトランジスタT5及びT6あるいはT9及び
TIOからなるエミッタフォロア回路の駆動回路等にも
通用される。
次に、このBi・CMOSダイナミック型RAMの駆動
回路に関する第3の特徴は、上記リードアンプRAの差
動トランジスタT7及びT8を基本構成とする差動増幅
回路(内部回路)の駆動回路にある。すなわち、上記差
動トランジスタT7及びT8は、そのゲートに内部電圧
VCを受は電流源として作用するNチャンネルMOSF
ETQN17から、相補プリデコード信号AX7Rに従
って選択的にオン状態とされるNチャンネルMOSFE
TQN12等ならびに内部制御信号M/O線に従って選
択的にオン状態とされるNチャンネルMOSFETQN
16を介して選択的に動作電流が供給されることで、選
択的に動作状態とされる。
この実施例において、上記MOSFETQNI 7のド
レインと回路の接地電位との間には、所定の静電容量を
有するキャパシタCI(容量手段)が並列形態に設けら
れる。このキャパシタC1は、上記MOSFETQN1
2等ならびにQN16がともにオン状態となり、電流供
給経路が形成される当初において、−時的に差動トラン
ジスタT7及びT8に対する動作電流の引き込みを行う
、その結果、コレクタ結合による論理和がとられること
でウオーミングアツプができない差動トランジスタT7
・T8等の立ち上がりを高速化し、Bi・CMOSダイ
ナミック型RAMの読み出し動作を高速化することがで
きる。
(5)ヒユーズ切断回路 Bi・CMOSダイナミック型RAMは、前述のように
、上辺側及び下辺側メモリマットに対応して2f囚ずつ
設けられ、かつこれらのメモリマットの4組の冗長ワー
ド線ならびに4組の冗長相補ビット線の2式に対応して
共通に設けられる合計4個のX系冗長選択回路XRDO
,XRDI及びXRD2.XRD3ならびにY系冗長選
択回路YRDO,YRDI及びYRD2.YRD3を備
える。これらの冗長選択回路は、各対の冗長ワード線又
は冗長相補ビット線に割り当てられた不良アドレスを保
持する不良アドレスROMとして、不良アドレスの各ビ
ットに対応して設けられる複数のヒユーズ手段を含む。
この実施例において、各ヒユーズ手段は、第25図の冗
長イネーブル回路RCHに設けられるヒユーズ手段F1
や冗長アドレス比較回路RC/O線に設けられるヒユー
ズ手段F2に代表して示されるように、対応して設けら
れかつ比較的大きな電流供給経路を有するヒユーズ切断
用のバイポーラトランジスタTll又はT12を介して
、選択的かつ確実な切断処理を受ける。
ここで、上記トランジスタTllは、ヒユーズ切断用の
電源電圧VCR及び接地電位VSRが供給され、電源電
圧vPが冗長ワード線又は冗長データ線に対応して選択
的に供給されることで、選択的にオン状態とされる。ま
た、トランジスタT12等は、不良アドレスの対応する
ビットすなわち対応する相補内部アドレス信号Bi・8
6等が論理“l”とされることで、さらに選択的にオン
状態とされる。これにより、ヒユーズ切断用トランジス
タTll及びTI2等に供給されるベース電流が削減さ
れる。
ところで、第72図に示されるように、冗長イネーブル
回路RCEに設けられる切断用トランジスタTllを、
相補内部アドレス信号BOに従って選択的にオン状態と
することで、さらにベース電流を削減することもできる
(6)静電保護回路 Bi・CMOSダイナ文7り型RAMは、特に制限され
ないが、入力用ボンディングパッドのそれぞれに対応し
て設けられる複数の静電保護回路を備える。第88図(
a)には、上記静電保護回路の一実施例の平面配置図が
示され、第88図(b)には、その断面図が示されてい
る。また、第88図(C)には、上記静電保護回路の等
価回路図が示されている。
この実施例の静電保護回路は、特に制原されないが、金
属配線層すなわちアルミニウム配線層All及びコンタ
クトC0NTを介して対応するバンドPADに結合され
るN1拡散層すなわち入力拡散層Llをそれぞれ含む、
この入力拡散層L1は、保護抵抗Rとして作用する拡散
層L2を介して、大深度拡散NCN2 (第2の大深度
拡散N)に結合され、さらに対応するコンタクトC0N
Tならびにアルミニウム配線層AL3を介して、対応す
る内部回路の入力端子INに結合される。上記大深度拡
散層CN2は、クランプMOSFETQNのドレインと
して作用するとともに、その下層に設けられるP◆層と
結合されることで、上記入力端子INとP型半導体基板
すなわち基板バ。
クバイアス電圧VBBとの間に設けられかつ比較的小さ
なブレークダウン電圧を持っり改ンプダイオードD3を
構成する。
一方、上記入力拡散層L1の下層には、Nウェル領域N
WELLが形成され、さらにこの入力拡散層L1と対向
するように、大深度拡散層CNI(第1の大深度拡散層
)が形成される。上記大深度拡散層CNIは、対応する
アルミニウム配線層AL2を介して、回路の電源電圧V
CCに結合される。これにより、入力拡散層L1は、パ
ッドPADとP型半導体基板すなわち基板バックバイア
ス電圧VBBとの間に設けられかつ比較的大きなブレー
クダウン電圧を持つクランプダイオードDlを構成し、
大深度拡散層CNIは、回路の電源電圧vCCと基板バ
ックバイアス電圧VBBとの間に設けられかつ比較的小
さなブレークダウン電圧を持つクランプダイオードD2
を構成する。
これらのことから、パッドPADを介して入力されるス
パイクノイズ等は、まず比較的大きなブレークダウン電
圧を持つクランプダイオードDIを介して吸収され、さ
らに残存するスパイクノイズ等が、比較的小さなブレー
クダウン電圧を持つクランプダイオードD3を介して吸
収される。そして、バッドPADに負電圧のパルスが印
加されるとき、ダイオードD1が正接合となって基板に
電流が流しだされるが、上記ダイオードD3によって吸
収される。これにより、静電保護回路の保護特性が向上
され、B1・CMOSダイナミック型RAMの信頼性が
高められる。
3、1.7 、アドレス構成及び選択方式B1・CMO
Sダイナミック型RAMは、前述のように、ノンアドレ
スマルチプレクス方式をとり、合計20個のアドレス入
力端子AO〜A19を備える。さらに、Bi・CMOS
ダイナミック型RAMは、第5図に示されるように、そ
れぞれ対をなす8個のメモリマットMATO及びMAT
4ないしMAT3及びMAT7を備え、各メモリマット
は、一対のメモリアレイARYL及びARYRをそれぞ
れ備える。そして、各メモリアレイは、第4図に示され
るように、4本ずつ群分割される32群、合計128本
のワード線と、512組のデータ線をそれぞれ備える。
この実施例において、Bi・CMOSダイナミック型R
AMが選択状態とされるとき、上記メモリマットMAT
O〜MATTは、それぞれ4個ずつ同時に動作状態とさ
れる。そして、第5図に斜線を付して示されるように、
同時に動作状態とされる4個のメモリマットから、左又
は右側のメモリアレイが同時に動作状態とされる。つま
り、このBi・CMOSダイナミック型RAMでは、半
導体基板面の短辺に平行する中心線(以下、横の中心線
と称する)をはさんでそれぞれ4個のメモリマットが対
称的に配置され、このうちいわゆる千鳥状に配置される
4個のメモリマットが同時に動作状態とされる。その結
果、複数のメモリマットが同時に動作状態とされること
による半導体基板面の発熱分布が均一化され、Bi・C
MOSグイナミンク型RAMの信頼性が高められる。
このBt−CMOSダイナミック型RAMにおいて、2
0個のアドレス入力端子AO〜A19を介して入力され
るアドレス信号は、特に制限されないが、第7表に示さ
れるように分類され、それぞれ対応する用途に供される
。すなわち、まずアドレス入力端子AO〜へ8を介して
入力される9ビツトのアドレス信号AO〜A8は、Xア
ドレス信号とされ、このうち、下位2ビ、トのアドレス
信号AO及びA1は、特に制限されないが、上記第7表 第7表(つづき) ワード線群内の4本のワード線を択一的に指定するワー
ド線選択駆動信号XO〜X3を形成するために供される
。また、上位2ビツトのアドレス信号A7及び八8は、
同時に動作状態とされる4個のメモリマットの組み合わ
せを指定するアレイ選択信号ASOL、ASOR又はA
SIL、ASIRを択一的に形成するために供される。
そして、残り5ビツトのアドレス信号は、A2ないしA
4あるいはA5及びA6の組み合わせで対応するXプリ
デコーダに供給され、プリデコード信号AX20〜AX
27あるいはAX50〜AX53を択一的に形成するた
めに供される。
上記アレイ選択信号は、対応するメモリマットに供給さ
れ、これによって各メモリマットが、ワード線及びデー
タ線の選択動作ならびにセンスアンプ駆動等の一連の動
作を開始する。また、上記ワード線選択駆動信号及びプ
リデコード信号は、各Xデコーダに供給され、これによ
って動作状態とされるメモリアレイから指定される1本
のワード線が択一的に選択状態とされる。
同様に、アドレス入力端子A9〜A16を介して入力さ
れる8ビツトのアドレス信号A9〜A16は、Yアドレ
ス信号とされ、データ線の選択動作に供される。すなわ
ち、アドレス信号A9〜A16は、第7表に示されるよ
うに、それぞれA9及びA10.All及びAl1.A
13及びA14ならびにA15及びA16の組み合わせ
で対応するYプリデコーダに供給され、これによってプ
リデコード信号AYOQ〜AYO3ないしAY60〜A
Y63が択一的に形成される。
上記プリデコード信号は、各Yデコーダに供給され、そ
の結果、動作状態とされるメモリアレイから指定される
2本の相補ビット線が選択され、対応する2組の書き込
み用コモンI10線又は読み出し用コモンI10線を介
して、ライトアンプ又はリードアンプに接続される。前
述のように、この実施例のB i −CMOSダイナミ
ック型RAMでは、同時に4四のメモリアレイが同時に
動作状態とされ、これらのメモリアレイのそれぞれから
2組の相補ビット線、言い換えると2個のメモリセルが
同時に選択状態とされる。つまり、このB」・CMOS
ダイナミック型RAMでは、1回のメモリアクセスにお
いて、常に8個のメモリセルが同時に選択状態とされ、
対応するライトアンプ又はリードアンプまで接続された
後、2アドレス信号による選択動作を待つ。
一方、アドレス入力端子A17〜A19を介して入力さ
れる3ビツトのアドレス信号A17〜A19は、第7表
に示されるように、2アドレス信号とされ、記憶データ
の入出力選択動作に供される。アドレス信号A17〜A
19は、Xプリデコーダによってデコードされ、これに
よって入出力選択信号AZO〜AZ7が択一的に形成さ
れる。
これらの入出力選択信号は、後述するように、対応する
ライトアンプWAO〜WA?ならびにデータ選択回路D
S2及びDS8に供給され、その結果、データ入力端子
DIを介して入力される書き込みデータが同時に選択状
態とされる8個のメモリセルに択一的に伝達され、ある
いは同時に選択状態とされる81固のメモリセルから出
力される読み出しデータが択一的にデータ出力端子Do
を介して送出される。
3、1.8 、冗長方式 Bi・CMOSダイナミック型RAMは、前述のように
、それぞれ対をなし基板面中央のX系選択回路をはさん
で4個ずつ対称的に配置される合計8個のメモリマット
MATO〜MAT3 (以下、上辺側メモリマットと称
す)ならびにMAT4〜MAT? (以下、下辺側メモ
リマットと称す)を備える。これらのメモリマットは、
それぞれ一対のメモリアレイを備え、さらに、各メモリ
アレイは、それぞれ4本の冗長ワード線RWLO〜RW
L3と4組の冗長相補ビット線RBLO−RBL3とを
備える。
このBi・CMOSダイナミック型RAMは、上記冗長
ワード線ならびに冗長相補データ線の割り当て方法すな
わち冗長方式に関するい(つかの特徴を有する。すなわ
ち、このBi・CMOSダイナミック型RAMの冗長方
式に関する第1の特徴は、冗長ワード線ならびに冗長相
補データ線に対する切り換えが、上辺側及び下辺側のメ
モリマットにおいてそれぞれ独立して行われ、いわゆる
ブロック救済方式をとっていることにある。これは、半
導体基板面の配置位置が異なる場合、障害の内容が異な
ることを考慮したものであり、このように冗長救済単位
が縮小されることによってBi・CMOSダイナミック
型RAMの救済率すなわち製品歩留りが高められる。
次に、このB i −CMOSダイナミック型RAMの
冗長方式に関する第2の特徴は、各メモリアレイの冗長
ワード線に対する切り換えが、隣接して配置される2本
のワード線を単位として行われことである。これは、隣
接ワード線間の短絡障害が比較的高い確率で発生してい
ることを考慮したものであり、これによってBi・CM
OSダイナミック型RAMの救済率すなわち製品歩留り
がさらに高められる。
さらに、Bi・CMOSダイナミック型RAMでは、後
述するように、各メモリアレイにおける相補ビット線の
選択動作が2組を単位として行われ、冗長相補ビット線
に対する切り換えもこれに合わせて2組を単位として行
われる。
以上のことから、B5−CMOSダイナミック型RAM
のX系冗長回路XRでは、下辺側メモリマットに対応し
て2個のX系冗長選択回路XRDO及びXRDIが設け
られ、下辺側メモリマットに対応して2個のX系冗長選
択回路XRD2及びXRD3が設けられる。これらのX
系冗長選択回路は、上辺側又覗下辺側に配置される4個
のメモリマットすなわち8個のメモリアレイに設けられ
る4本の冗長ワード線のうちの2本に、それぞれ共通に
対応付けられる。各X系冗長選択回路では、まず、最下
位ビットならびにアレイ選択用の上位2ビ7トを除く6
ビントの相補内部アドレス信号Bl〜fi6と、対応す
る2本の冗長ワード線に割り当てられた不良アドレスと
の比較照合処理が行われる。その結果、両アドレスが一
致した場合、さらに最下位ビットの相補内部アドレス信
号旦0との組み合わせによって、上辺側又は下辺側メモ
リマットに対応する冗長ワード線選択駆動信号XROU
−XR3U又はXROD〜XR3Dが、それぞれ択一的
に形成される。
同様に、Bi・CMOSダイナミック型RAMのY系冗
長回路YRでは、上辺側メモリマットに対応して2個の
Y系冗長選択回路YRDO及びYRDIが設けられ、下
辺側メモリマットに対応して2個のY系冗長選択回路Y
RD2及びYRD3が設けられる。これらのY系冗長選
択回路は、上辺側又は下辺側に配置される4個のメモリ
マー/ )すなわち8(Ililのメモリアレイに設け
られる4組の冗長相補ビット線のうちの2組に、それぞ
れ共通に対応付けられる。各Y系冗長選択回路では、Y
アドレス信号に対応する8ビツトの相補内部アドレス信
号旦9〜旦16と、対応する2組の冗長相補ビット線に
割り当てられた不良アドレスとの比較照合処理が行われ
る。その結果、両アドレスが一致した場合、上辺側ある
いは下辺側メモリマットに対応する冗長ビット線駆動信
号YROU又はYRIUあるいはYROD又はYRID
が、それぞれ択一的に形成される。
3、1.9、基本的レイアウト方式 このBi・CMOSダイナミック型RAMは、半導体基
板面のレイアウトに関するいくつかの特徴を有する。以
下、この実施例のBi・CMOSダイナミック型RAM
の基本的レイアウトの概要とその特徴について説明する
(1)チンプレイアウト 第47図には、このBi・CMOSダイナミック型RA
Mの半導体基板面における一実施例のチンプレイアウト
図が示されている。なお、以下の説明では、便宜上、第
47図の上方及び下方をそれぞれ半導体基板面の上辺及
び下辺と称し、同図の左方及び右方をそれぞれ半導体基
板面の右辺及び左辺と称する。
第47図において、Bi・CMOSダイナミック型RA
Mを構成する各ブロックは、その表面が長方形を呈する
P型半導体基板面に形成される。
半導体基板面の中央部には、短辺に平行する中心線(以
下、横の中心線と称する)にそって、X系選択回路を含
む中込周辺回路PHMが配置され、この中込周辺回路P
HMをはさんで、それぞれ4個のメモリマットMATO
〜MAT3ならびにMAT4〜MATTが対称的に配置
される。
この実施例において、各メモリマットは、一対のメモリ
アレイをそれぞれ含み、各メモリアレイは、実質的に1
28本のワード線をそれぞれ含む。
そして、各ワード線は、いわゆる分割ワード線方式を採
り、上記中道間近回路PHMを起点としてかつ半導体基
板面の各短辺に向かうべく配置される。言うまでもなく
、Bi・CMOSダイナミック型RAMのメモリアクセ
スは、まずワード線の選択動作すなわちX系選択動作を
もって開始される。このように、X系選択回路を含む中
込周辺回路PHMを半導体基板面の中央部に配置し、こ
れをはさんで対称的にワード線すなわちメモリマットを
配置することで、Bi・CMOSダイナミック型RAM
のワード線選択動作が高速化され、そのアクセスタイム
が高速化される。
メモリマットMATO〜MAT3の外([111には、
半導体基板面の上辺にそって、例えばYアドレスバッフ
ァYAB等を含む上辺周辺回路PHUが配置される。同
様に、メモリマットMA74〜MAT7の外側には、半
導体基板面の下辺にそって、例えばライトアンプ及びリ
ードアンプを含む下辺周辺回路PHDが配置される。
第47図から類推できるように、入力fa号又は出力信
号を各周辺回路に伝達するためのボンディングパッドは
、対応する上辺周辺回路PHU及び中込周辺回路PHM
ならびに下辺周辺回路PHDの周辺にそれぞれ近接して
配置される。これにより、各入力信号及び出力信号の伝
達遅延時間が短縮され、Bi・CMOSダイナミック型
RAMの高速化が図られる。
(2)メモリマット及びメモリアレイ 第48図には、第47図の半導体基板面の上辺側に配置
されるメモリマットMATO〜MAT3の一実施例の基
本配W図が示されている。半導体基板面の下辺側に配置
されるメモリマツ)MAT4〜MATTは、同図と半導
体基板面の横の中心線をはさんで線対称的に配置される
第48図において、各メモリマットの中央部には、Yデ
コーダYDが配置され、これをはさむように、一対のメ
モリアレイARYL及びARYRが配置される。各メモ
リアレイの左右には、対応するP型センスアンプSAP
及びN型センスアンプSANがそれぞれ配置され、その
下方には、対応するχデコーダXDがそれぞれ配置され
る。また、各メモリアレイの上方ならびに各Xデコーダ
XDの下方には、対応するコモンソース線スイッチ回路
SWF及びSWNがそれぞれ配置され、各コモンソース
線スイッチ回路SWNの内側には、対応するワード線プ
リチャージ信号発生回路wpHがそれぞれ配置される。
yデコーダYD及び各N型センスアンプSANとの間に
は、ワード線と平行するように、それぞれ2組の書き込
み用コモンI10線及び読み出し用コモンI10線が配
置される。これらのコモンI10線は、前述のように、
半導体基板面の横の中心線をはさんで対称的に配置され
るメモリマットまで貫通して配置される。また、特に読
み出し用コモンI10線が結合されるリードアンプは、
バイポーラトランジスタによって構成され、非常に大き
な感度を有する。このため、この実施例のB i −C
MOSダイナミック型RAMでは、第75図に示される
ように、2組の読み出し用コモン!10線RI/Oの両
側に、2本の接地電位供給線VSSを配置している。こ
れにより、読み出し用コモンI10線に対する他の信号
線からのカップリングを防止し、Bi・CMOSダイナ
ミック型RAMのノイズマージンを高めている。
(3)周辺回路及びバンド 第49図には、第47図の81・CMOSダイナミック
型RAMの上辺周辺回路PHUの部分配置図が示されて
いる。また、第50図及び第51図には、第47図の9
1−CMOSダイナ<7り型RAMの中道周辺回路PH
M及び下辺周辺回路PHDの部分配置図がそれぞれ示さ
れている。
第49図において、上辺周辺回路P HUのほぼ中央部
には、特に側層されないが、YアドレスバンファYAB
及びYプリデコーダYADが配置され、これらをはさん
でY系冗長回路YRが配置される。左側のY系冗長回路
YRの上方には、電圧発生回路VC及びセンスアンプ駆
動回路SAPが配置され、その周辺には、Yアドレス信
号を入力するためのアドレス入力用バッドA9〜A13
等が配置される。同様に、右側のY系冗長回路YRの上
方には、発振回路OSCや電圧発生回路VBB、αドラ
イバCEDU及びWK信号発生回路WK等が配置され、
その右側には、電圧発生回路HVC,XC信号発生回路
XC,テストモード制御回路TEST、ならびにテスト
モード設定信号ラッチAF等が配置される。これらの回
路の周辺には、Yアドレス信号を入力するためのアドレ
ス入力用パッドA8及びA14〜A16等が配置される
。さらに、上辺周辺回路PHUの最下段には、メモリマ
ットMATO〜MAT3にそって、センスアンプ駆動用
のPチャンネルMOSFET (MO3P)が配置され
る。
第50図において、中道周辺回路PHMの中央部には、
特に制限されないが、X系冗長回路XRが配置され、そ
の両側には、XアドレスバンファXABやXプリテコー
ダXAD2及びAX7ならびに各種の信号発生回路が配
置される。この中道周辺回路PHMには、さらにワード
線選択用の電圧発生回路VCHや、W丁バッファWEB
、百下バンファRFBならびにCEドライバCEDM等
が含まれる。また、中道周辺回路PHMの両側には、半
導体基板面の各長辺にそって、Xアドレス信号を入力す
るためのアドレス入力用パッドAO〜A7が配置される
一方、第51図において、下辺周辺回路PHDは、メモ
リマットMAT4〜MAT7にそ9て配置されるそれぞ
れ8個のライトアンプWA及びリードアンプRAと、そ
の最上段に配置されるセンスアンプ駆動用のNチャンネ
ルMOSFET (MO3N)とを含む、これらのライ
トアンプWA及びリードアンプRAの下方には、Zアド
レスバンファZAB−?’ZプリデコーダZAD、デー
タ選択回路DS2及びDS8ならびにデータ人力バッフ
ァDIR及びデータ出力バンファDOB等が配置される
。これらの回路の周辺には、2アドレス信号を入力する
ためのアドレス入力用パッドA17〜A19やデータ入
力用バッドDI及びデータ出力用バッドDO等が配置さ
れる。また、各起動制御信号を入力するためのパッドτ
E、RF、WE”及びOE等や回路の接地電位を供給す
るためのパッドVSS等も配置される。
(4)ワード線及びワード線駆動回路 第52図には、第48図のメモリマットのXデコーダ回
路に含まれる単位回路UXDの一実施例の部分配置図が
示されている。また、第53図ないし第57図には、上
記単位回路UXDの拡大配置図が示されている。なお、
以下の拡大配置図において、複数の拡大配置図は、対応
する記号が付される位置において結合される。また、各
拡大配置図の上部には、アルミニウム配線層以後のレイ
アウト状態が示され、その下部には、第1層のアルミニ
ウム配線層までが示される。
この実施例において、各XデコーダXDは、ワード線群
すなわち4本のワード線に対応して設けられる32個の
単位回路UXDと、4本の冗長ワード線に対応して設け
られるもう1個の単位回路UXDを備える。これらの単
位回路UXDは、プリデコード信号AX20〜AX27
及びAX50〜AX53及びXDGを受け、対応するワ
ード線群を選択状態とするデコーダ回路の一部と、上記
、デコーダ単位回路の出力信号とワード線選択駆動信号
xO〜x3を受は群内のワード線を択一的に選択状態と
するワード線駆動回路WDとを含む。
そして、これらのワード線駆動回路WDは、群内のワー
ド線に対応して設けられる複数のPチャンネル型(第1
導電型)及びNチャンネル型(第2導電型)MOSFE
Tを含む。
この実施例において、XデコーダXDの各単位回路UX
Dは、対応する4本のワード線のレイアウトピッチと同
一のピッチで、かつこれらのワード線の延長方向に縦長
に配置される。そして、ワード線駆動回路WDの各ワー
ド線に対応する4組のPチャンネルMOS F ET及
びNチャンネル間O3FETが、第53図ないし第57
図に示されるように、交互に隣接するように縦積み配置
される。これにより、ワード線駆動回路WDのレイアウ
トが効率化され、XデコーダXDのレイアウト所要面積
が縮小される。
一方、各ワード線は、前述のように、分割ワード線方式
をとり、ワード線の延長方向に分割されてなる複数の分
割ワード線と、これらの分割ワード線と平行して形成さ
れかつこれらの分割ワード線を共通結合するメインワー
ド線とからなる。この実施例において、各分割ワード線
は、特に制限されないが、対応する複数のメモリセルの
ゲート層を兼ね、例えば比較的シート抵抗値の小さいシ
リサイド等によって形成される。また、各メインワード
線は、アルミニウム配線層等の金属配線層によって形成
され、各分割ワード線の延長方向のほぼ中央部において
、対応する複数の分割ワード線を共通結合する。その結
果、各ワード線における選択信号の伝達遅延時間が短縮
され、Bi・CMOSダイナミック型RAMのワード線
選択動作がさらに高速化される。
(5)センスアンプ 第58図には、第48図のメモリマットのN型センスア
ンプSANに含まれる単位回路USANの一実施例の部
分配置図が示されている。また、第59図ないし第61
図には、上記単位回路υSANの拡大配置図が示されて
いる。
この実施例において、YデコーダYDの各単位回路は、
後述するように、2組の相補データ線に対応して設けら
れる。これらの単位回路は、第60図に示されるように
、メモリアレイARYL及びARYRに対応して設けら
れる二つのN型センスアンプSANにはさまれて配置さ
れ、その両側には、それぞれ2組の読み出し用コモンI
10線RIOA及びRIOBならびに書き込み用コモン
I10線WIOA及びWIOBが配置される。これらの
コモンI10線の下層には、対応するスイッチMOSF
ETが配置され、その外側には、N型センスアンプSA
Nの対応する単位回路が配置される。これらの単位回路
には、比較的大きな線幅をもって形成されるコモンソー
ス線PNを介して、回路の接地電位が選択的に供給され
る。上記読み出し用コモンI10線RIOA及びRIO
Bの両側には、前述のように、シールド作用を持つ一対
の接地電位供給線VSSがそれぞれ近接して形成される
一方、第62図には、第48図のメモリマットのP型セ
ンスアンプSANに含まれる単位回路USAPの一実施
例の拡大配置図が示されている。
第62図において、P型センスアンプSAPの単位回路
USAPは、対応するメモリアレイをはさみ、かつ上記
N型センスアンプSANの対応する単位回路USANと
ほぼ対称的に配置される。
これらの単位回路には、比較的大きな線幅をもって形成
されるコモンソースl$PPを介して、回路の電源電圧
が選択的に供給される。
(6)コモンI10線 Bi・CMOSダイナミック型RAMは、前述のように
、各メモリアレイに対応してそれぞれ2組ずつ設けられ
る書き込み用コモンI10線及び読み出し用コモンI1
0線を備える。このうち、書き込み用コモンI/O線は
、指定される相補データ線に対して、対応するスイッチ
MOSFETを介して直接的に接続され、読み出し用コ
モンI10線は、対応するスイッチMOSFETのゲー
トを介して間接的に接続される。そして、各コモンI1
0線は、対をなしかつ基板中央のX系選沢回路をはさん
で対称的に配置される二つのメモリアレイを、串刺しす
べく貫通して配置される。また、読み出し用コモンI1
0線は、特に高感度のリードアンプに結合されることか
ら、その両側にはシールド作用を持つ接地電位供給線が
近接して配置され、ノイズマージンが改善される。
ところで、この実施例のBi・CMOSダイナミック型
RAMでは、上記書き込み用コモン11線及び読み出し
用コモンI10線は、対をなす二つのメモリアレイで実
質的に共有される。このため、例えば第67図及び第6
8図に示されるように、書き込み用コモンI10線及び
読み出し用コモンI/O線として共用されるコモン11
線上01及び上02を設ける方法が考えられる。すなわ
ち、第67図では、コモン11線ユ01及び±02が、
下辺側に設けられるメモリアレイARYUと下辺側に設
けられるメモリアレイARYDの中間で交差して配置さ
れ、各コモンI10線は、例えば、その上方において対
応するライトアンプに結合され、その下方において対応
するり一ドアンプに結合される。そして、これらのコモ
ンI10線に対して、各メモリアレイから選択されるそ
れぞれ1組、合計2組の相補データ線が選択的に接続さ
れ、Bi・CMOSダイナミック型RAMの動作モード
に応じて、ライトアンプ又はリードアンプが選択的に動
作状態とされる。その結果、コモンI10線の必要数が
半減し、相応してレイアウト所要面積が削減される。
一方、第68図では、共通のコモンI/O線±01及び
上02は、メモリアレイARYU及びARYDの中間に
おいて交差されないが、各データ線の書き込みノードW
及び読み出しノードRが、上下のメモリアレイにおいて
それぞれ異なるコモンI10線に結合されることで、実
質的にコモンI10線が交差され、上記第67図と同様
な効果を得ることができる。
なお、この実施例のB I −CMOSダイナミック型
RAMのように、それぞれ2組の書き込み用コモンI1
0線及び読み出し用コモンI10線が個別に設けられる
場合でも、例えば第69図に示されるように、対をなす
メモリアレイARYU及びARYDからそれぞれ1組の
相補データ線を選択することもよい。
(7)基準電位発生回路 コ(D B i−CM OSダイナミック型RAMは、
前述のように、各起動制御信号やアドレス信号等に対応
して設けられる複数の入力バンファを備える。これらの
入力バッファは、TTL及びECLレベルの両方に対応
して設けられ選択的に有効とされる二つの入力回路を有
する。このうち、ECLレベルに対応して設けられる入
力回路は、後述するように、差動バイポーラトランジス
タを基本構成とする電流スイッチ回路を含み、この差動
トランジスタに所定の動作電流を与えるための電流源を
含む。これらの電流源は、例えば、第71図(a)に示
されるように、そのベースに所定の基準電位を受け、そ
のエミッタが所定の抵抗を介して回路の接地電位に結合
されるトランジスタT13〜TI5等をそれぞれ基本構
成とする。
ECL回路を基本構成とする従来の半導体築積回路装置
において、上記電流源に基準電位を供給するための基準
電位発生回路は、上記第71図(a)に例示されるよう
に、複数の電流源に対して共通に設けられる。したがっ
て、その供給経路における電圧低下や動作電流の変化に
ともなって基準電位そのものの値が変動し、電流スイッ
チ回路の動作マージンが低下される。
このため、この実施例のBi・CMOSダイナミック型
RAMでは、各電流源に対応して設けられかつ対応する
電流源に近接して分散配置される複数の基準電位発生回
路が用意される。これにより、各基準電位発生回路から
電流源までのレイアウト距離が短縮されるとともに、基
準電位発生回路を他の電流源と共有することによる基準
電位の変動が防止される。その結果、電流スイッチ回路
の動作マージンが拡大され、Bi・CMOSダイナミッ
ク型RAMの動作が安定化される。
(8)電源幹線 第63図には、第47図(DB i −CMOSダイナ
ミック型RAMの一実施例の電源幹線図が示されている
、なお、同図では、回路の電源電圧vCCを伝達する電
源供給線が実線で示され、回路の接地電位VSSを伝達
する電源供給線が点線で示されている。
第63図において、電源電圧供給パッドVCCを介して
供給される回路の電源電圧VCCは、上辺周辺回路PH
U及び中道周辺回路PHMならびに下辺周辺回路PHD
にそって配置される複数の横の電源電圧供給線と、半導
体基板面の二つの長辺にそって配置され上記横の電源電
圧供給線を共通結合する2本の縦の電源電圧供給線を介
して、分配される。そして、上記横の電源電圧供給線か
ら分岐される複数の電源電圧供給線を介して、さらに各
メモリマットに分配される。
同様に、接地電位供給パッドVSSを介して供給される
回路の接地電位VSSは、上辺周辺回路PHU及び中道
周辺回路PHMならびに下辺周辺回路PHDにそって配
置される複数の横の接地電位供給線と、半導体基板面の
二つの長辺にそって配置され上記横の接地電位供給線を
共通結合する2本の縦の接地電位供給線を介して、分配
さ・れる2そして、上記横の接地電位供給線から分岐さ
れる複数の接地電位供給線を介して、さらに各メモリマ
ットに分配される。
一方、電源電圧供給パッドVCCMを介して供給される
回路の電源電圧■CCは、上記電源電圧供給線と別途に
設けられる電源電圧供給線を介して、センスアンプ駆動
用のPチャンネルMOSFET (MOSP)ならびに
データ出力バッファDOBに伝達される。同様に、接地
電位供給パッドVSSMを介して供給される回路の接地
電位VSSは、上記接地電位供給線と別途に設けられる
接地電位供給線を介して、上記データ出力バッファDO
Bならびにセンスアンプ駆動用のNチャンネルM回路及
びCMOSFET(MoSN)に伝達される。このよう
に、比較的電流変化の大きなセンスアンプ駆動MOSF
ETならびにデータ出力バッファDOBに対する電源電
圧供給線及び接地電位供給線を別途に設けることで、他
の周辺回路に対する電源ノイズが抑制され、その動作が
安定化される。
第63図には示されていないが、この実施例のBi・C
MOSダイナミック型RAMでは、前述のように、電圧
発生回路VREに対する電源電圧供給バンドVCCRが
、さらに別途に設けられ、内部電圧VREの安定化が図
られる。
ところで、電源電圧供給線及び接地電位供給線等の電源
供給線は、半導体基板に設けられる2層のアルミニウム
配線層ALI及びAl1によって形成される。これらの
アルミニウム配線層は、メインワード線や各回路素子間
を結合する信号線としても用いられる。このため、半導
体基板面の各所で、上記信号線と同層のアルミニウム配
線層により形成される電源供給線とが交差する場合が生
じる。このとき、第64図(a)に示されるように、信
号線によって交差される例えばアルミニウム配線層AL
Iの電源供給線を直角に切断し、スルーホール(コンタ
クト)THを介してアルミニウム配線層AL2に迂回さ
せる場合、切断断面積が少なくなり、またアルミニウム
配線層ALI及びAl1を結合するスルーホールTHの
数も少ない、したがって、電源供給線の実質的なインピ
ーダンスが増大し、電源変動の原因となる。
これに対処するため、このBi・CMOSダイナミック
型RAMでは、第64図(b)あるいは(C)に示され
るように、上記信号線及び電源供給線を実質的に斜めに
交差させている。これにより、電源供給線の切断断面積
が大きくされ、またアルミニウム配線層ALI及びAl
1を結合するスルーホールTHの数が多くされる。その
結果、電源供給線の実質的なインピーダンスが抑えられ
、電源変動が抑制される。
(9)主信号線 このBi・CMOSダイナミック型RAMは、例えばチ
ップイネーブル信号で百等の起動制御信号を有し、これ
らの起動制御信号を半導体基板面の中央部及び各短辺に
そって配置される複数の周辺回路に分配するクロック信
号線を備える。これらのクロック信号線等のいわゆる主
信号線は、半導体基板面の上辺及び下辺側に配置される
複数のメモリマットならびにメモリアレイを越えて伝達
される、したがって、主信号線のレイアウト長が長くな
り、その実質的なインピーダンスが増大して、対応する
クロック信号等のノイズマージンが低下する。
これに対処するため、この実施例のBt−CMOSグイ
ナミソク型RAMでは、例えば、半導体基板面の左下辺
に配置されるτπバンファCEBから下辺周辺回路PH
Dに含まれるCBドライバCEDD及び中道周辺回路P
HMに含まれるCEドライバCEDMならびに上辺周辺
回路PHUに含まれるCEドライバCEDUに伝達され
る内部制御信号CEIを、各メモリマット及びメモリア
レイの両側に半導体基板面の各長辺にそって配置される
2本の信号線を介して伝達し、さらにこれらの信号線を
半導体基板面の中央部すなわち中道周辺回路PHMに含
まれる上ECEドライバCEDMにおいて共通結合する
方法をとっている。これにより、主信号線の実質的なイ
ンピーダンスが低くされ、対応するクロック信号等のノ
イズマージンが拡大される。
3.1.10.テスト方式 このB1・CMOSダイナミック型RAMは、製品完成
後において、外部端子を介して実施しうる複数のテスト
モードを有し、そのためのテストモード制御回路TES
Tやテストモード設定信号ラッチAF等を内蔵する。
B1・CMOSダイナミック型RAMは、前述のように
、リフレッシュ制御信号FT及びライトイネーブル信号
Wτがチンブイネーブル信号τTに先立ってロウレベル
とされることで、テストモードセットサイクルとされ、
このとき、アドレス入力端子A9〜A15を介して供給
されるテストモード設定信号に従って、そのテストモー
ドが選択的に指定される。そして、チンブイネーブル信
号CEがロウレベルとされるとき、出カイネーブル信号
入力端子了百で回路の電源電圧を超える所定の高電圧が
供給されることで、テストサイクルとされ、対応するテ
ストモードによる実質的な試験動作を開始する。
第8表には、このBt−CMOSダイナミック型RAM
に用意されるテストモード設定信号と対応するテストモ
ードが表示されている。同表にそって、この実施例のB
i・CMOSダイナミック型RAMのテストモードの概
要とその特徴について説明する。
(1)マルチビットテストモード 第8表 B i−CMOSダイナミック型RAMは、テストモー
ドセット号イクルにおいて、アドレス入力端子A9を介
して供給されるテストモード設定信号が論理@1″とさ
れることで、マルチビットテストモードとされる。この
後、テストモード動作すなわち出力イネーブル信号OE
を回路の電源電圧VCC以上に上げると、Bi・CMO
Sダイナミック型RAMでは、試験制御信号TMBがハ
イレベルとされ、入出力選択信号AZO〜AZ?はいず
れもロウレベルとされる。このため、同時に選択状態と
される8個のメモリセルからリードアンプRAO〜RA
7を介して出力される8ビツトの読み出しデータが、マ
ルチビットテスト回路MBTに伝達され、ここで、デー
タ入力端子DIを介して供給される期待値データと照合
される。その結果、8ビツトの読み出しデータがすべて
期待値データと一致した場合、データ出力端子DOから
ハイレベルの出力信号が送出され、1ビットでも期待値
データと異なると、ロウレベルの出力信号が送出される
(2)カウンタテストモード Bi・CMOSダイナミック型RAMは、テストモード
セットサイクルにおいて、アドレス入力端子AIOを介
して供給されるテストモード設定信号が論理“1゛とさ
れることで、カウンタテストモードとされる。この後、
テストモード動作すなわち出力イネーブル信号OEを回
路の電源電圧VCC以上に上げると、Bi・CMOSダ
イナミック型RAMでは、試験制御信号TCTがロウレ
ベルとされ、Y系活性化信号YEが、オートリフレッシ
ュサイクルにおいてもハイレベルとされる。
このため、オートリフレ7シエサイクルを実行しながら
Y系すなわちリードアンプ及びライトアンプを動作状態
とすることができるため、リフレッシュカウンタRFC
によってアドレスを指定しながら、所定の読み出し又は
書き込み試験動作を行うことができる。これにより、リ
フレッシュカウンタRFCの動作の正常性等を試験確認
することができる。
(3)バーインテストモード B i −CMOSダイナミック型RAMは、テストモ
ードセットサイクルにおいて、アドレス入力端子All
を介して供給されるテストモード設定信号が論理“1″
とされることで、バーインテストモードとされる。この
後、テストモード動作すなわち出力イネーブル信号OE
を回路の電源電圧VCC以上に上げると、Bi・CMO
Sダイナミック型RAMでは、試験制御信号TBIがハ
イレベルとされ、内部制御信号XC2が所定のタイミン
グでロウレベルとされる。このため、ワード線選択駆動
信号XO〜X3が一斉にハイレベルとされ、同時に動作
状態とされる4個のメモリアレイからそれぞれ4本、合
計16本のワード線が同時に選択状態とされる。これに
より、ワード線の選択比率を高め、効率的なスクリーニ
ングを行うことができる。
なお、このバーインテストモードでは、同時に16本の
ワード線が選択状態とされることで、ワード線選択電圧
を形成する電圧発生回路VCHの電流供給姥力が不足す
る。このため、この実施例のBi・CMOSダイナミッ
ク型RAMでは、試験制御用の高電圧が供給される出力
イネーブル信号入力端子OBを介して、上記内部電圧V
CHを補充する方法がとられる。
(4)VPLストレステストモード B i −CMOSダイナミック型RAMは、テストモ
ードセットサイクルにおいて、アドレス入力端子A12
を介して供給されるテストモード設定信号が論理″1′
″とされることで、VPLストレステストモードとされ
る。この後、テストモード動作すなわち出力イネーブル
信号iを回路の電源電圧VCC以上に上げると、B i
 −CMOSダイナミック型RAMでは、試験制御信号
TMPHがハイレベルとされ、あわせて試験制御信号T
VPCがハイレベルとされる。このため、電圧発生回路
HVCによるメモリセルへの内部電圧HVCすなわちプ
レート電圧VPLの供給が停止され、代わって回路の電
源電圧vCCが上記プレート電圧VPLとしてメモリセ
ルに供給される。これにより、例えばメモリセルにロウ
レベルの書き込みを行って第1酸化膜へのVPLストレ
スを与えることで、メモリセルの保持特性の劣化等を試
験確認することができる。
(5)ダブルワード線テストモード Bi・CMOSダイナミック型RAMは、テストモード
セットサイクルにおいて、アドレス入力端子A13を介
して供給されるテストモード設定信号が論理″1”とさ
れることで、ダブルワード線テストモードとされる。こ
の後、テストモード動作すなわち出力イネーブル信号τ
τを回路の電源電圧VCC以上に上げると、B i −
CMOSダイナミック型RAMでは、試験制御信号TD
Wがロウレベルとされ、これによって内部制御信号Yτ
Tがロウレベルとされ、試験制御信号TVPGがハイレ
ベルとされる。このため、電圧発生回路HVCによるメ
モリセルへのプレート電圧VPLの供給が停止されると
ともに、指定されるワード線の他に、対応するメモリア
レイの冗長ワード線、つまり上記ワード線と共通のデー
タ線に結合される冗長ワード線が強制的に選択状態とさ
れる。これにより、例えば同時に選択状態とされるメモ
リセルの記憶データの論理を反転しておくことで、二つ
のメモリセルの情報保持能力を比較し、情報蓄積用キャ
パシタの容量不足等を試験確認することができる。
なお、この実施例のBi・CMOSダイナミック型RA
Mでは、各メモリアレイに設けられる4本の冗長ワード
線のうち、特に制限されないが、2本の冗長ワード線R
WL2及びRWL3が上記ダブルワード線テストモード
に供される。
(6)ワード線スクリーニングテストモードBi・CM
OSダイナミック型RAMは、テストモードセットサイ
クルにおいて、アドレス入力端子A14を介して供給さ
れるテストモード設定信号が論理111とされることで
、ワード線スクリーニングテストモードとされる。この
後、テストモード動作すなわち出カイネーブル信号百百
を回路の電源電圧700以上に上げると、Bi −CM
OSダイナミック型RAMでは、試験制御信号TWLが
ハイレベルとされる。このため、各メモリアレイのすべ
てのワード線がその遠端において回路の接地電位に結合
され、さらに順次選択状態とされることで、ワード線に
試験電流が流される。
これにより、すべてのワード線に関する半断線状態等の
スクリーニングを効率的に実施することができる。
(7)ビット線スクリーニングテストモードBt−CM
OSダイナミック型RAMは、テストモードセットサイ
クルにおいて、アドレス入力端子A15を介して供給さ
れるテストモード設定信号が論理“l”とされることで
、ビット線スクリーニングテストモードとされる。この
後、テストモード動作すなわち出力イネーブル信号OE
を回路の電源電圧VCC以上に上げると、Bi・CMO
Sダイナミック型RAMでは、試験制御信号TBLがハ
イレベルとされる。このため、各メモリアレイにおいて
、隣接して配置されかつ同時に選択状態とされる2組の
相補ビット線が短絡され、さらに順次書き込みデータを
設定することで、短絡電流が流される。これにより、す
べてのビット線に関する半断線状態等のスクリーニング
を効率的に実施することができる。
3.2.各部の具体的構成とレイアウトならびにその動
作及び特徴 第18図ないし第43図には、この発明が通用されたB
i・CMOSダイナミック型RAMの各部の一実施例の
回路図が示されている。また、第44図ないし第46図
には、上記BI−CMOSダイナミック型RAMの一実
施例の信号波形図が示されている。これらの図をもとに
、この実施例のBi・CMOSダイナミック型RAMの
各部の具体的構成とレイアウトならびにその動作及び特
徴について説明する。なお、第18図ないし第43図の
回路図では、各部の構成がいわゆる階層的に図示される
。このため、各部の構成が複雑である場合、まず各部の
全体的なブロック構成が示され、さらに各機能単位の具
体的な回路構成が、重複しないように例示的に示される
。第44図ないし第46図の信号波形図は、必要に応じ
て参照されたい。
3、2.1 、メモリマット この実施例のB1・CMOSダイナミック型RAMは、
前述のように、それぞれ対をなす合計8個のメモリマッ
トMATO及びMAT4ないしMAT3及びMAT7が
設けられる。対をなすこれらのメモリマットは、半導体
基板面の中央部に配置されるX系選択回路をはさんでそ
れぞれ対称的に配置され、対応する合計4組の書き込み
用コモン!10線及び読み出し用コモンI10線によっ
てそれぞれ串刺しされる。
メモリマットMATO〜MATTは、特に制限サレfl
いが、第26図に示されるように、1個のYデコーダY
Dと、このYデコーダVDをはさんで対称的に配置され
る一対のメモリアレイARYL及びARYRをそれぞれ
備える。また、YデコーダVDに対応して設けられるY
デコーダ駆動回路YDGと、各メモリアレイに対応して
設けられる2個のXデコーダXD、ワード線プリチャー
ジ信号発生回路WPH及びビット線プリチャージ信号発
生回路PCならびに2組のコモンソース線スィッチ回路
SWF及びSWNをそれぞれ備える。
これらのメモリマットは、前述のように、Bi・CMO
Sダイナミック型RAMの構成単位としてユニット化さ
れ、対応するプレイ選択信号ASL(ASOL又はAS
IL)あるいはASR(ASOR又はASIR)がハイ
レベルとされることで選択的に動作状態とされ、記憶デ
ータの書き込み又は読み出しあるいはリフレッシュに必
要な一連の動作をそれぞれ自律的に実行する。
(1)メモリアレイ 各メモリマットを構成するメモリアレイARYL及びA
RYRは、第28図に示されるように、同図の垂直方向
に平行して配置される128本のワード線WLO〜WL
 l 27ならびに4本の冗長ワード線RWLO−RW
L3と、水平方向に平行して配置される512組の相補
ビット縁立ユ0〜BL511ならびに4組の冗長相補ビ
ット線RBLO〜RBL3とをそれぞれ備える。これら
のワード線及び相補ビット線の交点には、情報蓄積用キ
ャパシタ及びアドレス選択用M回路及びCMOSFET
からなるダイナミック型メモリセルが、所定の規則性を
もって結合される。
メモリアレイを構成するワード線は、その一方において
、対応するXデコーダXDに結合され、択一的に選択状
態とされる。また、その(を方において、そのゲートに
試験制御信号TWLを受けるNチャンネルMOSFET
を介して、回路の接地電位にそれぞれ結合される。この
試験制御信号TWLは、前述のように、Bi・CMOS
ダイナミック型RAMがワード線スクリーニングテスト
モードとされるとき選択的にハイレベルとされ、これに
よってメモリアレイのすべてのワード線が回路の接地電
位に接続される。
一方、メモリアレイを構成する相補ビット線は、その一
方において、PセンスアンプSAPの対応する単位回路
に結合される。また、そのイ6方において、N型センス
アンプSAN及びデータ線プリチャージ回路の対応する
単位回路に結合され、さらに対応する書き込み用スイッ
チMOSFET又は読み出し用スイッチMOSFETを
介して2組ずつ、書き込み用コモンI101mwtoA
及び!10Bあるいは読み出し用コモンI10線RIO
A及びRIOBに選択的に接続される。このとき、書き
込み用コモンI10線WIOA及びWIOBは、対応す
る書き込み用スイッチMOSFETを介して直接的に指
定される相補ビット線に接続され、読み出し用コモンI
10線RIOA及びR10Bは、対応する読み出し用ス
イッチMOSFETのゲートを介して間接的に接続され
る。その結果、各読み出し用コモンI10線には、指定
される相補ビット線上に確立される読み出し信号に対応
した電流信号が形成される。
以上のように、このB i −CMOSダイナミック型
RAMのメモリアレイは、まず8個のメモリマットに分
割されかつそれぞれのメモリマットにおいて2個に分割
されることで、実質的にビット線の延長方向に16分割
される。周知のように、ビット線における微小読み出し
信号の信号量は、第79図の特性図に示されるように、
ビット線の寄生容量CBとメモリセルを構成する情報蓄
積用キャパシタの容量C8との比すなわちCB/C3に
ほぼ比例し、これによってBi・CMOSダイナミック
型RAMのアクセスタイムTAC5が決定される。この
ため、上記のようにメモリアレイをビット線の延′長方
向に分割し、いわゆるビット線分割方式をとることで、
B 1−CMOSダイナミック型RAMの構成はより最
適化され、そのアクセスタイムが高速化される。
さらに、このB i −CMOSダイナミック型RAM
では、前述のよう1に、各相補ビット線が対応するスイ
ッチMOSFETのゲートを介して間接的かつ選択的に
読み出し用コモンI10線に接続される。したがって、
この実施例のメモリアレイでは、各相補ビット線が、例
えばシェアドセンス用のMOS F ETを介すること
なく直接対応するスイッチMOS F ETに結合され
、いわゆるシェアドセンス方式をとらない、そして、第
80図(a)に示されるように、各メモリアレイARY
に対応して、センスアンプSAならびに書き込み用コモ
ンI10線WIO及び読み出し用コモンI/0線RIO
が設けられ、その中間に、対応するYデコーダYDがそ
れぞれ設けられる。これにより、相補ビット線の実質的
な容量は低下され、読み出し用コモンI10線において
充分な信号量が確保される。つまり、コモンI10線を
用途別に分離して設けるこのBi・CMOSダイナミッ
ク型RAMでは、シェアドセンス方式をとらないことが
最適解となりうる。
なお、シェアドセンス方式をとらないことによるレイア
ウト効率の低下が問題となる場合、例えば第80図(b
)に示されるように、YデコーダYDの両側に、メモリ
アレイARYと対応するセンスアンプSAならびに書き
込み用コモンI10線WIO及び読み出し用コモンL1
0線RIOからなる複数のユニットを配置し、これらの
ユニットを共通のビット線選択信号とユニット選択信号
によって選択的に活性化する方法がある。
(2)センスアンプ 各メモリアレイに含まれるP型センスアンプSAPの単
位回路は、そのゲート及びドレインが互いに交差結合さ
れる2個のPチャンネルMOSFETによって構成され
る。これらのMOSFETの共通結合されたゲート及び
ドレインは、対応する相補ビット線にそれぞれ結合され
、そのソースはコモンソース線PPに共通結合される。
同様に、各メモリアレイに含まれるN型センスアンプS
ANの単位回路は、そのゲート及びドレインが互いに交
差結合される2個のNチャンネルMOSFETによって
構成される。これらのMOSFETの共通結合されたゲ
ート及びドレインは、対応する相補ビット線にそれぞれ
結合され、そのソースはコモンソース線PNに+通結合
すレる。
これにより、N型センスアンプSANの各単位回路は、
P型センスアンプSAPの対応する単位回路とともに、
1個のセンスアンプ単位増幅回路を構成する。これらの
単位増幅回路は、コモンソース線PPに回路の電源電圧
が供給され、コモンソース線PNに回路の接地電位が供
給されることで、選択的に動作状態とされる。この動作
状態において、各単位増幅回路は、選択されたワード線
に結合される複数のメモリセルから対応する相補ビット
線を介して出力される微小読み出し信号をそれぞれ増幅
し、ハイレベル又はロウレベルの2値読み出し信号とす
る。
(3)コモンソース線スイッチ回路 及びセンスアンプ駆動回路 コモンソース線スイッチ回路SWF及びSWNは、特に
制限されないが、第26図に示されるように、対応する
アレイ選択信号r百に従って選択的にオン状態とされる
2対のPチャンネルMOSFET及びNチャンネルMO
SFETをそれぞれ含む。すなわち、対応するアレイ選
択信号ASがハイレベルとされ、対応するメモリアレイ
が選択状態とされないとき、コモンソース線スイッチ回
路SWFでは、端子PNI及びPPPならびに端子PP
I及びPNFがたすきがけ状に接続され、コモンソース
線スイッチ回路SWNでも、端子PNN及びPP2なら
びに端子PPN及びPN2がたすきがけ状に接続される
。一方、対応するアレイ選択信号Asがロウレベルとさ
れ、対応するメモリアレイが選択状態とされると、コモ
ンソース線スイッチ回路SWFでは、対応する端子PN
I及びPNPならびに端子PPI及びPPPが平行接続
サレ、コモンソース線スイッチII%SWNでも、端子
PNN及びPN2ならびに端子PPN及びPP2が平行
接続される。
この実施例において、8個のメモリマットMATO〜M
ATTは、前述のように、それぞれ対をなし、上記コモ
ンソース線PP及びPNは、対をなす2個のメモリマッ
トすなわちメモリアレイのそれぞれを串刺しすべく貫通
して配置される。そして、対応する2個のメモリアレイ
を貫通したコモンソース線PP及びPNは、第1図に示
されるように、上辺側のメモリアレイの外側すなわち対
応するコモンソース線スイッチ回路SWFの端子PP1
又はPN3においてそれぞれ共通結合され、このうちコ
モンソース線PPすなわち端子PPlが、さらにPチャ
ンネル型の3個のセンスアンプ駆動MOSFETを介し
て、電源電圧供給用バンドVCCMに結合される。これ
らの駆動MOSFETのゲートには、センスアンプ駆動
回路SAPから、対応するセンスアンプ駆動信号SAI
ないし丁τ丁がそれぞれ供給される。
同様に、対応する2個のメモリアレイを貫通したコモン
ソース1jlPP及びPNは、下辺側のメモリアレイの
外側すなわち対応するコモンソース線スイッチ回路SW
Fの端子PP3又はPNIにおいてそれぞれ共通結合さ
れ、このうちコモンソース線PNすなわち端子PNIが
、さらにNチャンネル型の2個のセンスアンプ駆動MO
S F ETt−介して、接地電位供給用パッドVCC
Mに結合される。これらの駆動MOSFETのゲートに
は、センスアンプ駆動回路SANから、対応するセンス
アンプ駆動信号SAI及びSA2がそれぞれ供給される
一方、対応する2個のメモリアレイを貫通するコモンソ
ース線PP及びPNは、対応する2個のメモリアレイの
中間すなわち端子PP2及びPN2においてそれぞれ共
通結合され、さらにコモンソース線イコライズ回路PS
Sの入力端子に結合される。このコモンソース線イコラ
イズ回路PSSは、第30図に示されるように、上記共
通結合ノードPP2及びPN2の間に設けられ比較的大
きなコンダクタンスを持つようにされるNチャンネルM
OSFETと、上記共通結合ノードPP2と内部電圧H
VC供給点との間に設けられ比較的小さなコンダクタン
スを持つようにされるもう一つのNチャンネルMOSF
ETとを含む。これらのMOSFETは、Bi・CMO
Sダイナミック型RAMが非選択状態とされるとき選択
的にオン状態となり、上記共通結合ノードPP2及びP
N2を短絡するとともに、上記内部電圧HVCのレベル
にプリチャージする。
ところで、上記センスアンプ駆動信号SAI〜SA3な
らびにSAI〜SA2は、第30図に示されるように、
センスアンプ駆動信号発生回路SAならびにセンスアン
プ!iI!!動回路SAP及びSANにより、所定のタ
イミング条件に基づいて形成される。すなわち、センス
アンプ駆動信号発生回路SAは、ワード線選択駆動信号
X0U−X3U及びX0D−X3Dあるいは冗長ワード
線選択駆動信号XROU−XR3U及びXROD−XR
3Dがそれぞれ択一的にハイレベルとされ、かつ内部制
御信号CIMがハイレベルとされることで、センスアン
プ駆動信号SAをハイレベルとする。
このセンスアンプ駆動信号SAは、センスアンプ駆動回
路SAP及びSANによって順次遅延され又は反転され
、対応する上記センスアンプ駆動信号5AI−百ズゴあ
るいは5AI−SA2とされる。センスアンプ駆動信号
SA了〜τズコが順次ロウレベルとされ、またセンスア
ンプ駆動SAI〜SA2が順次ハイレベルとされること
で、対応するセンスアンプ駆動MOSFETが順次オン
状態とされる。
これらのことから、対応するアレイ選択信号ASがハイ
レベルとされ、対応するメモリアレイが選択状態とされ
るコモンソース線PP及びPN。
言い換えるならば、対応するコモンソース線スイッチ回
路SWF及びSWNがいわゆる平行接続されるコモンソ
ース線PP及びPNに限って、回路の電源電圧及び接地
電位が、対応するセンスアンプSAP及びSANを動作
状態とする正常な極性で供給され、これによって対応す
るメモリアレイがいわゆる選択状態とされる。そして、
対応するコモンソース線スイッチ回路SWF及びSWN
がいわゆるたすきがけ状に接続されるコモンソース線P
P及びPNには、回路の電源電圧及び接地電位が逆極性
で供給されるため、対応するメモリアレイはいわゆる非
選択状態とされる。このとき、これらのコモンソース1
jlPP及びPNは、等価的に電源供給線として作用す
る。
(4)ビット線プリチャージ回路及び ビット線プリチャージ信号発生回路 各メモリアレイに含まれるビット線プリチャージ回路の
単位回路は、第28図に例示されるように、各相補ビッ
ト線の非反転信号線及び反転信号線間に設けられ比較的
大きなコンダクタンスを持つようにされる1個のNチャ
ンネルMOS F ETと、各相補ビット線の非反転信
号線と内部電圧HVC供給線との間に設けられ比較的小
さなコンダクタンスを持つようにされるもう1個のNチ
ャンネルMOSFETとによって構成される。これらの
MOSFETのゲートには、ビット線プリチャージ信号
発生回路PCから、ビット線プリチャージ信号PCが共
通に供給される。
ビット線プリチャージ回路の各単位回路を構成する2個
のMOSFETは、上記ビット線プリチャージ信号PC
がハイレベルとされることで、選択的にオン状態とされ
る。その結果、各相補ビット線の非反転及び反転信号線
がそれぞれ短絡されるとともに、その電位が内部電圧H
VCすなわち回路の電源電圧vCCのほぼ二分の−のレ
ベルにプリチャージされる。
ところで、上記プリチャージ信号PCは、第27図なら
びに第84図(a)のプリチャージ信号発生回路PCか
ら明らかなように、Bi・CMOSグイナミソク型RA
Mが非選択状態とされるとき、回路の電源電圧vCCの
ようなハイレベルとされる。そして、Bi・CMOSダ
イナミック型RAMが選択状態とされるとき、まずキャ
パシタC1とプリチャージ信号線PCの寄生容量とのチ
ャージシェアによって、はぼ回路の電源電圧■CCの二
分の−すなわち内部電圧HVCと同一のレベルとされ、
さらに対応するアレイ選択信号ASがハイレベルとされ
ることで、選択的に回路の接地電位のようなロウレベル
とされる。その結果、プリチャージMOSFETの制御
が高速化され、相応してB1・CMOSダイナミック型
RAMの読み出し動作が高速化される。
一方、プリチャージ回路の単位回路を構成するMOSF
ETは、プリチャージ信号PCのハイレベルに見合った
所定のコンダクタンスを持つものとされ、これによりそ
の物理的なサイズが決定される。そして、このMOS 
F ETの大きさがプリチャージ信号PCの負荷量を左
右し、またメモリアレイのレイアウト所要面積にも影響
する。このため、例えば第84図(b)に示されるよう
に、Bi・CMOSダイナミック型RAMが非選択状態
とされる当初において直前のメモリアクセスにおけるア
レイ選択信号ASに対応して選択的にかつ一時的に内部
電圧VCHのような高電圧とされる第2のプリチャージ
信号PCIを用意し、このプリチャージ信号PCHによ
ってオン状態とされるもう一つのプリチャージMOSF
ETを設ける方法が考えられる。このMOSFETのコ
ンダクタンスすなわちサイズは、上記プリチャージ信号
PCが一時的に内部電圧VCHとされることで、従来の
プリチャージMOSFETのほぼ二分の−とされる。ま
た、これに応じて、対をなすもう一つのプリチャージM
OSFETのサイズも小さ(され、結果的にメモリアレ
イのレイアウト所要面積が縮小されるものとなる。
(5)Xデコーダ及びワード線駆動回路XデコーダXD
は、特に制限されないが、第29図に示されるように、
メモリアレイの4本のワード線すなわち各ワード線群に
対応して設けられる32個のワード線駆動回路WDを備
え、さらに上記ワード線群に対応して設けられ32の出
力を有するデコーダ回路を含む、これらのワード線駆動
回路WDには、ワード線選択駆動信号XO〜X3が共通
に供給されるとともに、上述のワード線選択電圧すなわ
ち内部電圧VCHと内部制御信号WPHが供給される。
Xデコーダ回路は、さらに、4本の冗長ワード線に対応
して設けられるもう1個のワード線駆動回路WDを備え
る。このワード線駆動回路WDには、冗長ワード線選択
駆動信号XRO〜XR3が供給されるとともに、上記ワ
ード線選択電圧すなわち内部電圧VCHと内部制御信号
WPHが供給される。このワード線駆動回路WDの入力
端子りには、特に制限されないが、反転内部信号XDG
の反転信号すなわち対応するアレイ選択信号Asが供給
される。
ここで、ワード線選択駆動信号XO〜X3は、後述する
ように、B i −CMOSダイナミック型RAMが選
択状態とされかつワード線選択動作が可能な状態となっ
たとき、下位2ビツトの相補内部アドレス信号fiO及
びBlに従って択一的にハイレベルとされる。また、冗
長ワード線選択駆動信号XRO〜XR3は、後述するよ
うに、メモリアクセスに際して入力されるアドレスと対
応する冗長ワード線に割り当てられた不良アドレスとが
一致したとき、所定のタイミングで選択的にハイレベル
とされる。さらに、内部電圧V CHは、前述のように
、その絶対値が相補データ線における書き込み信号振幅
の絶対値を超える所定の高電圧とされる。また、内部制
御信号WPHは、第27図に示されるように、Bi・C
MOSダイナミック型RAMが非選択状態とされ、対応
するアレイ選択信号Asならびに内部制御信号CIMが
ロウレベルとされるとき、回路の接地電位のようなロウ
レベルとされ、Bi・CMOSダイナミック型RAMが
選択状態とされ、対応するアレイ選択信号Asならびに
内部制御信号CIMがともにハイレベルとされることで
、内部電圧VCHのような高電圧とされる。
一方、XデコーダXDのデコーダ単位回路は、特に制限
されないが、対応する上記ワード線駆動回路WDの入力
端子りと内部ノードnlとの間に設けられるインパーク
回路N7と、上記内部ノードn1とインバータ回路N8
の出力端子との間に直列形態に設けられる2個のデコー
ダMOSFETQN18及びQN19とを含む。このう
ち、MOSFETQN19は8個のデコーダ単位回路に
よって共有され、いわゆるデコーダトリーが形成される
。MOSFETQNI 8及びQN19のゲートには、
プリデコード信号AX20−AX27ならびにAX50
〜AX53が、対応する所定の組み合わせでそれぞれ供
給される。これにより、XデコーダXDの各単位回路の
出力信号すなわちワード線駆動回路WDの入力信号りは
、対応するアレイ選択信号ASがハイレベルとされ、か
つプリデコード信号AX20〜AX27ならびにAX5
0〜AX53が対応する所定の組み合わせで一斉にハイ
レベルとされることを条件に、選択的にハイレベルとさ
れる。
XデコーダXDの各ワード線駆動回路WDは、第29図
に例示されるように、対応するワード線群を構成する4
本のワード線に対応して設けられる4個の単位回路を含
む、これらの単位回路は、特に制限されないが、例えば
ワード線WLOとワード線選択電圧供給点すなわち内部
電圧VCH供給点との間に設けられるPチャンネル型(
第1導電型)(7)MOSFETQP15 (第1(7
)MOSFET)と、上記ワード線WLOと回路の接地
電位(第2の電源電圧)との間に設けられそのゲートが
上記MOSFETQPI 5のゲートすなわち内部ノー
ドn2に共通結合されるNチャンネル型(第2導電型)
のMOSFETQN23 (第2のMOSFET)とを
それぞれ含む、上記内部ノードn2と内部電圧VCH供
給点との間には、そのゲートに上記内部制御信号WPH
(プリチャージ制御信号)を受けるPチャンネルMOS
FETQP13が設けられる。また、このMOSFET
QP13と並列形態に、そのゲートが対応する上記ワー
ド11wt、oに結合されるPチャンネルMOSFET
QP14(第4のMOSFET)が設けられる。さらに
、上記内部ノードn2と回路の接地電位との間には、上
記入力信号りがハイレベルとされかつ対応する上記ワー
ド線選択駆動信号Xo等がハイレベルとされることで、
選択的にオン状態とされるNチャンネルMOSFETQ
N20 (スイッチ手段)が設けられる。
これらのことから、ワード線駆動回路WDの上記単位回
路は、入力信号りがハイレベルとされかつ対応するワー
ド線選択駆動信号XO〜X3がハイレベルとされるとと
もに、内部制御信号WPHが内部電圧VCHのような高
電圧とされるとき、対応するワード線WLO〜WL3を
選択的に内部電圧VCHのような選択レベルとする。M
OSFETQP14は、ワード線レベルを安定化するた
めの正帰還回路を構成する。
冗長ワード線に対応して設けられるワード線駆動回路W
Dは、対応するアレイ選択信号AS及び冗長ワード線選
択駆動信号XRO〜XR3に従って同様な動作を行い、
冗長ワード線RWL O−RWL3を択一的に内部電圧
V CHのような選択レベルとする。
第83図(b)に示されるように、その絶対値が相補デ
ータ線における書き込み信号振幅の絶対値を超える内部
電圧VCHすなわちワード線選択電圧を、指定されるワ
ード線に択一的に伝達するいわゆるスタティックワード
線選択方式をとることで、Bi・CMOSダイナミック
型RAMのワード線選択動作は、第83図(a)に示さ
れるようなブースト容量により高電圧のワード線選択駆
動信号xiを形成する従来のダイナミック型RAM等に
比較して、ブースト動作に要する時間ならびにワード線
選択駆動信号xiの伝達遅延時間等分だけ高速化され、
相応してそのアクセスタイムが高速化される。
(6)Yデコーダ このBi・CMOSダイナミック型RAMの各メモリア
レイは、前述のように、512組の相補ビット線と4組
の冗長相補ビット線とを備える。
これらの相補ビー/ )線は、それぞれ2組ずつ対をな
し、YデコーダVDから、対応する書き込み用データ線
選択信号wyso〜WYS255あるいはRWYSO,
RWYSIが択一的にハイレベルとされることで、書き
込み用コモンI10線W10A及uwroBに2組ずつ
選択的に接続され、また、対応する読み出し用ビット線
選択信号RYSO〜RYS 255あるいはRRYSO
,RRYSlが択一的にハイレベルとされることで、読
み出し用コモンI/O線1?IOA及び且10Bに2組
ずつ選択的に接続される。
YデコーダVDは、特に制限されないが、第27図に示
されるように、2組の相補ビット線に対応して設けられ
、その4個ずつがそれぞれデコーダ単位回路を構成する
256個のビット線駆動回路と、2組の冗長相補ビット
線に対応して設けられる2個のビット線駆動回路を備え
る。これらのビット線駆動回路には、Yデコーダ制御信
号YDGO〜YDG3とプリデコード信号AYOO〜A
YO3及びAV20〜AY23ならびにAV40〜AY
43が対応する所定の組み合わせで供給され、あるいは
対応するYデコーダ制御信号YRGO又はYRGIが選
択的に供給される。さらに、すべてのビット線駆動回路
には、内部制御信号WCLが共通に供給される。
ここで、Yデコーダ制御信号YDGO〜YDG3及びY
RGO,YRGIならびに内部制御信号WCLは、Yデ
コーダ駆動回路YDGによって形成される。すなわち、
Yデコーダ駆動回路YDGは、第26図に示されるよう
に、対応するアレイ選択信号ASL又はASRがハイレ
ベルとされるとき、内部制御信号CIM及びWGがハイ
レベルであることを条件に、すなわちBi・CMOSダ
イナミック型RAMがライトサイクルで選択状態とされ
ることを条件に、上記内部制御信号WCLをハイレベル
とする。また、内部制御信号YRがハイレベルであるこ
とを条件に、すなわちメモリアクセスに際して入力され
るアドレスがいずれの冗長相補データ線に割り当てられ
た不良アドレスとも一致しないことを条件に、上記Yデ
コーダ制御信号YDGOガT丁τ丁をプリデコード信号
AY60〜AY63に従って択一的にロウレベルとする
。さらに、対応する内部信号YRO又はYRlがハイレ
ベルであることを条件に、すなわちメモリアクセスに際
して入力されるアドレスが対応する冗長相補ビット線に
割り当てられた不良アドレスと一致することを条件に、
上記Yデコーダ制御信号YRGO及びYRGlを選択的
にロウレベルとする。
ビット線駆動回路は、対応する上記Yデコーダ制御信号
YDGO−Y下でコがロウレベルとされかつプリデコー
ド信号AVGO−AYO3及びAY20〜AY23なら
びにAY40〜AY43が対応する組み合わせで一斉に
ハイレベルとされることを条件に、あるいは対応する上
記Yデコーダ制御信号YRGO又はYRGlがロウレベ
ルとされるごとを条件に、まず、読み出し用ビット線選
択信号RYSO〜RYS255あるいはRRYSO,R
RYSIを択一的にハイレベルとする。そして、やや遅
れて内部制御信号WCLがハイレベルとされる場合、さ
らに対応する書き込み用ビット線選択信号WYS 0−
WYS 255あるいはRWYSO,RWYSIを択一
的にハイレベルとする。これにより、メモリアレイの対
応する2組の相補ビット線が、まず読み出し用コモンI
10線RIOA及びRIOBに接続され、さらに選択的
に書き込み用コモンI10線WIOA及びWIOBに接
続される。
ところで、上記YデコーダYDでは、第70図(a)の
概念図に示されるように、読み出し用ビット線選択信号
RYSが、B i −CMOSダイナミック型RAMの
動作サイクルに関係なく形成され、読み出し用コモンI
 10#tAが、メモリアクセスごとに活性化される。
このため、第70図(b)に示されるように、読み出し
ビット線選択信号RYSを、リードサイクルにおいて選
択的にハイレベルとされる内部制御信号RCLによって
ゲート制御することで、読み出し用コモンI10線をリ
ードサイクル時のみ活性化してもよい。
3.2.2.X系選択回路 (1)Xアドレスバッファ Bi・CMOSダイナミック型RAMは、9ビツトのX
アドレス信号すなわちアドレス信号AO〜へ8を受ける
XアドレスバッファXABを備える。このXアドレスバ
ッファXABは、リフレンシェカウンタRFCを含み、
第19図に示されるように、上記Xアドレス信号に対応
して設けられる9個のバッファ単位回路ABO〜AB8
ならびにカウンタ単位回路CTO〜CT8を有する。こ
のうち、バッファ単位回路ABO〜AB8の入力端子I
Nは、対応するアドレス入力端子AO〜へ8にそれぞれ
結合され、その出力信号は、相補内部アドレス信号旦」
〜旦」とされる、また、これらのバッファ単位回路には
、オートリフレッシュサイクルにおいて選択的にロウレ
ベルとされる内部制御信号REFと内部制御信号C2M
又はC2Uが共通に供給される。一方、カウンタ単位回
路CTO〜CT8の入力端子FRには、オートリフレッ
シュサイクルにおいて所定のタイ文ングでロウレベルと
される内部制御信号FRが共通に供給され、キャリー入
力端子C1には、前段カウンタ単位回路のキャリー出力
信号が順次供給される。
カウンタ単位回路CTOのキャリー入力端子Ctは、回
路の電源電圧に結合される。各カウンタ単位回路の出力
信号は、リフレッシュアドレス信号ARO〜AR8とし
て、対応する上記バッファ単位回路ABO〜AB8に供
給される。
XアドレスバッファXABを構成するバッファ単位回路
ABO〜AB8は、第20図に例示されるように、TT
L及びECLレベルに対応して設けられる二つの入力回
路と、これらの入力回路の相補出力信号あるいは上記リ
フレッシュアドレス信号AR(ARO〜AR8)の対応
するビットを選択的に伝達する一対のマルチプレクサ及
びラッチとを含む、すなわち、これらのマルチプレクサ
は、Bi・CMOSダイナミック型RAMが通常の動作
サイクルとされ、内部制御信号REFがハイレベルとさ
れるとき、対応する入力回路の相補出力信号を選択し、
後段のラッチ回路に伝達する。
また、Bi・CMOSダイナミック型RAMがオートリ
フレッシュサイクルとされ、上記内部制御信号REFが
ロウレベルとされるとき、リフレッシュアドレス信号人
RO〜人R8の対応するビットを選択し、上記ラッチ回
路に伝達する。ラッチ回路は、内部制御信号Cすなわち
内部制御信号C2M等に従って、上記マルチプレクサか
ら伝達されるアドレス信号を取り込み、これを保持する
これらのラッチ回路の出力信号は、対応する相補内部ア
ドレス信号BO〜旦」とされる。
このように、Xアドレス信号AO〜へ8及びリフレンジ
エアドレス信号ARO〜AR8G、?jj数のクロック
ドインバータ回路が実質的に結線論理結合されてなるマ
ルチプレクサを介して伝達することで、Xアドレス信号
の伝達遅延時間を縮小し、Bi・CMOSダイナミック
型RAMのアクセスタイムを高速化することができる。
一方、XアドレスバッファXABを構成するカウンタ単
位回路CTO〜CT8は、特に制限されないが、第21
図に例示されるように、直列接続される一対のマスター
ラッチ及びスレーブラッチを含む、これらのラッチは、
カウントアツプ用の内部制御信号Tπ及びキャリー人力
信号Ciに従って歩進動作を行い、1ビツトのパイナリ
イカウンタとして機能する。カウンタ単位回路CTO〜
CT8は、そのキャリー出力端子及びキャリー人万端子
が直列接続されることで、8ビットのパイナリイカウン
タすなわちリフレッシュカウンタRFCとして#R能す
る。各カウンタ単位回路のマスターラッチの出力信号は
、対応するリフレッシュアドレス信号ARO〜AR8と
される。
第82図には、上記バッファ単位回路ABのTTLイン
タフェースに対するもう一つの実施例の回路図が示され
ている。Xアドレス信号の各ビットとリフレッシュアド
レス信号ARO〜AR8の対応するビットは、Bi・C
MOSドライバを構成するバイポーラトランジスタの前
段回路によって論理和がとられ、CMOSからなるラッ
チによって保持される。その結果、バッファ単位回路A
Bの回路構成が簡素化され、相応して伝達遅延時間が短
縮される。
(2)xプリデコーダ Bi・CMOSダイナミック型RAMは、特に制限され
ないが、4個ずつ2組のXプリデコーダXAD 1と、
それぞれ8個ずつ1組のXプリデコーダXAD2ならび
に1個のAX7を備える。このうち、2組のXプリデコ
ーダXADIには、第22図に示されるように、相補内
部アドレス信号fi5及びf16ならびにfi7及びf
i8がそれぞれ2ビツトずつ組み合わされて供給される
。また、XプリデコーダXAD2には、3ビツトの相補
内部アドレス信号12ないしfi4が供給され、Xプリ
デコーダAX7には、1ビア)の相補内部アドレス信号
i7が供給される。
XプリデコーダXADIは、2人力のB」・CMOSノ
アゲート回路によって構成され、相補内部アドレス信号
fi5及びf16あるいはfi7及び五8の論理レベル
の組み合わせに従って、プリデコード信号AX50〜A
X53あるいはアレイ選択信号ASOL、ASORある
いはASIL、ASIRを択一的にハイレベルとする。
同様に、XプリデコーダXAD2は、3人力のBi・C
MOSノアゲート回路により構成され、相補内部アドレ
ス信号12ないし14の論理レベルの組み合わせに従っ
て、プリデコード信号AX20〜AX27を択一的にハ
イレベルとする。さらに、XプリデコーダAX7は、相
補内部アドレス信号i7及びY系活性化信号すなわち内
部制御信号YEをもとに、相補選択信号AX?Wあるい
は八X7Rを選択的に形成する。
(3)X系冗長回路ならびに ワード線駆動信号発生回路及び 冗長ワード線駆動信号発生回路 Bi・CMOSダイナミック型RAMは、前述のように
、それぞれ対をなし基板中央のX系選択回路をはさんで
それぞれ4個ずつ対称的に配置されるメモリマットMA
TO〜MAT3ならびにMAT4〜MATTを備え、各
メモリマットに対応して一対ずつ設けられる合計16個
のメモリアレイARYL又はARYRを備える。そして
、各メモリアレイは、4本の冗長ワード線RWLO〜R
WL3と、4組の冗長相補ビット線RBLO〜1BL3
とそれぞれ備える。この実施例において、これらの冗長
ワード線ならびに冗長相補ビット線は、前述のように、
上辺側メモリマットMAT O〜MAT3又は下辺側メ
モリマットMA74〜MATTを単位として共通に切り
換えられ、いわゆるブロック救済方式がとられる。また
、冗長ワード線に対する切り換えは、隣接する2本のワ
ード線を単位として行われ、冗長相補ビット線に対する
切り換えも、同様に隣接する2組の相補ビット線を単位
として行われる。
X系冗長回路XRは、第23図に示されるように、上辺
側メモリマットMATO〜MAT3の2本の冗長ワード
線RWLO及びRWLlあるいはRWL 2及びRWE
3に対応して設けられる2個のX系冗長選択回路XRD
O及びXRDlと、下辺側メモリマットMA74〜MA
TVの2本の冗長ワード線RWLO及びRWLlあるい
はRWE。
2及びRWL 3に対応して設けられる2個のX系冗長
選択回路XRD2及びXRD3とを備える。
X系冗長回路XRは、さらに、上辺側及び下辺側メモリ
マットに対応してそれぞれ4個ずつ設けられる合計8個
のワード線駆動信号発生回路XO〜×7と、冗長ワード
線駆動信号発生回路XRO〜XR7とを備える。
X系冗長選択回路XRDO〜XRD3は、特に制限され
ないが、第24図に示されるように、1個の冗長イネー
ブル回路RCEと、相補内部アドレス信号旦1〜旦6に
対応して設けられる6個の冗長アドレス比較回路RCA
I〜RCA6とを備える。このうち、冗長イネーブル回
路RCEは、第25図に示されるように、ヒユーズ切断
用トランジスタTllを介して選択的に切断されるヒユ
ーズ手段F1と、その後段に設けられるラッチ回路及び
プリチャージ回路を含む。
冗長イネーブル回路RCHに設けられる上記ヒユーズ手
段F1は、特に制限されないが、対応するX系冗長選択
回路XRDO〜XRD3が有効とされるとき、言い換え
ると上辺側又は下辺側メモリマットの対応する2本の冗
長ワード線RWL O及びRWLlあるいはRWL2及
びRWL3に不良アドレスが割り当てられるとき、選択
的に切断される。このとき、上記ラッチ回路の出力信号
はハイレベルとされる。したがワて、冗長イネーブル回
路RCEは、その検出ノード10ならびに11及び12
を、プリチャージ信号RDPに従って回路の電源電圧の
ようなハイレベルにプリチャージする。ヒユーズ手vj
tFIが切断されないとき、上記ラッチ回路の出力信号
はロウレベルとなり、冗長イネーブル回路RCEの出力
端子13及び14はともにハイレベルに固定される。
冗長イネーブル回路RCEの検出ノードlOには、第2
4図に示される。ように、対応する6個の冗長アドレス
比較回路RCAI−RCA6の検出ノード20が並列形
態に結合される。また−冗長イネーブル回路RCEの検
出ノード11及び12は、対応する6個の冗長アドレス
比較回路RCA1〜RCA3あるいはRCA4〜RCA
6の検出ノード21及び22を3個ずつ串刺しするよう
に順次直列結合され、その遠端において回路の接地電位
に結合される。
各X系冗長選択回路を構成する冗長アドレス比較回路R
CAI−RCA6は、第25図に例示されるように、ヒ
ユーズ切断用のバイポーラトランジスタT12を介して
選択的に切断されるヒユーズ手段F2をそれぞれ含む、
ヒユーズ手段F2の後段には、上記ヒユーズ手段F2が
切断されるときその出力信号が選択的に論理“1″ (
便宜上、ラッチ回路の上側の出力信号がハイレベルとさ
れ下側の出力信号がロウレベルとされる状態を、論理“
1”と称する。以下同様)とされるラッチ回路が設けら
れ、さらにその後段には、上記う、子回路の相補出力信
号と対応する相補内部アドレス信号fi1〜16を比較
照合するアドレス比較回路が設けられる。
冗長アドレス比較回路RC/O線に設けられる上記ヒユ
ーズ手段F2は、特に制限されないが、対応するX系冗
長選択回路XRDO〜XRD3に割り当てられる不良ア
ドレスの対応するビットが論理“l”であるとき、選択
的に切断される。このとき、上記ラッチ回路の出力信号
は論理“l”とされる、その結果、冗長アドレス比較回
路RCAの検出ノード20は、上記ラッチ回路の出力信
号と対応する相補内部アドレス信号旦1−86が不一致
であるとき、言い換えると上記不良アドレスの対応する
ビットとメモリアクセスに際して供給されるアドレス信
号の対応するビットが不一致であるとき、選択的に回路
の接地電位に結合される。
同様に、冗長アドレス比較回路RCAの検出ノード21
及び22は、上記ラッチ回路の出力信号と対応する相補
内部アドレス信号i1〜旦6が一致するとき、言い換え
ると上記不良アドレスの対応するビットとメモリアクセ
スに際して供給されるアドレス信号の対応するビットが
一致するとき、選択的に面線される。
上記冗長イネーブル回路RCEの検出ノード10は、第
24図に示されるように、さらに対応するX系冗長選択
回路XRDO〜XRD3の出力端子lOに結合される。
したがって、上記出力端子lOのレベルは、以上の説明
から類推できるように、そのX系冗長選択回路が有効と
され、かつ対応する6個の冗長アドレス比較回路RCA
I〜RCA6のいずれかの検出ノード20が回路の接地
電位に結合されることを条件に、言い換えると割り当て
られた不良アドレスと相補内部アドレス信号旦1−86
とが1ビツトでも不一致であることを条件に、選択的に
ロウレベルとされ、いわゆる不一致検出信号として供さ
れる。
一方、上記冗長イネーブル回路RCEの検出ノード11
及び12は、上記第25図に示されるように、対応する
ラッチ回路の出力信号に従って選択的にオン状態とされ
るプリチャージMOSFETを介して、各X系冗長選択
回路の出力端子13及び14にそれぞれ結合される。そ
の結果、これらの出力端子13及び14のレベルは、対
応する3個の冗長アドレス比較回路RCAI〜RCA3
あるいはRCA4〜RCA6の検出ノード21及び22
がすべて短絡されるとき、言い換えると割り当てられた
不良アドレスの対応する3ビットと相補内部アドレス信
号且1〜B3あるいは旦4〜旦6とがすべて一致すると
き、それぞれ選択的にロウレベルとされ、いわゆる−政
検出信号として供される。
X系冗長選択回路XRDO及びXRDIの出力信号10
すなわち不一致検出信号は、ワード線駆動信号発生回路
X0−X3の入力端子INI及びIN2に共通に供給さ
れる。また、X系冗長選択系冗長選択回路XRD2及び
XRD3の出力信号lOすなわち不一致検出信号は、ワ
ード線駆動信号発生回路X4〜X7の入力端子INI及
びIN2に共通に供給される。一方、X系冗長選択回路
XRDOならびにXRDlの出力信号13及び14すな
わち一致検出信号は、対応する2個の冗長ワード線駆動
信号発生回路XRO及びXRIあるいはXR2及びXR
3の入力端子INI及びIN2にそれぞれ共通に供給さ
れる。また、X系冗長選択回路XRD2ならびにXRD
3の出力信号13及び14すなわち一致検出信号は、対
応する2個の冗長ワード線駆動信号発生回路XR4及び
XR5あるいはXR6及びXR7の入力端子INI及び
IN2にそれぞれ共通に供給される。
上記ワード線駆動信号発生回路X0−X7の入力端子Y
τ了lびCIMには、内部制御信号マτ2及びCIMが
それぞれ共通に供給される。また、その入力端子Bi及
びBjには、相補内部アドレス信号fiO及びfilが
対応する所定の組み合わせでそれぞれ供給される。一方
、冗長ワード線駆動信号発生回路XRO〜XR7の入力
端子CIMには、上記内部制御信号CIMが共通に供給
される。
また、ダブルワード線テストモードに用いられる冗長ワ
ード線RWL2及びRWL3に対応する冗長ワード線駆
動信号発生回路XR2及びXR3ならびにXR6及びX
R7の入力端子Yτには、内部制御信号XC1が共通に
供給され、その伯の冗長ワード線駆動信号発生回路XR
O及びXRIならびにXR4及びXR5の入力端子xC
は、回路の電源電圧に結合される。さらに、偶数番号の
冗長ワード線駆動信号発生回路XRO,XR2,XR4
及びXR6の入力端子Biには、非反転内部アドレス信
号BOが共通に供給され、奇数番号の冗長ワード線駆動
信号発生回路XRI、XR3゜XR5及びXR7の入力
端子Biには、反転内部アドレス信号BOが共通に供給
される。
ここで、内部制御信号XCI及びXで1は、前述のよう
に、Bt−CMOSダイナミック型RAMがダブルワー
ド線テストモード又はバーインテストモードとされるこ
とを条件に、それぞれ選択的にロウレベルとされる。
ワード線選択駆動信号XO〜x7は、第25図に例示さ
れるように、B t ・CMOS複合論理ゲート回路に
よって構成され、対応する入力信号INl及びIN2す
なわち対応する2個のX系冗長選択回路XRDO及びX
RDlあルイはXRD2及びXRD3の不一致検出信号
がともにロウレベルとされ、かつ相補内部アドレス信号
旦O及び旦lが対応する組み合わせでともにロウレベル
とされることを条件に、対応するワード線選択駆動信号
X0U−X3UあるいはX0D−X3Dを選択的にハイ
レベルとする。内部制御信号XC2がロウレベルとされ
るとき、言い換えるとBi・CMOSダイナミック型R
AMがバーインテストモードとされるとき、ワード線駆
動信号発生回路XO〜x7は、上記ワード線選択駆動信
号xou−x3UあるいはX0D−X3Dを、入力信号
INI及びIN2ならびに相禎内部アドレス信号−旦−
0及びBlに関係なく、ハイレベルとする。これにより
、すべてのワード線選択駆動信号X0U−X3Uならび
にX0D−X3Dが一斉にハイレベルとされるため、同
時に動作状態とされる4個のメモリアレイからそれぞれ
4本ずつ、合計16本のワード線が一斉に選択状態とさ
れる。
一方、冗長ワード線駆動信号発生回路XRO〜XR7は
、第25図に例示されるように、Bi・CMOS複合論
理ゲート回路によって構成され、対応する入力信号IN
I及びIN2すなわち対応するX系冗長選択回路XRD
O〜XRD3の二つの一政検出信号13及び14がとも
にロウレベルとされ、かつ対応する非反転内部アドレス
信号BO又は反転内部アドレス信号BOがロウレベルと
されることを条件に、対応する冗長ワード線選択駆動信
号XROU−XR3UあるいはXROD〜XR3Dを選
択的にハイレベルとする。つまり、この実施例では、前
述のように、各メモリアレイに設けられる4本の冗長ワ
ード線が、隣接する2本のワード線を単位として切り換
えられる。このため、各X系冗長選択回路では、最下位
ビットのアドレス信号の照合を行わず、この冗長ワード
線駆動信号発生回路により相補内部アドレス信号上0を
組み合わせることで、対応する冗長ワード線のみを択一
的に選択状態としている。
冗長ワード線駆動信号発生回路XR2及びXR3ならび
にXR6及びXR7は、さらに、内部制御信号XCIが
ロウレベルとされるとき、言い換えるとBi・CMOS
ダイナミック型RAMがダブルワード線テストモードと
されるとき、対応する冗長ワード線選択駆動信号XR2
U又はXR3UあるいはXR2D又はXR3Dを、入力
信号lNl及びIN2に関係なく、ハイレベルとする。
これにより、指定される1本のワード線の他に、対応す
る冗長ワード線RWL2又はRWL3が同時に選択状態
とされ、所定のダブルワード線テストが実行される。
3.2.3.Y系選択回路 (1)Yアドレスバッファ YアドレスバフファYABは、第19図に示されるよう
に、アドレス入力信号A9〜A16に対応して設けられ
る8個のバッファ単位回路ABを備える。これらのバッ
ファ単位回路ABは、上記XアドレスバッファXABの
バッファ単位回路ABと同一の回路構成とされる。
YアドレスバッファYABは、内部制御信号C3Uに従
って、上記アドレス入力信号A9〜A16を取り込み、
保持する。また、これらのアドレス入力信号をもとに、
相補内部アドレス信号fi9〜旦」6を形成する。
(2)Yプリデコーダ Yプリデコード信号Dは、第22図に示されるように、
Bi・CMOS論理ゲート回路からなり4個ずつ組をな
す合計16個の単位回路を含む。
これらの単位回路は、対応する2ビットの相補内部アド
レス信号19及びB10.B11及びB12、B13及
びB14あ、るいはB15及び旦16が対応する組み合
わせでともにロウレベルとされることを条件に、その出
力信号すなわちプリデコード信号AYOO〜AYO3,
AY20−AY23、AY40〜AY43あるいはAY
60〜AY63をそれぞれ択一的にハイレベルとする。
(3)Y系冗長回路 Y系冗長回路YRは、第23図に示されるように、上辺
側メモリマットMATO〜MAT3の4組の冗長相補ビ
ット縁立BLO〜旦BL3に対応して設けられる2個の
Y系冗長選択回路YRDO及びYRDIと、下辺側メモ
リマットMAT4〜MATTの4組の冗長相補ビット線
RBLO〜flBL3に対応して設けられる2個のY系
冗長選択回路YRD2及びYRD3とを備える。各Y系
冗長選択回路は、第24図に示されるように、1個の冗
長イネーブル回路RCEと、相補内部アドレス信号i9
〜816に対応して設けられる8個の冗長アドレス比較
回路RCA9〜RCA16を備える。これらの冗長イネ
ーブル回路及び冗長アドレス比較回路は、上記X系冗長
選択回路XRDO〜XRD3を構成する冗長イネーブル
回路RCE及び冗長アドレス比較回路RCAI〜RCA
6とそれぞれ同一の回路構成とされる。また、冗長イネ
ーブル回路RCEの検出ノード10は、冗長アドレス比
較回路RCA9〜RCA16の検出ノード20に共通結
合され、検出ノード11及び検出ノード12は、それぞ
れ4個の冗長アドレス比較回路RCA9〜RCA12あ
るいはRCA13〜RCA16の検出ノード21及び2
2を串刺しするように直列結合され、その遠端において
回路の接地電位に結合される。
これらのことから、Y系冗長選択回路YRDO〜YRD
3の出力信号lOは、メモリアクセスに際して供給され
るアドレスと対応する2組の冗長相補データ線に割り当
てられた不良アドレスとが1ビットでも不一致であると
き、選択的にロウレベルとされ、いわゆる不一致検出信
号として供される。また、各Y系冗長選択回路の出力信
号13及び14は、メモリアクセスに際して供給される
Yアドレスの上位又は下位の4ビツトと対応する2組の
冗長相補データ線に割り当てられた不良アドレスの上位
又は下位の4ビツトが全ビット−政するとき、選択的に
ロウレベルとされ、いわゆる一致検出信号として供され
る。
Y系冗長選択回路YRDO〜YRD3の出力信号13及
び14すなわち一致検出信号は、対応する2人カッアゲ
ート回路によって負論理積がとられた後、対応する2組
の冗長相補データ線を選択するための選択制御信号YR
OU、YRIUあるいはYROD、YRIDとなる。ま
た、Y系冗長選択回路YRDO及びYRDIあるいはY
RD2及びYRD3の出力信号10すなわち不一致検出
信号は、同様に2人カッアゲート回路によってそれぞれ
負論理積がとられた後、冗長相補データ線以外の相補デ
ータ線を選択するための選択制御信号YRU又はYRD
となる。
3.2.4.2系選択回路 (1) zアドレスバッファ ZアドレスバッファZABは、アドレス入力信号A17
〜A19に対応して設けられる3個のバッファ単位回路
ZABを備える。これらのバッファ単位回路は、第31
図に例示されるように、TTL及びECLレベルに対応
して設けられる二つの入力回路及びラッチ回路を含み、
内部制御信号FBがロウレベルとされるとき、選択的に
有効とされる。ZアドレスバンファZABば、CEバッ
ファCEBから供給される内部制御信号COに従って、
対応する上記入力アドレス信号A17〜A19を取り込
み、保持する。また、これらの入力アドレス信号をもと
に、相補内部アドレス信号117〜B19を形成する。
ここで、アドレス入力信号A1B及びA19に対応する
バッファ単位回路ZABのT1入力端子には、内部制御
信号7丁が供給され、アドレス入力信号A17に対応す
るバッファ単位回路ZABの下下λ力端子は、回路の接
地電位に結合される。
(2)zプリデコーダ ZプリデコーダZADは、上記相補内部アドレス信号旦
j7〜旦19を対応する所定の組み合わせで受ける8個
の単位回路を含む、これらの単位回路は、上記内部制御
信号Tτがロウレベルとされるとき、すなわちBi・C
MOSダイナミック型RAMが×4ビット構成でないと
き、選択的に有効とされ、相補内部アドレス信号117
〜v19が対応する組み合わせで一斉にハイレベルとさ
れることを条件に、対応する入出力選択信号AZO〜A
Z7を択一的にハイレベルとする。Bi・CMOSダイ
ナミック型RAMが×4ビット構成とされ、内部制御信
号FBがハイレベルとされる場合、相補内部アドレス信
号B17のみが有効となる。このとき、上記入出力選択
信号AZO−AZ7は、それぞれ4つずつ同時にかつ選
択的にハイレベルとされる。
ZプリデコーダZADの上記デコード動作は、試験制御
信号TMBがハイレベルとされるとき、言い換えるとB
i・CMOSダイナミック型RAMがマルチビットテス
トモードとされるとき、選択的に停止される。
3、2.5 、データ入出力部 (1)データ入カバソファ Bi・CMOSダイナミック型RAMは、41固のデー
タ人カバソファDIBI〜DIB4を備える。これらの
データ入カバソファの入力端子は、第2図に示されるよ
うに、Bi・CMOSグイナミンク型RAMが×4ビッ
ト構成とされるとき、対応するデータ入出力端子I/O
1〜I/O4に結合される。このとき、データ入力バッ
ファDIB1〜DIB4の出力端子は、対応する2個の
ライトアンプWAO及びWAIないしWA6及びWA7
の入力端子にそれぞれ共通結合される。Bi・CMOS
ダイナミック型RAMが×1ビット構成とされるとき、
データ入力バッフyDIB4の入力端子のみがデータ入
力端子DIに結合され、その他のデータ入力バッフyD
IB1〜DIB3は、実質的にその動作が停止される。
このとき、上記データ入力バッファDIB4の出力端子
は、すべてのライトアンプWA O−WA 7の入力端
子に共通結合される。
データ入力バッファDIBI−DIB4は、第39図に
例示されるように、TTL及びECLレベルに対応して
設けられる二つの入力回路からなり、内部制御信号WI
B又は試験制御信号TMBがハイレベルとされることを
条件に、対応する入力信号INすなわち入力データを取
り込む。
ここで、上記内部制御信号WIBは、後述するように、
Bi −CMOSダイナミック型RAMが書き込み系の
動作サイクルとされるとき、選択的にハイレベルとされ
、試験制御信号TMBは、Bi−cMOsダイナミック
型RAMがマルチビットテストモードとされるとき、選
択的にハイレベルとされる。
(2)ライトアンプ Bi・CMOSグイナミンク型RAMは、各対の書き込
み用コモンI10線里100L及び立100RないしW
I07L及びWI07Rに対応して設けられる8個のラ
イトアンプWA O−WA 7を備える。これらのライ
トアンプの入力端子は、前述のように、データ入力バッ
ファDIBI〜DIB4の出力端子に所定の組み合わせ
をもって結合され、その出力端子は、対応する2組の上
記書き込み用コモンI10線に結合される。ライトアン
プWA O−WA 7には、第2図に示されるように、
内部制御信号C2D及びWGならびに試験制御信号TM
B及び相補選択信号AX?Wが共通に供給され、対応す
る上記入出力選択信号AZO〜AZ7が供給される。こ
こで、内部制御信号WGは、Bi・CMOSダイナミッ
ク型RAMが書き込み系の動作サイクルとされるとき、
所定のタイミングで選択的にハイレベルとされる。
ライトアンプWA O−WA 7は、特に制限されない
が、第39図に例示されるように、書き込み用コモンI
10線W100L〜WI07Lあるいは一火100R〜
−WI07Rに対応して設けられる2組の書き込み回路
を含む、これらの書き込み回路は、上記内部制御信号C
2Dがロウレベルとされ、かつ内部制御信号WGと試験
制御信号TMBあるいは対応する入出力選択信号AZO
〜AZ7がハイレベルとされるとき、対応する非反転又
は反転選択信号AX?Wがロウレベルとされることを条
件に、選択的に動作状態とされる。この動作状態におい
て、各書き込み回路は、入力データDIに従ったMOS
レベルの相補書き込み18号を形成し、対応する書き込
み用コモンI10線里■0OL−WI07LあるいはW
looR〜W107Rに選択的に供給する。
ところで、この実施例のB i −CMOSダイナミッ
ク型RAMでは、ライトアンプWAO〜WA7が、入出
力選択信号AZO〜AZ7に従って択一的に動作状態と
される。そして、13i−cMOSダイナミック型RA
MがSCライトサイクルとされる場合、1回のメモリア
クセスにおいて、入出力選択信号AZO−AZ7がアド
レス入力信号A17〜A19に従って順次形成され、同
時に選択状態とされる8(l!のメモリセルに対する連
続高速署き込み動作が行われる。しかし、このBi・C
MOSダイナミック型RAMでは、後述するように、リ
ードアンプRAG〜RA7がバイポーラトランジスタに
よって構成され、その動作が高速化されているにもかか
わらず、ライトアンプWAO〜WA7は、CMOSを基
本構成として構成され、充分な動作速度が得られない、
その結果、SCライトサイクルにおけるサイクルタイム
が、ライトアンプWAG〜WA7の動作速度によって律
則され、制限される。
これに対処するため、例えば、第89図に示されるよう
に、データ入力端子DIを介して供給される入力データ
DIを、−旦、各ライトアンプに設けられるラッチ回路
LTに取り込んだ後、所定の時間が経過した時点で内部
制御信号WGを一時的にハイレベルとし、同時に選択状
態とされる8個のメモリセルに一斉に書き込む方法が考
えられる。この場合、シリアルに供給される入力データ
のレートは、ライトアンプの動作速度によって律則され
ない。
(3)リードアンプ及びリードアンプ制御回路Bi・C
MOSダイナミック型RAMは、第2図に示されるよう
に、2組の読み出し用コモンI10線−R100L及び
且joORないし且107L及びRI07Rに対応して
設けられる8個のリードアンプRAG〜RA7を備える
。これらのリードアンプの入力端子は、対応する2組の
読み出し用コモンI10線且100L及びR100Rな
いしRI07L及びRI07Rにそれぞれ結合され、そ
の出力端子は、データ選択回路DS8及びマルチビット
テスト回路MBTの対応する入力端子ならびに対応する
データ選択回路DS21〜D324の一方又は他方の入
力端子に結合される。
これらのリードアンプには、上述のXプリデコーダAX
7から、相補選択信号へX7Rが共通に供給される。ま
た、後述するリードアンプ制御回路RACから、相補内
部制御信号R3及びMEと、内部制御信号R3D、MA
、MLT及びMLTDが共通に供給される。
ここで、上記相補内部制御信号且S及びMEならびに内
部制御信号R3D、MA、MLT及びMLTDは、第3
3図に示されるリードアンプ制御回路RACにより、第
46図の信号波形図に示されるようなタイミング条件で
形成される。すなわち、相補内部制御信号R3(第1の
タイミング信号)は、チップイネーブル信号CEがロウ
レベルとされ内部制御信号CIDがハイレベルとされる
ことで有効すなわち論理“l”とされ、内部制御信号R
3Dは、上記相補内部制御信号にやや遅れてロウレベル
とされる。相補内部制御信号R3は、内部制御信号CI
D及びSAの論理和信号の遅延信号がハイレベルとされ
かつさらに所定の遅延時間が経過した時点で、論理“0
″とされ、やや遅れて内部制御信号R3Dがハイレベル
に戻される。
各リードアンプでは、後述するように、相補内部制御信
号旦Sが論理′″l”とされることで、その電流電圧変
換回路が動作状態とされ、また相補内部制御信号アRS
が論理′1”とされてから内部制御信号R3Dがロウレ
ベルとされるまでの間、対応する読み出し用コモンI1
0線のレベル変動が抑制される。
次に、リードアンプ制御回路RACでは、内部制御信号
SAがハイレベルとされ各メモリアレイのセンスアンプ
が動作状態とされる時点で、内部制御信号MA(第2の
タイミング信号)が有効すなわちハイレベルとされ、は
ぼ同時に相補内部制御信号MEが論理“1”とされる。
内部制御信号MAは、上記内部制御信号且Sが論理“0
”とされることでロウレベルに戻される。また、相補内
部制御信号MEは、後述する内部制御信号MLTがロウ
レベルとされることで論理″0″とされる。
各リードアンプでは、後述するように、内部制御信号M
Aがハイレベルとされる間、その差動増幅回路が動作状
態とされ、また、相補内部制御信号MEが論理″1”と
される間、各ノードのイコライズ処理が停止される。
そして、リードアンプ制御回路RACでは、上記内部制
御信号CID及びSAの論理和信号の遅延信号がハイレ
ベルとされる時点で、内部制御信号MLT(第3のタイ
ミング信号)がハイレベルとされ、さらに上記内部制御
信号MAがロウレベルとされる時点で、内部制御信号M
LTD (第4のタイミング信号)がハイレベルとされ
る。内部制御信号MLTは、内部制御信号OEがロウレ
ベルとされることでロウレベルに戻され、次いで内部制
御信号MLTDがロウレベルに戻される。各リードアン
プでは、後述するように、内部制御信号MLTがハイレ
ベルとされることで、そのMOSラッチが動作状態とさ
れ、また、内部制御信号MLTDがハイレベルとされる
ことで、レベル補正用の負荷手段が結合される。
リードアンプRAO〜RA7は、第32図に例示される
ように、読み出し用コモンI10線RIOL (R10
0L−RI07L)及び−RIOR(且100R−Rr
07R)に対応して設けられる2個の単位リードアンプ
URAO及びURA 1と、これらの単位リードアン−
プの相補出力信号を選択的に受ける出力ラッチOLとを
備える。
このうち、単位リードアンプURAO及びURAlは、
一対のバイポーラトランジスタT3及びT4を基本構成
とする電流電圧変換回路と、バイポーラトランジスタT
5及びT6を基本構成とする一対のエミッタフォロア回
路と、差動バイポーラトランジスタT7及びT8を基本
構成とする差動増幅回路とをそれぞれ含む。
各単位リードアンプの電流電圧変換回路及び−対のエミ
ッタフォロア回路は、相補内部制御信号R3が論理゛1
”とされることで選択的に動作状態とされる。この動作
状態において、電流電圧変換回路は、選択されたメモリ
セルから対応する読み出し用コモン170線を介して電
流信号として伝達される読み出し信号を、トランジスタ
T3及びT4のコレクタにおいて電圧信号に変換する。
これらの電圧信号は、エミッタフォロア回路を経て、対
応する差動増幅回路に伝達される。
ところで、電流電圧変換回路を構成するトランジスタT
3及びT4のエミッタすなわち読み出し用コモン!10
線の非反転及び反転信号線と回路の接地電位との間には
、上記内部制御信号旦Sが論理“l”とされてから内部
制御信号R3Dがロウレベルとされるまでの間、Nチャ
ンネルMOSFETQNI及びQN2からなる負荷手段
が一時的に接続される。これにより、Bi・CMOSダ
イナミック型RAMが選択状態とされる当初でありかつ
比較的電源変動が大きくなるこのタイミングで、トラン
ジスタT3及びT4のエミッタ電位のレベルを電源変動
に追随させることができる。
その結果、電流電圧変換回路の動作が高速化され、Bi
・CMOSダイナミック型RAMの読み出し動作が高速
化される。
次に、各単位リードアンプの差動増幅回路は、上記内部
制御信号MAがハイレベルとされ、かつ対応する反転選
択信号AX7R又は非反転選択信号AX7Rがハイレベ
ルとされることで、選択的に動作状態とされる。この動
作状態において、差動増幅回路は、上記電流電圧変換回
路から一対のエミッタフォロア回路を介して電圧信号と
して伝達される読み出し信号を増幅し、出力ラッチOL
に伝達する。このように、比較的消費電流の大きな差動
増幅回路が、内部制御信号M/O線に従って一時的に動
作状態とされることで、B i −CMOSダイナミ・
ツク型RAMのロングサイクルにおける低消費電力化が
図られる。
一方、各リードアンプの出力ラッチOLは、そのベース
に、上記単位リードアンプURAO又はURA lの差
動増幅回路から出力される相補出力信号を受け、かつ一
対の出力エミッタフォロア回路を構成するバイポーラト
ランジスタT9及びT10を含む、これらのトランジス
タのベースと回路の接地電位(第2の電源電圧)との間
には、交差結合される一対のNチャンネルMOSFET
QN13及びQN14を基本構成とし、かつ上記内部制
御信号MLTに従って選択的に動作状態とされるラッチ
回路が設けられる。また、これらのトランジスタのベー
スと回路の電源電圧(第1の電源電圧)との間には、上
記内部制御信号MLTDに従って選択的に接続される一
対の負荷手段が設けられる。これにより、単位リードア
ンプURAO又はURAlから出力される読み出し信号
は、MOS F ETを基本構成とする消費電流の小さ
なラッチ回路によって保持され、出力エミッタフォロア
回路を介して出力される。このとき、出力信号はECL
レベルとされる。
ところで、各リードアンプの差動内部ノードには、上記
相補内部制御信号MEが論理“0”とされるとき、選択
的にオン状態とされるイコライズMOSFETQP3な
いしQP8が設けられる。
これらのイコライズMOSFETは、B 1−CMo5
ダイナミツク型RAMが非選択状態とされるとき、選択
的にオン状態とされ、各差動内部ノードを短絡する。そ
の結果、各差動内部ノードの残存電荷がイコライズされ
、リードアンプの動作が高速化される。
(4)データ選択回路 Bi・CMOSダイナミック型RAMは、第2図に示さ
れるように、4個のデータ選択回路DS21−DS24
と、1個のデータ選択回路DS8を備える。このうち、
データ選択回路DS21〜DS24の二つの入力端子に
は、対応する2個のリードアンプRAG及びRAIない
しRA6及びRATの相補出力信号琶00及びMolな
いしM−〇6及びMO7がそれぞれ供給され、その相補
出力信号DS2は、対応するデータ出力バッファDOB
I〜DOB4の入力端子に供給される。一方、データ選
択回路DS8の九つの入力端子には、8個のリードアン
プRAO〜RATならびにマルチビットテスト回路MB
Tの相補出力信号MOO〜MO?ならびにMOSがそれ
ぞれ供給され、その相補出力信号は、B i −CMO
Sダイナミック型RAMが×1ビット構成とされること
を条件に、データ出力バッファDOB4の入力端子に供
給される。これらのデータ選択回路には、内部制御信号
DEが共通に供給される。また、データ選択回路DS2
L−DS24には、内部制御信号FBが共通に供給され
るとともに、対応する二つの入出力選択信号AZO及び
AZIないしAZ6及びAZIがそれぞれ供給される。
さらに、データ選択回路DS8には、上記内部制御信号
FBの反転信号が供給されるとともに、入出力選択信号
AZO〜AZ?ならびに試験制御信号TMBが供給され
る。ここで、内部制御信号DEは、Bi・CMOSダイ
ナミック型RAMが読み出し系動作サイクルとされると
き、選択的にハイレベルとされ、内部制御信号FBは、
Bi・CMOSダイナミック型RAMが×4ビ7ト構成
とされるとき、選択的にハイレベルとされる。また、試
験制御信号TMBは、前述のように、13i−cMOs
ダイナミック型RAMがマルチビットテストモードとさ
れるとき、選択的にハイレベルとされる。
データ選択回路0821〜DS24は、第34図に例示
されるように、コレクタ共通結合される2組の差動バイ
ポーラトランジスタを基本構成とする。これらの差動ト
ランジスタは、上記内部制御信号DE及びFBがともに
ハイレベルとされ、かつ対応する入出力選択信号AZO
〜AZ7がハイレベルとされることで、選択的に動作状
態とされ、対応するリードアンプRAO又はRAIない
しRA6又はRATの相補出力信号−M、00又はyO
工ないしMO6又は旦07を選択的に伝達するマルチプ
レクサとして機能する。
一方、データ選択回路DS8は、第34図に示されるよ
うに、コレクタ共通結合される9組の差動バイポーラト
ランジスタを基本構成とする。これらの−差動トランジ
スタは、上記内部制御信号DE及び反転内部制御信号F
Bがともにハイレベルとされ、対応する入出力選択信号
AZO〜AZ?あるいは試験制御信号TMBが択一的に
ハイレベルとされることで、選択的に動作状態とされ、
対応するリードアンプRAO〜RA7あるいはマルチビ
ットテスト回路MBTの相補出力信号MOO〜MO?あ
るいはMOSを選択的に伝達するマルチプレクサとして
機能する。
つまり、このBi・CMOSダイナミック型RAMでは
、前述のように、1回のメモリアクセスにおいて8個の
メモリセルが同時に選択状態とされ、これらのメモリセ
ルの読み出し信号が、対応する読み出し用コモンI10
線を介してリードアンプRAO−RATに伝達され、増
幅される。そして、これらの読み出し信号は、B i 
−CMOSダイナミック型RAMが×4ビット構成とさ
れるとき、さらにデータ選択回路DS21〜DS24に
よって同時に4ビツトずつ選択され、データ出力バッフ
ァDOBO−DOB4を介して送出される。また、Bi
・CMOSダイナミック型RAMが×1ビット構成とさ
れるとき、データ選択回路DS8によって1ビツトずつ
選択され、データ出力バッファDOB4を介して送出さ
れる。Bi・CMOSダイナミック型RAMがマルチビ
ットテストモードとされるとき、8ビットの読み出し信
号は、マルチビットテスト回路MBTによって比較照合
され、その結果が、相補出力信号MO3として、データ
選択回路DS8及びデータ出力バッファDOB 4を介
して送出される。
ところで、このBi・CMOSダイナミック型RAMの
データ選択回路D58等は、コレクタ共通結合される複
数組の差動トランジスタを基本構成としており、比較的
大きな動作電流とレイアウト面積を必要とする。このた
め、例えば第78図に示されるように、入出力選択信号
AZO〜AZ7又は試験制御信号TMBに従って選択的
にオン状態とされる伝送ゲートM回路及びCMOSFE
Tを用いることで、比較的動作電流及びレイアウト面積
の少ないデータ選択回路DS8等を実現できる。
一方、Bi・CMOSダイナミック型RAMが×1ビッ
ト構成とされるとき、8個のリードアンプRAO〜RA
7は、第86図に示されるように、同一の条件で一斉に
動作状態とされ、その出力信号がデータ選択回路DSB
によって入出力選択信号AZO〜AZ7に従って択一的
に選択され、データ出力バッファDOB4を介して送出
される。
したがって、B i −CMOSダイナミック型RAM
が、例えばSCリードサイクルとされる場合、読み出し
信号の最初に出力されるべきビ・7トに対応するリード
アンプの立ち上がりに、比較的高速性が要求される。こ
のため、例えば第87図に示されるように、SCリード
サイクル等において読み出し信号の最初に出力されるべ
きビットに対応する入出力選択信号AZO〜AZ7を保
持するラッチ回路ZLTと、対応する上記ラッチ回路Z
LTの出力信号ALO〜ALTがハイレベルとされると
き、対応するリードアンプの差動増幅回路に比較的大き
な動作電流を選択的に供給する電流源すなわちNチャン
・ネルMOSFETQN25を設け、かつそれ以外の動
作電流を比較的小さくすることで、SCリードサイクル
の第1サイクルの速度を遅(することな(、その低消費
電力化を図ることができる。
(5)データ出力バッファ Bi・CMOSダイナミック型RAMは、第2図に示さ
れるように、4個のデータ出力バッファDOBI〜DO
B4を備える。このうち、データ出力バッファDOBI
−DOB3の入力端子は、対応する上記データ選択回路
DSL〜DS3の出力端子に結合され、その出力端子は
、対応するデータ入出力端子I/O1〜l103にそれ
ぞれ結合される。一方、データ出力バッファDOB4の
入力端子は、Bi・CMOSダイナS ツク型RAMが
×1ビット構成とされるとき、上記データ選択回路DS
8の出力端子に結合され、×4ビット構成とされるとき
、対応するデータ選択回路DS4の出力端子に結合され
る。データ出力バッファDOB4の出力端子は、Bi・
CMOSダイナミック型RAMが×1ビット構成とされ
るとき、データ出力端子DOに結合され、×4ビット構
成とされるとき、対応するデータ入出力端子I/O4に
結合される。データ出力バッファDOB 1〜DOB4
には、内部制御信号DE、OE、WOE。
T及びEが共通に供給される。また、データ出力バッフ
ァDOB 1〜DOB3には、上記内部制御信号FBが
共通に供給され、データ出力バッファDOB4の入力端
子FBは、回路の電源電圧に結合される。ここで、内部
制御信号OE及びWOEは、出力制御信号であり、内部
制御信号T及びEは、Bi・CMOSダイナミック型R
AMの入出力レベルがTTL又はECLレベルとされる
とき、択一的にハイレベルとサレル。
データ出力バッファDOB 1〜DOB4は、第36図
に例示されるように、TTLレベルに対応して設けられ
る出カバソファOBOと、ECLレベルに対応して設け
られる出カバソファOBIをそれぞれ備える。これらの
出力バッファは、上記内部制御信号OB、WOE、DE
及びFBと、対応する内部制御信号T又はEがハイレベ
ルとされることで、選択的に動作状態とされる。この動
作状態において、出カバソファOBIは、対応するデー
タ選択回路DS21−DS24又はDS8からECLレ
ベルで伝達される読み出し信号を、−旦MOSレベルに
変換した後、一対の出力MOSFETを介して、TTL
レベルで送出する。一方、出カバソファOB2は、上記
ECLレベルで伝達される読み出し信号を、MO3レベ
ルに変換することなく、オープンコレクタ型の出力バイ
ポーラトランジスタを介して送出する。
ところで、このBi・CMOSダイナミック型RAMで
は、出カイネーブル信号百1をロウレベルに固定した状
態で読み出し系の動作サイクルが連続して実行される場
合、出力制御信号OEは、第74図に示されるように、
後続するサイクルが開始される当初において、−時的に
ロウレベルとされる。このため、各データ出カバソファ
では、その入力ノードが一時的に回路の電源電圧にイコ
ライズされるとともに、出力回路が一時的にリセットさ
れ、その出力が一時的にハイインピーダンス状態HiZ
とされる。これにより、データ出力バンフプの出力動作
は、各内部ノードの残存電荷による影響を受けず、高速
化される。
一方、このBi・CMOSダイナミック型RAMのデー
タ出カバソファDOBI〜DOB4は、前述のように、
TTLレベルに対応して設けられる出カバソファOBO
をそれぞれ含み、これらの出カバソファOBOは、デー
タ選択回路DS21〜DS24又はDS8からECLレ
ベルで伝達される読み出し信号を一旦MOSレベルに変
換するためのレベル変換回路を含む。この実施例におい
て、上記レベル変換回路は、第76図に示されるように
、差動形態とされる一対の0M05回路を基本構成とし
、その相補入力ノード旦SOと回路の電源電圧との間に
は、内部制御信号φすなわち上記内部制御信号OEに従
って選択的にオン状態とされるイコライズMOSFET
が設けられる。
そして、これらのイコライズMOSFETは、前述のよ
うに、データ出力バンファによる出力動作が行われるべ
きときにのみオフ状態とされる。これにより、レベル変
換回路の相補出力ノートWMは、Bi・CMOSダイナ
ミック型RAMが非選択状態とされるとき、ともにロウ
レベルに固定され、相補入力ノードのイコライズが解か
れることで、そのいずれかがハイレベルに立ち上がる。
その結果、レベル変換回路の相補出力信号は、入力レベ
ル変化時における不本意なレベル変動をともなうことな
く、安定して変化される。
3、2.6 、制御部 (1)GEバンファ及びCEドライバ CE)eッファCEBは、第18図に示されるように、
入力レベルがTTL又はECLレベルとされるときそれ
ぞれ選択的に有効とされる2個の入力回路ICI及びI
C2を備える。τπバンファCEBは、外部端子CEを
介して供給されるチンブイネーブル信号GEを受け、内
部制御信号CE1及びてて)形成する。
GEバッファCEBにより形成される上記内部制御信号
CEIは、上辺周辺回路PHU、中辺周近辺周辺回路及
び下辺周辺回路PHDにそれぞれ設けられるCBドライ
バCEDU、CEDM及びCEDDに伝達された後、さ
らに、内部制御信号τ2U、C3U及びCIM、07M
、C3MならびにCID、C2Dとして、対応する周辺
回路に供給される。
(2)ORバッファ ττバッファOEBは、特に制限されないが、第37図
に示されるように、GEパンファCEBとほぼ同様な回
路構成とされ、外部端子を介して供給される出力イネー
ブル信号■を受け、内部制御信号CEI、OEC:、C
o及びS/O線に従って、内部?tilJ御信号OEを
形成する。
(3)WEバ、ファ WEバフファWEBは、第38図に示されるように、で
τバ7ファCEBとほぼ同様な回路構成とされ、外部端
子WEを介して供給されるライトイネーブル信号WEを
受け、内部制御信号CIM。
YE及びWGCに従って、内部制御信号WG、 WIB
及びWOEを形成する。
(4)RFバッファ RFバフファRFBは、特に制限されないが、第21図
に示されるように、τ百バンフプCEBとほぼ同様な回
路構成とされ、外部端子π下を介して供給されるリフレ
ッシュ制御信号RFを受け、内部制御信号C2Mに従っ
て、内部制御信号RETを形成する。
3、2.7 、電源部及び信号発生部 Bi・CMOSダイナミック型RAMは、第3図に示さ
れるように、+5vとされる回路の電源電圧VCCをも
とに、所定の内部電圧VCH,VBB、VRE、VC3
,VC及びHV Cを形成する複数の電圧発生回路を備
える。このうち、電圧発生回路VCHとVBB及びVG
は、前述のように、発振回路回路及びCMOSCから供
給される共通のパルス信号をもとに、対応する内部電圧
を形成する。Bi・CMOSダイナミック型RAMは、
さらに、各種内部制御信号を形成する複数の信号発生回
路WK、OEC,YE、FR及びFT等t−(II、す
る。
これらの信号発生回路の概要については、ブロック構成
に関する前項において述べているため、ここでの説明を
割愛する。
(1)O3C発振回路 発振回路回路及びCMOSCは、特に制限されないが、
第42図に示されるように、それぞれ7個のCMOS論
理ゲート回路がリング状に直列接続されてなる2個の発
振回路osci及び03C2を備える。
このうち、発振回路03C1は、内部制御信号CE1が
ロウレベルとされるとき、すなわちBi・CMOSダイ
ナミック型RAMが非選択状態とされるとき、選択的に
動作状態とされ、発振回路03C2は、上記内部制御信
号CEIがハイレベルとされるとき、すなわちBi・C
MOSダイナミック型RAMが選択状態とされるとき、
選択的に動作状態とされる。この動作状態において、発
振回路03CI及び03C2は、同一の周波数を持つパ
ルス信号φ1及びφ2を形成する。これらのパルス信号
は、合成され、パルス信号O5Cとして、電圧発生回路
VCHとVBB及びVGに供給される。
ところで、発振回路03CIにより形成されるパルス信
号φlは、内部制御信号cEtがハイレベルとされ発振
回路0SC1が非動作状態とされるとき、ハイレベルに
固定され、内部制御信号CElがロウレベルとされ発振
回路03CIが動作状態とされるとき、ただちにロウレ
ベルに変化された後、所定の周期で周期的にハイレベル
及びロウレベルに変化される。
一方、発振回路03C2により形成されるパルス信号φ
2は、内部制御信号CEIがロウレベルとされ発振回路
03C2が非動作状態とされるとき、ハイレベルに固定
され、内部制御信号CEIがハイレベルとされ発振回路
03C2が動作状態とされるとき、所定の時間すなわち
その周期の二分の−が経過した時点ではじめてロウレベ
ルに変化された後、所定の周期で周期的にハイレベル及
びロウレベルに変化される。
これらのことから、発振回路O3Cの出力信号すなわち
パルス信号OSCは、Bi・CMOSダイナミック型R
AMが繰り返し選択状態とされ、上記内部制御信号CE
Iが比較的短い周期で繰り返しハイレベルに変化される
とき、第73図(a)に示されるように、内部制御信号
CEIにほぼ同期して形成される。Bi・CMOSダイ
ナミック型RAMが一時的に選択状態とされ、上記内部
制御信号CEIが比較的短い時間一時的にハイレベルと
される場合、パルス信号回路及びCMOSCは、第73
図(b)に示されるように、内部制御信号CEIに従っ
てまず一時的にハイレベルとされる。そして、内部制御
信号CEIがロウレベルに戻された時点で、まずその周
期の二分の−の間ロウレベルとされ、その後所定の周波
数で形成される。一方、比較的長い間選択状態とされる
Bi・CMOSダイナミック型RAMが一時的に非選択
状態とされ、上記内部制御信号CEIが比較的短い時間
一時的にロウレベルに戻される場合、パルス信号O3C
は、第73図(c)に示されるように、内部制御信号C
EIがロウレベルが一時的にロウレベルに戻されること
で、まずロウレベルとされる。そして、内部制御信号C
EIが再度ハイレベルとされる時点で、ただちにハイレ
ベルとされ、その後所定の周波数で形成される。
つまり、パルス信号OSCは、Bi・CMOSダイナミ
ック型RAMがいかなる形で選択状態とされる場合も、
選択状態とされる当初においてまずハイレベルとされ、
その後の安定状態において所定の周波数で形成されるも
のとなる。その結果、このパルス信号回路及びCMOS
Cをもとに形成される内部電圧は、Bi・CMOSダイ
ナミック型RAMの選択状態においてただちにその電流
供給能力が高められるため、Bi・CMOSダイナミ、
り型RAMの立ち上がり動作が安定化される。
(2)VCH電圧発生回路 電圧発生回路V C11は、第42図に示されるように
、上記発振回路OSCから供給されるパルス信号回路及
びCMOSCをもとに、まず位相の!Ii畳しない二つ
の内部パルス信号φ3及びφ4を形成し、これらのパル
ス信号により対応するブースト容量を駆動することで、
その絶対値が回路の電源電圧を超える高電位のワード線
選択電圧すなわち内部電圧VCHを形成する。
内部電圧VCHのレベルが所定の値を超えるとき、電圧
発生回路VCHの動作は実質的に停止される。また、B
 i −CMOSダイナミック型RAMがバーインテス
トモードとされるとき、内部電圧VCHの電流供給能力
は、前述のように、外部端子OE°を介して補充される
(3)VBB電圧発生回路 電圧発生回路VBBは、第42図に示されるように、上
記発振回路回路及びCMOSCから供給されるパルス信
号OSCをもとに所定の内部パルス信号を形成し、この
内部パルス信号により対応するブースト容量を駆動する
ことで、所定の負電位とされる基板バックバイアス電圧
VBBを形成する。
基板バックバイアス電圧VBBのレベルカ所定の値より
低くなったとき、あるいはバ・ノドVBTに回路の電源
電圧が供給されるとき、電圧発生回路VBHの動作は実
質的に停止される。
(4)VG電圧発生回路 電圧発生回路VCは、第43図に示されるように、上記
発振回路回路及びCMOSCから供給されるパルス信号
OSCをもとに、所定の正電位とされる内部電圧VGを
形成する。この内部電圧VGは、MOSFETにより形
成される電流源の基準電位として供される。
(5)VRE電圧発生回路 電圧発生回路VREは、特に制限されないが、第40図
に示されるように、バンドVCCRを介して供給される
回路の電源電圧VCCRを降圧することで、所定の内部
電圧VRE及びVCSを形成する。これらの内部電圧は
、ECL回路を構成する差動トランジスタの参照電位あ
るいは動作電流源用の基準電位として供される。
(6)HVC電圧発生回路 電圧発生回路HVCは、第43図に示されるように、回
路の電源電圧VCCを降圧することで、そのほぼ二分の
−の電位とされる内部電圧HVCを形成する。この内部
電圧HVCは、プリチャージ電圧として各イコライズ回
路に供給されるとともに、試験制御信号TVPCがロウ
レベルとされることを条件に、プレート電圧VPLとし
て、各メモリアレイのメモリセルに供給される。上記試
験制御信号TVPCがハイレベルとされるとき、内部電
圧HVCは、プレート電圧VPLとして伝達されない、
このとき、さらに試験制御信号TVPHがハイレベルと
されると、回路の電源電圧VCCがプレート電圧VPL
として供給される。これにより、メモリセルに関する所
定のVPLストレステストが実行される。
3、2.8 、テスト部 (1)テストモード設定信号ラッチ Bi・CMOSダイナミック型RAMは、テストモード
セットサイクルにおいて、アドレス入力端子A9〜A1
5を介して入力されるテストモード設定信号を保持する
7個のテストモード設定信号ラッチAFを備える。
テストモード設定信号ラッチAFは、第41図に示され
るように、上記テストモードセットサイクルにおいて選
択的にロウレベルとされる内部制御信号FTに従って、
相補内部アドレス信号89〜B15として伝達されるテ
ストモード設定信号を取り込み、これを、次のテストモ
ードセットサイクルが実行されるまでの間、保持する。
(2)高電圧検出回路 Bi・CMOSダイナミック型RAMは、前述のように
、外部端子OEに回路の電源電圧を超える所定の高電圧
が供給されることでテストサイクルとされ、この高電圧
を検出するための高電圧検出回路SVCを備える。
高電圧検出回路SVCは、第41図に示されるように、
上記外部端子OEと回路の接地電位との間に直列形態に
設けられる3個のMOS F ETを含む、そして、外
部端子OEに回路の電源電圧を超える所定の高電圧が供
給されるとき、その出力信号すなわち試験制御信号TS
Vを選択的にハイレベルとする。
(3)テストモード制御回路 テストモード制御回路TESTは、第41図に示される
ように、上記高電圧検出回路SVCの出力信号すなわち
試験制御信号TSVがハイレベルとされることを条件に
、試験制御信号TMB、TCT、TBI、TVPH,T
VPC,TDW、TWL及びTBLを、上記テストモー
ド設定信号う7チの出力信号AF9〜AF15に従って
選択的に形成する。これらの試験制御信号は、Bi −
CMOSダイナミック型RAMのテストモードを設定す
るために供される。
(4)マルチビットテスト回路 Bi・CMOSダイナミック型RAMは、前述のように
、マルチビットテストモードにおいて、同時に選択状態
とされる8個のメモリセルの読み出し信号を比較照合す
るためのマルチビットテスト回路MBTを備える。
マルチビットテスト回路MBTは、第35図に示される
ように、リードアンプRAG−RA7に対応して設けら
れ、かつ一対の差動トランジスタとエミッタ共通結合さ
れる一対の出力トランジスタをそれぞれ含む8個の単位
回路と、これらの単位回路とともに実質的に論理積和回
路を構成する2対の差動トランジスタとを備える。各単
位回路を構成する差動トランジスタのベースには、対応
するリード7ンブの相補出力信号MOO〜−M−07が
それぞれ供給され、上記2対の差動トランジスタの共通
結合されたエミッタと対応する電流源との間には、その
ゲートに期待値データとして供給される入力データDI
又はその反転信号を受けるMOSFETが設けられる。
マルチビットテスト回路MBTは、Bi −CMOSダ
イナミック型RAMがマルチビットテストモードとされ
試験制御信号TMBがハイレベルとされることで、選択
的に動作状態とされる。この動作状態において、マルチ
ビットテスト回路MBTは、各リードアンプの相補出力
信号MOO〜y、07と上記期待値データすなわち入力
データDIFとを比較照合する。その結果、すべての相
補出力信号MOO〜MO7と入力データDIFとが一致
することを条件に、その相補出力信号MO3を選択的に
論理“1゛とする。
以上の本実施例に示されるように、この発明をB i 
−CMOSダイナミック型RAM等の半導体記憶装置に
通用することで、次のような作用効果が得られる。すな
わち、 (1)半導体記憶装置のメモリアレイを、格子状に配置
されるダイナミック型メモリセルを基本として構成し、
その周辺回路を、CMOS論理ゲ論理図−1びECL回
路ならびに上記CMOS論理ゲ論理図−1びECL回路
が組み合わされてなるBI−CMOS論理ゲート回路を
基本として構成して、いわゆるB i −CMOSダイ
ナミック型RAM構造とすることで、半導体記憶装置の
構成を最適化できる。これにより、半導体記憶装置の高
集積化を図りつつ、その動作を高速化できるという効果
が得られる。
(2)半導体記憶装置に、TTLレベル又はECLレベ
ルの入力信号を対応するMOSレベルの内部アドレス信
号又は内部入力データ信号に変換する入力回路と、上記
内部アドレス信号をもとにMOSレベルを基本とする選
択信号を形成するアドレス選択回路と、上記選択信号に
従って指定されるメモリセルを選択し書き込み用コモン
I10線又は読み出し用コモンI10線に選択的に接続
するメモリアレイと、上記内部入力データ信号をもとに
MOSレベルの書き込み信号を形成し上記書き込み用コ
モンI10線を介して選択されたメモリセルに供給する
書き込み回路と、選択されたメモリセルから上記読み出
し用コモンI10線を介して電流信号として出力される
読み出し信号を電圧信号に変換し増幅してECLレベル
の内部データ出力信号を形成する読み出し回路と、上記
内部データ出力信号をもとにTTLレベル又はECLレ
ベルのデータ出力信号を形成し送出する出力回路とを設
けることで、半導体記憶装置の内部信号形態を最適化で
きる。これにより、半導体記憶装置の高集積化ならびに
低消費電力化を図りつつ、内部信号の伝達遅延時間を短
縮し、その動作を高速化できるという効果°が得られる
(3)上記(2)項において、TTLレベル及びECL
レベルに対応する複数の入力回路を設け、これをマスタ
ースライスによって選択的に使用することで、共通の半
導体基板による入力信号形態の異なる複数の半導体記憶
装置を実現できるという効果が得られる。
(4)上記(2)項において、ワード線を指定するため
のロウアドレスとビット線を指定するためのカラムアド
レスを、それぞれ個別の外部端子を介してかつ実質的に
同時に入力することで、Bl・CMOSダイナミック型
RAMのアドレス選択部の構成を最適化し、その動作を
高速化できるという効果が得られる。
(5)上記(2)項において、リードアンプに、パイボ
ーラトラトジスタを基本構成とする電流電圧変換回路及
び差動増幅回路と、MOSFETを基本構成とするラッ
チとを設けることで、Bi・CMOSダイナミック型R
AMのリードアンプの構成を最適化し、その動作を高速
化できるという効果が得られる。
(6)上記(2)項において、出力回路に、リードアン
プから出力されるECLレベルの内部データ出力f8号
をMOSレベルに変換するレベル変換回路と、上記レベ
ル変換回路の相補出力信号に従って選択的にオン状態と
される一対の出力MOSFETとを設けることで、B 
i −CMOSダイナミック型RAMの出力回路の構成
を最適化し、その動作を低消費電力化しかつ高速化でき
るという効果が得られる。
(7)その絶対値が実質的にデータ線における書き込み
信号の振幅の絶対値より大きくされるワード線選択電圧
を、指定されるワード線に選択的に伝達することによっ
てワード線の選択動作を行ういわゆるスタティックワー
ド線選択方式とすることで、半導体記憶装置のワード線
選択動作を高速化し、そのアクセスタイムを短縮できろ
という効果が得られる。
(8)上記(7)項において、ワード線を駆動するワー
ド線駆動回路のそれぞれに、対応するワード線と上記ワ
ード線駆動電圧の供給点との間に設けられそのゲートが
所定の内部ノードに結合されるPチャンネル型の第1の
MOSFETと、対応するワード線と回路の接地電位と
の間に設けられそのゲートが上記内部ノードに結合され
るNチャンネル型の第2のMOSFETと、上記供給点
と上記内部ノードとの間に設けられ所定のプリチャージ
制御信号に従って選択的にオン状態とされるPチャンネ
ル型の第3のMOSFETと、上記内部ノードと回路の
接地電位との間に設けられ対応する選択信号に従って選
択的にオン状態とされるスイッチ手段と、上記供給点と
上記内部ノードとの間に設けられそのゲートが対応する
ワード線に結合されるPチャンネル型の第4のMOSF
ETとを設けることで、ワード線のレベルを安定化しつ
つ回路構成の簡素化を図ったワード線駆動回路を実現で
きるという効果が得られる。
(9)上記(8)項において、各ワード線群に対応して
設けられる複数のワード線駆動回路を、それを構成する
PチャンネルMOSFET領域及びNチャンネルMOS
FET領域が交互に隣接すべく縦積み配置することで、
ワード線駆動回路のレイアウトを効率化し、周辺回路の
レイアウト所要面積を削減できるという効果が得られる
(10)半導体記憶装置に、対応するメモリアレイとそ
の直接周辺回路をそれぞれ含み、対応するアレイ選択信
号に従って、指定されるメモリセルに対する記憶データ
の書き込み又は読み出しあるいはリフレッシュ等に関す
る一連の動作をそれぞれ自律的に実行する複数のメモリ
マットを設けることで、半導体記憶装置のメモリアレイ
部をユニ7ト化し、その構成を簡素化できるとともに、
増設単位を明確にできるという効果が得られる。
(11)半導体記憶装置を構成するX系選択回路を、半
導体基板面の中央部に配置し、そのメモリアレイを、上
記X系選択回路をはさみかつそのワード線が半導体基板
面の各短辺に向かって延長されるべくいわゆる縦型配置
することで、半導体記憶装置のレイアウトを最適化し、
その動作を高速化できるという効果が得られる。
(12)上記(11)項において、半導体記憶装置をア
ドレスノンマルチプレクス方式とし、ワード線選択に供
されるロウアドレス信号が伝達されるボンディングパッ
ドを、半導体基板面の中央部に配置されるX系選択回路
の両側に近接して配置することで、ロウアドレス信号の
伝達遅延時間を縮小し、半導体記憶装置のアクセスタイ
ムを高速化できるという効果が得られる。
(13)上記(12)項において、上記ロウアドレス信
号を受けるバンファ単位回路を、対応するボンディング
パッドに近接して配置することで、ロウアドレス信号の
伝達遅延時間をさらに縮小し、半導体記憶装置のアクセ
スタイムをさらに高速化できるという効果が得られる。
(14)上記(11)項において、メモリアレイを構成
するワード線のそれぞれを、ワード線がその延長方向に
分割されてなりかつポリシリコン又はポリサイドあるい
はシリサイドにより形成される複数の分割ワード線と、
アルミニウム配線層等の金属配線層により形成されかつ
上記分割ワード線をその延長方向のほぼ中間において共
通結合するメインワード線とにより構成することで、ワ
ード線選択信号の伝達遅延時間を縮小し、半導体記憶装
置のワード線選択動作を高速化できるという効果が得ら
れる。
(15)半導体記憶装置の制御部を、所定の内部制御信
号によって起動され対応する一連の動作をクロック信号
又はタイミング信号に従って同期化されることなく順次
実行するいわゆるドミノ形態とすることで、制御部の動
作を高速化できるという効果が得られる。
(16)半導体記憶装置に、メモリアレイの指定される
データ線が選択的にかつ対応するスイッチMOSFET
を介して直接的に接続される書き込み用コモンI10線
と、上記メモリアレイの指定されるビット線が選択的に
かつ対応するスイッチMOSFETのゲートを介して間
接的に接続される読み出し用コモンI10線とを設ける
ことで、各コモンI10線の直流レベルを用途に応じて
最適化し、半導体記憶装置の書き込み及び読み出し動作
を高速化できるという効果が得られる。
(17)上記(16)項において、メモリアレイの指定
されるデータ線から読み出し用コモン!10線を介して
対応するリードアンプに伝達される読み出し信号を電流
信号し、上記リードアンプをバイポーラトランジスタを
基本として構成することで、読み出し信号の伝達遅延時
間を縮小し、半導体記憶装置の読み出し動作をさらに高
速化できるという効果が得られる。
(18)上記(16)項において、メモリアレイとして
シェアドセンス方式を採用しないことで、メモリアレイ
の構成を最適化し、半導体記憶装置の読み出し動作を安
定化しつつ高速化できるという効果が得られる。
(19)上記(16)項において、メモリアレイとして
分割ビット線方式を採用することで、メモリアレイの構
成を最適化し、半導体記憶装置の読み出し動作を高速化
できるという効果が得られる。
(20)上記(19)項において、各メモリアレイに対
応してそれぞれ2対の書き込み用コモンI10線及び読
み出し用コモンI10線を設けることで、カラムスイッ
チとYデコーダ単位回路のレイアウトピッチを適合させ
、そのレイアウト所要面積を削減できるという効果が得
られる。
(21)上記(19)項において、メモリアレイを2個
ずつ対構成とし、各対のメモリアレイを、半導体基板面
の中央部に配置されるX系選択回路をはさんで対称的に
配置するとともに、上記書き込み用及び読み出し用コモ
ンI10線を、対をなす2個のメモリアレイで共有し、
かつ対応する2個のメモリアレイを串刺しすべく貫通し
て配置することで、半導体記憶装置のメモリアレイ部の
構成を簡素化し、そのレイアウト所要面積を削減できる
という効果が得られる。
(22)上記(21)項において、読み出し用コモンI
10線の両側に、シールド作用を持つ接地電位供給線等
を配置することで、高感度のリードアンプが結合される
読み出し用コモンI10線のノイズマージンを拡大し、
半導体記憶装置の読み出し動作を安定化できるという効
果が得られる。
(23)上記〈21)項において、対をなす2個のメモ
リアレイにより共有される複数の共通コモンI10線を
設け、これらの共通コモンI/O線を、対をなすメモリ
アレイの一方で書き込み用コモンI10線として、また
その他方で読み出し用コモンI10線として用いること
で、コモンI10線の所定数を削減し、半導体記憶装置
のメモリアレイ部のレイアウト所要面積を削減できると
いう効果が得られる。
(24)外部端子を介して供給される入力信号を受ける
入力回路に、その入力端子に対応する上記入力信号を受
けるCMOS論理ゲート回路と、その入力端子に上記C
MO5論理ゲート回路の出力信号を受けるBi−CMO
S論理ゲート回路を設けることで、入力回路の入力容量
を削減しつつ、その伝達遅延時間を縮小し、さらにその
駆動能力を拡大できるという効果が得られる。
(25)上記(24)項において、上記B i −CM
OS論理ゲート回路の入力端子と回路の電源電圧との間
に、そのゲートに上記、B i ・CMOS論理ゲート
回路の出力信号を受けるPチャンネルMOSFETを含
む正帰還回路を設ることで、入力回路のノイズマージン
を拡大し、その動作を安定化できるという効果が得られ
る。
(26)Bi・CMOS論理ゲート回路と並列形態に、
CM OS g!理ゲート回路を付加することで、Bi
・CMOS論理ゲート回路の出力信号振幅を回路の電源
電圧及び接地電位間でフルスイングすべく拡大できると
いう効果が得られる。
(27) B i ・CMOS論理ゲート回路の出力端
子に、CMOS論理ゲート回路からなりその一方の入出
力ノードが上記Bt・CMOS論理ゲート回路の出力端
子に結合されるラッチを付加することで、B1・CMO
S論理ゲート回路の出力信号振幅を回路の電源電圧及び
接地電位間でフルスイングすべく拡大できるという効果
が得られる。
(28)起動制御信号が所定の組み合わせとされること
を条件に、テストモードを設定するためのテストモード
セットサイクルを実行させ、所定の外部端子にその絶対
値が回路の電源電圧より大きな高電圧が供給されること
を条件に、指定されるテストサイクルを実行させること
で、半導体記憶装置のテスト論理を明確化し、その付加
価値を高めることができるという効果が得られる。
(29)半導体記憶装置のリードアンプを、所定のタイ
ミング信号に従って一時的に動作状態とすることで、ロ
ングサイクルにおけるリードアンプの消費電流を削減で
きるという効果が得られる。
(30)上記(29)項において、リードアンプの電流
電圧変換回路及び差動増幅回路をバイポーラトランジス
タを基本として構成し、そのラッチをMOSFETを基
本として構成し、かつ上記ラッチの相補入出力ノードと
回路の電源電圧との間に、所定のタイミング信号に従っ
て選択的に結合され、上記入出力ノードの電位をECL
レベルに保持するための一対の負荷手段を設ることで、
リードアンプの低消費電力化を図りつつ、その動作を安
定、化できるという効果が得られる。
(31)上記(30)項において、リードアンプの電流
電圧変換回路及び差動増幅回路ならびにラッチの相補入
力端子又は相補出力端子あるいは所定の内部ノードに、
所定のタイミング信号に従って選択的に有効とされるイ
コライズ回路を設けることで、各ノードの残存電荷をデ
ィスチャージさせ、リードアンプの動作を安定化しつつ
高速化できるという効果が得られる。
(32)上記(30)項において、電流電圧変換回路を
構成する電流センス用の一対のバイポーラトランジスタ
のエミッタと回路の接地電位との間に、電流電圧変換回
路が動作状態とされる当初において選択的かつ一時的に
接続される一対の負荷手段を設けることで、電源変動に
対して上記エミソタの電位を追随させ、電流電圧変換回
路の動作を高速化できるという効果が得られる。
(33) 差動バイポーラトランジスタを基本構成とす
る差動増幅回路に所定の動作電流を選択的に与える電流
源と並列形態に、所定の容量手段を付加することで、上
記差動増幅回路の動作の立ち上がりを高速化できるとい
う効果が得られる。
(34)所定の内部制御信号に従って選択的に動作状態
とされる内部回路と回路の接地電位との間に、上記内部
回路が待機状態とされるとき上記内部回路に比較的小さ
な動作電流を選択的に供給する第1の電流源と、上記内
部回路が動作状態とされるとき上記内部回路に比較的大
きな動作電流を選択的に供給する第2の電流源を並列形
態に設け、上記内部回路をいわゆるウオーミングアンプ
状態とすることで、上記内部回路の動作の立ち上がりを
高速化できるという効果が得られる。
(35)上記(34)項において、内部回路が対をなす
差動回路である場合、上記第1の電流源を、差動回路を
構成する二つの上記内部回路によって共有することで、
レイアウトバラツキ等によって生じるレベル差を解消し
、上記差動回路の動作を安定化できるという効果が得ら
れる。
(36)同時に動作状態とされかつ増幅後の読み出し信
号を保持するラッチをそれぞれ備える複数のリードアン
プを設け、これらのリードアンプの出力信号を、所定の
出力選択信号に従って順次選択的にデータ出力バッファ
に伝達することで、半導体記憶装置の高速連続読み出し
動作を実現できるという効果が得られる。
(37)上記(36)項において、その出力信号が最初
に伝達されるリードアンプに対して比較的大きな動作電
流を選択的に供給することで、半導体記憶装置の上記高
速連続読み出し動作の立ち上がりを高速化できるという
効果が得られる。
〈38)半導体記憶装置に、複数のライトアンプと、こ
れらのライトアンプに対応して設けられ対応する書き込
みデータを保持する複数のラッチと、所定の外部端子を
介して入力される書き込みデータを所定のアドレス信号
に従って対応する上記ラッチに選択的に伝達する入力選
択回路とを設け、上記外部端子を介して入力される書き
込みデータを上記ラッチに順次取り込み、所定の時間が
経過した時点で上記複数のライトアンプを一斉に動作状
態とすることで、同時に選択状態とされる複数のメモリ
セルに対する高速連続書き込み動作を実現できるという
効果が得られる。
(39)半導体基板面に分散配置されかつその所定数個
が同時に動作状態とされる複数のメモリマットを備える
半導体記憶装置において、同時に動作状態とされる所定
数個のメモリマットを、例えば千鳥状に選択することで
、半導体基板面の発熱分布を均一化し、半導体記憶装置
の信頼性を高めることができるという効果が得られる。
(40)その極性及び電圧値が異なる複数の内部電圧を
形成する複数の電圧発生回路を、共通の発振回路により
形成される所定のパルス信号に従って動作させることで
、電源部の回路構成を簡素化できるという効果が得られ
る。
(41〉電圧発生回路のいずれがか一所定の起動制御信
号に従って選択的に動作状態とされるとき、上記パルス
信号を、上記起動制御信号が有効とされる当初において
まず形成し、その後、所定の周期で周期的に形成するこ
とで、連続起動時における電圧発生回路の動作を安定化
し、対応する内部電圧を安定化できるという効果が得ら
れる。
(42)半導体記憶装置の冗長回路等に設けられるヒエ
ーズ手段を、対応する選択信号に従って選択的にオン状
態とされるバイポーラトランジスタを介して切断するこ
とで、冗長回路等におけるヒユーズ切断処理を低消費電
力化しつつ確実にし、半導体記憶装置の信頼性を高める
ことができるという効果が得られる。
(43)CMOS論理ゲート回路を構成するMOSFE
Tのしきい値電圧を、前段回路の出力端子からその入力
端子までの距離が比較的長いとき、あるいはその前段回
路がBt−cMos論理ゲート回路によって構成される
とき、選択的に大きくすることで、CMOS及びBi・
CMOS論理ゲート回路を含む論理回路の貫通電流を抑
制し、その低消費電力化を図ることができるという効果
が得られる。
(44)拡散抵抗を構成する拡散層と対応するアルミニ
ウム配線層等の金属配線層を結合するためのコンタクト
及びPゝ又はN◆拡散層が形成される位置を、フォトマ
スクの一部を変更して選択的に変化させることで、抵抗
手段のトリミングを効率的に実施できるという効果が得
られる。
(45)アドレスノンマルチプレクス方式をとり、かつ
オートリフレッシュモードを有する半導体記憶装置にお
いて、オートリフレ7シエモードが実行されるとき、そ
のY系選択回路及び読み出し回路ならびに書き込み回路
等の動作を選択的に停止することで、半導体記憶装置の
オートリフレ・ノシュモードにおける消費電流を削減で
きるという効果が得られる。
(46)相補ビット線の非反転及び反転信号線間に設け
られるプリチャージMOSFETのゲートに供給される
プリチャージ制御信号を、有効とされる当初において一
時的に回路の電源電圧より太きくすることで、上記プリ
チャージMOS F ETのサイズを縮小し、メモリア
レイのレイアウト所要面積を縮小できるという効果が得
、られる。
(47)直列結合される複数のダイオードからなるクラ
ンプ回路において、上記複数のダイオードが直列結合さ
れる各ノードに、所定のイコライズ回路を設けることで
、上記各ノードにおける残存電荷をディスチャージし、
クランプ回路のレベル変化を安定化できるという効果が
得られる。
(48)アルミニウム等の金属配線層によって形成され
る信号線が、同層の金属配線層によって形成される電源
供給線等と交差されるとき、上記電源供給線をその上層
又は下層に設けられる第2の金属配線層を介して迂回し
て配置する場合に、上記信号線を、交差区間における電
源供給線との横断距離が出来るだけ長くなるように、実
質的に斜めに交差させることで、電源供給線の交差区間
におけるインピーダンス増加を抑え、電源ノイズを抑制
できるという効果が得られる。
(49)例えばメモリアレイ等の内部回路をはさんで半
導体基板面の比較的長い距離にわたって配置されるクロ
7り信号線等の主信号線を、その出力ノードから上記内
部回路の一方及び他方をまわりこんで配置されかつその
入力ノード又は所定のノードで共通結合される一対の信
号線によって実現することで、主信号線のインピーダン
スを抑え、半導体記憶装置等のノイズマージンを拡大で
きるという効果が得られる。
(50)半導体記憶装置の入力用バッド等に対応して設
けられる静電保護回路に、アルミニウム等の金属配Ij
tFxを介してバンドに結合される入力拡散層と、この
入力拡散層と対向して形成され金属配線層を介して回路
の電源電圧に結合される第1の大深度拡散層と、上記パ
ッドと所定の内部ノードとの間に設けられる保護抵抗と
、上記内部ノードと回路の接地電位との間に設けられそ
のソース及びドレイン領域が第2及び第3の大深度拡散
層からなるクランプMOSFETとを設けることで、静
電保護回路の保護特性を高め、半導体記憶装置等の信頼
性を高めることができるという効果が得られる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、この発明は、上記実施例に限定さ
れるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変
更可能であることは言うまでもない0例えば、Bi・C
MOSダイナミック型RAMの周辺回路形態の組み合わ
せは、この実施例による制約を受けないし、内部信号形
式も、その組み合わせの一部を変えることができよう。
また、電源電圧の極性や電圧値は任意であるし、これに
応じて、ワード線選択電圧の極性ならびに電圧値等も変
更できる。各ワード線に対応して設けられるワード線駆
動回路の具体的構成も、種々上えられよう、メモリマッ
ト又はメモリアレイの分割数やその設置数、ならびに各
メモリアレイを構成するワード線やデータ線ならびに冗
長ワード線、冗長データ線及びコモン!10線等の設置
数も任意である。各アドレス信号のビット数やその用途
は、メモリアレイの構成等に応じて任意に変更できる。
テストモードの具体的試験内容は、種々の組み合わせが
考えられる。金属配線層は、特にアルミニウム又はその
合金により形成されるものである必要はなく、その層数
も任意である。さらに、各回路図に示される具体的な回
路構成や、各配置図に示される具体的なレイアウトなら
びに起動制御信号やアドレス信号及び内部制御信号の組
み合わせ及びそれらの論理レベル等は、種々の実施形態
を採りうる。
以上の説明では、主として本発明者によってなされた発
明をその背景となった利用分野である日t−cMOsダ
イナミック型RAMに通用した場合について説明したが
、それに限定されるものではなく、例えば、周辺回路及
びメモリアレイのレイアウトならびにテスト方式等に関
する発明は、他の各種の半導体記憶装置にも適用できる
し、抵抗手段、論理回路、入力回路、ヒユーズ切断回路
駆動回路、電源回路ならびに静電保護回路に関する発明
は、他の各種の半導体集積回路装置にも通用できる。こ
れらの発明は、少なくとも対応する回路等を含み、かつ
それを必要とする各種の半導体記憶装置あるいは半導体
集積回路装置に広く通用できる。
〔発明の効果〕
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。すなわち、半導体記憶装置のメモリアレイをダイナミ
ック型メモリセルを基本として構成し、その周辺回路を
Bi・CMOS論理ゲート回路を基本として構成するこ
とで、いわゆるB 1−CMOSMOSグラナミンクM
構造とする。このとき、ワード線の選択方式を、その絶
対値が書き込み動作時におけるデータ線の信号振幅より
大きなワード線選択電圧を指定されるワード線に択一的
に伝達するいわゆるスタティック型選択方式とする。ま
た、コモンI10線として、指定されるデータ線が対応
するスイッチMOSFETを介して直接的に接続される
書き込み用コモンI10線と、指定されるデータ線が対
応するスイッチMOSFETのゲートを介して間接的に
接続される読み出し用コモンI10線とを設けるととも
に、選択されたメモリセルから上記データ線及び読み出
し用コモンI10線を介して伝達される読み出し信号を
電流信号とし、これを差動バイポーラトランジスタを基
本構成とするリードアンプによって電圧信号に変換し、
増幅する。さらに、対をなすメモリアレイとその直接周
辺回路を含み、かつ対応するアレイ選択信号に従って一
連の選択動作を自律的に行う複数のメモリマットを設け
、これらのメモリマットを、半導体基板面の短辺に平行
する中心線にそって配置されるX系選択回路をはさんで
対称的にかつ縦型配置する。これにより、メモリアレイ
の高集積化を図りつつ周辺回路の信号伝達遅延時間を縮
小できる。また、コモンI10線をその用途に応じて分
離しかつ読み出し信号を電流信号として伝達することで
、読み出し動作を高速化できる。さらに、ワード線の選
択方式をいわゆるスタティック型選択方式とするととも
に、メモリマットをユニット化しかつX系選択回路をは
さんで縦型配置することで、ワード線及びデータ線の選
択動作を高速化できる。その結果、その高速化及び大容
量化ならびに低消費電力化を図った半導体記憶装置を実
現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は、この発明が通用されたBi・C
MOSダイナミック型RAMの一実施例を示す全体ブロ
ック図であり、第4図は、上記Bi−cMOsミー0M
Osダイナミックモリマントの一実施例を示すブロック
である。 第5図は、この発明が通用されたB i −CMOSダ
イナミック型RAMの一実施例を示すメモリマット選択
概念図、第6図は、その内部信号形式及び周辺回路形態
の一実施例を示す機能ブロック図、また、第7図は、そ
の一実施例を示す外部端子配置図である。 第8図ないし第17図は、この発明が通用されたBi・
CMOSダイナミック型RAMの各動作サイクルの一実
施例を示すタイミング図、第18図ないし第43図は、
各部の一実施例を示す回路図、また、第44図ないし第
46図は、その一実施例を示す信号波形図である。 第47図は、この発明が通用されたB L −CMOS
グイナミソク型RAMの一実施例を示す全体配置図、第
48図ないし第52図は、各部の部分配置図、第52図
ないし第57図ならびに第58図ないし第62図は、ワ
ード線駆動回路ならびにセンスアンプの一実施例を示す
拡大配置図、第63図は、一実施例を示す電源幹線図で
ある。 第64図ないし第89図は、この発明が通用されたBi
・CMOSダイナミック型RAMの各部における発明を
説明するための概念図、特性図。 配置図ならびに変形回路図等である。 CEB・・・CEバッファ、CED・・・CEドライバ
、XAB・・・Xアドレスバッファ、AB・・・バッフ
ァ単位回路、CT・・・リフレッシュカウンタ単位回路
、YAB・・・Yアドレスバッファ、RFB・・・RF
バッファ、XADI。 XAD2.AX7・・・Xプリデコーダ、YAD・・・
Yプリデコーダ、RDP・・・冗長プリチャージ信号発
生回路、XR・・・X系冗長回路、YR・・・Y系冗長
回路、XRD・・・X系冗長選択回路、YRD・・・Y
系冗長選択回路、RCE・・・冗長イネーブル回路、R
CA・・・冗長アドレス比較回路、X・・・ワード線選
択駆動信号、XR・・・冗長ワード線選択駆動信号、M
AT・・・メモリマット、SWF、SWN・・・コモン
ソース線スイッチ回1i、YDG・・・Yデコーダ駆動
回路、YD・・・Yデコーダ、WPH・・・ワード線プ
リチャージ信号発生回路、PC・・・データ線プリチャ
ージ信号発生回路、ARY・・・メモリアレイ、XD・
・・Xデコーダ、WD・・・ワード線駆動回路、SA・
・・センスアンプ駆動信号発生回路、SAP、SAN・
・・センスアンプ駆動回路、PSS・・・コモンI10
線イコライズ回路、ZAB・・・2アドレスバツフア、
ZAD・・・2プリデコーダ、RAO〜RA7・・・リ
ードアンプ、RAC・・・リードアンプ制御回路、DS
21〜DS24.DS8・・・データ選択回路、MBT
・・・マルチビットテスト回路、DOB 1〜DOB4
・・・データ出カバソファ、OEB・・・OEバッファ
、pE・・・DB信号発生回路、WEB・・・WEバン
ファ、DIBI−DIB4・・・データ入カバンファ、
WAO〜WA?・・・ライトアンプ、FR・・・FR信
号発生回路、FT・・・FT信号発生回路、OEC・・
・OEC信号発生回路、YE・・・YE信号発生回路、
VRE・・・VRE電圧発生回路、AF・・・テストモ
ード設定信号ラッチ、TEST・・・テストモード制御
回路、XC・・・XC信号発生回路、SVC・・・高電
圧検出回路、OSC・・・発振回路、VCH・・・VC
H電圧発生回路、VBB・・・VBB電圧発生回路、V
G・・・VC電圧発生回路、HVC・・・HVC電圧発
生回路、WK・・・W1信号発生回路。 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ダイナミック型メモリセルが格子状に配置されてな
    るメモリアレイと、CMOS論理ゲート回路及びECL
    回路ならびに上記CMOS論理ゲート回路及びECL回
    路が組み合わされてなるBi・CMOS論理ゲート回路
    を基本構成とする周辺回路とを具備することを特徴とす
    る半導体記憶装置。 2、データ入力信号及びアドレス信号を含むTTLレベ
    ル又はECLレベルの入力信号を対応する内部データ入
    力信号及び内部アドレス信号を含むMOSレベルの内部
    信号に変換する入力回路と、上記内部アドレス信号をも
    とにMOSレベルを基本とする選択信号を形成するアド
    レス選択回路と、上記選択信号に従って指定されるメモ
    リセルを選択し書き込み用コモンI/O線又は読み出し
    用コモンI/O線に選択的に接続するメモリアレイと、
    上記内部データ入力信号をもとにMOSレベルの書き込
    み信号を形成し上記書き込み用コモンI/O線を介して
    選択されたメモリセルに供給する書き込み回路と、選択
    されたメモリセルから上記読み出し用コモンI/O線を
    介して電流信号として出力される読み出し信号を電圧信
    号に変換し増幅してECLレベルの内部データ出力信号
    を形成する読み出し回路と、上記内部データ出力信号を
    もとにTTLレベル又はECLレベルのデータ出力信号
    を形成し送出する出力回路とを具備することを特徴とす
    る半導体記憶装置。 3、上記入力回路は、TTLレベル及びECLレベルに
    対応して設けられ、マスタースライスによって選択的に
    有効とされる複数の入力回路を含むものであることを特
    徴とする特許請求の範囲第2項記載の半導体記憶装置。 4、上記アドレス信号は、それぞれ個別の外部端子を介
    してかつ実質的に同時に入力されるXアドレス信号及び
    Yアドレス信号を含むものであることを特徴とする特許
    請求の範囲第2項又は第3項記載の半導体記憶装置。 5、上記メモリセルは、ダイナミック型メモリセルであ
    って、上記メモリアレイを構成するワード線の選択レベ
    ルの絶対値は、上記書き込み信号の振幅の絶対値より大
    きくされるものであることを特徴とする特許請求の範囲
    第2項記載の半導体記憶装置。 6、上記読み出し回路は、バイポーラトラトジスタを基
    本構成とする電流電圧変換回路及び差動増幅回路と、M
    OSFETを基本構成とするラッチとを含むものである
    ことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の半導体記
    憶装置。 7、上記出力回路は、上記内部データ出力信号をMOS
    レベルに変換するレベル変換回路と、上記レベル変換回
    路の相補出力信号に従って選択的にオン状態とされる一
    対の出力MOSFETとを含むものであることを特徴と
    する特許請求の範囲第2項記載の半導体記憶装置。 8、その絶対値が実質的にデータ線における書き込み信
    号の振幅の絶対値より大きくされるワード線選択電圧を
    、指定されるワード線に選択的に伝達することによりワ
    ード線の選択動作を行うことを特徴とする半導体記憶装
    置。 9、上記ワード線選択電圧は、上記半導体記憶装置に内
    蔵される電圧発生回路において、所定の電源電圧を昇圧
    することによって形成されることを特徴とする特許請求
    の範囲第8項記載の半導体記憶装置。 10、上記ワード線は、対応するワード線駆動回路に結
    合されるものであって、上記ワード線駆動回路のそれぞ
    れは、対応する上記ワード線と上記ワード線駆動電圧の
    供給点との間に設けられそのゲートが所定の内部ノード
    に結合される第1導電型の第1のMOSFETと、対応
    する上記ワード線と第2の電源電圧との間に設けられそ
    のゲートが上記内部ノードに共通結合される第2導電型
    の第2のMOSFETと、上記供給点と上記内部ノード
    との間に設けられ所定のプリチャージ制御信号に従って
    選択的にオン状態とされる第1導電型の第3のMOSF
    ETと、上記内部ノードと第2の電源電圧との間に設け
    られ対応する選択信号に従って選択的にオン状態とされ
    るスイッチ手段と、上記供給点と上記内部ノードとの間
    に設けられそのゲートが対応する上記ワード線に結合さ
    れる第1導電型の第4のMOSFETとを含むものであ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第8項又は第9項記
    載の半導体記憶装置。 11、上記ワード線及びワード線駆動回路は、所定数ず
    つ群分割されるものであって、各群を構成する複数のワ
    ード線駆動回路は、対応する複数のワード線の延長方向
    に縦積み配置されることを特徴とする特許請求の範囲第
    8項、第9項又は第10項記載の半導体記憶装置。 12、上記各群を構成する複数のワード線駆動回路は、
    第1導電型のMOSFETが形成される領域と第2導電
    型のMOSFETが形成される領域とが交互に隣接すべ
    く縦積み配置されることを特徴とする特許請求の範囲第
    8項、第9項、第10項又は第11項記載の半導体記憶
    装置。 13、メモリアレイ及び対応する直接周辺回路をそれぞ
    れ含み、対応する所定の選択信号に従って指定されるメ
    モリセルに対する記憶データの書き込み又は読み出しあ
    るいはリフレッシュ等に関する一連の動作をそれぞれ自
    律的に実行する複数のメモリマットを具備することを特
    徴とする半導体記憶装置。 14、上記半導体記憶装置の記憶容量は、上記メモリマ
    ットの記憶容量を単位として、拡張又は縮小されること
    を特徴とする特許請求の範囲第13項記載の半導体記憶
    装置。 15、上記メモリマットのそれぞれは、Yデコーダと対
    応する一対のメモリアレイ及びXデコーダを含むもので
    あって、上記選択信号は、これらの直接周辺回路に必要
    なプリチャージ信号及び駆動信号等を選択的に形成する
    ために供されることを特徴とする特許請求の範囲第13
    項又は第14項記載の半導体記憶装置。 16、半導体基板面の短辺に平行する中心線にそって配
    置されるX系選択回路と、上記X系選択回路をはさみか
    つそのワード線が半導体基板面の各短辺に向かって延長
    されるべく配置される複数のメモリアレイとを具備する
    ことを特徴とする半導体記憶装置。 17、上記半導体記憶装置は、Xアドレス信号及びYア
    ドレス信号がそれぞれ個別の外部端子を介してかつ実質
    的に同時に入力されるアドレスノンマルチ方式を採るも
    のであって、上記Xアドレス信号が伝達されるボンディ
    ングパッドは、半導体基板面の上記X系選択回路の両側
    に近接して配置されることを特徴とする特許請求の範囲
    第16項記載の半導体記憶装置。 18、上記X系選択回路は、上記Xアドレス信号の各ビ
    ットに対応して設けられかつ対応する上記ボンディング
    パッドにそれぞれ近接して配置される複数の単位回路を
    含むものであることを特徴とする特許請求の範囲第16
    項又は第17項記載の半導体記憶装置。 19、上記メモリアレイを構成するワード線のそれぞれ
    は、上記ワード線がその延長方向に分割されてなる複数
    の分割ワード線と、上記分割ワード線と平行して形成さ
    れかつ対応する上記複数の分割ワード線を共通結合する
    1本のメインワード線とを含むものであることを特徴と
    する特許請求の範囲第16項、第17項又は第18項記
    載の半導体記憶装置。 20、上記分割ワード線は、ポリシリコン又はポリサイ
    ドあるいはシリサイドによって形成され、上記メインワ
    ード線は、所定の金属配線層によって形成されることを
    特徴とする特許請求の範囲第16項、第17項、第18
    項又は第19項記載の半導体記憶装置。 21、上記金属配線層は、アルミニウム又はその合金に
    よって形成されることを特徴とする特許請求の範囲第1
    6項、第17項、第18項、第19項又は第20項記載
    の半導体記憶装置。 22、上記分割ワード線は、そのほぼ中間点において対
    応する上記メインワード線に結合されることを特徴とす
    る特許請求の範囲第16項、第17項、第18項又は第
    19項記載の半導体記憶装置。 23、上記複数のメモリアレイの外側には、半導体基板
    面の各短辺にそって他の周辺回路が配置され、これらの
    周辺回路に近接する位置には、対応する複数のボンディ
    ングパッドが配置されることを特徴とする特許請求の範
    囲第16項、第17項又は第18項記載の半導体記憶装
    置。 24、ダイナミック型メモリセルが格子状に配置されて
    なるメモリアレイと、所定の起動制御信号をもとに形成
    される内部制御信号によって起動され対応する一連の動
    作をクロック信号又はタイミング信号に従って同期化さ
    れることなく順次実行する周辺回路とを具備することを
    特徴とする半導体記憶装置。 25、上記周辺回路は、実質的に直列形態とされかつ対
    応する前段回路の出力信号に従ってその動作を開始し又
    は停止する複数の機能単位を含むものであることを特徴
    とする特許請求の範囲第24項記載の半導体記憶装置。 26、メモリアレイの指定されるデータ線が選択的にか
    つ対応するスイッチMOSFETを介して直接的に接続
    される書き込み用コモンI/O線と、上記メモリアレイ
    の指定されるデータ線が選択的にかつ対応するスイッチ
    MOSFETのゲートを介して間接的に接続される読み
    出し用コモンI/O線とを具備することを特徴とする半
    導体記憶装置。 27、上記書き込み用コモンI/O線及び読み出し用コ
    モンI/O線は、上記メモリアレイの指定されるデータ
    線に対してそれぞれ排他的に接続されるものであること
    を特徴とする特許請求の範囲第26項記載の半導体記憶
    装置。 28、上記メモリアレイの指定されるデータ線から上記
    読み出し用コモンI/O線を介して対応するリードアン
    プに伝達される読み出し信号は、電流信号とされること
    を特徴とする特許請求の範囲第26項記載の半導体記憶
    装置。 29、上記メモリアレイは、格子状に配置される複数の
    ダイナミック型メモリセルを含むものであり、上記リー
    ドアンプは、一対のバイポーラトランジスタを基本構成
    とする電流電圧変換回路と一対の差動バイポーラトラン
    ジスタを基本構成とする差動増幅回路とを含むものであ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第26項又は第28
    項記載の半導体記憶装置。 30、上記メモリアレイの指定されるデータ線と上記読
    み出し用コモンI/O線とを選択的かつ間接的に接続す
    るための上記スイッチMOSFETのゲートは、例えば
    シエアドセンス用のMOSFETを介することなく、対
    応する上記データ線及びセンスアンプに直接結合される
    ことを特徴とする特許請求の範囲第26項記載の半導体
    記憶装置。 31、上記メモリアレイは、実質的にデータ線の延長方
    向に複数分割されることを特徴とする特許請求の範囲第
    26項記載の半導体記憶装置。 32、上記半導体記憶装置は、一対の上記メモリアレイ
    ならびに上記メモリアレイに対応して設けられるそれぞ
    れ2対の上記書き込み用コモンI/O線及び読み出し用
    コモンI/O線をそれぞれ含む複数のメモリマットを具
    備するものであることを特徴とする特許請求の範囲第2
    6項記載の半導体記憶装置。 33、上記複数のメモリマットは、2個ずつそれぞれ対
    をなし、各対のメモリマットは、半導体基板面の短辺に
    平行する中心線にそって配置されるX系選択回路をはさ
    んで対称的に配置されることを特徴とする特許請求の範
    囲第26項又は第32項記載の半導体記憶装置。 34、上記2対の書き込み用コモンI/O線及び読み出
    し用コモンI/O線は、上記対をなす2個のメモリマッ
    トで共有され、かつこれらのメモリマットを串刺しすべ
    く貫通して配置されることを特徴とする特許請求の範囲
    第26項、第32項又は第33項記載の半導体記憶装置
    。 35、上記読み出し用コモンI/O線の両側には、シー
    ルド作用を持つ一対の信号線が近接して配置されること
    を特徴とする特許請求の範囲第26項、第32項、第3
    3項又は第34項記載の半導体記憶装置。 36、上記一対の信号線は、所定の電源電圧を伝達する
    電源供給線であることを特徴とする特許請求の範囲第2
    6項、第32項、第33項、第34項又は第35項記載
    の半導体記憶装置。 37、上記半導体記憶装置は、それぞれ対をなす複数組
    の上記メモリアレイと、各対の上記メモリアレイに対応
    して設けられかつ対応する各対のメモリアレイを串刺し
    すべく貫通して配置される複数のコモンI/O線とを具
    備するものであって、対をなす上記メモリアレイの一方
    において上記書き込み用コモンI/O線として用いられ
    る半数の上記コモンI/O線は、その他方において上記
    読み出し用コモンI/O線として用いられ、対をなす上
    記メモリアレイの一方において上記読み出し用コモンI
    /O線として用いられる残り半数の上記コモンI/O線
    は、その他方において上記書き込み用コモンI/O線と
    して用いられることを特徴とする特許請求の範囲第26
    項記載の半導体記憶装置。 38、その入力端子に対応する外部端子を介して供給さ
    れる所定の入力信号を受けるCMOS論理ゲート回路と
    、その入力端子に上記CMOS論理ゲート回路の出力信
    号を受けその出力信号が対応する所定の内部回路に供給
    されるBi・CMOS論理ゲート回路とを具備すること
    を特徴とする入力回路。 39、上記Bi・CMOS論理ゲート回路の入力端子と
    第1の電源電圧との間には、そのゲートに上記Bi・C
    MOS論理ゲート回路の出力信号を受ける第1導電型の
    MOSFETを含む正帰還回路が設けられることを特徴
    とする特許請求の範囲第38項記載の入力回路。 40、上記入力信号は、TTLレベルとされることを特
    徴とする特許請求の範囲第38項又は第39項記載の入
    力回路。 41、Bi・CMOS論理ゲート回路と、その入力端子
    及び出力端子が上記Bi・CMOS論理ゲート回路の入
    力端子及び出力端子にそれぞれ共通結合されるCMOS
    論理ゲート回路とを具備することを特徴とする論理回路
    。 42、上記Bi・CMOS論理ゲート回路及びCMOS
    論理ゲート回路は、ともにインバータ回路であることを
    特徴とする特許請求の範囲第41項記載の入力回路。 43、Bi・CMOS論理ゲート回路と、その入力端子
    及び出力端子が互いに交差結合されることでラッチ形態
    とされかつその共通結合された一方の入出力ノードが上
    記Bi・CMOS論理ゲート回路の出力端子に結合され
    る一対のCMOS論理ゲート回路とを具備することを特
    徴とする論理回路。 44、上記CMOS論理ゲート回路は、インバータ回路
    であることを特徴とする特許請求の範囲第43項記載の
    論理回路。 45、起動制御信号が所定の組み合わせとされることを
    条件に、テストモードを設定するためのテストモードセ
    ットサイクルを実行し、所定の外部端子にその絶対値が
    回路の電源電圧より大きな所定の高電圧が供給されるこ
    とを条件に、上記テストモードによるテストサイクルを
    実行することを特徴とするテスト方式。 46、上記テスト方式は、半導体記憶装置に利用される
    ものであり、上記テストモードは、上記テストモードセ
    ットサイクルにおいて供給されるテストモード設定信号
    に従って、選択的に設定されることを特徴とする特許請
    求の範囲第45項記載のテスト方式。 47、上記テストモード設定信号は、所定のアドレス入
    力端子を介して供給され、かつテストモード制御回路に
    設けられるラッチによって保持されることを特徴とする
    特許請求の範囲第45項又は第46項記載のテスト方式
    。 48、それぞれのエミッタが読み出し用コモンI/O線
    に結合される電流センス用の一対のバイポーラトランジ
    スタを含む電流電圧変換回路と、それぞれのベースに上
    記電流電圧変換回路の相補出力信号を受ける一対の差動
    バイポーラトランジスタを含む差動増幅回路と、それぞ
    れのベースに上記差動増幅回路の相補出力信号を受ける
    一対のバイポーラトランジスタを含む出力エミッタフォ
    ロアとを備えるリードアンプを具備することを特徴とす
    る半導体記憶装置。 49、上記電流電圧変換回路は、実質的に上記リードア
    ンプの出力信号レベルが確立されるまでの間一時的に有
    効とされる第1のタイミング信号に従って選択的に動作
    状態とされ、上記差動増幅回路は、上記第1のタイミン
    グ信号に遅れて有効とされかつほぼ同時に無効とされる
    第2のタイミング信号に従って選択的に動作状態とされ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第48項記載の半導
    体記憶装置。 50、上記差動増幅回路の相補出力端子と第2の電源電
    圧との間には、上記第1及び第2のタイミングが無効と
    される直前に有効とされる第3のタイミング信号に従っ
    て選択的にラッチを構成する一対の差動MOSFETが
    設けられ、上記差動増幅回路の相補出力端子と第1の電
    源電圧との間には、上記第3のタイミング信号に遅れて
    無効とされる第4のタイミング信号に従って選択的に接
    続されかつ上記相補出力端子の電位をECLレベルに保
    持するための一対の負荷手段が設けられることを特徴と
    する特許請求の範囲第48項又は第49項記載の半導体
    記憶装置。 51、上記電流電圧変換回路及び差動増幅回路ならびに
    ラッチの相補入力端子又は相補出力端子あるいは所定の
    内部ノードは、対応する上記各回路が非動作状態とされ
    るとき、イコライズされることを特徴とする特許請求の
    範囲第48項記載の半導体記憶装置。 52、上記電流電圧変換回路を構成する電流センス用の
    一対のバイポーラトランジスタのエミッタと第2の電源
    電圧との間には、上記電流電圧変換回路が動作状態とさ
    れる当初において選択的かつ一時的に接続される一対の
    負荷手段が設けられることを特徴とする特許請求の範囲
    第48項記載の半導体記憶装置。 53、差動バイポーラトランジスタを基本構成とする差
    動増幅回路に所定の動作電流を与えるための電流源と、
    上記差動増幅回路と上記電流源との間に設けられ所定の
    駆動制御信号に従って選択的にオン状態とされるスイッ
    チ手段と、上記電流源と並列形態に設けられる容量手段
    とを具備することを特徴とする駆動回路。 54、上記差動増幅回路及び駆動回路は、Bi・CMO
    Sダイナミック型RAMのリードアンプに含まれるもの
    であることを特徴とする特許請求の範囲第53項記載の
    駆動回路。 55、所定の内部回路に比較的小さな動作電流を与える
    ための第1の電流源と、上記内部回路に比較的大きな動
    作電流を与えるための第2の電流源と、上記内部回路と
    上記第1の電流源との間に設けられ所定のタイミング信
    号に従って選択的にオン状態とされる第1のスイッチ手
    段と、上記内部回路と上記第2の電流源との間に設けら
    れ上記第1のスイッチ手段と相補的にオン状態とされる
    第2のスイッチ手段とを具備することを特徴とする駆動
    回路。 56、上記第1及び第2の電流源は、それぞれのゲート
    に所定の定電圧を受けるMOSFETによって構成され
    ることを特徴とする特許請求の範囲第55項記載の駆動
    回路。 57、上記内部回路は、それぞれ対をなし差動回路を構
    成するものであって、上記第1の電流源は、各差動回路
    を構成する二つの上記内部回路により共有されることを
    特徴とする特許請求の範囲第55項又は第56項記載の
    駆動回路。 58、同時に動作状態とされかつ増幅後の読み出し信号
    を保持するラッチをそれぞれ備える複数のリードアンプ
    と、上記リードアンプの出力信号を所定のアドレス信号
    に従って択一的に伝達する出力選択回路と、上記出力選
    択回路を介して伝達される出力信号を対応する外部端子
    から送出するデータ出力バッファとを具備し、1回のメ
    モリアクセスにおいて、所定の起動制御信号のレベルが
    固定されかつ上記アドレス信号が順次変化されることを
    条件に、上記複数のリードアンプの出力信号を上記アド
    レス信号に従って順次択一的に上記データ出力バッファ
    に伝達することで、高速連続読み出し動作を行うことを
    特徴とする半導体記憶装置。 59、上記リードアンプは、所定のタイミング信号に従
    って動作電流が供給されことで選択的かつ一時的に動作
    状態とされるものであって、上記高速連続読み出し動作
    において、その出力信号が最初に伝達される上記リード
    アンプに供給される上記動作電流の値は、他の上記リー
    ドアンプに供給される上記動作電流の値より大きくされ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第58項記載の半導
    体記憶装置。 60、複数のライトアンプと、上記ライトアンプに対応
    して設けられ対応する書き込みデータを保持する複数の
    ラッチと、所定の外部端子を介して入力される上記書き
    込みデータを所定のアドレス信号に従って対応する上記
    ラッチに選択的に伝達する入力選択回路とを具備し、上
    記アドレス信号が順次変化されかつ所定の書き込み信号
    が入力されることを条件に、上記外部端子を介して入力
    される上記書き込みデータを上記ラッチに順次取り込み
    、所定の時間が経過した時点で上記複数のライトアンプ
    を一斉に動作状態とすることで、同時に選択状態とされ
    る複数のメモリセルに対する書き込み動作を行うことを
    特徴とする半導体記憶装置。 61、半導体基板面に分散配置されかつその所定数個が
    同時に動作状態とされる複数のメモリマットを具備し、
    上記同時に動作状態とされる所定数個のメモリマットの
    組み合わせが、動作状態における半導体基板面の発熱分
    布が最も均一となるように設定されることを特徴とする
    半導体記憶装置。 62、上記メモリマットは、半導体基板面の一方の中心
    線をはさんでそれぞれ複数個ずつ対称的に配置され、か
    つ上記中心線の一方及び他方においてそれぞれ複数個ず
    つ同時に動作状態とされるものであって、上記中心線の
    一方において同時に動作状態とされる複数のメモリマッ
    トは、上記中心線の他方において同時に動作状態とされ
    る複数のメモリマットに対して半導体基板面の中心点を
    軸とする点対称な位置に配置されるものであることを特
    徴とする特許請求の範囲第61項記載の半導体記憶装置
    。 63、所定のパルス信号を形成する発振回路と、上記パ
    ルス信号をもとに対応する所定の内部電圧をそれぞれ形
    成する複数の電圧発生回路を具備する電源回路。 64、上記電圧発生回路のそれぞれは、その極性及び/
    又は絶対値がことなる複数の上記内部電圧を形成するも
    のであることを特徴とする特許請求の範囲第63項記載
    の電源回路。 65、上記電圧発生回路のいずれかは、所定の起動制御
    信号に従って選択的に動作状態とされかつ上記パルス信
    号に従って昇圧又は降圧動作を行うためのブースト容量
    を含むものであって、上記発振回路は、上記起動制御信
    号が有効とされる当初においてまず1周期分の上記パル
    ス信号を形成し、その後、所定の周期で上記パルス信号
    を周期的に形成する第1の発振回路を含むものであるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第63項又は第64項記
    載の電源回路。 66、上記電圧発生回路のいずれかは、上記起動制御信
    号が無効とされかつ対応する上記内部電圧の絶対値が所
    定値より小さくなったとき選択的に動作状態とされるも
    のであって、上記発振回路は、さらに、上記起動制御信
    号が無効とされる当初においてまず1周期分の上記パル
    ス信号を形成し、その後、所定の周期で上記パルス信号
    を周期的に形成する第2の発振回路を含むものであるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第63項、第64項又は
    第65項記載の電源回路。 67、上記電源回路は、Bi・CMOSダイナミック型
    RAMに内蔵され、ワード線の選択動作に供されかつそ
    の絶対値が書き込み動作時におけるデータ線の信号振幅
    の絶対値より大きくされるワード線選択電圧を形成する
    第1の電圧発生回路と、所定の負電位の基板バックバイ
    アス電圧を形成する第2の電圧発生回路とを含むもので
    あって、上記ワード線選択電圧及び基板バックバイアス
    電圧は、ともにその絶対値が所定の値を超えないように
    クランプされるものであることを特徴とする特許請求の
    範囲第63項、第64項、第65項又は第66項記載の
    電源回路。 68、所定の制御信号に従って選択的にオン状態とされ
    ることで、対応するヒューズ手段を選択的に切断するバ
    イポーラトランジスタを具備することを特徴とするヒュ
    ーズ切断回路。 69、上記ヒューズ手段及びヒューズ切断回路は、Bi
    ・CMOSダイナミック型RAMの冗長回路に含まれる
    ことを特徴とする特許請求の範囲第68項記載のヒュー
    ズ切断回路。 70、上記ヒューズ手段及びヒューズ切断回路は、冗長
    選択に必要なアドレス信号の各ビットに対応して設けら
    れるものであって、上記バイポーラトランジスタは、対
    応するアドレス信号が有効とされるとき選択的にそのベ
    ース電流が与えられることを特徴とする特許請求の範囲
    第68項又は第69項記載のヒューズ切断回路。 71、その入力条件に応じてそれを構成するMOSFE
    Tのしきい値電圧の絶対値が選択的に大きく又は小さく
    されるCMOS論理ゲート回路を具備することを特徴と
    する論理回路。 72、上記CMOS論理ゲート回路は、その前段回路の
    出力端子からその入力端子までの距離が比較的長いとき
    、あるいはその前段回路がBi・CMOS論理ゲート回
    路によって構成されるとき、上記MOSFETのしきい
    値電圧の絶対値が選択的に大きくされることを特徴とす
    る特許請求の範囲第71項記載の論理回路。 73、実質的に拡散抵抗を構成するP^−又はN^−拡
    散層と、対応するコンタクトを介して上記P^−又はN
    ^−拡散層の一方又は他方と結合される一対の金属配線
    層と、上記P^−又はN^−拡散層と上記金属配線層の
    中間に形成されかつ上記P^−又はN^−拡散層の一端
    及び他端から対応する上記コンタクトまでを囲むように
    形成されるP^+又はN^+拡散層とを具備し、上記金
    属配線層の一方又は両方を予め上記P^−又はN^−拡
    散層の延長方向に長く形成し、かつ上記コンタクトの位
    置及び上記P^+又はN^+拡散層の内端の位置を変え
    ることによりその抵抗値が選択的に設定されることを特
    徴とする抵抗手段。 74、Xアドレス信号及びYアドレス信号に対応して設
    けられる外部端子を具備するとともに、起動制御信号が
    所定の組み合わせとされることで内蔵するリフレッシュ
    カウンタにより指定されるワード線に関するリフレッシ
    ュ動作を実行するオートリフレッシュモードを有し、か
    つ上記オートリフレッシュモードにおいて、そのY系選
    択回路及び読み出し回路ならびに書き込み回路等の動作
    が選択的に停止されることを特徴とする半導体記憶装置
    。 75、第1のプリチャージ制御信号を受けて選択的にオ
    ン状態とされ、対応する相補データ線の非反転及び反転
    信号線を短絡し所定のプリチャージレベルとする第1の
    プリチャージMOSFETを具備し、上記第1のプリチ
    ャージ制御信号の絶対値が、それが有効とされる当初に
    おいて一時的に回路の電源電圧より大きくされることを
    特徴とする半導体記憶装置。 76、上記第1のプリチャージMOSFETは、上記第
    1のプリチャージ制御信号の絶対値が一時的に回路の電
    源電圧より大きくされることで、そのコンダクタンスが
    一時的に大きくされることから、相応してそのサイズが
    小さくされるものであることを特徴とする特許請求の範
    囲第75項記載の半導体記憶装置。 77、上記半導体記憶装置は、さらに、対応するメモリ
    アレイ内に、上記第1のプリチャージMOSFETと同
    時に通常の論理レベルとされる第2のプリチャージ制御
    信号に従って選択的にオン状態とされる第2のプリチャ
    ージMOSFETを具備するものであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第75項又は第76項記載の半導体記
    憶装置。 78、電流スイッチ回路を構成する一対の差動バイポー
    ラトランジスタと、上記差動バイポーラトランジスタの
    コレクタ電位を受ける一対の出力バイポーラトランジス
    タと、上記差動バイポーラトランジスタのコレクタと第
    1の電源電圧との間に設けられ直列形態とされる複数の
    ダイオードからなるクランプ回路と、上記複数のダイオ
    ードが直列結合される各ノードに対応して設けられるイ
    コライズ回路とを含むECL回路を具備することを特徴
    とする論理回路。 79、上記クランプ回路は、直列形態とされる2個のダ
    イオードにより構成され、上記イコライズ回路は、上記
    2個のダイオードが直列結合されるノードと第1の電源
    電圧との間に設けられる負荷手段により構成されること
    を特徴とする特許請求の範囲第78項記載の論理回路。 80、上記負荷手段は、そのゲートが第2の電源電圧に
    結合される第1導電型のMOSFETにより構成される
    ことを特徴とする特許請求の範囲第78項又は第79項
    記載の論理回路。 81、第1の金属配線層によって形成される電源供給線
    が同層の金属配線層によって形成される他の信号線と交
    差されるとき、上記電源供給線をその上層又は下層に設
    けられる第2の金属配線層を介して迂回して配置する場
    合に、上記信号線を、上記交差区間における上記電源供
    給線との横断距離が出来るだけ長くなるように、実質的
    に斜めに交差させることを特徴とするレイアウト方式。 82、上記金属配線層は、アルミニウム又はその合金に
    より形成されることを特徴とする特許請求の範囲第81
    項記載のレイアウト方式。 83、所定の内部回路をはさんで半導体基板面の比較的
    長い距離にわたって配置されるべき所定の信号線を、そ
    の出力ノードから上記内部回路の一方及び他方をまわり
    こんで配置されかつその入力ノード又は所定のノードで
    共通結合される一対の信号線によって実現することを特
    徴とするレイアウト方式。 84、上記一対の信号線は、半導体基板面の各辺にそっ
    て配置され、かつ半導体基板面の中央部においてさらに
    共通結合されるものであることを特徴とする特許請求の
    範囲第83項記載のレイヤウト方式。 85、上記信号線は、クロック信号を伝達するためのも
    のであることを特徴とする特許請求の範囲第83項又は
    第84項記載のレイアウト方式。 86、上記半導体基板は、半導体記憶装置を形成するた
    めのものであって、上記内部回路は、上記半導体記憶装
    置のメモリマットであることを特徴とする特許請求の範
    囲第83項、第84項又は第85項記載のレイアウト方
    式。 87、金属配線層を介してボンディングパッドに結合さ
    れる入力拡散層と、上記入力拡散層と対向して形成され
    金属配線層を介して第1の電源電圧に結合される第1の
    大深度拡散層と、上記ボンディングパッドと所定の内部
    ノードとの間に設けられる保護抵抗と、上記内部ノード
    と第2の電源電圧との間に設けられそのソース及びドレ
    イン領域が第2及び第3の大深度拡散層からなるクラン
    プMOSFETとを具備することを特徴とする静電保護
    回路。 88、上記入力拡散層及び上記第1の大深度拡散層の全
    域又は互いに対向する前縁部の周囲及び/又は下層には
    、所定のウェル領域が設けられることを特徴とする特許
    請求の範囲第87項記載の静電保護回路。
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