JPH03276674A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH03276674A
JPH03276674A JP2076441A JP7644190A JPH03276674A JP H03276674 A JPH03276674 A JP H03276674A JP 2076441 A JP2076441 A JP 2076441A JP 7644190 A JP7644190 A JP 7644190A JP H03276674 A JPH03276674 A JP H03276674A
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line
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Hiroyuki Hatanaka
裕之 畑中
Kazunori Nakahara
中原 一則
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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〉 この発明は半導体記憶装置に関し、より詳しくは、ビッ
ト線の寄生容量を減少させて動作遅延を防止するように
した半導体記憶装置に関する。
〈従来の技術〉 従来、ROM(読み出し専用メモリ)のうち基本的なも
のは第3図に示すような等価回路となっている。このR
OMは、MOSFETからなるメモリセルMを行列状に
配置して、各メモリセルMのゲートを行方向に延びるワ
ード線WL、、WLt、・W L (nm)に接続する
と共に、ソースS、ドレインdを列方向に延びるビット
線B 3. B −、B s 、・・、BIB i” 
+に接続している。なお、チップ面積を縮小できるよう
に、隣接するメモリセルのソースS、ドレインdを1本
のビット線に接続している。例えば第3図中に矢印で示
すメモリセルMを読み出す場合、ワード線WL、を高レ
ベル、ビット線B、を接地レベルとし、ビット線Btを
図示しないセンスアンプに導通する。そして、メモリセ
ルMのオンまたはオフの状態に応じてデータ(1または
O)を読み出す。このROMは、列方向に並ぶメモリセ
ルの接合容量がすべてそのままビット線の寄生容量とな
るので、大容量化か進んでビット線に接続されるメモリ
セル数が増加するのに伴って、当然ながら読み出し動作
が遅くなってくる。
最近になって第4図に示すように、メモリセルアレイを
複数のバンクに区画してビット線の寄生容量を低減させ
たROM(以下「バンク方式のROM」という)が提案
されている。このROMは、メモリセルアレイの各列を
列方向に区画して図中に破線で示すバンクBm、2i−
1; Bm+1.2i−1;・・−およびBm、2i;
 B+n”l、2i;・・ を構成している。行方向に
並ぶ各バンクBm、2i−2; Bm、2i;・の間に
副ビット線S Bm、2i−2+ S B+a、2i−
1: S Bm、2i+=  を設けて、第3図に示し
たROMのビット線と同様に、各副ビット線をバンク内
の各メモリセルMに接続している。さらにこの副ビット
線5BcA、2i−2; SBm、2i−1; S B
鵬、2i;−をバンク選択用MO5FET(トランスフ
ァゲートトランジスタ)QO+、2i2: QOm、2
i−1HQOm、21.・ を介して列方向に延びる主
ビット線MBi−1,MBi、・・・に接続している。
なお、副ビット線2本をまとめて主ビット線1本に接続
している。例えば奇バンクBm、2i−1に属する1番
目のメモリセルMを選択する場合、主ビット線MBi−
1を接地し、主ビット線MBiをセンスアンプに導通す
る。さらに、バンクBm、2i−1を選択することを表
わすバンク選択信号Bowを高レベルにしてバンク選択
用MO6FET  QOm2i−2; Q Om、2i
−1をオンさせて、副ビット線SBm 2i−2; ’
S Bm、2i−1をそれぞれ主ビット線MBi−1,
MBiに導通する。そして、ワード線WLを高レベルに
して上記メモリセルMのデータを読み出す。このように
、各列のメモリセルMの接合容量を列方向に区分した状
態で動作することにより、ビット線の寄生容量を減少さ
せて、データ読み出し動作の遅延を防止するようにして
いる。
〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、従来のバンク方式のROMでは、メモリセル
Mに加えて2つのバンク選択用MO9FET  QOm
、2i−2お上びQ Om、2i−1を通して、すなわ
ち3つのMOSFETを通して読み出しが行われる。こ
のため、メモリセルだけを通して読み出しが行われる基
本的なROMに比して、ビット線につながる抵抗が増加
して、読み出し動作が遅延するという問題がある。また
、バンク選択用MO8FET  QOm、2i−2;Q
□+、2i−1;・は、副ビット線SR量、2i−2;
 S Bm、2i−1+・・・と同様に、行方向に並ぶ
各バンクすなわちメモリセルの各列ごとに狭いピッチで
設けられている。このため、十分なゲート幅を確保する
ことができず、スイッチングの速さが低下して、読み出
し動作が遅延する。このように、従来のバンク方式のR
OMは、読み出し動作の高速化の目的を十分に果たせな
いという問題がある。
そこで、この発明の目的は、ビット線での動作遅延を抑
制して、大容量でかつ高速に動作することができる半導
体記憶装置を提供することにある。
〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するために、この発明は、行列状のメモ
リセルアレイの各列を列方向に区画して複数のバンクを
構成し、各バンクごとに副ビット線を設けてバンク内の
各メモリセルに接続し、さらにこの副ビット線をトラン
スファゲートトランジスタを介して列方向に延びる主ビ
ット線に接続して、このメモリセルアレイの特定のメモ
リセルを選択する際に、上記特定のメモリセルが属する
バンクを選択することを表わすバンク選択信号に基づい
て上記トランスファゲートを動作させて、上記バンクの
副ビット線を主ビット線に導通して各列のメモリセルの
接合容量を区分した状態で動作することにより、動作遅
延を防止するようにした半導体記憶装置において、上記
副ビット線、主ビット線およびトランスファゲートトラ
ンジスタを行方向に並ぶメモリセルの2列ごとに列の間
に設けると共に、上記2列の間に、列方向に延び、両側
の各メモリセルにつながる仮想接地線を設けたことを特
徴としている。
〈作用〉 各メモリセルの一方の端子は副ビット線に接続され、さ
らにトランスファゲートトランジスタを介して主ビット
線に接続されて、ドレインとして機能する。各メモリセ
ルの他方の端子は仮想接地線に直接に接続されて、ソー
スとして機能する。
このようにした場合、メモリセルと1つのトランスファ
ゲートトランジスタを通して読み出しが行われる。すな
わち、従来のバンク方式のROMに比してトランスファ
ゲートトランジスタの数が1つ減少する。したがって、
従来のバンク方式のROMに比してビット線につながる
抵抗が減少して、ビット線での動作遅延が抑制される。
また、上記トランスファゲートトランジスタは、行方向
に並ぶメモリセルの2列ごとに1つ設けられる。したが
って、従来のバンク方向のROMに比してゲート幅を略
2倍にすることができ、これによりスイッチングの速さ
が向上して、ビット線での動作遅延が抑制される。この
ように、ビット線につながるMOSFETの数、抵抗の
いずれの点でも動作遅延が抑制される。したがって、読
み出し動作が高速に行われる。
〈実施例〉 以下、この発明の半導体記憶装置を実施例により詳細に
説明する。
第1図、第2図はそれぞれこの発明の一実施例のROM
の等価回路、パターンレイアウトを示している。第1図
に示すように、このROMは、従来のバンク方式のRO
Mと同様に、行列状のメモリセルアレイの各列を列方向
に区画して、破線で示す複数のバンクBp−1,2q−
2; Bp、2q−2; Bp+1゜2q−2:・・:
 Bp−1,2q+2: Bp、2q+2: Bp+1
,2q+2+・・・を構成している。なお、記号Bp、
qは、このノくンクBがp段目、q列目に位置すること
を表して0る。
行方向に並ぶ2つのバンクBごとに、すなわちメモリセ
ルMの2列ごとに列の間に副ビット線SBを設けている
。例えばp段目のノくンクBp、2q−2とBp、2q
−1の間に副ビット線S Bp、q−1,ノくンクBp
2qとB p、2q+1の間に副ビット線SBp、qを
設けている。従来のROMと同様に、各副ビット線SB
を両側に並ぶ各メモリセルMに接続している。各副ビッ
ト線SBに沿って、列方向に延びる主ビット線MBを設
けている。例えば(2q−2)列目と(2q1)列目の
間に主ビット線MBq−1,2q列目と(2q+1)列
目の間に主ビット線MBqを設けている。そして、列方
向に隣り合うパン2B間に設けたバンク選択用MOSF
ET()ランスファゲートトランジスタ)QEを介して
、各副ビット線SBを主ビット線MBに接続している。
例えば、p段目ではバンク選択用MO8FET  QE
p、q−1: QEp、qを介してそれぞれ副ビット線
5BI)、Q−1; SB1)、Qを主ビット線MBq
−1,MBqに接続している。一方、上記主ビット線M
Bに挾まれた2列の間には、それぞれ列方向に延びる仮
想接地線IGを設け、両側に並ぶ各メモリセルに接続し
ている。例えば、(2q−1)列目と2q列目の間に仮
想接地線I Gq、 (2q+1)列目と(2q+2)
列目の間に仮想接地線IGq+1を設けている。
第2図に示すように、このROMは等価回路を忠実にレ
イアウトしたパターンで構成する。副ピッ)[ISBお
よび仮想接地線IGは金属配線、主ビット線MBは上層
金属配線を用いて形成し、副ビット線と主ビット線は層
間にスルーホールTHを設けて接続する。バンク選択線
BEおよびワード線WLはポリシリコンで形成する。メ
モリセルMは、ワード線WLを挾んで仮想接地線IG側
のコンタクトCと副ビット線SB側のコンタクトCとの
間に形成する。このようにした場合、トランスファゲー
トトランジスタQEのゲート幅をメモリセルMの行方向
のピッチの略2倍に設定することができる。したがって
、スイッチングの速さを向上させることができ、ビット
線での動作遅延を抑制することができる。
このROMは次のようにしてデータの読み出しを行う。
例えば、第1図に示したバンク13p、qに属する1番
目のメモリセルMのデータを読み出すものとする。まず
、上記メモリセルにつながる仮想接地1.rGqを接地
レベルにする。次に、バンク選択線REpを高レベルに
してバンク選択用M08FET  QEp、qをオンさ
せて、上記メモリセルMを副ビット線SBp、Qとバン
ク選択用MO5FET  QEp、qを介して主ビット
線MBqに導通する。そして、ワード線WL、を高レベ
ルにして、上記メモリセルがオン、オフいずれの状態で
あるかをセンスアンプで判別し、判別した結果をデータ
として出力する。このように読み出し動作を行う場合、
メモリセルMとバンク選択用MO5FET  QEp、
qの2つのMOSFETを通して読み出しを行うことが
できる。すなわち、従来のバンク方式のROMに比して
バンク選択用MO8FETの数を1つ減少させることが
できる。したがって、従来のバンク方式のROMに比し
てビット線につながる抵抗を減少させることができ、ビ
ット線での動作遅延をさらに抑制することができる。し
たがって、高速に読み出しを行うことができる。
なお、メモリセルのオン状態、オフ状態がデータlまた
は0のいずれに対応するかは、任意に設定することがで
きる。また、メモリセルMのオン状態、オフ状態は、イ
オン注入などにより設定される。
このROMと第3図に示した従来の基本的なROMのビ
ット線の寄生容量を比較する。メモリセルアレイの各列
はそれぞれnm個のメモリセルからなるものとする。こ
の実施例のROMは、各列がm個のバンクBからなり、
各バンクBはn個のメモリセルからなるものとする。読
み出し動作の際、1本の主ビット線MBに対して、選択
されたバンクBの副ビット線SHの両側の2n個のメモ
リセルMと、選択されなかった(+a−1)個のバンク
選択用MO3FETとがつながる。すなわち、(2n+
(貴−1))個のMOSFETがつながる。一方、第3
図に示した従来の基本的なROMの場合、1本のビット
線B1に対して、nm個のMOSFETがつながる。例
えば、n=16,1=128のとき、両者のMOSFE
T数はそれぞれ59個、2048個となる。これにより
、この実施例のROMは、ビット線の寄生容量を効果的
に低減できることがわかる。
なお、この実施例はROMとしたが、これに限られるも
のではなく、この発明は他のタイプのメモリにも広く適
用することができる。
〈発明の効果〉 以上より明らかなように、この発明の半導体記憶装置は
、上記副ビット線、主ビット線およびトランスファゲー
トトランジスタを行方向に並ぶメモリセルの2列ごとに
列の間に設けると共に、上記2列の間に、列方向に延び
、両側の各メモリセルにつながる仮想接地線を設けてい
るので、読み出し動作時にビット線につながるMOSF
ET数を低減すると共に、トランスファゲートトランジ
スタのスイッチング特性を向上させて、ビット線での動
作遅延を防止することができる。したがって、大容量で
かつ高速に動作することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図はそれぞれこの発明の一実施例のROM
の等価回路、パターンレイアウトを示す図、第3図、第
4図はそれぞれ従来の基本的なROM、バンク方式のR
OMの等価回路を示す図である。 B バンク、BE・・バンク選択線、 IG・・・仮想接地線、M・メモリセル、MB・主ビッ
ト線、 QE  バンク選択用MOSFET、 SB  副ヒツト線、WL・・ワード線。 特 許出願人 ンヤーブ株式会社 代 理 人

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)行列状のメモリセルアレイの各列を列方向に区画
    して複数のバンクを構成し、各バンクごとに副ビット線
    を設けてバンク内の各メモリセルに接続し、さらにこの
    副ビット線をトランスファゲートトランジスタを介して
    列方向に延びる主ビット線に接続して、このメモリセル
    アレイの特定のメモリセルを選択する際に、上記特定の
    メモリセルが属するバンクを選択することを表わすバン
    ク選択信号に基づいて上記トランスファゲートを動作さ
    せて、上記バンクの副ビット線を主ビット線に導通して
    各列のメモリセルの接合容量を区分した状態で動作する
    ことにより、動作遅延を防止するようにした半導体記憶
    装置において、 上記副ビット線、主ビット線およびトランスファゲート
    トランジスタを行方向に並ぶメモリセルの2列ごとに列
    の間に設けると共に、 上記2列の間に、列方向に延び、両側の各メモリセルに
    つながる仮想接地線を設けたことを特徴とする半導体記
    憶装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2892501B2 (ja) * 1993-05-28 1999-05-17 マクロニクス インターナショナル カンパニイ リミテッド 高速フラッシュepromプログラミング、プリプログラミング回路構造
US6166956A (en) * 1993-08-31 2000-12-26 Macronix International Co., Ltd. Fast flash EPROM programming and pre-programming circuit design

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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