JPH08279733A - 発振回路及び半導体記憶装置 - Google Patents

発振回路及び半導体記憶装置

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JPH08279733A
JPH08279733A JP8089912A JP8991296A JPH08279733A JP H08279733 A JPH08279733 A JP H08279733A JP 8089912 A JP8089912 A JP 8089912A JP 8991296 A JP8991296 A JP 8991296A JP H08279733 A JPH08279733 A JP H08279733A
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circuit
mosfet
refresh
coupled
signal
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JP8089912A
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Inventor
Takeshi Kajimoto
毅 梶本
Yutaka Shinpo
豊 新保
Katsuyuki Sato
克之 佐藤
Shinko Ogata
真弘 尾方
Kanehide Kemizaki
兼秀 検見崎
Shiyouji Kubono
昌次 久保埜
Nobuo Kato
信夫 加藤
Kiichi Manita
喜一 間仁田
Michitaro Kanemitsu
道太郎 金光
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Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電源バンプ対策を施した発振回路を提供し、
リフレッシュタイマー回路等の動作を安定化する。 【解決手段】 キャパシタC1のチャージ及びディスチ
ャージを繰り返すことにより所定のパルス信号を形成す
る発振回路において、キャパシタC1に対するチャージ
又はディスチャージ電流経路を構成し発振回路の周波数
を決定するMOSFETQN1を、定電流源を構成する
MOSFETQN2とカレントミラー結合するととも
に、定電流源の電流値を設定する抵抗R1を構成する多
結晶シリコン層のほぼ二分の一にあたる部分の下層に、
回路の電源電圧に結合された第1ウェル領域を形成し、
残りの二分の一にあたる部分の下層に、回路の接地電位
に結合された第2ウェル領域を形成することで、上記抵
抗手段と回路の電源電圧及び接地電位間の基板容量を均
一化する。これにより、リフレッシュタイマー回路等に
含まれる発振回路の電源バンプ等による特性劣化を抑制
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、発振回路及び半
導体記憶装置に関するもので、例えば、リフレッシュタ
イマー回路を構成する発振回路ならびにこれを含む擬似
スタティック型RAM(ランダムアクセスメモリ)に利
用して特に有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】高集積化が可能なダイナミック型RAM
を基本構成とし、かつ通常のスタティック型RAMと互
換性のあるインタフェースを持つように設計された擬似
スタティック型RAMがある。擬似スタティック型RA
Mは、通常の書き込み及び読み出しモードに加えて、外
部制御によってリフレッシュ動作を単発的に実行するア
ドレスリフレッシュモード及びオートリフレッシュモー
ドと、例えばバッテリバックアップ時においてリフレッ
シュ動作を自律的にかつ周期的に実行するセルフリフレ
ッシュモードとを有する。擬似スタティック型RAM
は、上記オートリフレッシュ及びセルフリフレッシュモ
ードにおいてリフレッシュ動作を実行すべきワード線を
順次指定するためのリフレッシュカウンタと、上記セル
フリフレッシュモードにおいてリフレッシュ動作を周期
的に起動するためのリフレッシュタイマー回路とを内蔵
する。
【0003】オートリフレッシュ及びセルフリフレッシ
ュモードを有する擬似スタティック型RAMについて
は、例えば、1987年3月、株式会社日立製作所発行
の『日立ICメモリデータブック』第229頁〜第23
4頁に記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記に記載される擬似
スタティック型RAM等において、セルフリフレッシュ
モードにおけるメモリアレイの平均消費電流は、リフレ
ッシュ周期の逆数すなわち単位時間あたりのリフレッシ
ュ回数にほぼ比例して大きくなる。そして、上記セルフ
リフレッシュモードにおけるリフレッシュ周期は、メモ
リセル自身の情報保持能力と、リフレッシュ周期を設定
するリフレッシュタイマー回路の安定性とにより左右さ
れ、これによってバッテリバックアップ時等における擬
似スタティック型RAM等の低消費電力化が制限され
る。
【0005】このため、本願発明者等は、この発明に先
立って、リフレッシュタイマー回路を、電源電圧依存性
の少ない発振回路と、この発振回路から出力されるパル
ス信号を計数して所定のリフレッシュ起動信号を形成す
るリフレッシュタイマーカウンタ回路とにより構成し、
さらに、リフレッシュタイマーカウンタ回路の計数初期
値を、対応するヒューズ手段を選択的に切断することに
より任意に設定できるようにすることで、擬似スタティ
ック型RAMのリフレッシュ周期を安定化させまた出来
るだけメモリセル自身の情報保持能力に接近させること
を考えた。
【0006】ところが、上記発振回路は、その動作電流
が制限される上に、比較的長い周期でチャージ又はディ
スチャージされるキャパシタと、比較的大きな抵抗値を
必要としかつ半導体基板面の比較的長い距離にわたって
形成されるポリシリコン(多結晶シリコン)抵抗とを含
む。このため、例えば、上記キャパシタのディスチャー
ジ期間中において回路の電源電圧等にバンプが生じた場
合、ディスチャージ電流が変化し、あるいは上記ポリシ
リコン抵抗と半導体基板との間に寄生する基板容量の値
が大きくなって電源バンプを急速に吸収できなくなるこ
とから、発振回路の発振周波数が変動してしまう。その
結果、発振回路の周波数を、メモリセルの情報保持能力
に対して余裕をもって設定する必要が生じる。
【0007】一方、擬似スタティック型RAMに設けら
れる発振回路及びリフレッシュタイマーカウンタ回路
は、せっかくその周期を選択的に切り換えうる機能を有
しながら、その発振特性や変動特性を試験確認するすべ
を持たない。このため、これらの特性に関する実績デー
タが揃いまたそのバラツキが充分収束するまでの間は、
試行錯誤的にリフレッシュ周期の設定を行わせざるをえ
ない。このことは、同様にメモリセルの情報保持能力に
対する余裕を必要とし、擬似スタティック型RAMの低
消費電力化を制限するとともに、その試験工数を増大さ
せる一因となる。
【0008】この発明の主たる目的は、電源バンプ対策
を施した発振回路を提供し、リフレッシュタイマー回路
等の動作を安定化することにある。
【0009】この発明の他の主たる目的は、リフレッシ
ュタイマー回路やこれを含む半導体記憶装置の特性を的
確かつ効率的に試験確認しうるテスト方式を提供するこ
とにある。
【0010】この発明の他の主たる目的は、動作の高速
化を図った出力バッファ及び動作の安定化を図った電圧
発生回路ならびに簡素化を図ったヒューズ回路を提供
し、擬似スタティック型RAM等に適したレイアウト方
式を提供することにある。
【0011】この発明のさらなる目的は、セルフリフレ
ッシュモードを有し、上記各回路を備える擬似スタティ
ック型RAMの低消費電力化と動作の安定化を図りつつ
その高速化を推進することにある。
【0012】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。
【0013】
【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、擬似スタティック型RAM
のリフレッシュタイマー回路等に含まれる発振回路のキ
ャパシタに対するチャージ又はディスチャージ電流経路
を構成し発振回路の周波数を決定するMOSFETを、
定電流源を構成するMOSFETとカレントミラー結合
するとともに、定電流源の電流値を設定する抵抗を構成
する多結晶シリコン層のほぼ二分の一にあたる部分の下
層に、回路の電源電圧に結合されたウェル領域を形成
し、また残り二分の一にあたる部分の下層に、回路の接
地電位に結合されたウェル領域を形成する。そして、擬
似スタティック型RAM等に、リフレッシュタイマー回
路のリフレッシュタイマーカウンタ回路の計数初期値を
例えばアドレス入力端子を介して任意に設定できるテス
トモードや、そのリフレッシュ周期を所定の外部端子か
ら供給される試験制御信号によって任意に設定できるテ
ストモード等を用意する。さらに、セルフリフレッシュ
モードを有する擬似スタティック型RAM等に、リフレ
ッシュ周期を設定するためのリフレッシュタイマー回路
を設け、その出力信号の周期を選択的に切り換えうる構
成とする。
【0014】上記した手段によれば、リフレッシュタイ
マー回路等の発振回路のキャパシタのディスチャージ電
流を安定化し、またその多結晶シリコン抵抗と回路の電
源電圧及び接地電位間にほぼ同一の寄生容量が結合され
るために電源変動を相殺できることから、電源バンプ等
による発振回路の発振周波数の変動を抑制できる。そし
て、これらの発振回路及びリフレッシュタイマーカウン
タ回路の動作特性ならびにメモリセルの情報保持特性の
アドレス依存性等を効率的に試験確認できることから、
擬似スタティック型RAMのリフレッシュ周期を的確
に、かつメモリセルの情報保持能力により接近した値で
設定できる。さらに、例えばバッテリバックアップ時等
において比較的長い周期で行われるPS(疑似)リフレ
ッシュモードと、擬似スタティック型RAMが活性状態
とされる合間をぬって比較的短い周期で行われるVS
(仮想)リフレッシュモードとを、1個の共通半導体基
板で選択的に実現しうる擬似スタティック型RAM等を
提供できる。その結果、擬似スタティック型RAMの動
作を安定化しつつ、その低消費電力化を推進できる。
【0015】
【発明の実施の形態】
3.1.基本的構成又は方式ならびにその特徴 3.1.1.ブロック構成 図1には、この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの選択回路及びタイミング発生回路ならびに電圧発
生回路の一実施例のブロック図が示されている。また、
図2ならびに図3には、上記擬似スタティック型RAM
のメモリアレイと直接周辺回路ならびにデータ入出力回
路の一実施例のブロック図がそれぞれ示されている。な
お、図1ないし図3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型単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、図1な
いし図3ならびに以下の回路図等において、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示される。各ブロック
の具体的な回路構成とその動作ならびに特徴について
は、後で詳細に説明する。
【0016】この実施例の擬似スタティック型RAM
は、ダイナミック型RAMを基本構成とし、そのメモリ
アレイがいわゆる1素子型のダイナミック型メモリセル
により構成されることで、回路の高集積化と低消費電力
化が図られる。また、Xアドレス信号X0〜X10及び
Yアドレス信号Y11〜Y18が、それぞれ別個のアド
レス入力端子A0〜A10及びA11〜A18を介して
入力され、さらに制御信号として、チップイネーブル信
号CEB,ライトイネーブル信号WEB及び出力イネー
ブル信号OEBが設けられることで、通常のスタティッ
ク型RAMと互換性のある入出力インタフェースを持つ
ものとされる。
【0017】さらに、擬似スタティック型RAMは、リ
フレッシュアドレスを外部から指定しながら単発的なリ
フレッシュ動作を行うアドレスリフレッシュモード(こ
こで、リフレッシュ動作や試験動作等の方式種別をモー
ドと称し、例えばアドレスリフレッシュモードのように
示す。また、各モード等による実際のメモリアクセスを
動作サイクルと称し、例えばアドレスリフレッシュサイ
クルのように称する。以下同様)と、リフレッシュアド
レスを内蔵するリフレッシュカウンタRFCにより指定
しながら単発的にリフレッシュ動作を行うオートリフレ
ッシュモードとを有し、また、上記リフレッシュカウン
タRFCと内蔵するリフレッシュタイマー回路TMR及
びリフレッシュタイマーカウンタ回路SRCを用いるこ
とで、すべてのワード線に関するリフレッシュ動作を自
律的にかつ所定の周期で断続的に実行するセルフリフレ
ッシュモードとを有する。
【0018】この実施例において、出力イネーブル信号
OEBは、特に制限されないが、リフレッシュ制御信号
RFSHBとして兼用され、この出力イネーブル信号O
EBとライトイネーブル信号WEBによって擬似スタテ
ィック型RAMの動作モードが選択的に設定される。
【0019】図1において、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CEB,ライトイネ
ーブル信号WEB及び出力イネーブル信号OEBすなわ
ちリフレッシュ制御信号RFSHBは、対応する入力バ
ッファCEB,WEB及びOEBを経て、タイミング発
生回路TGに供給される。このタイミング発生回路TG
には、XアドレスバッファXABから、3ビットの相補
内部アドレス信号X0,X1及びX10(ここ
で、例えば非反転内部アドレス信号BX0及び反転内部
アドレス信号BX0Bをあわせて相補内部アドレス信号
X0のように表す。また、それが有効とされるとき選
択的にロウレベルとされるいわゆる反転信号等について
は、その名称の末尾にBを付して表すが、各図面におい
ては、反転信号等の名称の上に直線を付して表す場合も
ある。以下同様)が供給される。タイミング発生回路T
Gは、後述するように、上記チップイネーブル信号CE
B,ライトイネーブル信号WEB及び出力イネーブル信
号OEBならびに相補内部アドレス信号X0,X1
及びX10をもとに、擬似スタティック型RAMの各
回路ブロックの動作に必要な各種タイミング信号を形成
する。
【0020】一方、外部から対応するアドレス入力端子
A0〜A10を介して供給される11ビットのXアドレ
ス信号X0〜X10は、特に制限されないが、Xアドレ
スバッファXABの一方の入力端子に供給され、8ビッ
トのYアドレス信号Y11〜Y18は、Yアドレスバッ
ファYABに供給される。XアドレスバッファXABの
他方の入力端子には、リフレッシュカウンタRFCから
11ビットのリフレッシュアドレス信号AR0〜AR1
0が供給される。さらに、XアドレスバッファXABに
は、タイミング発生回路TGから反転タイミング信号φ
refB及びφxlBが供給され、Yアドレスバッファ
YABには、反転タイミング信号φylBが供給され
る。ここで、反転タイミング信号φrefBは、後述す
るように、擬似スタティック型RAMがオートリフレッ
シュモード又はセルフリフレッシュモードで選択状態と
されるとき、選択的にロウレベルとされ、タイミング信
号φxl及びφylは、擬似スタティック型RAMが選
択状態とされるとき、Xアドレス信号X0〜X10又は
リフレッシュアドレス信号AR0〜AR10あるいはY
アドレス信号Y11〜Y18のレベルが確定される時点
で、選択的にロウレベルとされる。
【0021】XアドレスバッファXABは、擬似スタテ
ィック型RAMが通常の書き込み又は読み出しモードで
選択状態とされ反転タイミング信号φrefBがハイレ
ベルとされるとき、外部端子を介して供給されるXアド
レス信号X0〜X10を反転タイミング信号φxlBに
従って取り込み、保持する。また、擬似スタティック型
RAMがリフレッシュモードで選択状態とされ反転タイ
ミング信号φrefBがロウレベルとされるとき、リフ
レッシュアドレスカウンタRFCから供給されるリフレ
ッシュアドレス信号AR0〜AR10を反転タイミング
信号φxlBに従って取り込み、保持する。Xアドレス
バッファXABは、さらにXアドレス信号X0〜X10
又はリフレッシュアドレス信号AR0〜AR10をもと
に、相補内部アドレス信号X0〜X10を形成す
る。このうち、下位2ビットの相補内部アドレス信号
X0及びX1は、前述のように、タイミング発生回路
TGに供給され、3ビットの相補内部アドレス信号
2,X3及びX10は、ワード線選択駆動信号発生
回路PWDに供給される。残り6ビットの相補内部アド
レス信号X4〜X9は、XプリデコーダPXDに供
給される。相補内部アドレス信号X2〜X9は、さ
らにX系冗長回路XRにも供給される。
【0022】擬似スタティック型RAMの各メモリアレ
イには、後述するように、4本の冗長ワード線と、8組
の冗長相補データ線が設けられる。X系冗長回路XR
(XRU,XRD)は、このうち、各冗長ワード線に割
り当てられる不良アドレスと、メモリアクセスに際して
上記XアドレスバッファXABを介して供給される相補
内部アドレス信号X2〜X9とをビットごとに比較
照合する。その結果、これらのアドレスが全ビット一致
すると、対応する反転冗長ワード線選択信号XR0B〜
XR3Bを選択的にロウレベルとする。反転冗長ワード
線選択信号XR0B〜XR3Bは、ワード線選択駆動信
号発生回路PWDに併設される冗長ワード線選択駆動信
号発生回路PRWDに供給される。
【0023】ワード線選択駆動信号発生回路PWDは、
上記相補内部アドレス信号X2,X3及びX10
とワード線駆動信号発生回路φXGから供給されるワー
ド線駆動信号φxとをもとに、ワード線選択駆動信号X
00UないしX11UならびにX00DないしX11D
を選択的に形成する。また、冗長ワード線選択駆動信号
発生回路PRWDは、ワード線駆動信号φx及び反転冗
長ワード線選択信号XR0B〜XR3Bならびに相補内
部アドレス信号X10をもとに、対応する冗長ワード
線選択駆動信号XR0U〜XR3UあるいはXR0D〜
XR3Dを選択的に形成する。ここで、ワード線駆動信
号φxは、回路の電源電圧を超える所定のブーストレベ
ルとされ、ワード線選択駆動信号X00UないしX11
U(X00DないしX11D)ならびに冗長ワード線選
択駆動信号XR0U〜XR3U(XR0D〜XR3D)
も、同様にブーストレベルとされる。
【0024】XプリデコーダPXDは、相補内部アドレ
ス信号X4〜X9を順次2ビットずつ組み合わせて
デコードすることで、対応するプリデコード信号AX4
50〜AX453,AX670〜AX673ならびにA
X890〜AX893をそれぞれ択一的に形成する。こ
れらのプリデコード信号は、各Xデコーダに共通に供給
される。
【0025】同様に、YアドレスバッファYABは、擬
似スタティック型RAMが通常の書き込み又は読み出し
モードで選択状態とされるとき、外部端子を介して供給
されるYアドレス信号Y11〜Y18を反転タイミング
信号φylBに従って取り込み、保持する。また、これ
らのYアドレス信号をもとに、相補内部アドレス信号
Y11〜Y18形成する。相補内部アドレス信号
11〜Y18は、YプリデコーダPYD及びY系冗長
回路YRACに供給される。
【0026】Y系冗長回路YRACは、各冗長データ線
に割り当てられる不良アドレスと、メモリアクセスに際
して上記YアドレスバッファYABを介して供給される
相補内部アドレス信号Y11〜Y18とをビット毎
に比較照合する。その結果、これらのアドレスが全ビッ
ト一致するとき、対応する冗長データ線選択信号YR0
〜YR7を選択的にハイレベルとする。冗長データ線選
択信号YR0〜YR7は、YプリデコーダPYDを介し
て各Yデコーダに供給される。
【0027】YプリデコーダPYDは、相補内部アドレ
ス信号Y11〜Y18を順次2ビットずつ組み合わ
せてデコードすることで、対応するプリデコード信号A
Y120〜AY123,AY340〜AY343,AY
560〜AY563ならびにAY780〜AY783を
それぞれ択一的に形成する。これらのプリデコード信号
は、対応する信号線を介して各Yデコーダに共通に供給
される。
【0028】この実施例において、上記プリデコード信
号AY560〜AY563ならびにAY780〜AY7
83を各Yデコーダに伝達するための信号線は、上記冗
長データ線選択信号YR0〜YR7を伝達するための信
号線として共用される。このため、YプリデコーダPY
Dは、Y系冗長回路YRACから供給される相補内部制
御信号φyrに従って、上記プリデコード信号AY56
0〜AY563及びAY780〜AY783あるいは冗
長データ線選択信号YR0〜YR7を選択的に上記信号
線に伝達する機能をあわせ持つ。
【0029】擬似スタティック型RAMは、さらに、図
1に示されるように、回路の電源電圧をもとに負電位の
基板バックバイアス電圧VBBを形成する基板バックバ
イアス電圧発生回路VBBGと、回路の電源電圧のほぼ
二分の一の電位とされる内部電圧HVCを形成する電圧
発生回路HVCとを備える。また、タイミング発生回路
TGから供給される反転タイミング信号CE3Bをもと
に、上記ワード線駆動信号φxを形成するワード線駆動
信号発生回路φxGを備える。
【0030】図2において、この擬似スタティック型R
AMは、実質的にデータ線の延長方向に分割されてなる
8個のメモリアレイMARY0L及びMARY0Rない
しMARY3L及びMARY3Rを備える。これらのメ
モリアレイは、対応するセンスアンプSA0L及びSA
0RないしSA3L及びSA3Rならびにカラムスイッ
チCS0L及びCS0RないしCS3L及びCS3Rと
ともに、対応するYアドレスデコーダYD0〜YD3を
はさんでそれぞれ対称的に配置される。また、これらの
メモリアレイと対応するセンスアンプ及びカラムスイッ
チならびにYデコーダは、対応するXアドレスデコーダ
XD0L及びXD0RないしXD3L及びXD3Rをは
さんでそれぞれ上下に分割して配置され、その配置位置
に対応して(U)又は(D)の記号が付される。以下の
説明では、煩雑を避けるため、特に必要な場合を除いて
上記(U)又は(D)の記号を省略する。また、各メモ
リアレイのうちXデコーダの上側に配置されるものをま
とめて上辺アレイと称し、下側に配置されるものを下辺
アレイと称する。
【0031】ところで、メモリアレイMARY0L〜M
ARY3LならびにMARY0R〜MARY3Rは、指
定されるワード線が択一的に選択状態とされることで、
選択的に動作状態とされる。この実施例において、擬似
スタティック型RAMが通常の書き込み又は読み出しモ
ードあるいはオートリフレッシュモードとされる場合、
上記8個のメモリアレイは、MARY0L及びMARY
2L(又はMARY0R及びMARY2R)あるいはM
ARY1L及びMARY3L(又はMARY1R及びM
ARY3R)の組み合わせで2個ずつ同時に動作状態と
される。このとき、各メモリアレイでは、上辺アレイ又
は下辺アレイが、最上位ビットの相補内部アドレス信号
X10に従って択一的に動作状態とされ、さらに動作
状態とされる2個のメモリアレイから4組のデータ線が
それぞれ同時に選択され、対応するメインアンプMAL
L及びMALR又はMARL及びMARRあるいは書き
込み回路DILL及びDILR又はDIRL及びDIR
Rの対応する単位回路に接続される。その結果、この擬
似スタティック型RAMは、8ビットの記憶データを同
時に入出力するいわゆる×8ビット構成のRAMとされ
る。
【0032】一方、擬似スタティック型RAMがセルフ
リフレッシュモードとされる場合、特に制限されない
が、上記8個のメモリアレイは、一斉に動作状態とされ
る。このとき、各メモリアレイでは、上辺アレイ又は下
辺アレイが、最上位ビットの相補内部アドレス信号
10に従って選択的に動作状態とされ、これらのメモリ
アレイにおいて択一的に選択状態とされる合計8本のワ
ード線に関するリフレッシュ動作が同時に実行される。
これらのリフレッシュ動作は、通常のリフレッシュ周期
の4倍の周期で自律的にかつ周期的に実行され、その都
度、リフレッシュアドレスカウンタRFCが順次更新さ
れる。その結果、セルフリフレッシュモードにおける単
位時間あたりのリフレッシュ回数が実質的に四分の一と
なり、相応してメモリアレイの平均消費電流が削減され
る。
【0033】図3において、この擬似スタティック型R
AMは、8ビットの入力又は出力データに対応して設け
られる8個のデータ入出力端子IO0〜IO7を備え、
またこれらのデータ入出力端子に対応した8個の単位回
路をそれぞれ含むデータ入力バッファDIB及びデータ
出力バッファDOBを備える。データ入出力端子IO0
〜IO7は、データ入力バッファDIBの対応する単位
回路の入力端子に結合されるとともに、データ出力バッ
ファDOBの対応する単位回路の出力端子に結合され
る。データ入力バッファDIBには、タイミング発生回
路TGからタイミング信号φdicが供給され、データ
出力バッファDOBには、タイミング信号φdocが供
給される。
【0034】ここで、タイミング信号φdicは、特に
制限されないが、擬似スタティック型RAMが通常の書
き込みモードで選択状態とされるとき、データ入出力端
子IO0〜IO7を介して供給される入力データのレベ
ルが確定される時点で、選択的にハイレベルとされる。
また、タイミング信号φdocは、擬似スタティック型
RAMが通常の読み出しモードで選択状態とされると
き、選択された8個のメモリセルの読み出し信号のレベ
ルが確定される時点で、選択的にハイレベルとされる。
【0035】データ入力バッファDIBの下位4個の単
位回路の出力端子は、書き込み回路DILL及びDIR
Lの対応する単位回路の入力端子にそれぞれ結合され、
データ入力バッファDIBの上位4個の単位回路の出力
端子は、書き込み回路DILR及びDIRRの対応する
単位回路の入力端子にそれぞれ結合される。同様に、デ
ータ出力バッファDOBの下位4個の単位回路の入力端
子は、メインアンプMALL及びMARLの対応する単
位回路の出力端子にそれぞれ結合され、データ出力バッ
ファDOBの上位4個の単位回路の入力端子は、メイン
アンプMALR及びMARRの対応する単位回路の出力
端子にそれぞれ結合される。メインアンプMALL及び
MALRには、タイミング発生回路TGからタイミング
信号φma0が供給され、メインアンプMARL及びM
ARRには、タイミング信号φma1が供給される。
【0036】データ入力バッファDIBは、擬似スタテ
ィック型RAMが書き込み系の動作サイクルで選択状態
とされるとき、データ入出力端子IO0〜IO7を介し
て供給される入力データをタイミング信号φdicに従
って取り込み、これを書き込み回路DILLないしDI
RRの対応する単位回路を介して同時に選択状態とされ
る8個のメモリセルに書き込む。また、データ出力バッ
ファDOBは、擬似スタティック型RAMが読み出し系
の動作サイクルで選択状態とされるとき、メインアンプ
MALLないしMARRによって増幅される8ビットの
読み出し信号をタイミング信号φdocに従って取り込
み、対応するデータ入出力端子IO0〜IO7を介して
外部に送出する。タイミング信号φdocがロウレベル
とされるとき、データ出力バッファDOBの出力はハイ
インピーダンス状態とされる。
【0037】3.1.2.動作サイクル 表1には、この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの動作サイクルが表示されている。また、図5ない
し図11には、表1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、この実施例の擬似スタティック型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。
【0038】
【表1】
【0039】(1)リードサイクル 擬似スタティック型RAMは、図5に示されるように、
チップイネーブル信号CEBの立ち下がりエッジにおい
てライトイネーブル信号WEB及び出力イネーブル信号
OEBすなわちリフレッシュ制御信号RFSHBがとも
にハイレベルであることを条件に、リードサイクルとさ
れる。出力イネーブル信号OEBは、読み出しデータの
出力動作を遅延させない所定のタイミングで、一時的に
ロウレベルとされる。アドレス入力端子A0〜A10及
びA11〜A18には、チップイネーブル信号CEBの
立ち下がりエッジに同期して、11ビットのXアドレス
信号と8ビットのYアドレス信号が供給される。また、
データ入出力端子IO0〜IO7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、同時に選択状態とされる8個のメモリセルから出
力される8ビットの読み出しデータが送出される。
【0040】(2)ライトサイクル 擬似スタティック型RAMは、図6に示されるように、
チップイネーブル信号CEBの立ち下がりエッジにおい
て出力イネーブル信号OEBがハイレベルとされ、かつ
ライトイネーブル信号WEBがチップイネーブル信号C
EBに先立ってロウレベルとされあるいはチップイネー
ブル信号CEBに遅れて所定のタイミングで一時的にロ
ウレベルとされることを条件に、ライトサイクルとされ
る。アドレス入力端子A0〜A10及びA11〜A18
には、X及びYアドレス信号が入力され、データ入出力
端子IO0〜IO7には、書き込み動作を遅延させない
所定のタイミングで8ビットの書き込みデータが供給さ
れる。
【0041】(3)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ライ
トサイクルを組み合わせた動作サイクルであって、擬似
スタティック型RAMは、図7に示されるように、チッ
プイネーブル信号CEBの立ち下がりエッジにおいて出
力イネーブル信号OEB及びライトイネーブル信号WE
Bがハイレベルであるため、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
データ入出力端子IO0〜IO7から送出した後、ライ
トイネーブル信号WEBが一時的にロウレベルとされる
時点で、データ入出力端子IO0〜IO7から供給され
る8ビットの書き込みデータを上記アドレスに書き込
む。
【0042】(4)アドレスリフレッシュサイクル 擬似スタティック型RAMは、図8に示されるように、
チップイネーブル信号CEBの立ち下がりエッジにおい
てライトイネーブル信号WEB及び出力イネーブル信号
OEBがハイレベルとされ、かつその後も継続してハイ
レベルに固定されることを条件に、アドレスリフレッシ
ュサイクルを実行する。アドレス入力端子A0〜A10
には、チップイネーブル信号CEBに同期して、リフレ
ッシュすべきワード線を指定する11ビットのXアドレ
ス信号が供給される。
【0043】擬似スタティック型RAMでは、上記リー
ドサイクルと同様に、2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2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1024個、合
計2048個のメモリセルの記憶データが対応する相補
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つまり再書き込みを受
ける。
【0044】(5)オートリフレッシュサイクル 擬似スタティック型RAMは、図9に示されるように、
チップイネーブル信号CEBがハイレベルに固定された
状態で、出力イネーブル信号OEBすなわちリフレッシ
ュ制御信号RFSHBが比較的短い時間で一時的にロウ
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、擬似スタ
ティック型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。
【0045】擬似スタティック型RAMでは、リフレッ
シュカウンタRFCによって指定される合計2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一斉に行われ
る。リフレッシュカウンタRFCは、その出力信号すな
わちリフレッシュアドレスがXアドレスバッファに取り
込まれた後の時点で、自動的に更新される。
【0046】(6)セルフリフレッシュサイクル 擬似スタティック型RAMは、図10に示されるよう
に、チップイネーブル信号CEBがハイレベルに固定さ
れた状態で、出力イネーブル信号OEBすなわちリフレ
ッシュ制御信号RFSHBが比較的長い時間継続してロ
ウレベルとされることを条件に、セルフリフレッシュモ
ードとされる。
【0047】擬似スタティック型RAMでは、リフレッ
シュタイマーカウンタ回路SRCが起動されると同時
に、まずセルフリフレッシュモードによる1回のセルフ
リフレッシュサイクルが実行される。そして、その後、
リフレッシュタイマーカウンタ回路SRCから所定の周
波数のリフレッシュ起動信号が出力されることで、対応
する周期で上記セルフリフレッシュサイクルを繰り返
す。このとき、リフレッシュアドレスは、リフレッシュ
カウンタRFCによって順次指定される。
【0048】ところで、このセルフリフレッシュサイク
ルにおいて、擬似スタティック型RAMでは、8個のメ
モリアレイが同時に動作状態とされ、合計8本のワード
線が選択状態とされる。これにより、これらのワード線
に結合される合計8192個のメモリセルに対するリフ
レッシュ動作が一斉に行われ、メモリアレイの平均動作
電流が削減される。
【0049】(9)テストサイクル 擬似スタティック型RAMは、図11に示されるよう
に、出力イネーブル信号OEB,ライトイネーブル信号
WEB又はチップイネーブル信号CEBが、回路の電源
電圧を超える所定の高電圧とされることを条件に、3種
類のテストモードによるテストサイクルを選択的に実行
する。
【0050】擬似スタティック型RAMは、上記起動制
御信号のいずれかが上記高電圧とされることで、テスト
モードの種類を判定するとともに、対応するテストサイ
クルを起動する。各テストモードの具体的な内容と、各
テストサイクルにおける擬似スタティック型RAMの動
作のについては、後で詳細に説明する。
【0051】3.1.3.テスト方式 この擬似スタティック型RAMは、特に制限されない
が、表2に示されるように、製品完成後において外部端
子を介して実施しうる三つのテストモードを有する。
【0052】
【表2】 ECRF:Extra Control Refresh RCC:Refresh Counter Check STIC:Self Timer Check
【0053】(1)ECRFテストモード 擬似スタティック型RAMは、図11(a)に示される
ように、チップイネーブル信号CEBがハイレベルに固
定され、かつ出力イネーブル信号OEBが回路の電源電
圧を超える所定の高電圧とされることで、ECRFテス
トモードによるテストサイクルを実施する。このとき、
擬似スタティック型RAMのアドレス入力端子A11に
は、所定の試験制御信号が供給される。すなわち、出力
イネーブル信号OEBの立ち上がりエッジにおいて、上
記試験制御信号がハイレベルであると、擬似スタティッ
ク型RAMはセルフリフレッシュモードとされ、またロ
ウレベルであると、オートリフレッシュモードとされ
る。
【0054】これらのセルフリフレッシュ及びオートリ
フレッシュモードにおいて、擬似スタティック型RAM
には、アドレス入力端子A0〜A10を介して、リフレ
ッシュアドレスが供給される。また、これらのリフレッ
シュサイクルは、上記試験制御信号がロウレベルからハ
イレベルに繰り返し変化されることで、繰り返し実施さ
れ、試験制御信号の立ち上がりの都度、アドレス入力端
子A0〜A10に供給されるリフレッシュアドレスが取
り込まれる。
【0055】これにより、擬似スタティック型RAMの
リフレッシュ動作におけるアドレス依存性等を試験確認
できるとともに、試験制御信号によってリフレッシュ周
期を任意に設定できるため、擬似スタティック型RAM
の情報保持特性等を試験確認することができる。
【0056】(2)RCCテストモード 擬似スタティック型RAMは、図11(b)に示される
ように、チップイネーブル信号CEBがハイレベルに固
定されるとともに出力イネーブル信号OEBが通常のロ
ウレベルとされ、かつ出力イネーブル信号OEBの立ち
下がりエッジに前後してライトイネーブル信号WEBが
回路の電源電圧を超える所定の高電圧とされることで、
RCCテストモードによるテストサイクルを選択的に実
施する。すなわち、ライトイネーブル信号WEBが出力
イネーブル信号OEBの立ち下がりエッジに遅れて高電
圧とされる場合、擬似スタティック型RAMは、セルフ
リフレッシュモードとされ、出力イネーブル信号OEB
の立ち下がりに先立って高電圧とされる場合、オートリ
フレッシュモードとされる。
【0057】このとき、リフレッシュ動作の対象となる
ワード線のアドレスは、リフレッシュカウンタRFCに
よって指定され、また、アドレス入力端子A11を介し
て供給される試験制御信号の立ち下がりエッジにおい
て、上記リフレッシュカウンタRFCが更新される。さ
らに、これらのリフレッシュサイクルにおいて、擬似ス
タティック型RAMではワード線を順次選択状態としな
がら、併せて特定のカラムアドレスのメモリセルに対す
る書き込み動作行われる。その結果、各ワード線の特定
アドレスに書き込まれたデータを通常のリードサイクル
よって順次読み出し照合することで、擬似スタティック
型RAMに内蔵されるリフレッシュカウンタの計数機能
を試験確認することができる。
【0058】(3)STICテストモード 擬似スタティック型RAMは、図11(c)に示される
ように、チップイネーブル信号CEBが回路の電源電圧
を超える所定の高電圧とされ、かつ出力イネーブル信号
OEBがやや遅れてロウレベルとされることで、STI
Cテストモードによるテストサイクルを実施する。この
とき、擬似スタティック型RAMは、セルフリフレッシ
ュモードとされる。そして、リフレッシュタイマー回路
TMRの出力信号すなわちリフレッシュタイマーカウン
タ回路SRCによって計数される反転タイミング信号φ
clBが、データ入出力端子IO6を介して出力され、
上記リフレッシュタイマーカウンタ回路SRCの出力信
号すなわちセルフリフレッシュモードのリフレッシュ周
期を決定する反転タイミング信号φsrfBが、データ
入出力端子IO7を介して出力される。これにより、擬
似スタティック型RAMの外部から、セルフリフレッシ
ュモードにおけるリフレッシュ周期を試験確認すること
ができるものとなる。
【0059】このように、この擬似スタティック型RA
Mでは、チップイネーブル信号CEB,ライトイネーブ
ル信号WEB及び出力イネーブル信号OEB等の起動制
御信号等が選択的に回路の電源電圧を超える高電圧とさ
れることで、テストモードの種類を判定し、またテスト
サイクルの起動条件とする。その結果、テストモードの
設定とテストサイクルの起動を同時に実現し、擬似スタ
ティック型RAMの試験動作の簡素化が図られる。
【0060】ところで、擬似スタティック型RAMに内
蔵されるリフレッシュタイマーカウンタ回路SRCは、
8ビットのバイナリィカウンタによって構成され、各ビ
ットに対応して設けられるヒューズ手段が選択的に切断
されることで、その計数初期値すなわちカウンタモデュ
ロが選択的に設定される。したがって、この実施例の擬
似スタティック型RAMでは採用されていないが、上記
リフレッシュタイマーカウンタ回路SRCの特性を効果
的に試験する方法として、図50に示されるような方法
が考えられる。
【0061】すなわち、図50において、擬似スタティ
ック型RAMには、例えばアドレス入力端子A0〜A7
を介して、リフレッシュタイマーカウンタ回路SRCの
計数初期値が供給される。これらの計数初期値すなわち
反転内部信号aiBは、反転タイミング信号φextB
がロウレベルとされることで、リフレッシュタイマーカ
ウンタ回路SRCの対応するビットに取り込まれ、これ
によってリフレッシュタイマーカウンタ回路SRCの計
数初期値が設定される。その結果、計数初期値に応じた
リフレッシュタイマー回路TMR及びリフレッシュタイ
マーカウンタ回路SRCの特性を試験確認できるととも
に、擬似スタティック型RAMのリフレッシュ周期を切
り換えながらその動作特性を試験確認できる。
【0062】3.1.4.アドレス構成及び選択方式 擬似スタティック型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、Xアドレス信号及びY
アドレス信号を同時に入力するための合計19個のアド
レス入力端子A0〜A18を備える。また、それぞれ対
をなし実質的に上下二分割される合計16個のメモリア
レイを備え、各メモリアレイは、後述するように、択一
的に選択状態とされかつ4本ずつ群分割される64群、
合計256本のワード線と、同時に4組ずつ選択的に選
択状態とされる合計1024組の相補データ線とをそれ
ぞれ含む。その結果、各メモリアレイは、それぞれ実質
的に262144、いわゆる256キロビットのアドレ
ス空間を有し、擬似スタティック型RAMはいわゆる4
メガビットの記憶容量を有するものとなる。
【0063】擬似スタティック型RAMが通常の動作モ
ードで選択状態とされるとき、上記16個のメモリアレ
イは、実質2個ずつ同時にいわばペア選択される。そし
て、同時に動作状態とされる2個のメモリアレイからそ
れぞれ4個、合計8個のメモリセルが同時選択され、対
応するコモンI/O線に接続される。これらのメモリセ
ルは、さらに対応する書き込み回路又はメインアンプを
経て、データ入力バッファDIB又はデータ出力バッフ
ァDOBの対応する単位回路に接続される。
【0064】
【表3】
【0065】この擬似スタティック型RAMにおいて、
19個のアドレス入力端子A0〜A18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、表3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A0〜A10を介
して入力される11ビットはXアドレス信号とされ、こ
のうち下位2ビットのアドレス信号A0及びA1ならび
に最上位ビットのアドレス信号A10は、タイミング発
生回路TGに供給される。タイミング発生回路TGで
は、アドレス信号A0及びA1によってメモリアレイペ
アの選択が行われ、アドレス信号A10によって上辺又
は下辺アレイの選択が行われる。その結果、16個のメ
モリアレイは、言わば八分の一選択され、2個ずつ同時
に動作状態とされる。前述のように、擬似スタティック
型RAMがセルフリフレッシュモードとされるとき、ア
ドレス信号A0及びA1は意味をなさず、8個の上辺又
は下辺アレイが一斉に動作状態とされる。
【0066】次に、6ビットのアドレス信号A4ないし
A9は、XプリデコーダPXDに供給され、それぞれ2
ビットずつ組み合わされてデコードされる。その結果、
対応するプリデコードAX450〜AX453ないしA
X890〜AX893がそれぞれ択一的にハイレベルと
される。これらのプリデコード信号は、Xデコーダに供
給され、各メモリアレイのワード線群を択一的に選択す
るために供される。さらに、2ビットのアドレス信号A
2及びA3は、ワード線選択駆動信号発生回路PWDに
供給され、ワード線駆動信号発生回路φXGから出力さ
れるワード線駆動信号φxと組み合わされることで、ワ
ード線選択駆動信号X00,X01,X10及びX11
を択一的に形成するために供される。前述のように、ワ
ード線駆動信号φxならびにワード線選択駆動信号X0
0〜X11は、回路の電源電圧を超える所定のブースト
レベルとされる。その結果、以上8ビットのアドレス信
号A2ないしA9に従って、上記アドレス信号A0及び
A1ならびにA10によって指定される2個のメモリア
レイを構成する256本のワード線のうちの1本が択一
的に選択状態とされる。
【0067】同様に、アドレス入力端子A11〜A18
を介して入力される8ビットのアドレス信号A11〜A
18は、Yアドレス信号とされ、データ線選択に供され
る。すなわち、アドレス信号A11〜A18は、Yプリ
デコーダPYDに供給され、表3に示されるように、A
11及びA12,A13及びA14,A15及びA16
ならびにA17及びA18の組み合わせで、それぞれ2
ビットずつデコードされる。その結果、対応するプリデ
コード信号AY120〜AY123,AY340〜AY
343,AY560〜AY563ならびにAY780〜
AY783が、それぞれ択一的にハイレベルとされる。
これらのプリデコード信号は、Yデコーダのデコーダト
リーによってさらに組み合わされ、その結果、動作状態
とされる2個のメモリアレイからそれぞれ4組、合計8
組の相補データ線が選択され、対応するコモンI/O線
に接続される。これにより、いわゆる4メガビットのメ
モリセルから8個のメモリセルが選択され、データ入出
力端子IO0〜IO7を介する8ビットの記憶データの
入出力動作が行われる。
【0068】3.1.5.冗長構成 擬似スタティック型RAMは、前述のように、それぞれ
対をなし実質的に上下二分割される合計16個のメモリ
アレイを備え、これらのメモリアレイは、特に制限され
ないが、4本の冗長ワード線と32組の冗長相補データ
線とをそれぞれ備える。冗長ワード線及び冗長相補デー
タ線は、上記16個のメモリアレイにおいて同時にかつ
共通の欠陥素子を対象として選択的に切り換えられ、対
応する欠陥ワード線又は欠陥相補データ線に代わってそ
れぞれ1本あるいは4組ずつ選択的に選択状態とされ
る。このため、擬似スタティック型RAMは、すべての
メモリアレイの冗長ワード線ごとに対応して共通に設け
られる4個のX系冗長回路XR0〜XR3と、4組の冗
長相補データ線ごとに対応して共通に設けられる8個の
Y系冗長回路YRAC0〜YRAC7とを備える。
【0069】このうち、X系冗長回路XR0〜XR3
は、アレイ選択に供されるものを除く8ビットのアドレ
ス信号A2〜A9すなわち相補内部アドレス信号X2
X9と、対応する冗長ワード線に割り当てられた不
良アドレスとを比較照合する。その結果、両アドレスが
全ビット一致すると、その出力信号すなわち対応する反
転冗長ワード線選択信号XR0B〜XR3Bをロウレベ
ルとする。これらの反転冗長ワード線選択信号は、前述
のように、ワード線選択駆動信号発生回路PWDによっ
てワード線駆動信号φxならびに相補内部アドレス信号
X10と組み合わされ、上辺又は下辺アレイに対応す
る冗長ワード線選択駆動信号XR0U〜XR3U又はX
R0D〜XR3Dとなる。これらの冗長ワード線選択駆
動信号は、各Xデコーダに供給され、冗長ワード線の選
択動作に供される。言うまでもなく、冗長ワード線が選
択されるとき、アドレス信号A2〜A9によって指定さ
れる欠陥ワード線の選択動作は停止される。
【0070】ところで、この擬似スタティック型RAM
のX系冗長回路XR0〜XR3は、図45に例示される
ように、4ビットのXアドレス信号すなわち相補内部ア
ドレス信号X4〜X7を受けかつ半導体基板面の上
辺側に配置されるX系冗長回路XR0U〜XR3Uと、
残り4ビットのXアドレス信号X2及びX3ならび
X8及びX9を受けかつ半導体基板面の下辺側に
配置されるX系冗長回路XR0D〜XR3Dとにそれぞ
れ分割される。これらのX系冗長回路は、冗長用ROM
(読み出し専用メモリ)となる2個のヒューズ手段を含
みかつ実質的にこれらのヒューズ手段によって保持され
る不良アドレスと対応する相補内部アドレス信号X2
X9とが一致したことを判定する4個の冗長アドレ
ス比較回路と、一致検出ノードN9又はN10と回路の
接地電位との間に直列形態に設けられそのゲートに対応
する冗長アドレス比較回路の出力信号を受けるカスケー
ド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)からなる一致検
出回路とをそれぞれ含む。
【0071】上記一致検出ノードN9及びN10は、さ
らに実質的な負論理積回路を構成する2入力ノアゲート
回路の対応する入力端子に結合される。その結果、一致
検出ノードN9及びN10がともにロウレベルに引き抜
かれ、また対応する冗長イネーブル回路XREの出力信
号がハイレベルであることを条件に、各X系冗長回路の
出力信号すなわち上記反転冗長ワード線選択信号XR0
B〜XR3Bが選択的にロウレベルとされる。
【0072】このように、冗長回路の一致検出回路を構
成するカスケードMOSFETを、半導体基板面の上辺
又は下辺側に分散して配置される複数のアドレス入力パ
ッドあるいはアドレスバッファごとに分割し、それぞれ
の出力信号を論理回路によって論理積結合することで、
冗長回路の動作を実質的に高速化し、相応して擬似スタ
ティック型RAMのアクセスタイムを高速化できる。
【0073】冗長イネーブル回路XREは、図44に示
されるように、ヒューズ手段F1及びF2をそれぞれ含
むヒューズ論理ゲート回路を備える。これらのヒューズ
論理ゲート回路は、内部ノードN7又はN8と回路の電
源電圧との間に設けられるPチャンネルMOSFETQ
P16又はQP18と、上記内部ノードN7又はN8と
回路の接地電位との間に対応する上記ヒューズ手段F1
又はF2と直列形態に設けられるNチャンネルMOSF
ETQN21又はQN22とを含む。
【0074】MOSFETQP16及びQN21ならび
にQP18及びQN22は、対応するヒューズ手段が切
断されないことを条件に、1個のCMOSインバータ回
路として作用する。このとき、内部ノードN7及びN8
のレベルは、反転タイミング信号CE1Bがロウレベル
とされあるいはタイミング信号XDPがハイレベルとさ
れることを条件に、ロウレベルとされる。対応するヒュ
ーズ手段F1又はF2が例えばレーザビーム等によって
切断されると、内部ノードN7及びN8のレベルは、上
記反転タイミング信号CE1B及びタイミング信号XD
Pに関係なく、ハイレベルに固定される。
【0075】各ヒューズ論理ゲート回路の出力信号つま
り内部ノードN7及びN8のレベルは、そのままあるい
は反転された後、ナンドゲート回路NAG7〜NAG9
からなる排他的論理和回路に供給される。ナンドゲート
回路NAG9の出力信号は、冗長イネーブル回路XRE
の出力信号XREとされる。これらのことから、冗長イ
ネーブル回路XREの出力信号XREは、反転タイミン
グ信号CE1Bがハイレベルとされかつタイミング信号
XDPがロウレベルとされるとき、対応するヒューズ手
段の切断状態に関係なくロウレベルとされる。また、上
記反転タイミング信号CE1Bがロウレベルとされ又は
タイミング信号XREがハイレベルとされるとき、対応
するヒューズ手段F1又はF2のいずれかが切断される
ことを条件に選択的にハイレベルとされる。このとき、
ヒューズ手段F1及びF2の両方が切断されあるいは両
方が切断されない場合、冗長イネーブル回路XREの出
力信号XREはロウレベルのままとされる。
【0076】このように、冗長イネーブル回路XRE等
に含まれるヒューズ回路を、CMOS論理ゲート回路の
Nチャンネル又はPチャンネルMOSFETと出力ノー
ドとの間にヒューズ手段を設けてなるいわゆるヒューズ
論理ゲート回路を基本として構成することで、ヒューズ
回路の構成を簡素化し、その低コスト化を図ることがで
きる。また、ヒューズ回路に2個のヒューズ論理ゲート
回路を設け、これらのヒューズ論理ゲート回路の出力信
号を排他的論理和演算することで、一旦不良アドレスの
割り当てが行われたX系冗長回路を、等価的にもとの初
期状態に戻すことができる。その結果、擬似スタティッ
ク型RAMの冗長割り当てに融通性を持たせ、その歩留
りを高めることができる。
【0077】なお、上記ヒューズ回路は、X系冗長回路
及びY系冗長回路の各冗長アドレス比較回路にも利用で
きるし、後述するリフレッシュタイマーカウンタ回路S
RCのプリセット用ヒューズ回路等の各種ヒューズ回路
にも利用できる。
【0078】次に、擬似スタティック型RAMのY系冗
長回路YRAC0〜YRAC3は、8ビットのアドレス
信号A11〜A18すなわち相補内部アドレス信号
11〜Y18と、対応する4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を比較照合する。その結
果、両アドレスが全ビット一致すると、その出力信号す
なわち対応する冗長データ線選択信号YR0〜YR7を
選択的にハイレベルとする。これらの冗長データ線選択
信号は、前述のように、YプリデコーダPYDを介して
各Yデコーダに伝達され、冗長相補データ線の選択動作
に供される。言うまでもなく、冗長相補データ線が選択
されるとき、アドレス信号A11〜A18によって指定
される欠陥相補データ線の選択動作は停止される。
【0079】ところで、上記YプリデコーダPYDを介
してYデコーダYDに供給される冗長データ線選択信号
YR0〜YR7は、図58に示されるように、プリデコ
ード信号AY560〜AY563及びAY780〜AY
783を供給するための8本の信号線を共有して伝達さ
れる。このため、YプリデコーダPYDには、いずれか
の冗長相補データ線が選択されるときにロウレベルとさ
れる反転タイミング信号φyrBに従って、上記プリデ
コード信号AY560〜AY563及びAY780〜A
Y783あるいは冗長データ線選択信号YR0〜YR7
を選択的に伝達するマルチプレクサが設けられる。Yデ
コーダYDは、反転タイミング信号φyrBがハイレベ
ルとされるとき、上記信号線を介して伝達される信号を
プリデコード信号AY560〜AY563及びAY78
0〜AY783として受け、また反転タイミング信号φ
yrBがロウレベルとされるとき、冗長データ線選択信
号YR0〜YR7として受ける。その結果、比較的信号
線が混雑するアレイ周辺部のレイアウトを効率化し、そ
のレイアウト所要面積を縮小できる。
【0080】一方、各メモリアレイに設けられる32組
の冗長相補データ線は、前述のように、それぞれ4組ず
つ同時に選択状態とされ、実質的に八つの冗長データ線
群RY0〜RY7を構成する。擬似スタティック型RA
Mは、上辺及び下辺アレイとしてそれぞれ対をなす16
個のメモリアレイを備え、上記冗長データ線群は、これ
らのメモリアレイにおいて同時にかつ共通の欠陥素子を
対象として切り換えられる。このため、この実施例の擬
似スタティック型RAMでは、対をなす二つのメモリア
レイの冗長相補データ線群RY0〜RY7が、図42に
例示されるように、半導体基板面の中心線を軸として線
対称となる順序で配置される。
【0081】周知のように、各素子の障害発生率は、そ
の配置位置が半導体基板面の各辺に近接するほど高くな
る。冗長相補データ線群RY0〜RY7を、このように
線対称となる順序で配置することで、冗長相補データ線
群RY0側の障害発生率が意図的に高められ、逆に他の
冗長相補データ線群の障害発生率が低くされる。その結
果、冗長相補データ線全体として見た平均障害発生率が
抑えられ、擬似スタティック型RAMの歩留りが高める
られる。
【0082】なお、上記のような冗長相補データ線のレ
イアウト方法は、冗長ワード線について採用した場合も
同様な効果を得ることができる。
【0083】3.1.6.リフレッシュ方式 この擬似スタティック型RAMは、前述のように、3種
類のリフレッシュモードすなわちアドレスリフレッシ
ュ,オートリフレッシュ及びセルフリフレッシュモード
を有する。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、アドレスリフレッシュモー
ドの場合、外部に設けられる例えばメモリ制御ユニット
から供給され、オートリフレッシュ及びセルフリフレッ
シュの場合は、内蔵するリフレッシュカウンタRFCか
ら供給される。
【0084】一方、リフレッシュ動作を行うべき周期す
なわちリフレッシュ周期は、前述のように、メモリセル
の情報保持能力によって設定され、製品仕様として規定
される。このリフレッシュ周期は、前述の動作サイクル
の説明から明らかなように、アドレスリフレッシュ及び
オートリフレッシュモードの場合、擬似スタティック型
RAMをアクセスする外部のメモリ制御ユニット等によ
って管理され、セルフリフレッシュモードの場合、擬似
スタティック型RAMのタイミング発生回路TGに含ま
れるリフレッシュタイマー回路TMR及びリフレッシュ
タイマーカウンタ回路SRCによって管理される。
【0085】リフレッシュタイマー回路TMRは、図1
5に示されるように、動作電流が制限される7個のイン
バータ回路が実質的にリング状に直列結合されてなるリ
ングオシレータを含み、その出力信号すなわちタイミン
グ信号φtmrを、所定の周期で形成する。このタイミ
ング信号φtmrは、図14に示されるように、2入力
ノアゲート回路及びインバータ回路を経てタイミング信
号φclとされ、リフレッシュタイマーカウンタ回路S
RCの計数パルスとして供される。
【0086】リフレッシュタイマーカウンタ回路SRC
は、8ビットのバイナリィカウンタ構造とされ、各ビッ
トに対応する単位回路は、図16に示されるように、そ
れぞれ一対のマスターラッチ及びスレーブラッチと、そ
の初期値を論理“0”又は論理“1”に選択的に設定す
るためのヒューズ回路を含む。リフレッシュタイマーカ
ウンタ回路SRCは、各単位回路のヒューズ手段が選択
的に切断されることでその計数初期値が設定され、これ
によってその計数周期すなわちカウンタモデュロが設定
される。リフレッシュタイマーカウンタ回路SRCの出
力信号すなわち出力キャリー信号SCA7は、上記タイ
ミング信号φclと組み合わされ、さらにセルフリフレ
ッシュモードのリフレッシュ周期を決定する反転タイミ
ング信号φsrfBの形成に供される。
【0087】擬似スタティック型RAMがSTICテス
トモードとされるとき、上記タイミング信号φcl及び
反転タイミング信号φsrfBは、前述のテスト方式の
項で述べたように、データ入出力端子IO6又はIO7
を介してモニタされる。
【0088】ところで、擬似スタティック型RAMのセ
ルフリフレッシュモードには、この実施例のように、例
えばバッテリバックアップ時等において擬似スタティッ
ク型RAMが比較的長い時間にわたって非選択状態とさ
れるときに用いられるいわゆるPS(擬似)リフレッシ
ュモードと、例えばメモリアクセスの合間をぬって間欠
的に行われるVS(仮想)リフレッシュモードとがあ
る。周知のように、擬似スタティック型RAMが活性状
態とされる合間をぬって行われるVSリフレッシュモー
ドのリフレッシュ周期は、ほぼ非活性状態とされるとき
に行われるPSリフレッシュモードのリフレッシュ周期
に比較して短くなる。
【0089】このため、図51及び図52に例示される
ように、VS及びPSリフレッシュモードのそれぞれに
おいて異なるリフレッシュ周期を設定できるようにする
ことで、1個の共通半導体基板(ベースチップ)をもと
に両方のリフレッシュモードに適用しうる擬似スタティ
ック型RAMを提供できる。すなわち、図51では、P
Sリフレッシュモードのセルフリフレッシュサイクルを
起動するための反転タイミング信号φsrfBが、リフ
レッシュタイマーカウンタ回路SRCの最上位ビットの
キャリー信号SCAj+2とリフレッシュタイマー回路
TMRの出力信号すなわちタイミング信号φclとを組
み合わせることによって形成される。そして、VSリフ
レッシュモードのセルフリフレッシュサイクルを起動す
るための反転タイミング信号φsrfBは、リフレッシ
ュタイマーカウンタ回路SRCの次のビットのキャリー
信号SCAj+1とタイミング信号φclを組み合わせ
ることによって形成される。その結果、VSリフレッシ
ュモードにおける反転タイミング信号φsrfBの周期
は、図52に示されるように、PSリフレッシュモード
における反転タイミング信号φsrfBの二分の一とな
る。
【0090】3.1.7.基本的レイアウト 図4には、この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの半導体基板面における一実施例の配置図が示され
ている。図4をもとに、この実施例の擬似スタティック
型RAMの基本的レイアウトを説明する。なお、図4に
おいて、半導体基板は、紙面の都合から、横向きに図示
されるため、以下の説明では、同図の左側を半導体基板
面の上側と称している。
【0091】前述のように、擬似スタティック型RAM
は、それぞれが上辺及び下辺に分割される8個(実質的
には16個)のメモリアレイMARY0L〜MARY3
L及びMARY0R〜MARY3Rを備え、これらのメ
モリアレイに対応して設けられるXアドレスデコーダX
D0L〜XD3L及びXD0R〜XD3Rと、2個のメ
モリアレイに対応して設けられかつそれぞれが上辺及び
下辺に分割される4個のYアドレスデコーダYD0〜Y
D3とをを備える。
【0092】図4において、半導体基板面の中央部に
は、XアドレスデコーダXD0L〜XD3L及びXD0
R〜XD3Rが配置され、その上辺及び下辺には、対応
するワード線駆動回路WD0LU〜WD3LU(WD0
LD〜WD3LD)ならびにWD0RU〜WD3RU
(WD0RD〜WD3RD)がそれぞれ配置される。そ
して、これらのX系選択回路を挟むように、メモリアレ
イMARY0L〜MARY3L及びMARY0R〜MA
RY3Rが、対応するYデコーダYD0〜YD3を挟み
かつそのワード線を上下方向に延長する形でいわゆる縦
型に配置される。また、図示されないが、Yアドレスデ
コーダYD0〜YD3に近接して、対応するセンスアン
プSA0L〜SA3L及びSA0R〜SA3Rならびに
カラムスイッチCS0L〜CS3L及びCS0R〜CS
3Rがそれぞれ配置される。
【0093】メモリアレイMARY0L〜MARY3L
ならびにMARY0R〜MARY3Rの上部には、プリ
YアドレスデコーダPYD及びYアドレス冗長制御回路
YRAC等が配置される。また、これらのメモリアレイ
の下部には、メインアンプMALLないしMARRなら
びに書き込み回路DILLないしDIRR等が配置され
る。
【0094】半導体基板面の各側辺には、半導体基板面
の各隅に近接する位置ならびに左部及び右部側辺の中央
部に近接する位置を避けるように、ボンディングパッド
が配置される。また、これらのパッドに近接して、Xア
ドレスバッファXAB及びYアドレスバッファYABな
らびにデータ入力バッファDIB及びデータ出力バッフ
ァDOBの対応する単位回路が配置される。
【0095】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 図12ないし図38には、この発明が適用された擬似ス
タティック型RAMの各部の一実施例の回路図が示され
ている。また、図39ないし図41には、上記擬似スタ
ティック型RAMの一実施例の信号波形図が示されてい
る。図12及び図38の回路図に従って、この実施例の
擬似スタティック型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。図3
9ないし図41の信号波形図は、必要に応じて参照され
たい。
【0096】3.2.1.メモリアレイ及び直接周辺回
路 この実施例の擬似スタティック型RAMは、前述のよう
に、それぞれ対をなす合計16個のメモリアレイMAR
Y0L〜MARY3L及びMARY0R〜MARY3R
を備える。対をなす2個のメモリアレイは、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4組のコモンI/O線と
一対のコモンソース線が、これらのメモリアレイを串刺
しするように貫通して配置される。
【0097】(1)メモリアレイ メモリアレイMARY0L〜MARY3L及びMARY
0R〜MARY3Rの上辺及び下辺アレイは、図38に
例示されるように、図の垂直方向に平行して配置される
256本のワード線W0〜W255ならびに図示されな
い4本の冗長ワード線RW0〜RW3を備え、水平方向
に平行して配置される1024組の相補データ線0〜
1023ならびに図示されない32組の冗長相補デー
タ線D0〜D31を備える。これらのワード線及び
相補データ線の交点には、情報蓄積用キャパシタ及びア
ドレス選択用MOSFET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。
【0098】各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XD0L〜XD3
L又はXD0R〜XD3Rに結合され、択一的に選択状
態とされる。また、その他方において、そのゲートに対
応するワード線クリア信号WC0U〜WC3U等の反転
信号を受けるNチャンネルMOSFETを介して、回路
の接地電位に結合される。これらのワード線クリア信号
は、通常ロウレベルとされ、擬似スタティック型RAM
が選択状態とされるとき、3ビットの相補内部アドレス
信号X2及びX3ならびにX10に従って選択的
にハイレベルとされる。これにより、各メモリアレイの
ワード線は通常ロウレベルのクリア状態とされ、擬似ス
タティック型RAMが選択状態とされるとき、少なくと
も対応するワード線が選択状態とされることを条件に、
選択的にそのクリア状態から解放される。
【0099】一方、各メモリアレイを構成する相補デー
タ線は、特に制限されないが、図38に例示されるよう
に、対応するセンスアンプSA0L〜SA3LないしS
A0R〜SA3Rの対応する単位プリチャージ回路UP
C0〜UPC3等を介して、対応する単位増幅回路US
A0〜USA3等に結合され、さらにカラムスイッチC
S0L〜CS3LないしCS0R〜CS3Rの対応する
スイッチMOSFETを介して、4組のコモンI/O線
O00L〜O03LないしO34L〜O37L
あるいはO00R〜O03RないしO34R〜
O37Rに4組ずつ選択的に接続される。
【0100】(2)センスアンプ及びデータ線プリチャ
ージ回路 センスアンプSA0L〜SA3LないしSA0R〜SA
3Rは、特に制限されないが、図38のセンスアンプS
A0Lに代表して示されるように、対応するメモリアレ
イの各相補データ線及び冗長相補データ線に対応して設
けられるそれぞれ1,056個の単位プリチャージ回路
UPC0〜UPC3等ならびに単位増幅回路USA0〜
USA3等を含む。
【0101】このうち、単位プリチャージ回路UPC0
〜UPC3等は、対応する相補データ線の非反転及び反
転信号線間に直並列形態に設けられる3個のNチャンネ
ルMOSFETをそれぞれ含む。これらのMOSFET
のゲートはすべて共通結合され、タイミング発生回路T
Gから反転タイミング信号PC0ULB等が共通に供給
される。ここで、反転タイミング信号PC0ULB等
は、通常ハイレベルとされ、擬似スタティック型RAM
が選択状態とされるとき、相補内部アドレス信号X0
及びX1ならびにX10に従って選択的にロウレベ
ルとされる。
【0102】これにより、各単位プリチャージ回路を構
成する3個のMOSFETは、通常オン状態となり、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
て、回路の電源電圧の二分の一のレベルとされるハーフ
プリチャージレベルHVCとする。擬似スタティック型
RAMが選択状態とされ反転タイミング信号PC0UL
B等がロウレベルとされると、上記3個のMOSFET
はオフ状態となり、これによって対応する相補データ線
が選択的にその短絡状態を解かれる。
【0103】一方、各センスアンプの単位増幅回路は、
特に制限されないが、図18に例示されるように、それ
ぞれ2個のCMOSインバータ回路が交差接続されてな
るラッチを基本構成とする。各単位増幅回路を構成する
PチャンネルMOSFETのソースは、共通ソース線S
Pに共通結合され、さらに並列形態とされる4個のPチ
ャンネル型駆動MOSFETを介して回路の電源電圧に
結合される。これらの駆動MOSFETのゲートには、
対応するセンスアンプ駆動回路SP0L〜SP3L又は
SP0R〜SP3Rから、対応する反転タイミング信号
P10ULB〜P40ULB等がそれぞれ供給される。
同様に、各単位増幅回路を構成するNチャンネルMOS
FETのソースは、共通ソース線SNに共通結合され、
さらに並列形態とされる2個のNチャンネル型駆動MO
SFETを介して、回路の接地電位に結合される。これ
らの駆動MOSFETのゲートには、対応するセンスア
ンプ駆動回路SN0L〜SN3L又はSN0R〜SN3
Rから、対応するタイミング信号P10UL及びP20
UL等がそれぞれ供給される。
【0104】各センスアンプは、特に制限されないが、
さらに、上記共通ソース線SP及びSN間に直並列形態
に設けられる3個のNチャンネルをそれぞれ含む。これ
らのMOSFETのゲートは共通結合され、反転タイミ
ング信号PC0B等が供給される。この反転タイミング
信号PC0B等は、上記反転タイミング信号PC0UL
B等とほぼ同じタイミング条件で、ハイレベル又はロウ
レベルとされる。その結果、擬似スタティック型RAM
が非選択状態とされるとき、共通ソース線SP及びSN
は短絡され、ハーフプリチャージレベルHVCとされ
る。また、擬似スタティック型RAMが選択状態とされ
ると、共通ソース線SP及びSNのプリチャージ動作が
選択的に停止される。
【0105】各センスアンプの単位増幅回路は、対応す
る上記反転タイミング信号P10ULB〜P49ULB
等がロウレベルとされ、かつ対応する上記タイミング信
号P10UL〜P20UL等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、各単位増幅回路は、対応するメモリアレイの選択さ
れたワード線に結合されるメモリセルから対応する相補
データ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。これらの2値読み出し信号は、擬似スタティ
ック型RAMが通常のリードサイクルとされるとき、対
応するコモンI/O線を介してメインアンプに伝達さ
れ、また擬似スタティック型RAMがいずれかのリフレ
ッシュサイクルとされるとき、対応するメモリセルに再
書き込みされる。
【0106】ところで、この実施例の擬似スタティック
型RAMでは、センスアンプのレイアウトに一つの工夫
が凝らされている。すなわち、図43に例示されるよう
に、センスアンプの各単位増幅回路を構成する一対のP
チャンネルMOSFETQP23及びQP24あるいは
NチャンネルMOSFETQN25及びQN26は、そ
れぞれを構成するソースSが共通の拡散層Lによって形
成され、さらにこれらのソースS,ドレインD及びゲー
トGが、対応する相補データ線に直角をなす方向に延長
して形成される。共通の拡散層Lによって形成される各
対のMOSFETのソースSは、対応するコンタクトを
介して、その上層に例えばアルミニウム又はその合金を
用いて形成されるコモンソース線SP又はSNと結合さ
れるとともに、図43に示されるように、拡散層Lがそ
のまま延長されることで、隣接する一対のMOSFET
の同様なソースSと共通結合される。その結果、拡散層
Lが延長されない従来の擬似スタティック型RAM等に
比較して、例えばコンタクト不良等によって単位増幅回
路の特性が劣化する障害等の発生率が低下し、擬似スタ
ティック型RAMの製品歩留りが高められる。
【0107】センスアンプ駆動回路SP及びSNは、図
22に示されるように、タイミング発生回路TGから供
給されるタイミング信号P1〜P4及びP1a〜P1c
又はP1D〜P2D及びP1Da〜P1Dcならびに内
部アドレス信号AX0U及びAX1U又はAX0U及び
AX1UならびにAX10をもとに、上記反転タイミン
グ信号P10ULB〜P40ULB等ならびにタイミン
グ信号P10UL及びP20UL等を選択的に形成す
る。
【0108】(3)カラムスイッチ及びコモンI/O線 カラムスイッチCS0L〜CS3LならびにCS0R〜
CS3Rは、対応するメモリアレイの各相補データ線に
対応して設けられる合計1056対のスイッチMOSF
ETを含む。これらのスイッチMOSFETの一方は、
対応するセンスアンプの単位回路を介して対応する相補
データ線に結合され、その他方は、対応する4組のコモ
ンI/O線O00L〜O03L及びO00R〜
O03RないしO34L〜O37L及びO34R
O37Rに、順に交互に共通結合される。各スイッ
チMOSFETのゲートは、4組ずつ順に共通結合さ
れ、対応するYアドレスデコーダYD0〜YD3から、
対応するデータ線選択信号YS0等がそれぞれ供給され
る。
【0109】カラムスイッチCS0L〜CS3Lならび
にCS0R〜CS3Rを構成する各4対のスイッチMO
SFETは、対応するデータ線選択信号YS0等が択一
的にハイレベルとされることで選択的にかつ同時にオン
状態とされる。その結果、対応するメモリアレイの指定
される4組の相補データ線が、対応する4組のコモンI
/O線O00L〜O03L又はO00R〜O0
3RないしO34L〜O37L又はO34R〜
O37Rに選択的に接続される。
【0110】ところで、この実施例の擬似スタティック
型RAMにおいて、コモンI/O線O00L〜O0
3L及びO00R〜O03RないしO34L〜
O37L及びO34R〜O37Rは、前述のよう
に、半導体基板面の上辺及び下辺に配置される一対のメ
モリアレイをそれぞれ串刺しするように貫通して配置さ
れる。このとき、各コモンI/O線の非反転及び反転信
号線は、図59に示されるように、上辺及び下辺アレイ
の中間で交差して配置される。したがって、擬似スタテ
ィック型RAMの製造工程において、例えば対応するカ
ラムスイッチのスイッチMOSFETのゲートGとなる
ポリシリコン層を形成するためのフォトマスクが、その
ソース及びドレインとなる拡散層Lに対して位置ずれを
生じた場合でも、コモンI/O線の非反転信号線IO及
び反転信号線IOBに結合される寄生容量の変化は、上
辺及び下辺アレイで相殺される。その結果、各コモンI
/O線におけるレベル差が解消され、擬似スタティック
型RAMの読み出し動作が安定化される。
【0111】さらに、これらのコモンI/O線O00
L〜O03L及びO00R〜O03Rないし
34L〜O37L及びO34R〜O37Rは、図
38に図示されないが、擬似スタティック型RAMが非
選択状態とされるとき、対応する上辺及び下辺アレイの
中間ならびにそれぞれの外側の3個所において、その非
反転及び反転信号線が短絡されかつハーフプリチャージ
レベルHVCとされるいわゆるイコライズ処理を受け
る。そして、擬似スタティック型RAMが選択状態とさ
れ、対応するメモリアレイが選択状態とされることで、
そのイコライズ処理が選択的に停止される。その結果、
コモンI/O線のイコライズ処理が、確実にかつ高速に
行われるため、相応してコモンI/O線の信号伝達遅延
時間が縮小され、擬似スタティック型RAMの高速化が
図られる。
【0112】3.2.2.X系選択回路 (1)Xアドレスバッファ XアドレスバッファXABは、図18に示されるよう
に、アドレス入力端子A0〜A10に対応して設けられ
る11個の単位回路を備える。これらの単位回路は、タ
イミング発生回路TGから供給される反転タイミング信
号φrefBに従って対応するアドレス入力端子A0〜
A10を介して供給されるXアドレス信号X0〜X10
あるいはリフレッシュカウンタRFCから供給されるリ
フレッシュアドレス信号AR0〜AR10を選択的に伝
達するマルチプレクサと、このマルチプレクサを介して
伝達されるアドレス信号をタイミング信号φxlsに従
って取り込み、保持するラッチ回路とをそれぞれ含む。
各ラッチ回路の出力信号は、さらに上記タイミング信号
φxlsに従ってゲート制御された後、対応する相補内
部アドレス信号X0〜X10とされる。
【0113】(2)リフレッシュカウンタ リフレッシュカウンタRFCは、図19に示されるよう
に、リフレッシュアドレス信号AR0〜AR10に対応
して設けられる11個のカウンタ単位回路CNTRを備
える。これらのカウンタ単位回路は、図19に例示され
るように、リング状に直列結合されるマスターラッチ及
びスレーブラッチをそれぞれ含む。そして、そのキャリ
ー入力端子とキャリー出力端子が順次結合されること
で、実質的に直列結合され、1個のバイナリィカウンタ
を構成して、反転カウントパルスCUPBに従った歩進
動作を行う。
【0114】ここで、反転カウントパルスCUPBは、
擬似スタティック型RAMがオートリフレッシュモード
又はセルフリフレッシュサイクルとされることで反転タ
イミング信号φrefBがロウレベルとされ、かつ擬似
スタティック型RAMが選択状態とされることで反転タ
イミング信号CE2Bがロウレベルとされてからタイミ
ング信号P1がハイレベルとされるまでの間、一時的に
ロウレベルとされる。その結果、リフレッシュアドレス
信号AR0〜AR10は、擬似スタティック型RAMが
選択状態とされる当初において、XアドレスバッファX
ABの対応する単位回路に取り込まれた後、次の歩進状
態に更新される。
【0115】(3)Xプリデコーダ XプリデコーダPXDは、図18に示されるように、そ
れぞれ2ビットの相補内部アドレス信号X4及び
5,X6及びX7ならびにX8及びX9を所定
の組み合わせで受ける合計12個のデコーダ単位回路を
備える。これらのデコーダ単位回路の出力信号は、プリ
デコード信号AX450〜AX453,AX670〜A
X673ならびにAX890〜AX893として、各X
デコーダに供給される。
【0116】なお、XプリデコーダPXDには、アレイ
選択用の相補内部アドレス信号X0,X1及び
10をもとに、各種のアレイ選択信号を形成するいくつ
かのデコーダ単位回路が含まれる。このうち、反転アレ
イ選択信号XDS0LB及びXDS0RBないしXDS
3LB及びXDS3RBは、XデコーダXD0L及びX
D0RないしXD3L及びXD3Rを選択的に動作状態
とするために供され、アレイ選択信号AXD0L,AX
D1L及びAXD0R,AXD1Rは、アレイ選択回路
に供給され、例えばコモンI/O線の切り換え処理に供
される。
【0117】(4)アレイ選択回路 アレイ選択回路ASLは、図28に示されるように、X
プリデコーダPXDから供給されるアレイ選択信号AX
D0L,AXD1L及びAXD0R,AXD1Rとタイ
ミング信号CE3Dとをもとに、コモンI/O線イコラ
イズ用の反転選択タイミング信号IOS0LB及びIO
S2LB又はIOS0RB及びIOS2RBあるいはI
OS1LB及びIOS3LB又はIOS1RB及びIO
S3RBを選択的に形成する。また、上記アレイ選択信
号及びタイミング信号CE3Dと書き込み系動作サイク
ルにおいて選択的にハイレベルとされるタイミング信号
φweとをもとに、コモンI/O線及びメインアンプを
選択的に接続するための反転アレイ選択信号MAT0L
B及びMAT2LB又はMAT0RB及びMAT2RB
あるいはMAT1LB及びMAT3LB又はMAT1R
B及びMAT3RBを選択的に形成する。アレイ選択回
路ASLは、さらに、メインアンプが動作状態とされる
直前において一時的にハイレベルとされるタイミング信
号φiouの論理条件を加えることで、コモンI/O線
をプリセットするためのタイミング信号IOU0L及び
IOU2L又はIOU0R及びIOU2RあるいはIO
U1L及びIOU3L又はIOU1R及びIOU3Rを
選択的に形成する。
【0118】(5)X系冗長回路 擬似スタティック型RAMは、前述のように、メモリア
レイの冗長ワード線RWL0〜RWL3に対応して設け
られる4個のX系冗長回路XR0〜XR3を備える。こ
れらのX系冗長回路は、図20に示されるように、半導
体基板面の上辺に配置されるX系冗長回路XRUと下辺
に配置されるX系冗長回路XRDならびに冗長イネーブ
ル回路XREとをそれぞれ含む。
【0119】このうち、冗長イネーブル回路XREは、
前述のように、その出力信号が排他的論理和結合される
2個のヒューズ論理ゲート回路を含む。これらの冗長イ
ネーブル回路の出力信号XRE0〜XRE3は、反転タ
イミング信号CE1Bがロウレベルとされ又はタイミン
グ信号XDPがハイレベルとされるとき、いずれか一方
のヒューズ論理ゲート回路に含まれるヒューズ手段だけ
が切断されることを条件に、選択的にハイレベルとされ
る。その結果、これらの出力信号XRE0〜XRE3
は、対応するX系冗長回路に不良アドレスが書き込ま
れ、対応する冗長ワード線が使用状態にあることを示す
ものとされる。
【0120】一方、X系冗長回路XRU及びXRDは、
対応する冗長ワード線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“0”又は論理“1”とされるこ
とで選択的に切断される一対のヒューズ手段をそれぞれ
含む4個の冗長アドレス比較回路を有する。これらの冗
長アドレス比較回路は、対応する上記冗長イネーブル回
路XREの出力信号XRE0〜XRE3がハイレベルと
されるとき、選択的に動作状態とされる。このとき、各
冗長イネーブル回路は、対応する相補内部アドレス信号
X2,X3及びX8,X9あるいはX4ない
X7を、対応するヒューズ手段が切断されないこと
を条件に選択的に伝達することで、一種のアドレス比較
回路として機能する。これらの冗長アドレス比較回路の
出力信号は、前述のように、対応する一致検出ノードと
回路の接地電位との間に直列形態に設けられるカスケー
ドMOSFETのゲートに供給される。
【0121】X系冗長回路の一対の一致検出ノードは、
さらに対応するノアゲート回路の入力端子に結合され
る。このノアゲート回路の出力信号は、反転された後、
対応する上記反転冗長ワード線選択信号XR0B〜XR
3Bとされる。
【0122】反転冗長ワード線選択信号XR0B〜XR
3Bは、前述のように、冗長ワード線選択駆動信号発生
回路PRWDに供給されるとともに、4入力ナンドゲー
ト回路の対応する入力端子に供給され、内部制御信号X
Rの形成に供される。この内部制御信号XRは、いずれ
かの冗長ワード線選択信号XR0〜XR3がロウレベル
とされるとき、つまりいずれかの冗長ワード線が選択状
態とされるとき選択的にハイレベルとされ、例えばワー
ド線選択駆動信号発生回路PWDにおけるワード線選択
駆動信号X00〜X11の形成を選択的に停止するため
に供される。
【0123】一方、各X系冗長回路の冗長イネーブル回
路XREの出力信号XRE0〜XRE3は、4入力のノ
アゲート回路の対応する入力端子にも供給され、内部制
御信号SIGXを形成するために供される。この内部制
御信号SIGXは、図35に示されるように、反転内部
制御信号φeh4Bがロウレベルとされることを条件
に、言い換えるとアドレス入力端子A4に所定の高電圧
が供給されていることを条件に、いずれかの冗長ワード
線が使用状態にあることを示すいわゆるシグネイチュア
信号としてアドレス入力端子A5から出力される。
【0124】X系冗長回路XR0〜XR3は、さらに、
反転内部制御信号FCKBがロウレベルとされるとき、
各冗長アドレス比較回路に設けられるヒューズ手段の半
断線等を試験するためのいわゆるヒューズチェック機能
を持つ。
【0125】(6)ワード線駆動信号発生回路 ワード線駆動信号発生回路φXGは、図21に示される
ように、ブーストレベルの駆動信号を形成するためのブ
ースト容量CBを含む。このブースト容量CBは、擬似
スタティック型RAMが非選択状態とされるとき、その
右側の電極が回路の電源電圧のようなハイレベルとな
り、かつ左側の電極が回路の接地電位のようなロウレベ
ルとなるようにプリチャージされる。そして、擬似スタ
ティック型RAMが選択状態とされるとき、反転タイミ
ング信号CE2B及びCE3Bがともにロウレベルとさ
れるタイミングで、その左側の電極がハイレベルとされ
る。これにより、右側の電極が回路の電源電圧より高い
ブーストレベルに押し上げられ、ブーストレベルのワー
ド線駆動信号φxが選択的に形成される。
【0126】ワード線駆動信号φxは、ワード線選択駆
動信号発生回路PWD及び冗長ワード線選択駆動信号発
生回路PRWDに供給され、さらにワード線選択駆動信
号X00ないしX11あるいは冗長ワード線選択駆動信
号XR0〜XR3として、選択的に伝達される。
【0127】ところで、この実施例の擬似スタティック
型RAMのメモリアクセスで同時に動作状態とされるメ
モリアレイの数は、前述のように、通常の動作モードに
おいて2個とされ、セルフリフレッシュモードにおいて
8個とされる。したがって、これらの動作モードにおい
てワード線の同時選択数が異なり、上記ワード線駆動信
号φxに対する負荷容量の大きさが異なって、結果的に
そのブーストレベルが変動する。このため、この擬似ス
タティック型RAMでは、ワード線駆動信号発生回路φ
XGの出力端子と回路の接地電位との間に、擬似スタテ
ィック型RAMがセルフリフレッシュモードで選択状態
とされ反転タイミング信号φsrBがロウレベルとされ
るとき選択的に結合されるレベル補正用キャパシタCw
が設けられる。このキャパシタCwは、通常の動作モー
ド及びセルフリフレッシュモードにおけるワード線の同
時選択数の差、すなわち6本のワード線分の負荷容量に
相当する静電容量を持つように設計される。
【0128】(7)ワード線選択駆動信号発生回路及び
冗長ワード線選択駆動信号発生回路 ワード線選択駆動信号発生回路PWDは、図21に示さ
れるように、タイミング信号XDPならびに上辺又は下
辺アレイの群内ワード線選択を行う3ビットの相補内部
アドレス信号X2,X3及びX10に従って、上
記ワード線駆動信号φxを選択的に伝達することで、ブ
ーストレベルのワード線選択駆動信号X00U,X01
U,X10U又はX11UあるいはX00D,X01
D,X10D又はX11Dを択一的に形成する。ワード
線選択駆動信号発生回路PWDには、前述のように、X
系冗長回路から、メモリアクセスに際して供給されるア
ドレスといずれかの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選択的にハイレベルとされる
内部制御信号XRが供給される。この内部制御信号XR
がハイレベルとされるとき、ワード線選択駆動信号発生
回路PWDの動作は実質的に停止され、上記ワード線選
択駆動信号は形成されない。
【0129】一方、冗長ワード線選択駆動信号発生回路
PRDWは、タイミング信号XDPと対応する反転冗長
ワード線選択信号XR0B〜XR3Bに従って、上記ワ
ード線駆動信号φxを選択的に伝達することで、ブース
トレベルの冗長ワード線選択駆動信号XR0〜XR3を
選択的に形成する。前述のように、メモリアクセスに際
して供給されるアドレスといずれかの冗長ワード線に割
り当てられた不良アドレスとが一致して反転冗長ワード
線選択信号XR0B〜XR3Bのいずれかがロウレベル
とされるとき、言い換えるならばこの冗長ワード線選択
駆動信号発生回路PRWDが実質的に動作状態とされる
とき、ワード線選択駆動信号発生回路PWDの動作は実
質的に停止される。
【0130】(8)Xデコーダ XデコーダXD0L及びXD0RないしXD3L及びX
D3Rは、対応するメモリアレイの各ワード線群に対応
して設けられる64個の単位回路と、4本の冗長ワード
線に対応して設けられるもう1個の単位回路とをそれぞ
れ備える。これらの単位回路は、図36に例示されるよ
うに、各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個のワード線駆動MOSFETをそれぞ
れ含む。ワード線駆動MOSFETのソースは、対応す
るワード線に結合され、そのドレインには、対応する上
記ワード線選択駆動信号X00ないしX11又は冗長ワ
ード線選択駆動信号XR0〜XR3が供給される。ワー
ド線駆動MOSFETのゲートは、対応するカットMO
SFETを介して、内部ノードN12すなわちインバー
タ回路N9の出力端子に共通結合される。
【0131】インバータ回路N9の入力端子は、そのゲ
ートにプリデコード信号AX450〜AX453,AX
670〜AX673ならびにAX890〜AX893を
所定の組み合わせで受けいわゆるデコーダトリーを構成
する3個の直列MOSFETを介して、インバータ回路
N10の出力端子に結合される。このインバータ回路N
10の入力端子には、上記XプリデコーダPXDから、
対応する反転アレイ選択信号線XDS0LB及びXDS
0RBないしXDS3LB及びXDS3RBが供給され
る。これにより、上記内部ノードN12は、対応する反
転アレイ選択信号XDS0LB等がロウレベルとされ、
かつ上記プリデコード信号が対応する組み合わせで一斉
にハイレベルとされるとき、選択的にハイレベルとされ
る。その結果、択一的にブーストレベルとされるワード
線選択駆動信号X00ないしX11が、対応するワード
線群内の指定される1本のワード線に伝達され、このワ
ード線が択一的に選択状態とされる。
【0132】なお、図36には図示されないが、いずれ
かの冗長ワード線に割り当てられた不良アドレスが指定
される場合、冗長ワード線選択駆動信号XR0〜XR3
のブーストレベルが、上記プリデコード信号に関係な
く、対応する冗長ワード線WR0〜WR3に伝達され
る。
【0133】3.2.3.Y系選択回路 (1)Yアドレスバッファ YアドレスバッファXABは、図23に示されるよう
に、アドレス入力端子A11〜A18に対応して設けら
れる8個の単位回路を備える。これらの単位回路は、対
応する上記アドレス入力端子を介して伝達されるYアド
レス信号Y11〜Y18を、反転タイミング信号CE0
B及びφylsBに従って取り込み、保持するラッチ回
路をそれぞれ含む。各ラッチ回路の出力信号は、反転タ
イミング信号φyeBに従ってゲート制御された後、相
補内部アドレス信号Y11〜Y18として、Yプリ
デコーダPYDに供給される。
【0134】(2)Yプリデコーダ YプリデコーダPYDは、図23ないし図25に示され
るように、それぞれ2ビットの相補内部アドレス信号
Y11及びY12,Y13及びY14,Y15
及びY16あるいはY17及びY18の非反転及
び反転信号を所定の組み合わせで受ける合計16個のデ
コーダ単位回路を備える。これらのデコーダ単位回路の
出力信号は、プリデコード信号AY120〜AY12
3,AY340〜AY343,AY560〜AY563
あるいはAY780〜AY783として、各Yデコーダ
に供給される。
【0135】ところで、プリデコード信号AY120〜
AY123,AY340〜AY343,AY560〜A
Y563ならびにAY780〜AY783を伝達する1
6本の信号線は、対をなす2個のメモリアレイの間に配
置されるYデコーダYD0〜YD3にそった比較的せま
い所を、比較的長い距離にわたって配置される。これら
の領域には、さらにY系冗長回路YRACから出力され
る冗長ワード線選択信号YR0〜YR7を各Yデコーダ
に伝達する8本の信号線を配置する必要があるが、実際
にはそのレイアウト余裕はない。
【0136】これに対処するため、この実施例の擬似ス
タティック型RAMでは、図24及び図25に示される
ように、プリデコード信号AY560〜AY563なら
びにAY780〜AY783を伝達する8本の信号線を
上記冗長データ線選択信号用の信号線として共有してい
る。すなわち、これらのプリデコード信号に対応する8
個のデコーダ単位回路は、反転タイミング信号φyrB
をゲート制御信号とするマルチプレクサをそれぞれ備え
る。ここで、反転タイミング信号φyrBは、後述する
ように、メモリアクセスに際して供給されるYアドレス
信号Y11〜Y18と8組の冗長データ線群のいずれか
に割り当てられた不良アドレスとが一致したとき、選択
的にロウレベルとされる。このとき、各デコーダ単位回
路のマルチプレクサは、対応する上記冗長データ線選択
信号YR0〜YR7を選択し、各Yデコーダに伝達す
る。一方、これらのアドレスが一致せず、上記反転タイ
ミング信号φyrBがハイレベルとされるとき、各デコ
ーダ単位回路のマルチプレクサは、対応するプリデコー
ド信号AY560〜AY563ならびにAY780〜A
Y783を選択し、Yデコーダに伝達する。これによ
り、ゲート制御用のタイミング信号φyrを各Yデコー
ダに伝達する1本の信号線を追加するだけで、等価的に
8本の信号線を実現し、擬似スタティック型RAMのチ
ップ面積を縮小することができる。
【0137】一方、プリデコード信号AY120〜AY
123,AY340〜AY343,AY560〜AY5
63ならびにAY780〜AY783は、図23ないし
図25に*記号で示される選択信号すなわちAX1U又
はAX1UYによってゲート制御された後、ドライバと
して作用する3段のインバータ回路を介して、対応する
Yデコーダに伝達される。この実施例において、上記ゲ
ート制御を行うナンドゲート回路ならびに3段のインバ
ータ回路は、図46に示されるように、対応するYデコ
ーダにそれぞれ近接して配置される。その結果、上記プ
リデコード信号に関する信号伝達回路の遅延時間が短縮
される。
【0138】(3)Y系冗長回路 擬似スタティック型RAMは、前述のように、メモリア
レイごとに32組の冗長相補データ線D0〜D31
を備え、これらの冗長相補データ線の4組すなわち各冗
長データ線群ごとに対応して設けられる8個のY系冗長
回路YRAC0〜YRAC7を備える。これらのX系冗
長回路は、図26に例示されるように、1個の冗長イネ
ーブル回路YREと、相補内部アドレス信号Y11〜
X18の各ビットに対応して設けられる8個の冗長ア
ドレス比較回路とを含む。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、前述のX系冗長回路と同
様に機能し、その出力信号つまり冗長データ線選択信号
YR0〜YR7を選択的にハイレベルとする。
【0139】すなわち、各Y系冗長回路の冗長イネーブ
ル回路YREは、対応するY系冗長回路が有効とされる
とき、言い換えると対応する冗長データ線群に不良アド
レスが割り当てられるとき選択的に切断されるヒューズ
手段を含み、このヒューズ手段が切断されることで、そ
の出力信号YRE0〜YRE7をハイレベルとする。一
方、各Y系冗長回路の8個の冗長アドレス比較回路は、
対応する冗長データ線群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“0”又は論理“1”とされる
ことで選択的に切断される2個のヒューズ手段を含み、
これらのヒューズ手段が切断されることで不良アドレス
の対応するビットを記憶する。そして、対応する冗長イ
ネーブル回路の出力信号YRE0〜YRE7がハイレベ
ルであることを条件に選択的に動作状態とされ、上記不
良アドレスとメモリアクセスに際して供給されるYアド
レス信号Y11〜Y18すなわち相補内部アドレス信号
Y11〜Y18の対応するビットとを比較照合す
る。その結果、両ビットが一致するとき、その出力信号
を選択的にハイレベルとする。
【0140】上記冗長アドレス比較回路の出力信号は、
所定の検出ノードと回路の接地電位との間に直列形態に
設けられる8個のカスケードMOSFETのゲートにそ
れぞれ供給される。そして、8個の冗長アドレス比較回
路の出力信号がすべてハイレベルであることを条件に、
言い換えると各Y系冗長回路に保持される不良アドレス
とメモリアクセスに際して供給されるYアドレス信号Y
11〜Y18とが全ビット一致することを条件に、上記
検出ノードが選択的にロウレベルとされる。検出ノード
のレベルは、インバータ回路を経て、冗長データ線選択
信号YR0〜YR7ならびに反転冗長データ線選択信号
YR0B〜YR7Bとされる。
【0141】つまり、Y系冗長回路YRAC0〜YRA
C7は、対応する冗長データ線群に割り当てられる不良
アドレスを保持する不良アドレスROMとして作用する
とともに、これらの不良アドレスとメモリアクセスに際
して供給されるYアドレス信号Y11〜Y18すなわち
相補内部アドレス信号Y11〜Y18をビットごと
に比較照合する冗長アドレス比較回路として作用する。
そして、対応する不良アドレスと相補内部アドレス信号
Y11〜Y18が全ビット一致することを条件に、
その出力信号すなわち冗長データ線選択信号YR0〜Y
R7を選択的にハイレベルとし、対応する反転冗長デー
タ線選択信号YR0B〜YR7Bを選択的にロウレベル
とする。
【0142】冗長データ線選択信号YR0〜YR7は、
前述のように、YプリデコーダPYDを介して各Yデコ
ーダに供給される。また、反転冗長データ線選択信号Y
R0B〜YR7Bは、実質8入力の負論理和回路の対応
する入力端子に供給され、反転タイミング信号φyrB
を形成するために供される。言うまでもなく、反転タイ
ミング信号φyrBは、いずれかの冗長データ線選択信
号YR0〜YR7がロウレベルとされるとき、言い換え
るならばいずれかの冗長データ線群が選択状態とされる
とき、選択的にロウレベルとされる。反転タイミング信
号φyrBは、さらにタイミング信号φyedによって
ゲート制御された後、タイミング信号φyrとされる。
タイミング信号φyr及び反転タイミング信号φyrB
は、前述のように、YプリデコーダPYDのマルチプレ
クサ制御信号として供されるとともに、YデコーダYD
における相補データ線又は冗長相補データ線選択動作の
切り換え制御信号とされる。
【0143】一方、各Y系冗長回路の冗長イネーブル回
路YREの出力信号YRE0〜YRE7は、特に制限さ
れないが、実質8入力の論理和回路の対応する入力端子
にも供給され、内部制御信号SIGYを形成するために
供される。言うまでもなく、内部制御信号SIGYは、
いずれかの冗長イネーブル回路YREの出力信号YRE
0〜YRE7がハイレベルとされるとき、言い換えると
いずれかの冗長データ線群に不良アドレスが割り当てら
れるとき、選択的にハイレベルとされる。上記内部制御
信号SIGYは、前述の内部制御信号SIGXと同様
に、アドレス入力端子A4に所定の高電圧が供給される
とき、いわゆるシグネイチュア信号としてアドレス入力
端子A5から出力される。
【0144】Y系冗長回路YRAC0〜YRAC7は、
さらに、反転内部制御信号FCKBがロウレベルとされ
るとき、各冗長アドレス比較回路に設けられるヒューズ
手段の半断線等を試験するためのいわゆるヒューズチェ
ック機能を持つ。
【0145】(4)Yデコーダ YデコーダYD0〜YD3は、対応する左右一対のメモ
リアレイの4組の相補データ線に対応して設けられる2
56個の単位回路と、4組の冗長相補データ線すなわち
冗長データ線群に対応して設けられる8個の単位回路と
をそれぞれ備える。このうち、4組の相補データ線に対
応して設けられる単位回路は、図37に例示されるよう
に、検出ノードと回路の電源電圧あるいは対応する反転
Yデコーダ制御信号YDSiUB又はYDSiDBすな
わちYDS0UB〜YDS3UB又はYDS0DB〜Y
DS3DBとの間に並列又は直列形態に設けられる複数
のPチャンネル及びNチャンネルMOSFETをそれぞ
れ含む。これらのMOSFETは、そのゲートにプリデ
コード信号AY120〜AY123,AY340〜AY
343,AY560〜AY563ならびにAY780〜
AY783が対応する組み合わせで供給されることで、
1個のナンドゲート回路を構成する。
【0146】したがって、各単位回路の検出ノードは、
対応する反転Yデコーダ制御信号がロウレベルとされ、
かつ対応する上記プリデコード信号がすべてハイレベル
とされることを条件に、選択的にロウレベルとされる。
その結果、対応するデータ線選択信号YS0〜YS25
5が択一的にハイレベルとされ、対応する4組の相補デ
ータ線が選択状態とされる。なお、上記プリデコード信
号線AY560〜AY563ならびにAY780〜AY
783を介して冗長データ線選択信号YR0〜YR7が
伝達されるとき、プリデコード信号AY340〜AY3
43はすべてロウレベルとされる。このため、通常の相
補データ線を選択するためのデータ線選択信号はすべて
ロウレベルとされる。
【0147】一方、各冗長データ線群に対応して設けら
れる4個の単位回路は、特に制限されないが、図37に
例示されるように、タイミング信号φyrと対応するプ
リデコード信号AY560〜AY563又はAY780
〜AY783つまり冗長データ線選択信号YR0〜YR
7を受ける2入力ナンドゲート回路をそれぞれ含む。こ
れらのナンドゲート回路の出力信号は、対応する反転Y
デコーダ制御信号がロウレベルとされ、かつタイミング
信号φyrならびに対応する冗長データ線選択信号YR
0〜YR7がハイレベルとされるとき、選択的にロウレ
ベルとされる。その結果、対応する冗長データ線選択信
号RYS0〜RYS7が択一的にハイレベルとされ、対
応する4組の冗長相補データ線が選択状態とされる。
【0148】3.2.4.データ入出力回路 (1)データ入力バッファ データ入力バッファDIBは、データ入出力端子IO0
〜IO7に対応して設けられる8個の単位回路を備え
る。これらの単位回路の入力端子は、図3に示されるよ
うに、対応するデータ入出力端子IO0〜IO7に結合
される。一方、データ入力バッファDIBのデータ入出
力端子IO0〜IO3に対応する第1ないし第4の単位
回路の出力端子は、隣接する書き込み回路DILL及び
DIRLの対応する単位回路にそれぞれ共通結合され、
データ入出力端子IO4〜IO7に対応する第5ないし
第8の単位回路の出力端子は、DILR及びDIRRの
対応する単位回路の入力端子にそれぞれ共通結合され
る。
【0149】データ入力バッファDIBの各単位回路
は、図29に例示されるように、擬似スタティック型R
AMが書き込み系の動作サイクルとされるとき所定のタ
イミングでロウレベルとされる反転タイミング信号φd
icBに従って、対応するデータ入出力端子IO0〜I
O7を介して供給される書き込みデータを取り込み、こ
れを対応する書き込み回路DILL及びDIRLあるい
はDILR及びDIRRの対応する単位回路に伝達す
る。
【0150】(2)書き込み回路及び書き込み選択回路 書き込み回路DILLは、図29に例示されるように、
二つのメモリアレイMARY0L及びMARY0Rの各
コモンI/O線に対応して共通に設けられる4個の単位
回路をそれぞれ備える。これらの単位回路は、データ入
力バッファDIBの第1〜第4の単位回路から伝達され
る書き込み信号をもとに、相補書き込み信号IijA
すなわちI00A〜I03Aをそれぞれ形成する。
これらの相補書き込み信号は、図30に示されるよう
に、対応する書き込み選択信号WS0L又はWS0Rが
ハイレベルとされることを条件に、書き込み選択回路W
Sによって選択され、メモリアレイMARY0L又はM
ARY0Rの4組のコモンI/O線に伝達される。
【0151】同様に、書き込み回路DIRLは、メモリ
アレイMARY1L及びMARY1Rの各コモンI/O
線に対応して共通に設けられる4個の単位回路をそれぞ
れ備える。これらの単位回路は、データ入力バッファD
IBの第1〜第4の単位回路から伝達される書き込み信
号をもとに、相補書き込み信号I10B〜I13B
をそれぞれ形成する。これらの相補書き込み信号は、対
応する書き込み選択信号WS1L又はWS1Rがハイレ
ベルとされることを条件に、メモリアレイMARY0L
又はMARY0Rの4組のコモンI/O線に選択的に伝
達される。
【0152】一方、書き込み回路DILRは、メモリア
レイMARY2L及びMARY2Rの各コモンI/O線
に対応して共通に設けられる4個の単位回路をそれぞれ
備える。これらの単位回路は、データ入力バッファDI
Bの第5〜第8の単位回路から伝達される書き込み信号
をもとに、相補書き込み信号I24A〜I27Aを
それぞれ形成する。これらの相補書き込み信号は、対応
する書き込み選択信号WS2L又はWS2Rがハイレベ
ルとされることを条件に、メモリアレイMARY2L又
はMARY2Rの4組のコモンI/O線に選択的に伝達
される。
【0153】同様に、書き込み回路DIRRは、メモリ
アレイMARY3L及びMARY3Rの各コモンI/O
線に対応して共通に設けられる4個の単位回路をそれぞ
れ備える。これらの単位回路は、データ入力バッファD
IBの第5〜第8の単位回路から伝達される書き込み信
号をもとに、相補書き込み信号I34B〜I37B
をそれぞれ形成する。これらの相補書き込み信号は、対
応する書き込み選択信号WS3L又はWS3Rがハイレ
ベルとされることを条件に、メモリアレイMARY3L
又はMARY3Rの4組のコモンI/O線に選択的に伝
達される。
【0154】(3)メインアンプ メインアンプMALLは、図27に例示されるように、
メモリアレイMARY0L及びMARY0Rの各コモン
I/O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、2組の入力端子と1組の出力端子
をそれぞれ有する。このうち、各単位回路の入力端子の
一方は、メモリアレイMARY0Lの対応するコモンI
/O線O0iLすなわちO00L〜O03Lにそ
れぞれ結合され、その他方は、メモリアレイMARY0
Rの対応するコモンI/O線O0iRすなわちO0
0R〜O03Rにそれぞれ結合される。各単位回路の
入力端子は、対応する反転アレイ選択信号MAT0LB
又はMAT0RBがロウレベルとされることで、対応す
る単位回路の相補内部ノードMA0iすなわちMA
00〜MA03に選択的に結合される。メインアンプ
MALLの各単位回路の出力端子は、出力選択回路OS
Lを経て、データ出力バッファDOBの第1〜第4の単
位回路の入力端子に結合される。メインアンプMALL
は、上記相補内部ノードMA0iとその出力端子との
間に実質的に直列形態に設けられる2対のスタティック
型増幅回路を含み、対応するタイミング信号φma0に
従って選択的に動作状態とされる。
【0155】同様に、メインアンプMARLは、メモリ
アレイMARY1L及びMARY1Rの各コモンI/O
線に対応して設けられる4個の単位回路を含む。これら
の単位回路の4対の入力端子は、メモリアレイMARY
1L又はMARY1Rの対応するコモンI/O線O1
iL又はO1iRに結合され、その出力端子は、出力
選択回路OSLを介して、データ出力バッファDOBの
第1〜第4の単位回路の入力端子に共通結合される。メ
インアンプMARLは、対応するタイミング信号φma
1に従って選択的に動作状態とされる。
【0156】一方、メインアンプMALRは、メモリア
レイMARY2L及びMARY2Rの各コモンI/O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
単位回路の4対の入力端子は、メモリアレイMARY2
L又はMARY2Rの対応するコモンI/O線O2j
LすなわちO24L〜O27LあるいはO2jR
すなわちO24R〜O27Rにそれぞれ結合され、
その出力端子は、出力選択回路OSLを介して、データ
出力バッファDOBの第5ないし第8の単位回路の入力
端子にそれぞれ結合される。メインアンプMARLは、
対応するタイミング信号φma0に従って選択的に動作
状態とされる。
【0157】同様に、メインアンプMARRは、メモリ
アレイMARY3L及びMARY3Rの各コモンI/O
線に対応して設けられる4個の単位回路を含む。これら
の単位回路の4対の入力端子は、メモリアレイMARY
3L又はMARY3Rの対応するコモンI/O線O3
jL又はO3jRにそれぞれ結合され、その出力端子
は、出力選択回路OSLを介して上記データ出力バッフ
ァDOBの第5〜第8の単位回路の入力端子にそれぞれ
共通結合される。メインアンプMARLは、対応するタ
イミング信号φma0に従って選択的に動作状態とされ
る。以下、メインアンプMALLを例に、この擬似スタ
ティック型RAMのメインアンプの概要とその特徴につ
いて説明する。
【0158】各メインアンプの単位回路は、対応する2
組のコモンI/O線O0iL及びO0iR等の非反
転及び反転信号線間に設けられる3個のイコライズMO
SFETをそれぞれ含む。これらのイコライズMOSF
ETは、対応する内部制御信号IOS0L又はIOS0
R等がロウレベルとされることで選択的にオン状態とな
り、対応するコモンI/O線の非反転及び反転信号線を
ハーフプリチャージレベルHVCとする。
【0159】各メインアンプの単位回路は、さらに、図
47に別記されるように、対応するコモンI/O線
0iL等の非反転信号線IO0iL等及び反転信号線I
O0iLB等と回路の電源電圧との間に設けられる一対
のプリセットMOSFETQN23及びQN24をそれ
ぞれ含む。これらのプリセットMOSFETは、対応す
る内部制御信号IOU0L等がハイレベルとされること
で選択的にオン状態となり、対応する上記コモンI/O
線の非反転及び反転信号線を、回路の電源電圧からその
しきい値電圧分だけ低いレベルにプリセットする。その
結果、各コモンI/O線の非反転及び反転信号線の直流
レベルは、スタティック型増幅回路の感度が最大となる
所定のバイアス電圧を有するものとなる。
【0160】ところで、この擬似スタティック型RAM
において、上記プリセットMOSFETに供給される内
部制御信号IOU0L等は、図48に示されるように、
各メインアンプが動作状態とされる直前、言い換えるな
らばタイミング信号φma0等がハイレベルとされる直
前において一時的にハイレベルとされ、これによってプ
リセットMOSFETQN23及びQN24等が一時的
にオン状態とされる。このため、これらのプリセットM
OSFETが、メインアンプが動作状態とされる間継続
的にオン状態とされる従来のダイナミック型RAM等に
比較して、メインアンプの低消費電力化を図ることがで
きる。
【0161】(4)出力選択回路 出力選択回路OSLは、図32に示されるように、メイ
ンアンプMALL,MARL,MALR及びMARRか
ら出力される4ビットの読み出しデータを、上記タイミ
ング信号φma0及びφma1に従って選択し、データ
出力バッファDOBの対応する単位回路に選択的に伝達
する。
【0162】すなわち、出力選択回路OSLは、タイミ
ング信号φma0がハイレベルとされるとき、メインア
ンプMALLの各単位回路から出力される読み出しデー
タをデータ出力バッファDOBの第1〜第4の単位回路
DO0〜DO3にそれぞれ伝達し、メインアンプMAL
Rの各単位回路から出力される読み出しデータをデータ
出力バッファDOBの第5〜第8の単位回路DO4〜D
O7にそれぞれ伝達する。また、タイミング信号φma
1がハイレベルとされるとき、メインアンプMARLの
各単位回路から出力される読み出しデータをデータ出力
バッファDOBの第1〜第4の単位回路DO0〜DO3
にそれぞれ伝達し、メインアンプMARRの各単位回路
から出力される読み出しデータをデータ出力バッファD
OBの第5〜第8の単位回路DO4〜DO7にそれぞれ
伝達する。
【0163】(5)データ出力バッファ データ出力バッファDOBは、データ入出力端子IO0
〜IO7に対応して設けられる8個の単位回路DO0〜
DO7を備える。これらの単位回路は、図31に例示さ
れるように、一対のナンドゲート回路の入力端子及び出
力端子が交差接続されてなるラッチ回路と、このラッチ
回路の非反転及び反転入力端子間に設けられタイミング
信号φmadに従って選択的にオン状態とされる一対の
プリチャージMOSFETと、上記ラッチ回路の相補出
力信号の反転信号を出力制御用の反転タイミング信号φ
docBに従って選択的に伝達する一対のCMOSナン
ドゲート回路と、対応する抵抗を介して上記ナンドゲー
ト回路の出力信号の反転信号を受ける一対のNチャンネ
ル型の出力MOSFETとをそれぞれ含む。上記ラッチ
回路の相補入力端子には、タイミング信号φma0又は
φma1に従って選択的にオン状態とされる2対のMO
SFETを介して、対応するメインアンプの相補内部出
力信号すなわち読み出しデータが伝達される。また、上
記一対の出力MOSFETの共通結合されたノードは、
対応するデータ入出力端子IO0〜IO7にそれぞれ結
合される。
【0164】データ出力バッファDOBの各単位回路
は、反転タイミング信号φdocBがロウレベルとされ
ることで実質的に動作状態とされ、対応するメインアン
プから出力選択回路OSL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IO0〜IO7か
ら送出する。反転タイミング信号φdocBがハイレベ
ルとされるとき、データ出力バッファDOBの各単位回
路の出力はすべてハイインピーダンス状態とされる。
【0165】ところで、この擬似スタティック型RAM
のデータ出力バッファDOBは、図49(a)及び
(b)に再掲されるように、回路の電源電圧及び接地電
位間に直列形態に設けられる一対のNチャンネルMOS
FETQN3及びQN4を出力MOSFETとする。こ
のため、対応する単位回路からハイレベルの読み出しデ
ータが送出される場合、対応するデータ入出力端子IO
0〜IO7のレベルが上昇するにしたがって出力MOS
FETQN3のゲート・ソース間電圧が低下し、等価的
にその出力動作が遅くなる。
【0166】これに対処するため、この実施例の擬似ス
タティック型RAMでは、図49(a)に示されるよう
に、上記ラッチ回路を構成するナンドゲート回路NAG
2の第3の入力端子にタイミング信号CE3Dを入力
し、ラッチ回路をプリセットする方法をとっている。す
なわち、タイミング信号CE3Dは、図49(c)に示
されるように、通常ロウレベルとされ、擬似スタティッ
ク型RAMが選択状態とされるとき、反転タイミング信
号φdocBを包含するように一時的にハイレベルとさ
れる。このため、擬似スタティック型RAMが非選択状
態とされタイミング信号CE3Dがロウレベルとされる
ときには、上記ラッチ回路は論理“1”つまりハイレベ
ル出力状態にプリセットされ、このタイミング信号CE
3Dがハイレベルとされることによって読み出しデータ
に従ったラッチ状態とされる。これにより、データ出力
バッファDOBは、その出力動作を開始する当初におい
て、読み出しデータに関係なく一旦ハイレベル出力状態
となり、続いて読み出しデータに従った出力動作を行
う。その結果、等価的にデータ出力バッファDOBのハ
イレベル出力動作が高速化される。
【0167】3.2.5.タイミング発生回路 タイミング発生回路TGは、特に制限されないが、CE
系タイミング発生回路CE,WE系タイミング発生回路
WE、OE系タイミング発生回路OEならびにワード線
クリア回路WC及びプリチャージ制御回路PCを備え
る。このうち、OE系タイミング発生回路OEは、RF
SH系すなわちリフレッシュ制御用のタイミング発生回
路としても機能する。以下、この擬似スタティック型R
AMのタイミング発生回路TGの各部の概要とその特徴
について説明する。
【0168】(1)CE系タイミング発生回路 CE系タイミング発生回路CEは、図12に示されるよ
うに、チップイネーブル信号CEBが入力されるパッド
CEに対応して設けられる入力回路を含む。この入力回
路を経て入力されるチップイネーブル信号CEBは、ま
ず反転タイミング信号CE0Bとなって、2入力ナンド
ゲート回路の一方の入力端子に供給される。このナンド
ゲート回路の他方の入力端子には、反転タイミング信号
φpceBが供給され、その出力信号は、所定数の論理
ゲート回路を経て、擬似スタティック型RAMの動作を
進行させる複数の反転タイミング信号CE1B,CE2
B及びCE3B等を順次形成する。
【0169】ここで、反転タイミング信号φpceB
は、反転タイミング信号φsrf’B,φsrfB及び
φarfBのいずれかがロウレベルとされることで、選
択的にロウレベルとされ、反転タイミング信号CE4B
がロウレベルとされることでハイレベルに戻される。反
転タイミング信号φsrf’Bは、後述するように、擬
似スタティック型RAMがセルフリフレッシュモードと
される当初において一時的にロウレベルとされ、反転タ
イミング信号φsrfBは、擬似スタティック型RAM
がセルフリフレッシュモードとされた後、所定のリフレ
ッシュ周期が経過するごとに一時的にロウレベルとされ
る。また、反転タイミング信号φarfBは、擬似スタ
ティック型RAMがオートリフレッシュモードとされる
当初において、一時的にロウレベルとされる。
【0170】これにより、擬似スタティック型RAM
は、チップイネーブル信号CEBのロウレベルを受けて
擬似スタティック型RAMが選択状態とされ、擬似スタ
ティック型RAMがオートリフレッシュ又はセルフリフ
レッシュされる当初、あるいは擬似スタティック型RA
Mがセルフリフレッシュモードとされかつ所定のリフレ
ッシュ周期が経過するごとに、上記反転タイミング信号
CE1BないしCE3B等によって制御される一連の動
作を開始するものとなる。
【0171】反転タイミング信号CE1B及びCE2B
は、実質的に負論理和回路を構成する2入力ナンドゲー
ト回路と所定数のインバータ回路を経て、Xアドレス信
号及びYアドレス信号を取り込むためのタイミング信号
φxls及びφylsを形成する。一方、反転タイミン
グ信号CE2Bは、反転された後、2入力ナンドゲート
回路の一方の入力端子に供給される。このナンドゲート
回路の他方の入力端子には、上記反転タイミング信号C
E3Bの反転遅延信号が供給され、その出力信号は、所
定数の論理ゲート回路を経て、擬似スタティック型RA
Mのセンスアンプ等を制御するための複数のタイミング
信号P1,P2,P3及びP4等を形成する。これらの
タイミング信号は、反転タイミング信号CE2B及びC
E3Bがともにロウレベルとされてから所定の遅延時間
が経過することで有効すなわちハイレベルに順次変化さ
れ、反転タイミング信号CE2Bがハイレベルに戻され
ることで無効すなわちロウレベルに順次戻される。
【0172】一方、反転タイミング信号CE3Bは、反
転された後、上記タイミング信号φxlsと組み合わさ
れ、さらに所定数の論理ゲート回路を経て、擬似スタテ
ィック型RAMのセンスアンプ等を制御するためのタイ
ミング信号P1D及びP2D等を順次形成する。また、
反転タイミング信号φsrB及び反転タイミング信号φ
refBがハイレベル、つまりは擬似スタティック型R
AMがリフレッシュモードでないことを条件に、データ
入出力回路を活性化するための反転タイミング信号φy
eB及びタイミング信号φys等を選択的に形成する。
【0173】さらに、タイミング信号P1は、反転タイ
ミング信号φsrBがハイレベル、つまりは擬似スタテ
ィック型RAMがセルフリフレッシュモードとされるこ
とを条件に、所定数の論理ゲート回路を選択的に伝達さ
れ、タイミング信号P1AないしP1Cを順次形成す
る。
【0174】これらのタイミング信号P1ないしP4と
P1D及びP2DならびにP1AないしP1Cは、前述
のように、センスアンプ駆動回路SP及びSNに供給さ
れ、これによって複数のセンスアンプ駆動MOSFET
をオン状態とするためのタイミング信号が、所定の条件
をもって形成される。
【0175】(2)WE系タイミング発生回路 WE系タイミング発生回路WEは、図13に示されるよ
うに、ライトイネーブル信号WEBが入力されるパッド
WEに対応して設けられる入力回路を含む。この入力回
路を経て入力されるライトイネーブル信号WEBは、ま
ず反転タイミング信号φehwBと負論理和がとられた
後、反転タイミング信号φdicBを形成する。また、
上記タイミング信号P1と論理積がとられた後、書き込
み制御用のタイミング信号WE0とWE2ならびに反転
タイミング信号φwyB,φweB及びφwesBを形
成する。
【0176】ここで、反転タイミング信号φehwB
は、反転タイミング信号φrefB及びφeh2Bがと
もにロウレベルとされるとき、すなわち擬似スタティッ
ク型RAMがリフレッシュモードとされかつパッドWE
に所定の高電圧が供給されるとき、言い換えると擬似ス
タティック型RAMが前述のRCC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。
【0177】これらのことから、反転タイミング信号φ
dicBは、擬似スタティック型RAMがライトイネー
ブル信号WEBのロウレベルを受けて書き込み系の動作
サイクルとされるとき、あるいは上記RCCテストモー
ドとされるとき、選択的にロウレベルとされ、このロウ
レベルを受けて、データ入出力端子IO0〜IO7を介
して供給される8ビットの書き込みデータがデータ入力
バッファDIBの対応する単位回路に取り込まれる。こ
れらの書き込みデータは、反転タイミング信号φweB
等がロウレベルとされることで、対応する書き込み回路
を介して伝達され、選択された8個のメモリセルに一斉
に書き込まれる。
【0178】(3)OEタイミング発生回路 OE系タイミング発生回路OEは、特に制限されない
が、図14に示されるように、出力イネーブル信号OE
Bすなわちリフレッシュ制御信号RFSHBに対応して
設けられる入力回路を含む。この入力回路を経て入力さ
れる出力イネーブル信号OEBは、タイミング信号OE
0とされ、さらに上記タイミング信号P2Dと組み合わ
されることで、出力制御用の反転タイミング信号φdo
cBを形成する。この反転タイミング信号φdocB
は、前述のように、データ出力バッファDOBに供給さ
れ、読み出しデータの出力制御に供される。
【0179】一方、タイミング信号OE0は、反転タイ
ミング信号CE0Bがハイレベルであることを条件に、
すなわちチップイネーブル信号CEBがハイレベルであ
ることを条件に、ラッチ回路を介して伝達され、これに
よって反転タイミング信号RF0Bがロウレベルとされ
る。反転タイミング信号RF0Bは、所定の遅延回路を
介して順次伝達され、その結果、まずタイミング信号R
F1がハイレベルとされ、やや遅れて反転タイミング信
号RF2Bがロウレベルとされる。
【0180】タイミング信号RF1及び反転タイミング
信号RF2Bは、さらに上記反転タイミング信号CE0
Bと組み合わされることで、反転タイミング信号φar
fBを形成する。反転タイミング信号φarfBは、チ
ップイネーブル信号CEBがハイレベルとされる状態で
出力イネーブル信号OEBすなわちリフレッシュ制御信
号RFSHBがロウレベルとされるとき、すなわち擬似
スタティック型RAMがオートリフレッシュモードとさ
れる当初において、一時的にロウレベルとされるものと
なる。
【0181】擬似スタティック型RAMでは、内部タイ
ミング信号RF1のハイレベルを受けて内部制御信号E
NBがハイレベルとされ、リフレッシュタイマー回路T
MRが起動される。これにより、タイミング信号φtm
r,反転タイミング信号φclB及びタイミング信号φ
clが所定の周期で形成される。このうち、タイミング
信号φclは、リフレッシュタイマーカウンタ回路SR
Cによって計数され、その出力信号つまり内部タイミン
グ信号SCA7が、反転タイミング信号φclBの所定
数倍の周期で繰り返し一時的にハイレベルとされる。
【0182】一方、反転タイミング信号RF2Bは、反
転タイミング信号CE1B及びCE3Bがともにハイレ
ベルであることを条件に伝達され、さらに反転タイミン
グ信号φclBがロウレベルとされる時点で、反転タイ
ミング信号φsrBをロウレベルとする。これにより、
反転タイミング信号φsrBは、反転タイミング信号R
F2Bすなわち出力イネーブル信号OEBが反転タイミ
ング信号φclBの周期を超えて連続してロウレベルと
されることでロウレベルとされ、セルフリフレッシュモ
ードを指定するための内部制御信号となる。
【0183】反転タイミング信号φsrBは、反転タイ
ミング信号RF0Bの反転信号つまり非反転タイミング
信号RF0と反転タイミング信号RF2Bとの論理積信
号と負論理和がとられた後、タイミング信号φxlsに
従ってゲート制御されるラッチ回路に伝達される。この
ラッチ回路の出力信号は、前述のように、Xアドレスバ
ッファXABにおいてリフレッシュカウンタRFCの出
力信号つまりリフレッシュアドレス信号AR0〜AR1
0を取り込むための反転タイミング信号φrefBとさ
れる。これにより、反転タイミング信号φrefBは、
擬似スタティック型RAMがオートリフレッシュ又はセ
ルフリフレッシュモードとされるとき、タイミング信号
φxlsがハイレベルとされる時点でロウレベルとされ
る。
【0184】反転タイミング信号φsrBは、さらに、
ナンドゲート回路及びインバータ回路と所定の遅延回路
DLが組み合わされてなるワンショット回路にも供給さ
れ、反転タイミング信号φsrf’Bを形成する。反転
タイミング信号φsrf’Bは、反転タイミング信号φ
srBがロウレベルつまり擬似スタティック型RAMの
セルフリフレッシュモードが識別される当初において一
時的にロウレベルとされ、反転タイミング信号φpce
Bをロウレベルとする一因となる。
【0185】一方、リフレッシュタイマー回路TMRに
より所定の周期で形成されるタイミング信号φclは、
リフレッシュタイマーカウンタ回路SRCの出力信号S
CA7と論理積がとられた後、タイミング信号RF1が
ハイレベルすなわちリフレッシュ制御信号RFSHBが
ロウレベルとされていることを条件に、選択的に伝達さ
れ、反転タイミング信号φsrfBとなる。また、上記
論理積信号は、リフレッシュタイマーカウンタ回路SR
Cをプリセットするための内部制御信号LOADを形成
するとともに、反転タイミング信号CE0Bがハイレベ
ルであることを条件に、そのヒューズ回路を設定する内
部制御信号FSETを形成する。反転タイミング信号φ
srfBは、前述の反転タイミング信号φsrf’Bと
同様に、反転タイミング信号φpceBをロウレベルと
する一因となる。
【0186】(4)リフレッシュタイマー回路 リフレッシュタイマー回路TMRは、図15に示される
ように、実質的に直列形態とされる7個のインバータ回
路とキャパシタC1を含む。これらのインバータ回路の
うちの4個は、図53(a)に再掲されるように、1個
の遅延回路DLとして作用し、その出力信号の反転信号
が先頭のインバータ回路を構成するPチャンネルMOS
FETQP3のゲートに帰還されることで、1個のリン
グオシレータが構成される。キャパシタC1は、上記M
OSFETQP3がオン状態とされることでチャージさ
れ、またMOSFETQP3がオフ状態とされるとき、
NチャンネルMOSFETQN1を介してディスチャー
ジされる。このとき、MOSFETQN1を介して流さ
れるディスチャージ電流は、このMOSFETQN1と
電流ミラー形態とされるNチャンネルMOSFETQN
2を含む定電流源によって設定される。
【0187】キャパシタC1のチャージ電位は、Nチャ
ンネルMOSFETQN7を含む後段のインバータ回路
によってモニタされる。このインバータ回路は、いわゆ
るレベル判定回路として作用し、その論理スレッシホル
ドレベルは、MOSFETQN7とともにこのレベル判
定回路を構成するPチャンネルMOSFETQP5が上
記定電流源を構成するPチャンネルMOSFETQP4
と電流ミラー形態とされることから、ほぼMOSFET
QN7のしきい値電圧VTHN そのものとなる。したがっ
て、MOSFETQN7は、キャパシタC1のチャージ
電位が上記論理スレッシホルドレベルより高いとオン状
態とされ、低いとオフ状態とされる。その結果、7個の
インバータ回路は、一つのリングオシレータとして機能
し、その発振周波数は、MOSFETQN1を介して流
されるディスチャージ電流の大きさによって設定され
る。
【0188】MOSFETQP4及びQN2を含む定電
流源は、さらに、これらのMOSFETの間に設けられ
る抵抗R1を含む。この抵抗R1は、図53(b)に示
されるように、P型半導体基板面に二酸化シリコン(S
iO2 )をもって形成される絶縁層の上に、多結晶シリ
コン(PolySi)をもって、しかも、比較的大きな
抵抗値を必要とされることから、比較的長い距離にわた
って形成される。したがって、この多結晶シリコン層と
P型半導体基板との間には、比較的大きな基板容量が等
価的に結合されるため、これによってリフレッシュタイ
マー回路TMRの特性が電源バンプ等による影響を受け
て変動しやすくなる。
【0189】これに対処するため、この擬似スタティッ
ク型RAMでは、図53(b)に示されるように、抵抗
R1を構成する多結晶シリコン層の二分の一に相当する
部分の下層に、回路の電源電圧に結合されるNウェル領
域NW1が形成され、残りの二分の一に相当する部分の
下層に、回路の接地電位に結合されるNウェル領域NW
2が形成される。これらのウェル領域と抵抗R1を構成
する多結晶シリコン層との間には、ほぼ同じ静電容量を
有する基板容量が等価的に結合されるため、これによっ
て電源パッド等による電源電圧の急峻な変動は相殺され
る。その結果、リフレッシュタイマー回路TMRの特性
が安定化され、擬似スタティック型RAMは安定したリ
フレッシュ周期を持つものとされる。
【0190】一方、上記回路構成のリフレッシュタイマ
ー回路TMRは、電源バンプに関するもう一つの問題を
抱えている。すなわち、キャパシタC1は、前述のよう
に、MOSFETQP3がオン状態とされることで、回
路の電源電圧を基準とする所定のハイレベルにチャージ
され、MOSFETQP3がオフ状態とされることでM
OSFETQN1を介してディスチャージされる。この
とき、MOSFETQN1を介して流されるディスチャ
ージ電流の値は、定電流源により、やはり回路の電源電
圧を基準として設定される。このため、例えばMOSF
ETQP3がオフ状態とされる間に、回路の電源電圧に
電源バンプ等が生じた場合、ディスチャージ電流を設定
する基準電圧のみが変動する結果となり、これによって
リフレッシュタイマー回路TMRの特性が変動しやすく
なる。
【0191】これに対処するため、例えば、図54
(a)に示されるように、上記定電流源を構成するMO
SFETQP4と抵抗R1との間にNチャンネルMOS
FETQN15を設け、このゲート電位を、上記MOS
FETQP3がオフ状態とされるとき、上記キャパシタ
C1と同様にフローティング状態とされるキャパシタC
2によって設定する方法が考えられる。
【0192】すなわち、キャパシタC2の一方の電極つ
まり内部ノードN4は、PチャンネルMOSFETQP
8がMOSFETQP3と同時にオン状態とされること
で、PチャンネルMOSFETQP9〜QP11ならび
にNチャンネルMOSFETQN12〜QN14からな
る定電圧源の出力電圧V1にチャージされる。内部ノー
ドN4のチャージ電位は、MOSFETQN15のゲー
トに供給されることで上記ディスチャージ電流の値を設
定する基準電位となり、また、NチャンネルMOSFE
TQN16のゲートに供給されることでキャパシタC1
のチャージ電位を設定する基準電位ともなる。そして、
キャパシタC2のチャージ電位は、MOSFETQP8
がMOSFETQP3と同時にオフ状態とされることで
MOSFETQP3とともにフローティングとされ、こ
の間に発生する電源バンプの影響を受けない。その結
果、リフレッシュタイマー回路TMRの特性が安定化さ
れ、擬似スタティック型RAMのリフレッシュ周期がさ
らに安定化される。
【0193】(5)リフレッシュタイマーカウンタ回路 リフレッシュタイマーカウンタ回路SRCは、図14に
示されるように、8個の単位カウンタ回路SCNTRが
実質的に直列結合されてなる8ビットのバイナリィカウ
ンタを基本構成とする。これらの単位カウンタ回路SC
NTRは、図16に例示されるように、それぞれ2個の
CMOSインバータ回路が交差接続されてなり、実質的
にリング状に直列結合される一対のマスターラッチ及び
スレーブラッチをそれぞれ含む。また、各単位カウンタ
回路SCNTRは、上記内部制御信号FSETに従って
その計数初期値を設定するために、前述のX系冗長回路
等に含まれるものと同様なヒューズ回路をそれぞれ含
む。これらの単位カウンタ回路SCNTRは、リフレッ
シュタイマー回路TMRの出力信号つまりタイミング信
号φclと前段の単位カウンタ回路のキャリー出力信号
SCAj−1に従って歩進動作を行い、その出力信号つ
まりキャリー出力信号SCAjを形成する。なお、先頭
ビットの単位カウンタ回路SCNTRには、前段回路の
キャリー出力信号に代えて、上記タイミング信号RF1
がリフレッシュタイマーカウンタ回路SRCの起動制御
信号として供給される。
【0194】最終ビットの単位カウンタ回路SCNTR
のキャリー出力信号SCA7は、リフレッシュタイマー
カウンタ回路SRCの出力信号とされ、前述のように、
タイミング信号φclと組み合わされることで、セルフ
リフレッシュサイクルを起動する反転タイミング信号φ
srfBを形成するために供される。
【0195】(6)ワード線クリア回路 ワード線クリア回路WCは、図13に示されるように、
相補内部アドレス信号X2,X3ならびにX10
をもとに、ワード線クリア制御用のタイミング信号WC
0U〜WC3UあるいはWC0D〜WC3Dを選択的に
形成する。これらのタイミング信号は、通常ロウレベル
とされ、上記相補内部アドレス信号が対応する組み合わ
せでロウレベル又はハイレベルとされるとき、択一的に
ハイレベルとされる。その結果、各メモリアレイのすべ
てのワード線と回路の接地電位との間に設けられるワー
ド線クリアMOSFETが選択的にオフ状態とされ、対
応するワード線がクリア状態から解放される。
【0196】(7)プリチャージ制御回路 プリチャージ制御回路PCは、反転タイミング信号CE
1B,CE3B及びφsrB等をもとに、擬似スタティ
ック型RAMの各部をプリチャージするための各種制御
信号を形成する。また、さらに内部アドレス信号AX0
及びAX1を組み合わせることで、Yデコーダを選択的
に動作状態とするための反転Yデコーダ制御信号YDP
0B〜YDP3B等を選択的に形成する。
【0197】3.2.6.電圧発生回路 擬似スタティック型RAMは、例えば+5Vとされる回
路の電源電圧VCCをもとに、各種の内部電圧を形成す
る複数の電圧発生回路HVC,VBB及びVLを備え
る。
【0198】(1)HVC電圧発生回路 電圧発生回路HVCは、図43に示されるように、回路
の電源電圧VCCを降圧することで、そのほぼ二分の一
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、いわゆるハーフプリチャージ電位として、
各イコライズ回路に供給される。
【0199】電圧発生回路HVCは、後述する反転内部
制御信号ICTBがロウレベルとされるとき、選択的に
その動作が停止され、これによって擬似スタティック型
RAMの待機電流が削減される。
【0200】ところで、電圧発生回路HVCでは、図5
5(b)に再掲されるように、回路の電源電圧及び接地
電位間に実質的に直列形態に設けられるPチャンネルM
OSFETQP12及びNチャンネルMOSFETQN
18のコンダクタンス比によってその出力電位つまり内
部電圧HVCが設定される。そして、出力用のNチャン
ネルMOSFETQN19及びPチャンネルMOSFE
TQP14を設け、これらのMOSFETと電流ミラー
形態とされるNチャンネルMOSFETQN17及びP
チャンネルMOSFETQP13を、内部ノードN5と
上記MOSFETQP12又はQN18との間に設ける
ことで、出力電流の変動にともなう内部電圧HVCの変
動を抑制している。このとき、出力MOSFETQN1
9及びQP14のコンダクタンスgm19及びgm14
は、対応するMOSFETQN17及びQP13のコン
ダクタンスgm17及びgm13に対して、 gm19>gm17 gm14>gm13 であることが必要とされる。
【0201】ところが、このように出力MOSFETQ
N19及びQP14のコンダクタンスが大きくされるこ
とで、これらの出力MOSFETを介して比較的大きな
貫通電流が流されてしまう。これに対処するため、出力
MOSFETQN19及びQP14のしきい値電圧V
THN19 及びVTHP14 が対応するMOSFETQN17及
びQP13のしきい値電圧VTHN17 及びVTHP13 に比較
して、 VTHN19 +VTHP14 >VTHN17 +VTHP13 となるようにそのゲート長を設定し、貫通電流を防止し
ている。しかし、ゲート長によるしきい値電圧の設定は
プロセスによる変動を受けやすく、完全に貫通電流を防
止するには至らない。また、貫通電流が停止されること
で、逆に内部電圧HVCの不感帯が生じ、そのレベル制
御が困難になるという問題が生じる。
【0202】これに対処するため、まず図55(b)に
示されるように、MOSFETQP13のウェル領域を
そのドレインに共通結合する方法が考えられる。すなわ
ち、MOSFETQP13は、そのウェル領域とドレイ
ンが共通結合されることによる基板効果で、そのしきい
値電圧VTHP13 が小さくされ、 VTHP14 >VTHP13 なる関係が得やすい。したがって、プロセス変動を受け
ることなく、上式の条件を容易に実現することができる
ものである。
【0203】一方、内部電圧HVCの不感帯について
は、図55(a)に示されるように、出力MOSFET
QN19及びQP14と並列形態に、比較的小さなコン
ダクタンスを有するもう一対のNチャンネルMOSFE
TQN20及びPチャンネルMOSFETQP15を設
け、MOSFETQN17及びQP13等に流される電
流を制御する方法が考えられる。すなわち、これらのM
OSFETが付加されるとき、MOSFETQN17及
びQP13を介して流される電流I1は、MOSFET
QN20及びQP15のコンダクタンスをそれぞれgm
20及びgm15とし、これらのMOSFETを介して
流される電流をI2とするとき、 I2/I1=(gm20+gm15)/(gm17+g
m13) となる。その結果、これらのMOSFETのコンダクタ
ンス比を適当に設定することで、MOSFETQN17
及びQP13を介して流される電流I1を比較的容易に
制御することが可能となり、これによって内部電圧HV
Cに不感帯を持たせることなく、出力MOSFETQN
19及びQP14の貫通電流を抑制することができる。
【0204】(2)VBB電圧発生回路 電圧発生回路VBBは、回路の電源電圧VCCをもと
に、例えば所定の負電位とされる基板バックバイアス電
圧VBBを形成し、擬似スタティック型RAMの半導体
基板に供給する。
【0205】電圧発生回路VBBは、特に制限されない
が、図33に示されるように、実質5個の論理ゲート回
路がリング状に直列結合されてなる発振回路OSC1
と、この発振回路OSC1から出力されるパルス信号に
従って所定の基板バックバイアス電圧VBBを形成する
チャージポンプ回路VG1を備え、基板バックバイアス
電圧VBBのレベルをモニタすることで発振回路OSC
1を選択的に動作状態とするレベル検出回路LVMを備
える。電圧発生回路VBBは、さらに、実質9個のイン
バータ回路がリング状に直列結合されてなる発振回路O
SC2と、この発振回路OSC2から出力されるパルス
信号に従って基板バックバイアス電圧VBBを形成する
チャージポンプ回路VG2を備える。
【0206】レベル検出回路LVMは、特に制限されな
いが、回路の電源電圧と基板バックバイアス電圧供給点
VBBとの間に直列形態に設けられる4個のPチャンネ
ルMOSFET及び3個のNチャンネルMOSFETを
含む。これらの直列MOSFETは、反転内部制御信号
ICTB及び反転タイミング信号φsrBがともにハイ
レベルとされることを条件に、選択的に基板バックバイ
アス電圧VBBのレベルを監視する。その結果、基板バ
ックバイアス電圧VBBの絶対値が所定の値を超える
と、反転タイミング信号CE1Bがハイレベルであるこ
とを条件にレベル検出回路LVMの出力信号VB1を選
択的にロウレベルとする。
【0207】反転タイミング信号φsrBがロウレベ
ル、つまり擬似スタティック型RAMがセルフリフレッ
シュモードとされるとき、レベル検出回路LVMのモニ
タ動作は停止され、発振回路OSC1は、反転タイミン
グ信号CE1Bがロウレベル、つまりは擬似スタティッ
ク型RAMがセルフリフレッシュサイクルで動作状態と
されることを条件に、選択的に動作状態とされる。この
とき、発振回路OSC2は定常的に動作状態とされる。
その結果、セルフリフレッシュモードにおいて、レベル
検出回路LVMによる貫通電流が防止され、擬似スタテ
ィック型RAMのセルフリフレッシュモードの低消費電
力化が図られる。
【0208】一方、反転タイミング信号CE1Bがロウ
レベル、つまり擬似スタティック型RAMが選択状態と
されるとき、発振回路OSC1は、レベル検出回路LV
Mの出力に関係なく動作状態とされる。その結果、擬似
スタティック型RAMの動作状態において、基板バック
バイアス電圧VBBの低下が防止される。さらに、反転
内部制御信号ICTBがロウレベル、つまりは、後述す
るように、パッドICTに回路の電源電圧が供給される
とき、レベル検出回路LVM及び発振回路OSC1は無
条件にその動作が停止され、発振回路OSC2が動作状
態とされる。これにより、所定のプローブ試験等におい
て、擬似スタティック型RAMの待機電流を削減し、リ
ーク電流等の確認試験を行うことができる。
【0209】チャージポンプ回路VG1は、ブースト容
量C1を有し、このブースト容量のチャージポンプ作用
により所定の基板バックバイアス電圧VBBを形成す
る。チャージポンプ回路VG1は、ブースト容量C1が
比較的大きな静電容量を持つように設計されることで、
比較的大きな電流供給能力を持つものとされる。
【0210】同様に、チャージポンプ回路VG2は、ブ
ースト容量C2を有し、このブースト容量のチャージポ
ンプ作用より所定の基板バックバイアス電圧VBBを形
成する。ブースト容量C2は比較的小さな静電容量を持
つように設計され、チャージポンプ回路VG2は比較的
小さな電流供給能力を持つものとされる。
【0211】ところで、この擬似スタティック型RAM
の電圧発生回路VBBでは、発振回路OSC2及びチャ
ージポンプ回路VG2の動作電流を削減する方法とし
て、次のような工夫が施されている。すなわち、まず、
発振回路OSC2は、図56に再掲されるように、実質
9個のインバータ回路がリング状に直列結合されてなる
リングオシレータを基本構成とする。これらのインバー
タ回路は、各MOSFETのコンダクタンスが極めて小
さくされるとともに、その動作電流が、電流ミラー形態
とされるPチャンネル又はNチャンネルMOSFETを
介して供給されることで、極めて小さな値に制限され
る。
【0212】発振回路OSC2を構成するインバータ回
路のうち、第3段目のインバータ回路の出力信号つまり
パルス信号φ1は、PチャンネルMOSFETQP7及
びNチャンネルMOSFETQN11からなるインバー
タ回路を経て反転パルス信号φ1Bとされ、チャージポ
ンプ回路VG2のPチャンネルMOSFETQP6のゲ
ートに供給される。また、第6段目のインバータ回路の
出力信号は、パルス信号φ2として、チャージポンプ回
路VGのNチャンネルMOSFETQN8のゲートに供
給される。これらの反転パルス信号φ1B及びパルス信
号φ2は、図57に示されるように、そのレベルが常に
相補状態にあり、かつ互いに重畳して反転されることが
ないような、言い換えるならば一方のレベル反転をはさ
んで他方のレベル反転が生じないような、所定の位相関
係を持つ。
【0213】その結果、MOSFETQP6及びQN8
は、互いに排他的にオン状態とされつつ、ブースト容量
C2によるチャージポンプ動作を行わせしめる。つま
り、上記MOSFETQP6及びQN8は、それが通常
のCMOSインバータ回路を構成する場合、対応するパ
ルス信号の反転時においていくらかの貫通電流を流す。
しかし、上記のようにMOSFETQP6及びQN8が
互いに排他的にオン状態とされることで、これらのMO
SFETによる貫通電流は完全に防止され、電圧発生回
路VBBの低消費電力化が図られるものである。
【0214】(3)VL電圧発生回路 電圧発生回路VLは、図34に示されるように、回路の
電源電圧VCCを降圧することで、所定の内部電圧VL
を形成する。この内部電圧VLは、電圧発生回路VBB
等に設けられるクランプ回路等の基準電位として供され
る。
【0215】電圧発生回路VLは、上記反転内部制御信
号ICTBがロウレベルとされるとき、選択的にその動
作が停止され、これによって擬似スタティック型RAM
の待機電流が削減される。
【0216】3.2.7.テスト回路 (1)高電圧検出回路 擬似スタティック型RAMは、前述のように、外部端子
OEB,WEB又はCEB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、そのテストモードが選
択的に設定される。また、アドレス入力端子A4に上記
のような高電圧が供給されることで、冗長回路に関する
シグネイチュア信号を送出する。このため、擬似スタテ
ィック型RAMは、これらの外部端子に対応して設けら
れる4個の高電圧検出回路EHGを備える。
【0217】高電圧検出回路EHGは、図35に示され
るように、上記外部端子のそれぞれと回路の接地電位と
の間に直列形態に設けられる複数のMOSFETを含
む。そして、対応する外部端子に上記高電圧が供給され
るとき、その出力信号つまり反転内部制御信号φeh1
B〜φeh4Bを選択的にロウレベルとする。これらの
反転内部制御信号φeh1B〜φeh4Bは、対応する
テスト回路あるいはシグネイチュア回路SGに供給され
る。
【0218】(2)ICT信号発生回路 ICT信号発生回路ICTは、図34に示されるよう
に、パッドICTに回路の電源電圧が供給されるとき、
選択的にその出力信号つまり反転内部制御信号ICTB
をロウレベルとする。上記パッドICTが開放状態とさ
れるとき、反転内部制御信号ICTBはハイレベルに固
定される。反転内部制御信号ICTBは、前述のよう
に、電圧発生回路HVC,VBB及びVL等に供給さ
れ、所定のプローブ試験時において、擬似スタティック
型RAMの待機電流を削減するために供される。
【0219】(3)FCK信号発生回路 FCK信号発生回路FCKは、図34に示されるよう
に、パッドFCKに回路の電源電圧が供給されるとき、
タイミング信号P4がハイレベルであることを条件に、
選択的にその出力信号つまり反転内部制御信号FCKB
をロウレベルとする。パッドFCKが開放状態とされる
とき、反転内部制御信号FCKBは、タイミング信号P
4に関係なくハイレベルに固定される。反転内部制御信
号FCKBは、前述のように、X系冗長回路及びY系冗
長回路に供給され、ヒューズの半断線等の確認試験に供
される。
【0220】(4)シグネイチュア回路 シグネイチュア回路SGは、図35に示されるように、
アドレス入力端子A5と回路の接地電位との間に設けら
れる1個のNチャンネルMOSFETを含む。このMO
SFETは、X系冗長回路又はY系冗長回路から出力さ
れる内部制御信号SIGX又はSIGYがハイレベルと
され、かつ高電圧検出回路EHGの出力信号つまり反転
内部制御信号φeh4Bがロウレベルとされることを条
件にオン状態となり、アドレス入力端子A5を回路の接
地電位に短絡する。その結果、擬似スタティック型RA
Mの完成後において、アドレス入力端子A5をモニタす
ることにより、冗長ワード線又は冗長相補データ線のい
ずれかに不良アドレスが割り当てられていることを判定
することができる。
【0221】以上の実施例に示されるように、本発明を
擬似スタティック型RAM等の半導体記憶装置に適用す
ることで、次のような作用効果が得られる。すなわち、 (1)回路の電源電圧及び接地電位間にトーテムポール
形態に設けられるNチャンネル型の一対の出力MOSF
ETと対応する出力データを保持するラッチ回路とを含
む出力バッファにおいて、上記ラッチ回路を、論理
“0”又は論理“1”にプリセットすることで、出力バ
ッファのロウレベル又はハイレベル出力時における立ち
上がりを選択的に高速化できるという効果が得られる。
【0222】(2)キャパシタのチャージ及びディスチ
ャージを繰り返すことにより所定のパルス信号を形成す
る発振回路において、上記キャパシタに対するチャージ
又はディスチャージ電流経路を構成し発振回路の周波数
を決定するMOSFETを、定電流源を構成するMOS
FETとカレントミラー結合するとともに、定電流源の
電流値を設定する抵抗を構成する多結晶シリコン層のほ
ぼ二分の一にあたる部分の下層に、回路の電源電圧に結
合された第1ウェル領域を形成し、残りの二分の一にあ
たる部分の下層に、回路の接地電位に結合された第2ウ
ェル領域を形成することで、抵抗と回路の電源電圧及び
接地電位間の基板容量を均一化でき、これによってリフ
レッシュタイマー回路等に含まれる発振回路の電源バン
プ等による特性劣化を抑制することができるという効果
が得られる。
【0223】(3)基板バックバイアス電圧発生回路等
に含まれる発振回路に、実質的にリング状に直列結合さ
れる奇数個のインバータ回路と、出力ノードと回路の電
源電圧又は接地電位間に設けられかつ上記インバータ回
路のうち異なる所定段の二つのインバータ回路の出力信
号を受けることで互いに排他的にオン状態とされる一対
のPチャンネル及びNチャンネルMOSFETを設ける
ことで、これらのMOSFETによる貫通電流を防止
し、発振回路ひいては基板バックバイアス電圧発生回路
を低消費電力化できるという効果が得られる。
【0224】(4)所定のタイミング信号に従ってオン
状態とされるPチャンネルMOSFETを介して選択的
にチャージされ、定電流源によって形成される所定のデ
ィスチャージ電流を伝達する電流ミラー回路を介して選
択的にディスチャージされるキャパシタを含む発振回路
において、上記キャパシタのチャージ電圧と上記定電流
源の基準電位を、上記PチャンネルMOSFETがオフ
状態とされるとき同時にフローティングとされるもう一
つのキャパシタによって形成することで、リフレッシュ
タイマー回路等に含まれる発振回路の電源バンプ等によ
る周波数変動を抑制することができるという効果が得ら
れる。
【0225】(5)回路の電源電圧及び接地電位間に直
列形態に設けられる第1のPチャンネル及びNチャンネ
ルMOSFETと、これらのMOSFETと並列形態に
設けられる第2のPチャンネル及びNチャンネルMOS
FETと、上記第1のPチャンネル及びNチャンネルM
OSFET間に設けられ上記第2のPチャンネル及びN
チャンネルMOSFETとそれぞれ電流ミラー形態とさ
れる第3のPチャンネル及びNチャンネルMOSFET
とを含む電圧発生回路において、上記第3のPチャンネ
ルMOSFETのドレインとそのウェル領域を共通結合
することで、プロセス変動をともなうことなく、上記第
2Pチャンネル及びNチャンネルMOSFETによる貫
通電流を抑制し、電圧発生回路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。 (6)上記(5)項において、上記第2のPチャンネル
及びNチャンネルMOSFETと並列形態に、上記第3
のPチャンネル及びNチャンネルMOSFETと電流ミ
ラー形態とされる第4のPチャンネル及びNチャンネル
MOSFETを設け、これらのMOSFETと上記第3
のPチャンネル及びNチャンネルMOSFETとのコン
ダクタンス比を適当に設定することで、電圧発生回路に
不感帯を生じさせることなく、上記第2のPチャンネル
及びNチャンネルMOSFETによる貫通電流を抑制
し、電圧発生回路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。
【0226】(7)冗長回路等に設けられるヒューズ回
路を、その出力ノードとPチャンネル又はNチャンネル
MOSFETとの間にヒューズ手段を設けてなるヒュー
ズ論理ゲート回路を基本として構成することで、ヒュー
ズ回路の回路構成を簡素化し、冗長回路等の低コスト化
を図ることができるという効果が得られる。 (8)上記(7)項において、上記ヒューズ回路に、一
対の上記ヒューズ論理ゲート回路を設け、これらのヒュ
ーズ論理ゲート回路の出力信号を排他的論理和結合する
ことで、例えば一旦切断されたヒューズ手段を無効にで
きるため、冗長回路の不良アドレスの割り当て処理に融
通性を持たせ、擬似スタティック型RAM等の歩留りを
高めることができるという効果が得られる。
【0227】(9)擬似スタティック型RAM等のリフ
レッシュ周期を、PS(擬似)リフレッシュあるいはV
S(仮想)リフレッシュモードで選択的に切り換えられ
る構成とすることで、上記PSリフレッシュ及びVSリ
フレッシュモードの両方に適用しうる擬似スタティック
型RAM等を、共通の半導体基板をもとに、効率的に開
発し、製造できるという効果が得られる。
【0228】(10)例えばYプリデコーダ及びYデコ
ーダ間に設けられる所定の信号線を介して、動作モード
に応じて異なる意味を持つ複数の信号を選択的に伝達す
ることで、比較的レイアウト余裕のない所に配置される
信号線の数を削減し、擬似スタティック型RAM等のチ
ップ面積を削減できるという効果が得られる。
【0229】(11)コモンI/O線に結合されるスタ
ティック型メインアンプと、上記メインアンプが動作状
態とされるとき対応するコモンI/O線の非反転及び反
転信号線に、メインアンプが最大感度となるようなバイ
アスレベルを持たせるためのプリセットMOSFETと
を含む擬似スタティック型RAM等において、上記プリ
セットMOSFETを、メインアンプが動作状態とされ
る直前において一時的にオン状態とすることで、その動
作電流を削減し、擬似スタティック型RAM等を低消費
電力化できるという効果が得られる。
【0230】(12)対応する冗長ワード線又は冗長デ
ータ線に割り当てられる不良アドレスの対応するビット
を保持しこれ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とを比較照合する複数の冗長
アドレス比較回路と、所定の検出ノードと回路の接地電
位との間に直列形態に設けられそのゲートに対応する上
記冗長アドレス比較回路の出力信号を受ける複数のカス
ケードMOSFETを含む冗長回路において、上記冗長
アドレス比較回路及びカスケードMOSFETを、半導
体基板面に分散して配置されるアドレス入力パッドに対
応しかつ近接して分散配置することで、冗長回路におけ
る信号伝達遅延時間を縮小し、擬似スタティック型RA
M等の高速化を図ることができるという効果が得られ
る。
【0231】(13)それぞれ対をなしかつ対をなす二
つがそれぞれ線対称に配置される複数のメモリアレイ
と、上記対をなす二つのメモリアレイにより共有されこ
れらのメモリアレイを串刺しするように貫通して配置さ
れるコモンI/O線を備える擬似スタティック型RAM
等において、上記コモンI/O線の非反転及び反転信号
線を、対をなす二つのメモリアレイの中間において交差
させることで、フォトマスクの合わせずれ等にともなう
コモンI/O線の寄生容量の変化を相殺し、擬似スタテ
ィック型RAM等の動作を安定化できるという効果が得
られる。 (14)上記(13)項において、上記コモンI/O線
を、対応する二つのメモリアレイの中間及びその両方の
外側においてイコライズすることで、コモンI/O線の
イコライズ処理を高速化しかつ安定化できるという効果
が得られる。
【0232】(15)メモリアレイの各相補データ線に
対応して設けられる複数のセンスアンプを具備する擬似
スタティック型RAM等において、上記センスアンプを
構成するPチャンネル又はNチャンネルMOSFETの
ソースを、対応するコンタクトを介してアルミニウム等
の金属配線層からなるコモンソース線に共通結合すると
ともに、そのソース領域を構成する拡散層を延長するこ
とで隣接するPチャンネル又はNチャンネルMOSFE
T対のソースをさらに共通結合することで、例えばコン
タクト不良等によるセンスアンプの障害を救済し、擬似
スタティック型RAM等の歩留りを高めることができる
という効果が得られる。
【0233】(16)半導体基板面に分散して配置され
る複数のメモリアレイと、これらのメモリアレイに対応
して設けられる複数のデコーダと、所定のアドレス信号
に従ってプリデコード信号を形成し各デコーダに供給す
るプリデコーダとを具備する擬似スタティック型RAM
等において、上記プリデコード信号を対応するデコーダ
に選択的に伝達するためのドライバを、対応するデコー
ダに近接して分散配置することで、上記プリデコード信
号の伝達遅延時間を縮小し、擬似スタティック型RAM
等を高速化できるという効果が得られる。
【0234】(17)それぞれ複数の冗長ワード線又は
冗長相補データ線を含みかつ半導体基板面の中心線をは
さんで線対称に配置される複数のメモリアレイを具備す
る擬似スタティック型RAM等において、冗長ワード線
又は冗長データ線を、上記中心線を軸として線対称とさ
れる順序で配置することで、外側に配置される冗長ワー
ド線又は冗長データ線の障害発生率を意図的に高めかつ
その内側に配置される冗長ワード線又は冗長データ線の
障害発生率を低くして、冗長ワード線又は冗長データ線
全体としてみた障害発生率を抑え、擬似スタティック型
RAM等の歩留りを高めることができるという効果が得
られる。
【0235】(18)ヒューズ手段が切断されることで
その計数初期値が選択的に設定されるリフレッシュタイ
マーカウンタ回路等を含む擬似スタティック型RAM等
において、所定のテストモードで、例えばアドレス入力
端子を介して供給される試験信号により上記ヒューズ手
段が切断された状態を等価的かつ選択的に設定できるよ
うにすることで、擬似スタティック型RAM等のリフレ
ッシュタイマーカウンタ回路等の特性評価を確実にかつ
効率的に実施できるという効果が得られる。
【0236】(19)セルフリフレッシュモードを有し
かつこのセルフリフレッシュモードにおいてリフレッシ
ュ動作を所定の周期で起動するリフレッシュタイマーカ
ウンタ回路を具備する擬似スタティック型RAM等にお
いて、所定のテストモードで、リフレッシュタイマーカ
ウンタ回路によるリフレッシュ起動信号に代えて、所定
の外部端子を介して供給される試験起動信号を用いうる
構成とすることで、擬似スタティック型RAM等のセル
フリフレッシュモードにおけるリフレッシュ周期を任意
に設定し、その特性評価を効率的に実施できるという効
果が得られる。 (20)上記(19)項において、セルフリフレッシュ
モードにおけるリフレッシュアドレスを、例えばアドレ
ス入力端子を介して任意に指定しうる構成とすること
で、擬似スタティック型RAM等のリフレッシュ動作に
おけるアドレス依存性を効率的に試験できるという効果
が得られる。
【0237】(21)複数の外部端子に、その絶対値が
回路の電源電圧を超える所定の高電圧が選択的に組み合
わされて供給されることで、そのテストモードを選択的
に設定し、かつ実質的な試験動作を開始しうる構成とす
ることで、擬似スタティック型RAM等のテスト回路を
簡素化し、その低コスト化を図ることができるという効
果が得られる。 (22)以上の作用効果により、擬似スタティック型R
AM等の動作を安定化しつつ、その高速化及び低消費電
力化を図ることができるという効果が得られる。
【0238】(23)セルフリフレッシュモードを有す
る擬似スタティック型RAM等に、リフレッシュ周期を
設定するためのリフレッシュタイマー回路を設け、その
出力信号の周期を選択的に切り換えうる構成とすること
で、例えばセルフリフレッシュモードのうちバッテリバ
ックアップ時等において比較的長い周期で行われるPS
(疑似)リフレッシュモードと、擬似スタティック型R
AMが活性状態とされる合間をぬって比較的短い周期で
行われるVS(仮想)リフレッシュモードとを、1個の
共通半導体基板で選択的に実現しうる擬似スタティック
型RAM等を提供することができるという効果が得られ
る。
【0239】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。例え
ば、メモリアレイの分割数や各周辺回路との組み合わせ
は、任意であり、各メモリアレイに設けられるワード
線,冗長ワード線,相補データ線,冗長相補データ線な
らびにコモンI/O線等の数も任意である。また、擬似
スタティック型RAMに設けられる動作モードやテスト
モードならびに動作サイクルの種類や対応する起動制御
信号の組み合わせは、種々の実施形態が考えられよう。
起動制御信号やアドレス信号及び入出力データ等の数及
び論理レベルならびにその組み合わせ等についても、同
様である。さらに、各回路図や配置図に示される各部の
具体的回路構成や具体的レイアウトならびに内部制御信
号及びタイミング信号等の論理レベル及びその組み合わ
せ等は、この実施例による制約を受けない。
【0240】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擬似
スタティック型RAMに適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、出力バッ
ファや発振回路,電圧発生回路及びヒューズ回路ならび
にレイアウト方式及びテスト方式に関する発明は、他の
各種の半導体記憶装置ならびに半導体集積回路装置にも
適用できる。これらの発明は、少なくとも対応する回路
等を含みあるいはそれを必要とする半導体記憶装置又は
半導体集積回路装置に広く適用できる。
【0241】
【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、擬似スタティック型RAM
のリフレッシュタイマー回路等に含まれる発振回路のキ
ャパシタに対するチャージ又はディスチャージ電流経路
を構成し発振回路の周波数を決定するMOSFETを、
定電流源を構成するMOSFETとカレントミラー結合
するとともに、定電流源の電流値を設定する抵抗を構成
する多結晶シリコン層のほぼ二分の一にあたる部分の下
層に、回路の電源電圧に結合されたウェル領域を形成
し、また残り二分の一にあたる部分の下層に、回路の接
地電位に結合されたウェル領域を形成する。そして、擬
似スタティック型RAM等に、リフレッシュタイマー回
路のリフレッシュタイマーカウンタ回路の計数初期値を
例えばアドレス入力端子を介して任意に設定できるテス
トモードや、そのリフレッシュ周期を所定の外部端子か
ら供給される試験制御信号によって任意に設定できるテ
ストモード等を用意する。さらに、セルフリフレッシュ
モードを有する擬似スタティック型RAM等に、リフレ
ッシュ周期を設定するためのリフレッシュタイマー回路
を設け、その出力信号の周期を選択的に切り換えうる構
成とする。
【0242】これにより、リフレッシュタイマー回路等
の発振回路のキャパシタのディスチャージ電流を安定化
し、またその多結晶シリコン抵抗と回路の電源電圧及び
接地電位間にほぼ同一の寄生容量が結合されるために電
源変動を相殺でき、電源バンプ等による発振回路の発振
周波数の変動を抑制できる。そして、これらの発振回路
及びリフレッシュタイマーカウンタ回路の動作特性なら
びにメモリセルの情報保持特性のアドレス依存性等を効
率的に試験確認できることから、擬似スタティック型R
AMのリフレッシュ周期を的確に、かつメモリセルの情
報保持能力により接近した値で設定することができる。
さらに、セルフリフレッシュモードのうち例えばバッテ
リバックアップ時等において比較的長い周期で行われる
PS(疑似)リフレッシュモードと、擬似スタティック
型RAMが活性状態とされる合間をぬって比較的短い周
期で行われるVS(仮想)リフレッシュモードとを、1
個の共通半導体基板で選択的に実現しうる擬似スタティ
ック型RAM等を提供できる。これらの結果、擬似スタ
ティック型RAMの動作を安定化しつつ、その低消費電
力化を推進できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明が適用された擬似スタティック型RA
Mの一実施例を示すブロック図である。
【図2】この発明が適用された擬似スタティック型RA
Mの一実施例を示すブロック図である。
【図3】この発明が適用された擬似スタティック型RA
Mの一実施例を示すブロック図である。
【図4】図1〜図3の擬似スタティック型RAMの一実
施例を示す配置図である。
【図5】この発明が適用された擬似スタティック型RA
Mの各動作サイクルの一実施例を示すタイミング図であ
る。
【図6】この発明が適用された擬似スタティック型RA
Mの各動作サイクルの一実施例を示すタイミング図であ
る。
【図7】この発明が適用された擬似スタティック型RA
Mの各動作サイクルの一実施例を示すタイミング図であ
る。
【図8】この発明が適用された擬似スタティック型RA
Mの各動作サイクルの一実施例を示すタイミング図であ
る。
【図9】この発明が適用された擬似スタティック型RA
Mの各動作サイクルの一実施例を示すタイミング図であ
る。
【図10】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの各動作サイクルの一実施例を示すタイミング図で
ある。
【図11】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの各動作サイクルの一実施例を示すタイミング図で
ある。
【図12】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの各部の具体的構成を示す回路図である。
【図13】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの各部の具体的構成を示す回路図である。
【図14】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの各部の具体的構成を示す回路図である。
【図15】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの各部の具体的構成を示す回路図である。
【図16】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの各部の具体的構成を示す回路図である。
【図17】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの各部の具体的構成を示す回路図である。
【図18】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの各部の具体的構成を示す回路図である。
【図19】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの各部の具体的構成を示す回路図である。
【図20】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの各部の具体的構成を示す回路図である。
【図21】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの各部の具体的構成を示す回路図である。
【図22】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの各部の具体的構成を示す回路図である。
【図23】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの各部の具体的構成を示す回路図である。
【図24】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの各部の具体的構成を示す回路図である。
【図25】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの各部の具体的構成を示す回路図である。
【図26】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの各部の具体的構成を示す回路図である。
【図27】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの各部の具体的構成を示す回路図である。
【図28】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの各部の具体的構成を示す回路図である。
【図29】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの各部の具体的構成を示す回路図である。
【図30】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの各部の具体的構成を示す回路図である。
【図31】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの各部の具体的構成を示す回路図である。
【図32】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの各部の具体的構成を示す回路図である。
【図33】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの各部の具体的構成を示す回路図である。
【図34】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの各部の具体的構成を示す回路図である。
【図35】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの各部の具体的構成を示す回路図である。
【図36】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの各部の具体的構成を示す回路図である。
【図37】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの各部の具体的構成を示す回路図である。
【図38】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの各部の具体的構成を示す回路図である。
【図39】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの一実施例を示す信号波形図である。
【図40】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの一実施例を示す信号波形図である。
【図41】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの一実施例を示す信号波形図である。
【図42】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMのメモリアレイ部を説明するための概念図である。
【図43】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMのセンスアンプ部を説明するための構成図である。
【図44】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの冗長イネーブル回路の一実施例を示す回路図であ
る。
【図45】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMのX系冗長回路の一実施例を示す回路ブロック図で
ある。
【図46】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMのYデコーダの一実施例を示す部分的な回路図であ
る。
【図47】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMのメインアンプ及びその周辺回路の一実施例を示す
部分的な回路図である。
【図48】図47のメインアンプの動作を説明するため
の信号波形図である。
【図49】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMのデータ出力バッファの一実施例を示す回路図であ
る。
【図50】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMのリフレッシュタイマー回路及びリフレッシュタン
マーカウンタ回路の一実施例を示すブロック図である。
【図51】図50のリフレッシュタイマー回路及びリフ
レッシュタイマーカウンタ回路の一実施例を示す部分的
な回路図である。
【図52】図50のリフレッシュタイマー回路及びリフ
レッシュタイマーカウンタ回路の動作を説明するための
波形図である。
【図53】図50のリフレッシュタイマー回路の一実施
例を示す構成図である。
【図54】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMのリフレッシュタイマー回路の他の一実施例を示す
回路図である。
【図55】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの電圧発生回路HVCの一実施例を示す回路図であ
る。
【図56】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの電圧発生回路VBBに含まれる発振回路の一実施
例を示す回路図である。
【図57】図56の発振回路の動作を説明するための波
形図である。
【図58】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMの冗長データ線選択信号に関する信号伝達経路の一
実施例を示す構成図である。
【図59】この発明が適用された擬似スタティック型R
AMのコモンI/O線の一実施例を示す部分的な平面配
置図である。
【符号の説明】
TG……タイミング発生回路、CE……CE系タイミン
グ発生回路、WE……WE系タイミング発生回路、WC
……ワード線クリア回路、OE……OE系タイミング発
生回路、TMR……リフレッシュタイマー回路、SRC
……リフレッシュタイマーカウンタ回路、SCNTR…
…リフレッシュタイマーカウンタ単位回路、PC……プ
リチャージ制御回路、XAB……Xアドレスバッファ、
PXD……Xプリデコーダ、RFC……リフレッシュカ
ウンタ、CNTR……リフレッシュカウンタ単位回路、
XR0〜XR3……X系冗長回路、φXG……ワード線
駆動信号発生回路、PWD……ワード線選択駆動信号発
生回路、PRWD……冗長ワード線選択駆動信号発生回
路、SP,SN……センスアンプ駆動回路、YAB……
Yアドレスバッファ、PYD……Yプリデコーダ、YR
AC0〜YRAC7……Y系冗長回路、MALL〜MA
RR……メインアンプ、ASL……アレイ選択回路、D
IB……データ入力バッファ、DILL〜DIRR……
書き込み回路、WS……書き込み選択回路、DOB……
データ出力バッファ、OSL……出力選択回路、HV
C,VBB,VL……電圧発生回路、ICT,FCK…
…信号発生回路、EHG……高電圧検出回路、SG……
シグネイチュア回路、XD0L〜XD3R……Xデコー
ダ、YD0〜YD3……Yデコーダ、MARY0L〜M
ARY3R……メモリアレイ、SA0L〜SA3R……
センスアンプ、CS0L〜CS3R……カラムスイッ
チ。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G11C 11/34 371J (72)発明者 新保 豊 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 佐藤 克之 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 尾方 真弘 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 検見崎 兼秀 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 久保埜 昌次 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 加藤 信夫 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 間仁田 喜一 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 金光 道太郎 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内

Claims (41)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部端子と、 外部出力端子と、 上記内部端子に対するチャージ電流の注入及び上記内部
    端子からのディスチャージ電流の引き抜きを制御する第
    1MOSFETと、 上記第1MOSFETに対してカレントミラー形態に結
    合された第2MOSFETと、 上記第2MOSFETの電流経路と直列形態に接続さ
    れ、第1電源電圧と第2電源電圧との間に結合され、か
    つ上記チャージ電流又はディスチャージ電流の値を実質
    的に設定する抵抗と、 上記内部端子に結合された入力端子を有する第1論理イ
    ンバータと、 上記外部出力端子と上記第1論理インバータの出力端子
    との間に直列形態に結合された遅延回路及び第2論理イ
    ンバータとを含むフィードバック回路とを有する発振回
    路であって、 上記発振回路は、半導体基板上に形成され、 上記抵抗は、上記半導体基板上に形成された絶縁層上に
    形成されたポリシリコン層を含み、 上記絶縁層は、実質的に上記半導体基板内に形成された
    第1ウェル領域及び第2ウェル領域上に形成され、 上記第1ウェル領域及び第2ウェル領域は、所定の距離
    だけ離間して形成され、 上記ポリシリコン層は、平面的に上記第1ウェル領域及
    び第2ウェル領域に実質的に重なるように配置されるこ
    とを特徴とする発振回路。
  2. 【請求項2】 特許請求の範囲第1項において、 上記第1電源電圧は、上記第2電源電圧よりも絶対値的
    に大きく、 上記第1ウェル領域には、上記第1電源電圧が給電さ
    れ、 上記第2ウェル領域には、上記第2電源電圧が給電され
    ることを特徴とする発振回路。
  3. 【請求項3】 特許請求の範囲第2項において、 上記半導体基板は、P導電型であり、 上記第1ウェル領域及び第2ウェル領域は、N導電型で
    あることを特徴とする発振回路。
  4. 【請求項4】 特許請求の範囲第1項において、 上記第1論理インバータは、上記第1電源電圧と上記第
    1論理インバータの出力端子との間に結合されたソース
    −ドレイン経路を有する第3MOSFETと、上記第1
    論理インバータの出力端子と上記第2電源電圧との間に
    結合されたソース−ドレイン経路を有する第4MOSF
    ETとを含み、 上記第2論理インバータは、上記第1電源電圧と上記外
    部出力端子との間に結合されたソース−ドレイン経路を
    有する第5MOSFETと、上記外部出力端子と上記第
    2電源電圧との間に結合されたソース−ドレイン経路を
    有する第6MOSFETとを含むことを特徴とする発振
    回路。
  5. 【請求項5】 特許請求の範囲第4項において、 上記第3MOSFET及び上記第5MOSFETは、P
    チャンネル型のMOSFETであり、 上記第4MOSFET及び上記第6MOSFETは、N
    チャンネル型のMOSFETであることを特徴とする発
    振回路。
  6. 【請求項6】 特許請求の範囲第1項において、 上記第1MOSFETは、上記内部端子と上記第2電源
    電圧との間に結合されたソース−ドレイン経路を有し、 上記発振回路は、上記第1電源電圧と上記内部端子との
    間に結合されたソースドレイン経路と、上記外部出力端
    子に結合されたゲートとを有する第3MOSFETを更
    に有することを特徴とする発振回路。
  7. 【請求項7】 特許請求の範囲第6項において、 上記発振回路は、上記第3MOSFETのソース−ドレ
    イン経路と上記内部端子との間に結合されたソース−ド
    レイン経路を有する第4MOSFETを更に含み、 上記カレントミラー形態は、制御電流経路と非制御電流
    経路とを有するカレントミラー配置であり、 上記制御電流経路は、上記抵抗及び上記第2MOSFE
    Tを含み、 上記被制御電流経路は、上記第1MOSFET、第3M
    OSFET及び第4MOSFETを含むことを特徴とす
    る発振回路。
  8. 【請求項8】 特許請求の範囲第7項において、 上記第2MOSFETのゲートは上記第1MOSFET
    のゲートに結合され、 上記第2MOSFETのゲートは、上記第2MOSFE
    Tのドレイン及び上記抵抗の一端に結合され、 上記第2MOSFETのソースは、上記第2電源電圧に
    結合されることを特徴とする発振回路。
  9. 【請求項9】 特許請求の範囲第8項において、 上記発振回路は、上記第1電源電圧と上記抵抗との間に
    結合されたソース−ドレイン経路を有する第5MOSF
    ETを更に含み、 上記制御電流経路は、上記第5MOSFETを更に含
    み、 上記第1論理インバータは、上記第1電源電圧と上記第
    1論理インバータの出力端子との間に結合されたソース
    −ドレイン経路を有する第6MOSFETと、上記第1
    論理インバータの出力端子と上記第2電源電圧との間に
    結合されたソース−ドレイン経路と上記内部端子に結合
    されたゲートとを有する第7MOSFETとを含み、 上記第2論理インバータは、上記第1電源電圧と上記外
    部出力端子との間に結合されたソース−ドレイン経路と
    上記遅延回路の出力端子に結合されたゲートとを有する
    第8MOSFETと、上記外部出力端子と上記第2電源
    電圧との間に結合されたソース−ドレイン経路と上記遅
    延回路の出力端子に結合されたゲートとを有する第9M
    OSFETとを含み、 上記第5MOSFETのゲートは、上記第6MOSFE
    Tのゲートと結合され、 上記第4MOSFETのゲートは、上記第4MOSFE
    Tのドレインと結合されることを特徴とする発振回路。
  10. 【請求項10】 特許請求の範囲第9項において、 上記第1MOSFET、上記第2MOSFET、上記第
    7MOSFET及び上記第9MOSFETは、第1導電
    型のMOSFETであり、 上記第3MOSFET、上記第4MOSFET、上記第
    5MOSFET、上記第6MOSFET及び上記第8M
    OSFETは、第2導電型のMOSFETであることを
    特徴とする発振回路。
  11. 【請求項11】 特許請求の範囲第10項において、 上記第1導電型のMOSFETは、NチャンネルMOS
    FETであり、 上記第2導電型のMOSFETは、PチャンネルMOS
    FETであることを特徴とする発振回路。
  12. 【請求項12】 特許請求の範囲第11項において、 上記第1電源電圧は、上記第2電源電圧より絶対値的に
    大きく、 上記第1ウェル領域には、上記第1電源電圧が給電さ
    れ、 上記第2ウェル領域には、上記第2電源電圧が給電され
    ることを特徴とする発振回路。
  13. 【請求項13】 特許請求の範囲第12項において、 上記半導体基板は、P導電型であり、 上記第1ウェル領域及び第2ウェル領域は、N導電型で
    あることを特徴とする発振回路。
  14. 【請求項14】 特許請求の範囲第13項において、 上記抵抗は、上記第2MOSFETのソース−ドレイン
    経路と上記第5MOSFETのソース−ドレイン経路と
    の間に結合されることを特徴とする発振回路。
  15. 【請求項15】 特許請求の範囲第14項において、 上記半導体基板上には、複数のダイナミック型メモリセ
    ル、及び上記複数のダイナミック型メモリセルのリフレ
    ッシュ動作のリフレッシュ周期を決定するリフレッシュ
    タイマー回路が更に形成され、 上記リフレッシュタイマー回路は、上記発振回路を含
    み、 上記発振回路は、リングオシレータであることを特徴と
    する発振回路。
  16. 【請求項16】 特許請求の範囲第1項において、 上記半導体基板上には、複数のダイナミック型メモリセ
    ル、及び上記複数のダイナミック型メモリセルのリフレ
    ッシュ動作の周期を決定するリフレッシュタイマー回路
    が更に形成され、 上記リフレッシュタイマー回路は、上記発振回路を含
    み、 上記発振回路は、リングオシレータであることを特徴と
    する発振回路。
  17. 【請求項17】 上記特許請求の範囲第16項におい
    て、 上記第1電源電圧は、正の所定の電位であり、 上記第2電源電圧は、接地電位であることを特徴とする
    発振回路。
  18. 【請求項18】 外部出力端子と、 第1電源電圧を受けるように結合されたソースを有する
    第1NチャンネルMOSFETと、 上記第1NチャンネルMOSFETのゲートに結合され
    たゲートと、上記第1電源電圧を受けるように結合され
    たソースとを有する第2NチャンネルMOSFETと、 上記第1NチャンネルMOSFETのゲートに結合され
    たゲートと、上記第1電源電圧を受けるように結合され
    たソースとを有する第3NチャンネルMOSFETと、 上記外部出力端子に結合されたゲートと、上記第1Nチ
    ャンネルMOSFETの上記ドレインに結合されたドレ
    インと、第2電源電圧を受けるように結合されたソース
    とを有する第1PチャンネルMOSFETと、 上記第2電源電圧を受けるように結合されたソースを有
    する第2PチャンネルMOSFETと、 上記第2PチャンネルMOSFETのゲートに結合され
    たゲートと、上記第2電源電圧を受けるように結合され
    たソースと、上記第3NチャンネルMOSFETのドレ
    インに結合されたドレインとを有する第3Pチャンネル
    MOSFETと、 一端が上記第2PチャンネルMOSFETのドレインに
    結合され、他端が上記第2NチャンネルMOSFETの
    ドレインに結合された電流経路を有する抵抗と、 上記第3NチャンネルMOSFETの上記ドレインに結
    合された入力端子を有する遅延回路と、 上記遅延回路の出力端子に結合された入力端子と、上記
    外部出力端子に結合された出力端子とを有するインバー
    タ回路とを有する発振回路であって、 上記第2NチャンネルMOSFETの上記ドレインと上
    記第2NチャンネルMOSFETの上記ゲートとは結合
    され、 上記第2PチャンネルMOSFETの上記ドレインと上
    記第2NチャンネルMOSFETの上記ゲートとは結合
    され、 上記発振回路は半導体基板上に形成され、 上記抵抗は、上記半導体基板上に形成された絶縁層上に
    形成されたポリシリコン層を含み、 上記絶縁層は、実質的に上記半導体基板内に形成された
    第1ウェル領域及び第2ウェル領域上に形成され、 上記第1ウェル領域及び上記第2ウェル領域は、所定の
    距離だけ離間して形成され、 上記ポリシリコン層は、平面的に上記第1ウェル領域及
    び上記第2ウェル領域に実質的に重なるように配置され
    ることを特徴とする発振回路。
  19. 【請求項19】 特許請求の範囲第18項において、 上記第1電源電圧の値は、上記第2電源電圧の値よりも
    絶対値的に大きく、 上記第1ウェル領域には、上記第1電源電圧が給電さ
    れ、 上記第2ウェル領域には、上記第2電源電圧が給電され
    ることを特徴とする発振回路。
  20. 【請求項20】 特許請求の範囲第19項において、 上記半導体基板は、P導電型であり、 上記第1ウェル領域及び上記第2ウェル領域は、N導電
    型であることを特徴とする発振回路。
  21. 【請求項21】 特許請求の範囲第20項において、 上記半導体基板上には、複数のダイナミック型メモリセ
    ル、及び上記複数のダイナミック型メモリセルのリフレ
    ッシュ動作のリフレッシュ周期を決定するリフレッシュ
    タイマー回路が更に形成され、 上記リフレッシュタイマー回路は、上記発振回路を含
    み、 上記発振回路は、リングオシレータであることを特徴と
    する発振回路。
  22. 【請求項22】 特許請求の範囲第21項において、 上記第1電源電圧は、正の所定の電位であり、 上記第2電源電圧は、接地電位であることを特徴とする
    発振回路。
  23. 【請求項23】 特許請求の範囲第18項において、 上記遅延回路は、直列形態に結合された偶数個のインバ
    ータ回路を含むことを特徴とする発振回路。
  24. 【請求項24】 特許請求の範囲第23項において、 上記遅延回路に含まれる論理インバータは、Pチャンネ
    ルMOSFET及びNチャンネルMOSFETを含むこ
    とを特徴とする発振回路。
  25. 【請求項25】 特許請求の範囲第18項において、 上記発振回路は、上記第1PチャンネルMOSFETの
    ドレインに結合されたソースと、上記第1Nチャンネル
    MOSFETの上記ドレインに結合されたドレインと、
    ゲートとを有する第4PチャンネルMOSFETを更に
    含み、 上記第4PチャンネルMOSFETの上記ゲートは、上
    記第4PチャンネルMOSFETの上記ドレインに結合
    されることを特徴とする発振回路。
  26. 【請求項26】 複数のメモリセルと制御回路とを有す
    る半導体記憶装置であって、 上記装置が第1セルフリフレッシュモードである時、上
    記制御回路は上記複数のメモリセルに対し、第1リフレ
    ッシュ周期毎にリフレッシュ動作を実行し、 上記装置が第2セルフリフレッシュモードである時、上
    記制御回路は上記複数のメモリセルに対し、上記第1リ
    フレッシュ周期よりも長い周期とされる第2リフレッシ
    ュ周期毎にリフレッシュ動作を実行することを特徴とす
    る半導体記憶装置。
  27. 【請求項27】 特許請求の範囲第26項において、 上記装置は、複数のワード線と複数のデータ線とを更に
    含み、 上記複数のメモリセルの各々は、対応するワード線と対
    応するデータ線とに結合され、 上記制御回路は、上記第1リフレッシュ周期を決定する
    第1タイミング信号と上記第2リフレッシュ周期を決定
    する第2タイミングのうちの少なくとも一方のタイミン
    グ信号を形成するタイミング信号形成手段と、リフレッ
    シュすべきメモリセルが結合されたワード線を選択する
    リフレッシュアドレス信号を形成するリフレッシュアド
    レス信号形成手段とを含み、 上記リフレッシュアドレス信号形成手段は、上記装置が
    上記第1セルフリフレッシュモードである時、上記第1
    タイミング信号に応答して上記リフレッシュアドレス信
    号を形成し、 上記リフレッシュアドレス信号形成手段は、上記装置が
    上記第2セルフリフレッシュモードである時、上記第2
    タイミング信号に応答して上記リフレッシュアドレス信
    号を形成することを特徴とする半導体記憶装置。
  28. 【請求項28】 特許請求の範囲第27項において、 上記タイミング信号形成手段は、第1周波数を有する第
    3タイミング信号を形成する手段と、上記第3タイミン
    グ信号に基づいて第2周波数を有する上記第1タイミン
    グ信号を形成する手段と、上記第3タイミング信号に基
    づいて第3周波数を有する上記第2タイミング信号を形
    成する手段とを含み、 上記第3周波数は、上記第2周波数よりも小さいことを
    特徴とする半導体記憶装置。
  29. 【請求項29】 特許請求の範囲第28項において、 上記リフレッシュアドレス信号形成手段は、上記リフレ
    ッシュアドレス信号を形成するカウンタ回路を含むこと
    を特徴とする半導体記憶装置。
  30. 【請求項30】 特許請求の範囲第29項において、 上記カウンタ回路は、バイナリカウンタを構成するよう
    に直列形態に接続された複数の単位カウンタを含むこと
    を特徴とする半導体記憶装置。
  31. 【請求項31】 特許請求の範囲第30項において、 上記装置が通常動作モードである時、装置外部から入力
    された外部アドレス信号に基づいて上記複数のワード線
    のうちの少なくとも一つが選択されることを特徴とする
    半導体記憶装置。
  32. 【請求項32】 特許請求の範囲第31項において、 上記通常動作モードは、読み出し動作モードと書き込み
    動作モードとを含み、 上記装置が上記読み出し動作モードである時、メモリセ
    ルに保持されたデータは、上記外部アドレス信号に基づ
    いて読み出され、 上記装置が上記書き込み動作モードである時、上記外部
    アドレス信号に基づいてメモリセルにデータが書き込ま
    れることを特徴とする半導体記憶装置。
  33. 【請求項33】 特許請求の範囲第32項において、 上記装置がオートリフレッシュモードである時、上記装
    置の外部から入力された制御信号に応答して、上記複数
    のメモリセルの各々に対して一度だけリフレッシュ動作
    が実行されることを特徴とする半導体記憶装置。
  34. 【請求項34】 特許請求の範囲第33項において、 上記複数のメモリセルの各々は、情報記憶用容量とアド
    レス選択MOSFETとを含むダイナミック型メモリセ
    ルであることを特徴とする半導体記憶装置。
  35. 【請求項35】 特許請求の範囲第28項において、 上記第1周波数は、上記第2周波数及び上記第3周波数
    よりも大きいことを特徴とする半導体記憶装置。
  36. 【請求項36】 特許請求の範囲第35項において、 上記第3周波数は、上記第2周波数の半分の周波数であ
    ることを特徴とする半導体記憶装置。
  37. 【請求項37】 複数のワード線と、 複数のデータ線と、 複数のメモリセルと、 第2周波数を有する第1タイミング信号を形成する手段
    と、 上記第2周波数と異なる第3周波数を有する第2タイミ
    ング信号を形成する手段と、 リフレッシュされるべきメモリセルが結合されたワード
    線を選択するリフレッシュアドレス信号を形成するリフ
    レッシュアドレス信号形成手段とを含む半導体記憶装置
    であって、 上記複数のメモリセルの各々は、対応するワード線と対
    応するデータ線に結合され、 上記装置が第1セルフリフレッシュモードの時、上記リ
    フレッシュアドレス信号形成手段は、上記第1タイミン
    グ信号に応答して上記リフレッシュアドレス信号を形成
    し、 上記装置が第2セルフリフレッシュモードの時、上記リ
    フレッシュアドレス信号形成手段は、上記第2タイミン
    グ信号に応答して上記リフレッシュアドレス信号を形成
    することを特徴とする半導体記憶装置。
  38. 【請求項38】 特許請求の範囲第37項において、 上記装置は、第1周波数を有する第3タイミング信号を
    形成する手段を更に含み、 上記第1タイミング信号及び上記第2タイミング信号
    は、上記第3タイミング信号に基づいて形成され、 上記第3周波数は、上記第2周波数よりも小さいことを
    特徴とする半導体記憶装置。
  39. 【請求項39】 第1ワード線を含む複数のワード線
    と、 複数のデータ線と、 複数のメモリセルと、 リフレッシュされるべきメモリセルが結合されたワード
    線を選択するリフレッシュアドレス信号を形成するリフ
    レッシュアドレス信号形成手段とを含む半導体記憶装置
    であって、 上記複数のメモリセルの各々は、対応するワード線と対
    応するデータ線に結合され、 上記装置が第1セルフリフレッシュモードの時、上記リ
    フレッシュアドレス信号形成手段は、第1周期毎に上記
    第1ワード線に結合されたメモリセルに対しリフレッシ
    ュ動作を実行し、 上記装置が第2セルフリフレッシュモードの時、上記リ
    フレッシュアドレス信号形成手段は、上記第1周期と異
    なる第2周期毎に上記第1ワード線に結合されたメモリ
    セルに対してリフレッシュ動作を実行することを特徴と
    する半導体記憶装置。
  40. 【請求項40】 特許請求の範囲第39項において、 上記装置は、上記第1周期を決定する第1タイミング信
    号と上記第2周期を決定する第2タイミング信号のうち
    の少なくとも一方のタイミング信号を形成するタイミン
    グ信号形成手段を更に含み、 上記リフレッシュアドレス信号形成手段は、上記装置が
    上記第1セルフリフレッシュモードである時、上記第1
    タイミング信号に応答して上記リフレッシュアドレス信
    号を形成し、 上記リフレッシュアドレス信号形成手段は、上記装置が
    上記第2セルフリフレッシュモードである時、上記第2
    タイミング信号に応答して上記リフレッシュアドレス信
    号を形成することを特徴とする半導体記憶装置。
  41. 【請求項41】 上記特許請求の範囲第40項におい
    て、 上記タイミング信号形成手段は、第1周波数を有する第
    3タイミング信号を形成する手段と、上記第3タイミン
    グ信号に基づいて第2周波数を有する上記第1タイミン
    グ信号を形成する手段と、上記第3タイミング信号に基
    づいて第3周波数を有する上記第2タイミング信号を形
    成する手段とを含み、 上記第3周波数は、上記第2周波数よりも小さいことを
    特徴とする半導体記憶装置。
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