JPS5975488A - 半導体メモリ装置 - Google Patents

半導体メモリ装置

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JPS5975488A
JPS5975488A JP57185817A JP18581782A JPS5975488A JP S5975488 A JPS5975488 A JP S5975488A JP 57185817 A JP57185817 A JP 57185817A JP 18581782 A JP18581782 A JP 18581782A JP S5975488 A JPS5975488 A JP S5975488A
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transistor
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雅彦 吉本
Tsutomu Yoshihara
吉原 務
Kenji Anami
穴見 健治
Hiroshi Shinohara
尋史 篠原
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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 この発明はアクセスタイムの向上および消費電力の低減
が可能な半導体メモリ装置に関するものである。
〔従来技術〕
第1図は従来の半導体メモリ装置を示すブロック図であ
る。同図において、(1)はマトリックス状に配列し、
その詳細な゛回路を第2図に示すメモリセル、(2a)
および(2b)は相補的な関係にある一対のビット・線
、(3)は選択時に同一行上にあるメモリセル(1)を
活性比するワード線、(4)は行アドレス情報を解読す
る行デコーダ、(5)は行アドレス信号線、(6a)お
よび(6b)は前記ビット線(2a)および(2b)に
それぞれ接続するビット線負荷、(7)は電源端子であ
る。
なお、第2図に示すメモリセル(1)において、(8a
)および(8b)はMOS )ランジスタ、抵抗などで
構成する負荷素子、(9a)および(9b)はインバー
タトランジスタ、(10a)および(10b)はアクセ
ストランジスタ、(1,1a)および(1lb)はメモ
リセル(1)のストアノードである。
次に、上記構成による半導体メモリ装置の動作について
、−例として、ストアノード(Ila)およヒ(1,1
b)がそれぞれ′H″レベルおよび″Vビレベル書き込
まれている場合について説明する。まず、読み出しの場
合には読み出そうとするセルのアドレス情報をアドレス
信号線(5)に入力する。そして、このワード線(3)
が活性化されるとごビレベルをストアしているアクセス
トランジスタ(10b)が導通する。このため、電源端
子(7)からビット線負荷(6b)。
ビットi (2b) 、アクセストランジスタ(10b
) 、インバータトランジスタ(9b)の経路を電流が
流れ、読み出すことができる。
この構成による半導体メモリ装置は同一行上のスヘての
メモリセルが活性化されるので、全列ニ電源からメモリ
セルに電流が流れ込み、コラム数の多い大容量スタティ
ックRAMを構成する場合、消費電流が大きくなる。そ
こで、消費電流を少なくするため、従来は第8図に示す
半導体メモリ装置が提案されている。この場合、行デコ
ーダ(4)をメモリセルプレーンの中央に配し、ワード
線を左側ワード線(8a)および右側ワード線(8b)
に分割し、左右のメモリセル群の選択された方のメモリ
セル群のワード線のみ活性化することにより、全列の内
、半数の列だけ電流バスを生じさせるものである。なお
、(12a)および(12b)はそれぞれ左側ワード線
(8a)あるいは右側ワード線(8b)を選択するアン
ドゲート、(18a)および(18b)はそれぞれこの
アントゲ、 −) (12a)および(t 2b )を
開状態にするゲート信月線である◇ 次に、第4図は第8図の思想に基づいて構成した従来の
半導体メモリ装置を示す配置図である。
この場合、行デコーダ(4a)および(4b)を複数列
配置し、ワード線(8a)〜(8d)をその倍数だけ分
割し、直流電流路のできる数を減少させるものである。
しかしながら、従来の半導体メモリ装置は数多くの行デ
コーダを設ける必要がある。このため、チップ面積の増
大を招き、速度性能や歩留シを損うなどの欠点があった
〔発明の概要〕
したがって、この発明の目的は高速で、しかも低消費電
力で大容量の半導体メモリ装置を提供するものである。
このような目的を達成するため、この発明はメモリセル
をマトリックス状に配置したメモリセルアレイを列方向
に分割して配置したN個のメモリセル群と、このN個の
メモリセル群の1つを選択するメモリセル群選択線と、
アクセスすべきメモリセル群の行アドレス情報を解読す
る行デコーダと、この行デコーダの出力端子に接続する
前置ワード線と、前記メモリセル群選択線の選択信号と
前記前置ワード線の出力信号との論理積をとるアンドゲ
ートと、このアンドゲートの出力端子に接続するワード
線とからなり、前記前置ワード線と前記ワード線を行方
内向並行して配列すると共に、前記ワード線をポリシリ
コン層で形成し、前記前置ワード線を前記ワード線とは
別のポリシリコン層あるいは金属配線層で形成するもの
であり、以下実施例を用いて説明する。
〔発明の実施例〕
第5図はこの発明に係る半導体メモリ装置の一実施例を
示すブロック図であシ、−例として、列方向に8個に分
割したメモリセル群(la)、(lb) オよび(IC
)を配置した場合を示す。同図において、(14a )
 T (14b )および(14c)はこの7l−E−
リセル群(1a)〜(1c)を選択するメモリセル群選
択線、06ノはワード線(8a)〜(8c)と同一方向
に並行して配置した前置ワード線、(16a)、(16
b)および(16C)は入力端子がそれぞれ前置ワード
線06)とメモリセル選択線(14a)〜(14c)に
接続し、出力端子がそれぞれワード線(8a)〜(8C
)に接続するアンドゲートである。
アンドゲート(16a ) + (16b ) y (
16C)の構成の一実施例を第6図に示す。同図におい
て、MOS)ランジスタ嬶)のドレイン電極、ゲート電
極及びソース電極は、おのおの前置ワード線、メモリセ
ル群選択線及びワード線に接続される。MOSトランジ
スタ□□□のドレイン電極はワード線に連結され、ソー
ス電極は接地される。インバータ手段(社)はMOS 
)ランジスタ(2t+のゲート電極とMOSトランジス
タレzのゲート電極の間に配置される。
なお、メモリセル面積を低減させるために、ワード線(
8a) 〜(8c)はMOS トランジスタ(10a)
 オよび(iob)のゲートと同一層のポリシリコン層
で形成する一方、前置ワード線Q5nよこのワード線(
8a)〜(8C)であるこのポリシリコン層とは別のポ
リシリコン層あるいはアルミ、モリブデン、モリブデン
シリサイドなどの金属配線層で形成する。
次に、上記構成による半導体メモリ装置の動作について
説明する。まず、例えばメモリセル群(la)内のメモ
リセルを選択する場合、アクセスすべきメモリセル群(
1a)の行アドレス情報を行デコーダ(4)で解読し、
前置ワード線05Jの一本を活性化するそして、メモリ
セル群選択線(14,a)に選択信号を加えると、MO
Sトランジスタシυが導通しアントゲ−) (16a)
が開きワード線(8a)が活性化される。
したがって図示せぬ電源から図示せぬビット線を経て、
メモリセル群(1a)へ流れ込むコラム電流が流れるの
は選択されたメモリセル群(1a)内にあるコラムのみ
である。
ナオ、以上はメモリセル群(la) 内のメモリセル(
1)の選択について説明したが、他のメモリセル群(1
b)および(1c)についても同様にできることはもち
ろんである。さらに、メモリセル群を8個に分割した場
合について説明したが、N個(N22)に分割しても同
様にできることはもちろんである。
また前置ワード線(15+のみを低抵抗材料で構成して
おけばスート線の抵抗は多少大きくても長さが短いため
、容量が小さく高速にメモリ5セルをアクセスすること
ができる。さらにアンドゲートの構成は簡単であるため
にチップ面積の増大は無視することができる。
また、インバータ(20)は第7図に示されるように、
メモリセルアレイの外に配置して、MOSトランジスタ
器のゲー・トに、メモリセル群選択信号の否定論理を与
えてもよい。この場合は、さらにアンドケートの構成が
簡単になる。
第8図においてアンドゲート(16a、 L6b 、 
16c)の構成の芒らに他の実施例を示す。同図におい
て、MOSトランジスタODのドレイン電極、ゲー)・
電極、及びソース電極は、各々、メモリセル群選択線1
4a(14b 、 14c) 、 ml置ワード線05
+及びワードIg8a(8b 、 8c )に連結され
、Mo8+−ランジスタリ謁のドレイン電極はワード線
に連結されソース電極は接地される。インバータ手段側
はMo8)ランジスタOI)のゲート電極とMo、9 
)ランジスタ助のゲート電極の間に配置される。アンド
ゲートを上記のように構成する場合でも、前記実施例と
同様に、メモリセル群へ流れこむコラム電流が流れるの
は選択されたメモリセル群内にあるコラムのみであり、
消費電力を大巾に低減できる。また、アンドゲートを第
8図のように構成する場合、前置ワード線はワード線か
ら絶縁されるので前置ワード線にはメモリセルのゲート
容量が寄生しないで前置ワード線は行デコーダにより高
速に活性化されさらに、ワード線はMo8 )ランジス
タ0υを介して、メモリセル群選択線によシ活性化され
るために前置ワード線ノ抵抗が多少高くても高速にメモ
リセルをアクセスすることができる。1だメモリセル群
選択線の負荷容量は前置ワード線の負荷容量に比し大き
いので金属などの抵抗値の低い配線材料を前置ワード線
よシはむしろメモリセル群選択線に用いればさらに高速
にメモリセルをアクセスすることができる。また、この
アンドゲートの構成も簡単であるために、チップ面積の
増大は無視するととができる。
なお上記実施例では行デコーダをチップの端に配置した
が、チップの中央に配置してもよい。さらに行デコーダ
群を2列以上配置する構成においても、本発明の構成を
適用でき同様の効果を奏することかできる。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように、この発明に係る半導体メモ
リ装置によればメモリセルの選択を前置ワード線とワー
ド線の2段階に分けて行なうように、行選択を階層的に
行なうため、列の直流電流路のめる列数を減少すること
ができるので、高速で、しかも低消費電力の大容量の半
導体メモリ装置を構成することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の半導体メモリ装置を示すブロック図、第
2図は第1図のメモリセルの詳細な回路図・第8図は従
来の他の半導体メモリ装置を示すブロック図、第4図は
従来の他の半導体メモリ装置を示す配置図、第6図はこ
の発明に係る半導体メモリ装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。 第6図はこの発明にかかる構成に含まれるアンドゲート
の構成の一実施例を示す回路図である。第7図および第
8図は前記アンドゲートの構成例を示す回路図である。 (11・・・メモリセル、(1a)および(1b)・・
・メモリセル群、(2a)および(2b)・・・ビット
数、(3)・・ワード線、(4”l−°゛行デコーダ、
(5)  行アドレス信号線、(6a)および(6b)
・・・ビット線負荷、(7)・・・電源端子、(8)・
負荷素子、(9)・・・インバータトランジスタ、(L
d・・アクセストランジスタ、αυ・°°ラストノード
、(12a)および(12b)−・・アンドゲート、(
18a)および0sb)・・・ケート信号線、(14a
)〜(14c) 山メモリセル選択線、05度・@置ワ
ード線、(16a)〜(16C)・・アンドゲート、(
イ)1123) (30)・・・インバータ手段、(2
])Q力0υG吐・・MOS)ランジスタ。 代理人 葛野信− 第6図 第71・1 第8図

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)メモリセルをマトリクス状に配置したメモリセル
    アレイを列方向に分割して配置したN個のメモリセル群
    と、このN個のメモリセル群の1つを選択するメモリセ
    ル群選択線と、アクセスすべきメモリセル群の行アドレ
    ス情報を解読する行デコーダと、この行デコーダの出力
    端子に接続される前置ワード線と、前記メモリセル群選
    択線の選択信号と前記前置ワード線の出力信号との論理
    積をとるアンドゲートと、このアンドゲートの出力端子
    に接続されるワード線からなし、前記前置ワード線と前
    記1フード線を行方向に並行して配列すると共に前記ワ
    ード線をポリシリコン層で形成し、前記前置ワード線を
    前記ワード線とは別のポリシリコン層あ、るいは金属配
    線層で形成し、前記アンドゲートを第1のトランジスタ
    と第2のトランジスタと第1のインバータ手段によシ構
    成し第1及び第2のトランジスタは縦列接続され、第1
    のトランジスタのドレイン(又はソース)は前記前置ワ
    ード線に連結され、第2のトランジスタのドレイン(又
    はソース)は前記ワードラインにソース(又はドレイン
    )は接地端子に連結され、第1のトランジスタのゲート
    は前記メモリセル群選択線ニ連結し、第2のトランジス
    タのゲートは、前記メモリセル群選択線の否定論理を発
    生する第1のインバータ手段の出力に連結されるよう構
    成したことを特徴とする半導体メモリ装置。
  2. (2)前記第1のインバータ手段をメモリセルアレイの
    外に配置したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の半導体メモリ装置。
  3. (3)メモリセルをマトリクス状に配置したメモリセル
    アレイを列方向に分割して配置したN個のメモリセル群
    と、このN個のメモリセル群の1つを選択するメモリセ
    ル群選択線と、アクセスすべきメモリセル群の行アドレ
    ス情報を解読する行デコーダと、この行デコーダの出力
    端子に接続される前置ワード線と、前記メモリセル群選
    択線の選択信号と前記前置ワード線の出力信号との論理
    積をとるアンドゲートと、このアンドゲートの出力端子
    に接続されるワード線からなり、前記前置ワード線と前
    記ワード線を行方向に並行して配列すると共に前記ワー
    ド線をポリシリコン層で形成し、前記前置ワード線を前
    記ワード線とは別のポリシリコン層あるいは金属配線層
    で形成し、前記アンドゲートを前記前置ワード線が、前
    記ワード線と絶縁され、かつ前記ワード線が、前記前置
    ワード線以外の電荷供給ラインにより充電されるよう構
    成したことを特徴とする半導体メモリ装置。
  4. (4)前記電荷供給ラインの構成材料の抵抗値を、前記
    前置ワード線の構成材料の抵抗値以下に設定することを
    特徴とする特許請求の範囲第8項記載の半導体メモリ装
    置。
  5. (5)メモリセルをマトリクス状に配置したメモリセル
    アレイを列方向に分割して配置したN個のメモリセル群
    と、このN個のメモリセル群の1つを選択するメモリセ
    ル群選択線と、アクセスすべきメモリセル群の行アドレ
    ス情報を解読する行デコーダと、この行デコーダの出力
    端子に接続される前置ワード線と、前記メモリセル群選
    択線の選択信号と前記前置ワード線の出力信号との論理
    積をとるアンドゲートと、このアンドゲートの出力端子
    に接続されるワード線からなυ、前記前置ワード線と前
    記ワード線を行方向に並行して配列すると共に前記ワー
    ド線をポリシリコン層で形成し、前記前置ワード線を前
    記ワード線とは別のポリシリコン層あるいは金属配線層
    で形成し、前記アンドゲートを第8のトランジスタと第
    4のトランジスタと第2のインバータ手段により構成し
    、第8及び第4のトランジスタは縦列接続され、第8の
    トランジスタのドレイン(又はソース)ハ前記メモリセ
    ル群選択線に連結され、第4のトランジスタノドレイン
    (又はソース)は前記ワードラインに、ソース(又はド
    レイン)は接地端子に連結され、第8のトランジスタの
    ゲートは前記前置ワード線に連結し、第4のトランジス
    タのゲートは前記前置ワード線の否定論理を発生する第
    2のインバータ手段の出力に連結されるよう構成したこ
    とを特徴とする半導体メモリ装置。
  6. (6)前記メモリセル群選択線を構成する材料の抵抗値
    を、前記前置ワードラインを構成する材料の抵抗値以下
    に設定したことを特徴とする特許請求の範囲第5項記載
    の半導体メモリ装置。
  7. (7)前記メモリセル群選択線を金属配線材料で構成し
    たことを特徴とする特許8青求の範囲第5項記載の半導
    体メモリ装置。
JP57185817A 1982-10-18 1982-10-20 半導体メモリ装置 Granted JPS5975488A (ja)

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DE19833337850 DE3337850A1 (de) 1982-10-18 1983-10-18 Halbleiterspeichereinrichtung
DE3348201A DE3348201C2 (en) 1982-10-18 1983-10-18 Semiconductor memory device
US07/123,106 USRE33280E (en) 1982-10-18 1987-11-19 Semiconductor memory device

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