JPS613393A - 半導体集積化記憶装置 - Google Patents
半導体集積化記憶装置Info
- Publication number
- JPS613393A JPS613393A JP59123227A JP12322784A JPS613393A JP S613393 A JPS613393 A JP S613393A JP 59123227 A JP59123227 A JP 59123227A JP 12322784 A JP12322784 A JP 12322784A JP S613393 A JPS613393 A JP S613393A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cell
- dummy
- memory cell
- cells
- memory
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は大容量化に適した半導体集積化記憶装置に関す
る。
る。
ダイナミック・ランダム・アクセスΦメモリーではセン
スアンプに1対のディジット線を接続し、情報読み出し
時にはあるメモリセルがワード線によって選択される時
に対をなすディジット線に接続されているダミーセルを
選択し2つのセルの差動信号をセンスアンプで増幅して
いる。またメモリセルアレイではメモリセルをできるだ
け密に設置するためにメモリセルの一部を隣りのメモリ
セルと共有して左右おるいは上下対称に配置してい −
る。ところで半導体集積回路のプロセスでは目合わせず
れはさけることができない。そのだめ目合わせずれによ
って特性が変化してしまうメモリセルを使用する場合に
は、メモリセルとダミーセルとが同じ向きであれば目合
わせずれは同じように生ずるためにほぼ同じように特性
が変化するので問題は少ないが、メモリセルとダミーセ
ルとの向きが反対である場合には反対方向に特性がずれ
てしまうという問題がある。例えばメモリセルの信号が
小さい方向に変化するのに対し、ダミーセルの信号は大
きい方向にずれるということとなる。
スアンプに1対のディジット線を接続し、情報読み出し
時にはあるメモリセルがワード線によって選択される時
に対をなすディジット線に接続されているダミーセルを
選択し2つのセルの差動信号をセンスアンプで増幅して
いる。またメモリセルアレイではメモリセルをできるだ
け密に設置するためにメモリセルの一部を隣りのメモリ
セルと共有して左右おるいは上下対称に配置してい −
る。ところで半導体集積回路のプロセスでは目合わせず
れはさけることができない。そのだめ目合わせずれによ
って特性が変化してしまうメモリセルを使用する場合に
は、メモリセルとダミーセルとが同じ向きであれば目合
わせずれは同じように生ずるためにほぼ同じように特性
が変化するので問題は少ないが、メモリセルとダミーセ
ルとの向きが反対である場合には反対方向に特性がずれ
てしまうという問題がある。例えばメモリセルの信号が
小さい方向に変化するのに対し、ダミーセルの信号は大
きい方向にずれるということとなる。
その結果センスアンプに加わる差動信号は小さくなり動
作マージンが小さくなってしまうか、あるいはメモリセ
ルとダミーセルとの信号が反転してしまって正常な読み
出しができなくなるという危険性がある。
作マージンが小さくなってしまうか、あるいはメモリセ
ルとダミーセルとの信号が反転してしまって正常な読み
出しができなくなるという危険性がある。
以下に具体例をあげて上記の問題点を詳細に説明する。
メモリセル中に貯蔵信号を増幅する機能を持ち、メモリ
セルを微細化しても読み出し信号が低下することが少な
く、小面積で、2値電圧で動作する高集積化に適した半
導体メモリセル(特願昭58−028941号)が提案
されている。第1図は上記半導体メモリセル(以下改良
3Tセルと記す)の一実施例のブロック図である。改良
8Tセルは第1導電型の第1 FET 1と、第2導電
型の第2 FET 2と、第1導電型の第3 FET
8と、一方の端子を第8 FET 3の第1ゲート電極
8g+に、他方の端子を第3 FET 3の第1通電電
極8aに直結した容t4と、第1 FET lのゲート
電極1gK接続され、読み出し時に第1 FET 1を
オンする信号を供給する第1アドレス線ALLと、第2
FET 2のゲート電極2gに接続され、書き込み時
に第2 FET 2をオンする信号を供給する第2アド
レス線AL2、第sm3の第1通電電極3aK接続され
、書き込み時に容量4を介して第3 FET 8の第1
ゲート電極8g+へ供給されて第3 FET 3のチャ
ネル抵抗をその大小何れかに設定する書き込み信号を供
給し、読み出し時に第3 FET 3の導通状態を検出
するだめの信号を供給するディジット線区とを含んで構
成されている。
セルを微細化しても読み出し信号が低下することが少な
く、小面積で、2値電圧で動作する高集積化に適した半
導体メモリセル(特願昭58−028941号)が提案
されている。第1図は上記半導体メモリセル(以下改良
3Tセルと記す)の一実施例のブロック図である。改良
8Tセルは第1導電型の第1 FET 1と、第2導電
型の第2 FET 2と、第1導電型の第3 FET
8と、一方の端子を第8 FET 3の第1ゲート電極
8g+に、他方の端子を第3 FET 3の第1通電電
極8aに直結した容t4と、第1 FET lのゲート
電極1gK接続され、読み出し時に第1 FET 1を
オンする信号を供給する第1アドレス線ALLと、第2
FET 2のゲート電極2gに接続され、書き込み時
に第2 FET 2をオンする信号を供給する第2アド
レス線AL2、第sm3の第1通電電極3aK接続され
、書き込み時に容量4を介して第3 FET 8の第1
ゲート電極8g+へ供給されて第3 FET 3のチャ
ネル抵抗をその大小何れかに設定する書き込み信号を供
給し、読み出し時に第3 FET 3の導通状態を検出
するだめの信号を供給するディジット線区とを含んで構
成されている。
次に第1 PET lにNチャネルMO3FETを、第
2FET 2にPチャネルMO8FET 、を、第3
FET 3にNチャネル接合型FETを用い、第1の基
準電位11を討、第2の基準電位12をOvに設定した
場合の動作を説明する。2進情報は電気肯に浮いた状態
であるP型領域2111.3g+ (以下電荷蓄積領域
と呼ぶ)につながる容t4などの容量を充放電すること
によって蓄えられる。第2図は改良3Tセルを動作させ
る時の信号波形図である。書き込み動作時には第2アド
レス線電圧22をOvにし、ディジット線電圧は書き込
む2進情報に応じて0“情報の時は23のようにOvに
し、1“情報の時は24のように3vにする。この時P
チャネル第2 FET 2は導通状態になるため、電荷
蓄積領域の電圧25.26は0“ −の場合伺も
“l“の場合(至)もいずれもOvになる。この後第2
図に示すように、まず第2アドレス線電圧を3vにし、
次にディジット線をWにすると書き込み動作が終了する
。この時電荷蓄積領域の電圧は容量4を通じての容量カ
ップリングによって0を書き込んだ場合(ハ)はほぼO
vに、また“l“を書き込んだ場合(至)は■と一3v
との中間の値になる。この“1″をlIき込んだ場合の
電荷蓄積領域の電圧は、客数4のイ咋と電荷蓄積領域に
寄生するその他の浮遊容量との比によって決まる。仮に
容量4が電荷蓄積領域の全容量の50%を占めるとする
と、このl“を書き込んだ場合の電荷蓄積領域の電圧は
約−1,5Vになる。読み出し動作時にはディジット線
をセンスアンプへつなぎ、この電圧を■にした状態で@
エアドレス線電圧21を3vにする。この時、第1 F
ET 1は導通状態になるため、ディジット線区は第3
FET 3を介して第1の基準電位(3v)が与えら
れている電源端子11につながる。第8 FET3の閾
値電圧が−tOVである場合を想定すると、メモリセル
に“0“が蓄えられている場合は第3窩3はその第1.
ゲート電極8g+が約Wのだめ導通状態罠あり、ディジ
ット線区へ電源端子11から電流が流れるのでディジッ
ト線電圧23け23′のように上昇する。メモリセルに
“1″が蓄えられている場合に、第3FH73はその第
1ゲート電極3g+が約−1,5Vになっているため導
通しない状態にあり、ディジット線区へ電源端子11か
ら流れる電流はなくディジット線電圧は24のよ、うに
OVのままである。このディジット線電圧の差によって
o″、″l“の読み出し動作が行なわれる。ダミーセル
としては例えばメモリセルと同じ構造で常に“0“を書
き込んでおき、ディジット線電圧が 0 をiδ°()
み出したメモリセルの場合と“】“を読み出しだメモリ
セルの場合の中間になるようにチャネル幅を設定してお
く。
2FET 2にPチャネルMO8FET 、を、第3
FET 3にNチャネル接合型FETを用い、第1の基
準電位11を討、第2の基準電位12をOvに設定した
場合の動作を説明する。2進情報は電気肯に浮いた状態
であるP型領域2111.3g+ (以下電荷蓄積領域
と呼ぶ)につながる容t4などの容量を充放電すること
によって蓄えられる。第2図は改良3Tセルを動作させ
る時の信号波形図である。書き込み動作時には第2アド
レス線電圧22をOvにし、ディジット線電圧は書き込
む2進情報に応じて0“情報の時は23のようにOvに
し、1“情報の時は24のように3vにする。この時P
チャネル第2 FET 2は導通状態になるため、電荷
蓄積領域の電圧25.26は0“ −の場合伺も
“l“の場合(至)もいずれもOvになる。この後第2
図に示すように、まず第2アドレス線電圧を3vにし、
次にディジット線をWにすると書き込み動作が終了する
。この時電荷蓄積領域の電圧は容量4を通じての容量カ
ップリングによって0を書き込んだ場合(ハ)はほぼO
vに、また“l“を書き込んだ場合(至)は■と一3v
との中間の値になる。この“1″をlIき込んだ場合の
電荷蓄積領域の電圧は、客数4のイ咋と電荷蓄積領域に
寄生するその他の浮遊容量との比によって決まる。仮に
容量4が電荷蓄積領域の全容量の50%を占めるとする
と、このl“を書き込んだ場合の電荷蓄積領域の電圧は
約−1,5Vになる。読み出し動作時にはディジット線
をセンスアンプへつなぎ、この電圧を■にした状態で@
エアドレス線電圧21を3vにする。この時、第1 F
ET 1は導通状態になるため、ディジット線区は第3
FET 3を介して第1の基準電位(3v)が与えら
れている電源端子11につながる。第8 FET3の閾
値電圧が−tOVである場合を想定すると、メモリセル
に“0“が蓄えられている場合は第3窩3はその第1.
ゲート電極8g+が約Wのだめ導通状態罠あり、ディジ
ット線区へ電源端子11から電流が流れるのでディジッ
ト線電圧23け23′のように上昇する。メモリセルに
“1″が蓄えられている場合に、第3FH73はその第
1ゲート電極3g+が約−1,5Vになっているため導
通しない状態にあり、ディジット線区へ電源端子11か
ら流れる電流はなくディジット線電圧は24のよ、うに
OVのままである。このディジット線電圧の差によって
o″、″l“の読み出し動作が行なわれる。ダミーセル
としては例えばメモリセルと同じ構造で常に“0“を書
き込んでおき、ディジット線電圧が 0 をiδ°()
み出したメモリセルの場合と“】“を読み出しだメモリ
セルの場合の中間になるようにチャネル幅を設定してお
く。
第3図(a)は改良3Tセルを半導体基板に実現したも
のの平面図、同図fb)はA−pj断面図である。
のの平面図、同図fb)はA−pj断面図である。
31はP型半導体基板、32はN型領域、33は電荷蓄
積領域となるP型領域である。34.けN型領域でディ
ジット線となる導体層89に接続される。35はN型領
域で第1の基準電位が供給される電源配線を兼ねる。導
体層36は第1 FET lのグー)11j: 4if
i: Igと第1アドレス線AL+とを兼ねる。導体層
37は第2FET 2のゲート電極2gと第2アドレス
線ALzとを兼ねる。38は絶縁層、導体層39はディ
ジット線である。第1図の容量4に対応する容量は、P
型領域33とN型領域32.34との間のPN接合容量
である。第3図(a)の一点鎖線は活性領域と不活性領
域とを分けており、これらの図で周囲部が不活性領域で
ある。
積領域となるP型領域である。34.けN型領域でディ
ジット線となる導体層89に接続される。35はN型領
域で第1の基準電位が供給される電源配線を兼ねる。導
体層36は第1 FET lのグー)11j: 4if
i: Igと第1アドレス線AL+とを兼ねる。導体層
37は第2FET 2のゲート電極2gと第2アドレス
線ALzとを兼ねる。38は絶縁層、導体層39はディ
ジット線である。第1図の容量4に対応する容量は、P
型領域33とN型領域32.34との間のPN接合容量
である。第3図(a)の一点鎖線は活性領域と不活性領
域とを分けており、これらの図で周囲部が不活性領域で
ある。
第3図(a) 、 (b)の構造では第8 FETのN
チャネル接合型FETのチャネル長が導体層37とN型
領域34とのパターニングの目合わせずれによって変化
し、メモリセルのコンダクタンスが目合わせずれによっ
て変化する。この構造ではN型領域34と85とは隣り
のメモリセルと共有できるだめ、隣りのセル同士は左右
対称に配置される。そのためあるメモリセルのコンダク
タンスが減少するように目合わせずれが生じると、隣り
のメモリセルではコンダクタンスは増加する。ところで
従来の半導体集積化記憶装置では1本のディジット線に
は1つのダミーセルしか接続されていないため、ダミー
セルの特性の変化と反対の変化を生じるメモリセルが必
らず存在し前述のような欠点が生じていた。
チャネル接合型FETのチャネル長が導体層37とN型
領域34とのパターニングの目合わせずれによって変化
し、メモリセルのコンダクタンスが目合わせずれによっ
て変化する。この構造ではN型領域34と85とは隣り
のメモリセルと共有できるだめ、隣りのセル同士は左右
対称に配置される。そのためあるメモリセルのコンダク
タンスが減少するように目合わせずれが生じると、隣り
のメモリセルではコンダクタンスは増加する。ところで
従来の半導体集積化記憶装置では1本のディジット線に
は1つのダミーセルしか接続されていないため、ダミー
セルの特性の変化と反対の変化を生じるメモリセルが必
らず存在し前述のような欠点が生じていた。
このことは改良3Tセルのような多くの長所を有しなが
らも目合わせずれによって特性が変化してしまうメモリ
セルを使った半導体集積化記憶装置の実現にとって大き
な障害となっている。
らも目合わせずれによって特性が変化してしまうメモリ
セルを使った半導体集積化記憶装置の実現にとって大き
な障害となっている。
本発明は、このような従来の欠点を除去せしめて、目合
わせずれによって特性が変化してしまうメモリセルを用
いても読み出し動作が確実に行なえる半導体集積化記憶
装置を提供することにある。
わせずれによって特性が変化してしまうメモリセルを用
いても読み出し動作が確実に行なえる半導体集積化記憶
装置を提供することにある。
本発明は、メモリセルとダミーセルとの差動信号を増幅
して読み出しを行なう半導体集積化記憶装置において、
ディジット線に接続されたメモリセルの向きと同じ向き
のダミーセルを上記ディジット線と対をなすディジット
線にそれぞれ備えたことを特徴とする半導体集積化記憶
装置である。
して読み出しを行なう半導体集積化記憶装置において、
ディジット線に接続されたメモリセルの向きと同じ向き
のダミーセルを上記ディジット線と対をなすディジット
線にそれぞれ備えたことを特徴とする半導体集積化記憶
装置である。
本発明において、情報読み出し時には選択されたメモリ
セルと同じ向きのダミーセルが選択さ些る。
セルと同じ向きのダミーセルが選択さ些る。
以下本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明す
る。
る。
第4図はメモリセルとして改良3Tセルを用いた場合の
本発明の半導体集積化記憶装置の一実施例である。図中
SAはセンスアンプ、DLI、DLIはディジット線、
M1〜M−はメモリセル、D1〜D4はダミーセルを示
している。改良8Tセルは図示のとうり隣りのメモリセ
ルM + 、 M tおよびM S + M 4 同士
カ左右対称に配置され、したがって、右向きのメモリセ
ルと左向きのメモリセルとが存在する。そこで本発明で
はダミーセルD+、DtおよびD3.D4も1本のディ
ジット線DL+およびDLIにそれぞれに右向キのダミ
ーセルと左向きのダミーセルとを接続したものである。
本発明の半導体集積化記憶装置の一実施例である。図中
SAはセンスアンプ、DLI、DLIはディジット線、
M1〜M−はメモリセル、D1〜D4はダミーセルを示
している。改良8Tセルは図示のとうり隣りのメモリセ
ルM + 、 M tおよびM S + M 4 同士
カ左右対称に配置され、したがって、右向きのメモリセ
ルと左向きのメモリセルとが存在する。そこで本発明で
はダミーセルD+、DtおよびD3.D4も1本のディ
ジット線DL+およびDLIにそれぞれに右向キのダミ
ーセルと左向きのダミーセルとを接続したものである。
第4図の例では5角形でメモリセルとダミーセルとを表
現し、偶数番号のセルは右向き、寄数番号のセルは左向
きを示している。
現し、偶数番号のセルは右向き、寄数番号のセルは左向
きを示している。
このように構成すればあるメモリ峯ルが選択された場合
K、同じ向きのダミーセルが対をなすディジット線に必
らず接続されていることとなる。例えばメモリセルM+
に対してダミーセルD! 、メモリセルM4に対してダ
ミーセルD!、等である。そこで特定のメモリセルに対
し、上記関係にある特定のダミーセルを選択してやれば
、■合わせずれによってセルの特性が変化してもメモリ
セルとダミーセルとはほぼ同じように特性が変化するの
で問題はほとんどなくなる。
K、同じ向きのダミーセルが対をなすディジット線に必
らず接続されていることとなる。例えばメモリセルM+
に対してダミーセルD! 、メモリセルM4に対してダ
ミーセルD!、等である。そこで特定のメモリセルに対
し、上記関係にある特定のダミーセルを選択してやれば
、■合わせずれによってセルの特性が変化してもメモリ
セルとダミーセルとはほぼ同じように特性が変化するの
で問題はほとんどなくなる。
なお、上述したダミーセルを選択する(幾能は、ダミー
セルに関するアドレス線のデコーダ回路において容易に
実現できる。
セルに関するアドレス線のデコーダ回路において容易に
実現できる。
本発明は半導体集積化記憶装置では、改良3Tセルのよ
うな多くの長所を有しながらも目合わせずれによって特
性が変化してしまうメモリセルを用いても読み出し動作
を確実に行うことができ、まだ一般にダミーセルの数と
比較してメモリセルの数はひじように多いので、ダミー
セルの数を増しても面績や消費電力の増加はほとんど無
視できる。
うな多くの長所を有しながらも目合わせずれによって特
性が変化してしまうメモリセルを用いても読み出し動作
を確実に行うことができ、まだ一般にダミーセルの数と
比較してメモリセルの数はひじように多いので、ダミー
セルの数を増しても面績や消費電力の増加はほとんど無
視できる。
以上説明の便宜上改良3Tセルを用いた場合の実施例を
用いたが1本発明では他のメモリセルを用いた場合にも
適用できる。例えば上下対称に配置されるメモリセルを
使用する場合は、ダミーセルも上下対称のものを配置す
る。また第4図では向きが2種類の場合を説明したが、
これは他の場合であっても構わない。また第4図はオー
プン・ディジット構成の場合を説明したが、これはフォ
ールデッド・ディジット構成の場合でも構わない。
用いたが1本発明では他のメモリセルを用いた場合にも
適用できる。例えば上下対称に配置されるメモリセルを
使用する場合は、ダミーセルも上下対称のものを配置す
る。また第4図では向きが2種類の場合を説明したが、
これは他の場合であっても構わない。また第4図はオー
プン・ディジット構成の場合を説明したが、これはフォ
ールデッド・ディジット構成の場合でも構わない。
第1図は改良3Tセルの一実施例のブロック図、第2図
は第1図に示す改良3Tセルを動作させる時の信号の波
形図の一例を示す図、第3図(a) 、 fb)は改良
8Tセルを半導体基板に実現したものの平面図および断
面図、第4図は本発明の一実施例のブロック図である。 l・・・第1導電型の、第1FET、2・・・第2導電
型の第2 FET、3・・第1導電型の第8 FET%
4・・・容量、11・・第1の基準゛電位、】2・・・
第2の基準電位、AL+・・・第1アドレス線+ AL
z・・・第2アドレス線、DL。 1)L+ 、 DL2 ・・・ディジット線、21・・
・第1アドレス線の電圧波形、22・・・第2アドレス
線の電圧波形、28゜24・・・ディジット線の電圧波
形、25.26・・・電荷蓄積領域の電圧波形、31・
・P型半導体基板、82.、、N型領域、33・・・P
型領域、34.35−・・N型領域、36.37・・・
導体層、38・・・絶縁層、39・・・導体層、SA・
・・センスアンプ、 M+〜M4・・・メモリセル、朗
〜D4 ・ダミーセル。
は第1図に示す改良3Tセルを動作させる時の信号の波
形図の一例を示す図、第3図(a) 、 fb)は改良
8Tセルを半導体基板に実現したものの平面図および断
面図、第4図は本発明の一実施例のブロック図である。 l・・・第1導電型の、第1FET、2・・・第2導電
型の第2 FET、3・・第1導電型の第8 FET%
4・・・容量、11・・第1の基準゛電位、】2・・・
第2の基準電位、AL+・・・第1アドレス線+ AL
z・・・第2アドレス線、DL。 1)L+ 、 DL2 ・・・ディジット線、21・・
・第1アドレス線の電圧波形、22・・・第2アドレス
線の電圧波形、28゜24・・・ディジット線の電圧波
形、25.26・・・電荷蓄積領域の電圧波形、31・
・P型半導体基板、82.、、N型領域、33・・・P
型領域、34.35−・・N型領域、36.37・・・
導体層、38・・・絶縁層、39・・・導体層、SA・
・・センスアンプ、 M+〜M4・・・メモリセル、朗
〜D4 ・ダミーセル。
Claims (1)
- (1)メモリセルとダミーセルとの差動信号を増幅して
読み出しを行なう半導体集積化記憶装置において、ディ
ジット線に接続されたメモリセルの向きと同じ向きのダ
ミーセルを上記ディジット線と対をなすディジット線に
それぞれ備えたことを特徴とする半導体集積化記憶装置
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59123227A JPS613393A (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 半導体集積化記憶装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59123227A JPS613393A (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 半導体集積化記憶装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS613393A true JPS613393A (ja) | 1986-01-09 |
Family
ID=14855346
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59123227A Pending JPS613393A (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 半導体集積化記憶装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS613393A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04320628A (ja) * | 1991-04-19 | 1992-11-11 | Matsuyama Plow Mfg Co Ltd | 畝立てマルチ装置 |
US10016544B2 (en) | 2013-10-30 | 2018-07-10 | Kci Licensing, Inc. | Dressing with differentially sized perforations |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS536544A (en) * | 1976-07-07 | 1978-01-21 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor memory unit |
-
1984
- 1984-06-15 JP JP59123227A patent/JPS613393A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS536544A (en) * | 1976-07-07 | 1978-01-21 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor memory unit |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04320628A (ja) * | 1991-04-19 | 1992-11-11 | Matsuyama Plow Mfg Co Ltd | 畝立てマルチ装置 |
US10016544B2 (en) | 2013-10-30 | 2018-07-10 | Kci Licensing, Inc. | Dressing with differentially sized perforations |
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