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JP2014099240A - Semiconductor memory device - Google Patents

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JP2014099240A
JP2014099240A JP2014019916A JP2014019916A JP2014099240A JP 2014099240 A JP2014099240 A JP 2014099240A JP 2014019916 A JP2014019916 A JP 2014019916A JP 2014019916 A JP2014019916 A JP 2014019916A JP 2014099240 A JP2014099240 A JP 2014099240A
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sense
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PS4 Luxco SARL
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform high-speed data reading in a semiconductor memory device of the type, such as PRAM, that takes time for a sensing operation.SOLUTION: A semiconductor memory device includes: a sense amplifier start circuit 42 that sequentially starts a plurality of sense amplifiers, in response to a request for a continuous read operation to a plurality of memory cells in a state where a predetermined word line is selected; and an address determination circuit 34 that temporarily stops the operation of the sense amplifier start circuit 42, in response to a request for the continuous read operation to the same memory cells in a state where the predetermined word line is selected. Thus, the read operation to the plurality of memory cells can be performed in parallel, thereby allowing a high-speed read operation. In addition, if the read operation is requested to the same memory cells successively, the address determination circuit 34 temporarily stops the start of the sense amplifiers, thereby not causing data corruption.

Description

本発明は半導体記憶装置及びその制御方法に関し、特に、複数のビット線のいずれにも接続可能な複数のセンスアンプを有する半導体記憶装置及びその制御方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor memory device and a control method thereof, and more particularly to a semiconductor memory device having a plurality of sense amplifiers connectable to any of a plurality of bit lines and a control method thereof.

現在、半導体記憶装置には種々のタイプのものが存在し、代表的な半導体記憶装置としてDRAM(Dynamic Random Access Memory)が挙げられる。DRAMの多くはクロック信号に同期してデータの入出力を行うシンクロナス型であり、7ns程度のサイクルでランダムアクセスが可能である。   Currently, there are various types of semiconductor memory devices, and a typical semiconductor memory device is a DRAM (Dynamic Random Access Memory). Many DRAMs are of a synchronous type that inputs and outputs data in synchronization with a clock signal, and can be randomly accessed in a cycle of about 7 ns.

しかしながら、DRAMは揮発性メモリであり、電源を切ると記憶データが失われてしまうため、プログラムや長期的に保存すべきデータの格納には適していない。また、電源投入中も、データを保持するためには定期的にリフレッシュ動作を行う必要があるため、消費電力の低減に限界があるとともに、コントローラによる複雑な制御が必要であるという課題を抱えている。   However, the DRAM is a volatile memory, and the stored data is lost when the power is turned off. Therefore, the DRAM is not suitable for storing a program or data to be stored for a long time. In addition, since it is necessary to perform a refresh operation periodically to keep data even when the power is turned on, there is a limit to reducing power consumption, and there is a problem that complicated control by the controller is necessary. Yes.

大容量の不揮発性半導体メモリとしては、フラッシュメモリが知られている。しかしながら、フラッシュメモリは、データの書き込みやデータの消去に大電流が必要であり、しかも、書き込み時間や消去時間が非常に長いというデメリットを有している。したがって、メインメモリとしてのDRAMを代替することは不適切である。その他、MRAM(Magnetoresistive Random Access Memory)やFRAM(Ferroelectric Random Access Memory)等の不揮発性メモリが提案されているが、DRAMと同等の記憶容量を得ることは困難である。   A flash memory is known as a large-capacity nonvolatile semiconductor memory. However, the flash memory has a demerit that a large current is required for data writing and data erasing, and the writing time and erasing time are very long. Therefore, it is inappropriate to replace the DRAM as the main memory. In addition, nonvolatile memories such as MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory) and FRAM (Ferroelectric Random Access Memory) have been proposed, but it is difficult to obtain a storage capacity equivalent to that of DRAM.

一方、DRAMに代わる半導体メモリとして、相変化材料を用いて記録を行うPRAM(Phase change Random Access Memory)が提案されている(特許文献1〜4参照)。PRAMは、記録層に含まれる相変化材料の相状態によってデータを記憶する。つまり、相変化材料は、結晶相における電気抵抗とアモルファス相における電気抵抗が大きく異なっていることから、これを利用してデータを記録することができる。   On the other hand, PRAM (Phase change Random Access Memory) that performs recording using a phase change material has been proposed as a semiconductor memory that replaces DRAM (see Patent Documents 1 to 4). The PRAM stores data according to the phase state of the phase change material included in the recording layer. That is, the phase change material has a large difference in electrical resistance in the crystalline phase and in the amorphous phase, so that data can be recorded using this.

相状態の変化は、相変化材料に書き込み電流を流し、これにより相変化材料を加熱することによって行われる。一方、データの読み出しは、相変化材料に読み出し電流を流し、その抵抗値を測定することによって行われる。読み出し電流は、相変化を生じさせないよう、書き込み電流よりも十分小さな値に設定される。このため、PRAMは、DRAMと異なり非破壊読み出しが可能である。また、相変化材料の相状態は、高熱を印加しない限り変化しないことから、電源を切ってもデータが失われることはない。   The change in phase state is performed by passing a write current through the phase change material, thereby heating the phase change material. On the other hand, data is read by passing a read current through the phase change material and measuring its resistance value. The read current is set to a value sufficiently smaller than the write current so as not to cause a phase change. For this reason, the PRAM is capable of nondestructive reading unlike the DRAM. In addition, since the phase state of the phase change material does not change unless high heat is applied, data is not lost even when the power is turned off.

特開2006−24355号公報JP 2006-24355 A 特開2005−158199号公報JP 2005-158199 A 特開2006−31795号公報JP 2006-31795 A 特開2006−294181号公報JP 2006-294181 A 特開平5−303891号公報JP-A-5-303891

DRAMは電圧センス型の半導体記憶装置であることから、ビット線対に生じる電位差をセンスアンプで増幅することによりデータの読み出しが行われる。これに対し、PRAMは電流センス型の半導体記憶装置であることから、データ読み出しにおいては、メモリセルに読み出し電流を流すことによって保持内容を電位差に変換し、さらに、この電位差を増幅する必要がある。   Since a DRAM is a voltage sense type semiconductor memory device, data is read by amplifying a potential difference generated in a bit line pair with a sense amplifier. On the other hand, since the PRAM is a current sense type semiconductor memory device, in reading data, it is necessary to convert the stored contents into a potential difference by flowing a read current through the memory cell, and to further amplify the potential difference. .

このため、PRAMのセンスアンプは、DRAMのセンスアンプに比べて回路規模が非常に大きくなる。したがって、DRAMのようにビット線ごとにセンスアンプを設けることは現実的でなく、複数のビット線に対して同じセンスアンプを共用する必要が生じる。   For this reason, the circuit scale of the PRAM sense amplifier is much larger than that of the DRAM sense amplifier. Therefore, it is not practical to provide a sense amplifier for each bit line as in a DRAM, and the same sense amplifier needs to be shared for a plurality of bit lines.

しかしながら、複数のビット線に対して同じセンスアンプを共用すると、連続したリード動作が要求された場合、現在のセンス動作が完了してから次のセンス動作を開始する必要が生じるため、センスアンプの動作速度によってデータの読み出しサイクルが制限されてしまう。このため、データの読み出しサイクルがDRAMに比べて大幅に長くなり、DRAMとの互換性を保つことができなくなるという問題があった。   However, if the same sense amplifier is shared for a plurality of bit lines, it is necessary to start the next sense operation after the completion of the current sense operation when a continuous read operation is required. The data read cycle is limited by the operation speed. For this reason, the data read cycle is significantly longer than that of the DRAM, and there is a problem that compatibility with the DRAM cannot be maintained.

このような問題は、PRAMだけでなく、センス動作に時間のかかる他のタイプの半導体記憶装置(例えばRRAM:Resistive Random Access Memory)においても同様に生じる問題である。   Such a problem occurs not only in the PRAM but also in other types of semiconductor memory devices (for example, RRAM: Resistive Random Access Memory) that require a long sensing operation.

したがって、本発明の目的は、データの読み出しを高速に行うことが可能な半導体記憶装置及びその制御方法を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of reading data at high speed and a control method thereof.

また、本発明の他の目的は、複数のビット線が同じセンスアンプを共有するタイプの半導体記憶装置であって、データの読み出しを高速に行うことが可能な半導体記憶装置、並びに、その制御方法を提供することである。   Another object of the present invention is a semiconductor memory device of a type in which a plurality of bit lines share the same sense amplifier, which can read data at high speed, and a control method therefor Is to provide.

本発明による半導体記憶装置は、複数のワード線と、複数のビット線と、ワード線とビット線の交点に配置された複数のメモリセルと、複数のワード線のいずれかを選択するワードドライバと、複数のビット線のいずれにも接続可能な複数のセンスアンプと、ワードドライバによって所定のワード線が選択された状態で、所定のワード線に繋がる複数のメモリセルに対して連続したリード動作が要求されたことに応答して、複数のセンスアンプを順次起動するセンスアンプ起動回路と、ワードドライバによって所定のワード線が選択された状態で、所定のワード線に繋がる同じメモリセルに対して連続したリード動作が要求されたことに応答して、センスアンプ起動回路の動作を一時的に停止させるアドレス判定回路と、を備えることを特徴とする。   A semiconductor memory device according to the present invention includes a plurality of word lines, a plurality of bit lines, a plurality of memory cells arranged at intersections of the word lines and the bit lines, and a word driver that selects any one of the plurality of word lines. In a state where a predetermined word line is selected by a plurality of sense amplifiers that can be connected to any of a plurality of bit lines and a word driver, a continuous read operation is performed on a plurality of memory cells connected to the predetermined word line. In response to a request, a sense amplifier activation circuit that sequentially activates a plurality of sense amplifiers and the same memory cell connected to the predetermined word line in a state where the predetermined word line is selected by the word driver. And an address determination circuit that temporarily stops the operation of the sense amplifier activation circuit in response to the requested read operation being requested. To.

また、本発明による半導体記憶装置の制御方法は、複数のワード線と、複数のビット線と、ワード線とビット線の交点に配置された複数のメモリセルと、複数のワード線のいずれかを選択するワードドライバと、複数のビット線のいずれにも接続可能な複数のセンスアンプとを備える半導体記憶装置の制御方法であって、ワードドライバによって所定のワード線が選択された状態で、所定のワード線に繋がる複数のメモリセルに対して連続したリード動作が要求されたことに応答して、複数のセンスアンプを順次起動し、ワードドライバによって所定のワード線が選択された状態で、所定のワード線に繋がる同じメモリセルに対して連続したリード動作が要求されたことに応答して、センスアンプの起動を一時的に停止させることを特徴とする。   According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a semiconductor memory device comprising: a plurality of word lines; a plurality of bit lines; a plurality of memory cells arranged at intersections of the word lines and the bit lines; A method of controlling a semiconductor memory device comprising a word driver to be selected and a plurality of sense amplifiers connectable to any of a plurality of bit lines, wherein a predetermined word line is selected by the word driver In response to a request for continuous read operation for a plurality of memory cells connected to a word line, a plurality of sense amplifiers are sequentially activated, and a predetermined word line is selected by a word driver. In response to a request for a continuous read operation to the same memory cell connected to the word line, the activation of the sense amplifier is temporarily stopped. .

本発明によれば、複数のビット線のいずれにも接続可能な複数のセンスアンプを備えていることから、同じワード線に繋がる複数のメモリセルに対するリード動作を並列に実行することが可能となる。これにより、センス動作に時間がかかる場合であっても、並列動作によりデータの読み出しを高速に行うことが可能となる。   According to the present invention, since the plurality of sense amplifiers that can be connected to any of the plurality of bit lines are provided, it is possible to execute a read operation on a plurality of memory cells connected to the same word line in parallel. . As a result, even when the sensing operation takes time, data can be read at high speed by the parallel operation.

しかも、同じメモリセルに対してリード動作が連続して要求された場合には、アドレス判定回路によってセンスアンプの起動が一時的に停止することから、同じメモリセルに対して複数のセンスアンプが並列に動作することがない。これにより、同じメモリセルに対して複数のセンスアンプが並列に動作することによって生じるデータの破壊を回避することが可能となる。   In addition, when a read operation is continuously requested for the same memory cell, the activation of the sense amplifier is temporarily stopped by the address determination circuit, so that a plurality of sense amplifiers are connected in parallel to the same memory cell. Will not work. Thereby, it is possible to avoid data destruction caused by a plurality of sense amplifiers operating in parallel on the same memory cell.

その結果、任意のアドレスに対して高速なリード動作を行うことができることから、例えば本発明の対象がPRAMであっても、DRAMとの互換性を確保することが可能となる。   As a result, since a high-speed read operation can be performed on an arbitrary address, for example, even if the object of the present invention is a PRAM, compatibility with a DRAM can be ensured.

本発明の好ましい実施形態による半導体記憶装置の構造を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a structure of a semiconductor memory device according to a preferred embodiment of the present invention. メモリセルアレイ11の構造をより詳細に説明するための回路図である。2 is a circuit diagram for explaining the structure of a memory cell array 11 in more detail. FIG. メモリセルMCの回路図である。3 is a circuit diagram of a memory cell MC. FIG. 第1のセンスアンプ61の回路図である。3 is a circuit diagram of a first sense amplifier 61. FIG. 第1のセンスアンプ61の動作を説明するためのタイミング図である。FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation of the first sense amplifier 61. 判定出力制御回路43の回路図である。3 is a circuit diagram of a determination output control circuit 43. FIG. アドレス判定回路34の回路図である。3 is a circuit diagram of an address determination circuit 34. FIG. センスアンプ起動回路42の回路図である。3 is a circuit diagram of a sense amplifier starting circuit 42. FIG. 半導体記憶装置10の動作を説明するためのタイミング図である。4 is a timing chart for explaining the operation of the semiconductor memory device 10. FIG. センスアンプ61,62の並列動作を説明するための模式的なタイミング図である。FIG. 6 is a schematic timing diagram for explaining parallel operations of sense amplifiers 61 and 62; センスアンプ61〜63の並列動作を説明するための模式的なタイミング図である。It is a schematic timing diagram for explaining the parallel operation of the sense amplifiers 61-63.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の好ましい実施形態による半導体記憶装置の構造を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing a structure of a semiconductor memory device according to a preferred embodiment of the present invention.

図1に示すように、本実施形態による半導体記憶装置10は、複数のメモリセルを含むメモリセルアレイ11と、アドレス信号ADDを受ける複数のアドレス端子21と、コマンド信号CMDを受ける複数のコマンド端子22と、外部クロック信号CKを受けるクロック端子23と、データDQの入出力を行うデータ端子24とを備えている。特に限定されるものではないが、本実施形態による半導体記憶装置10は、外部クロック信号CKに同期して動作するシンクロナス型の半導体記憶装置である。   As shown in FIG. 1, the semiconductor memory device 10 according to the present embodiment includes a memory cell array 11 including a plurality of memory cells, a plurality of address terminals 21 that receive an address signal ADD, and a plurality of command terminals 22 that receive a command signal CMD. And a clock terminal 23 for receiving the external clock signal CK and a data terminal 24 for inputting / outputting data DQ. Although not particularly limited, the semiconductor memory device 10 according to the present embodiment is a synchronous semiconductor memory device that operates in synchronization with the external clock signal CK.

アドレス端子21を介して入力されるアドレス信号ADDは、アドレスバッファ31に供給される。アドレスバッファ31に供給されたアドレス信号ADDのうち、ロウアドレスXADについてはロウデコーダ32に供給され、カラムアドレスについてはカラムデコーダ33及びアドレス判定回路34に供給される。メモリセルアレイ11及びアドレス判定回路34の詳細については後述する。   An address signal ADD input via the address terminal 21 is supplied to the address buffer 31. Among the address signals ADD supplied to the address buffer 31, the row address XAD is supplied to the row decoder 32, and the column address is supplied to the column decoder 33 and the address determination circuit 34. Details of the memory cell array 11 and the address determination circuit 34 will be described later.

ロウデコーダ32は、ロウアドレスXADをデコードし、デコード結果をメモリセルアレイ11内のワードドライバ(WD)に供給する回路である。これにより、メモリセルアレイ11に含まれる複数のワード線のいずれか選択される。   The row decoder 32 is a circuit that decodes a row address XAD and supplies a decoding result to a word driver (WD) in the memory cell array 11. As a result, one of the plurality of word lines included in the memory cell array 11 is selected.

カラムデコーダ33は、カラムアドレスYADをデコードし、デコード結果をメモリセルアレイ11内のカラムスイッチ(YSW)に供給する回路である。これにより、複数のカラムスイッチのいずれかが導通状態となる。   The column decoder 33 is a circuit that decodes the column address YAD and supplies the decoding result to the column switch (YSW) in the memory cell array 11. As a result, one of the plurality of column switches becomes conductive.

コマンド端子22を介して入力されるコマンド信号CMDは、コマンドデコーダ41に供給される。コマンドデコーダ41は、コマンド信号CMDを解析することによって、各種内部コマンドを生成する回路である。コマンドデコーダ41は種々の内部コマンドを生成するが、図1にはリードイネーブル信号CYE、リセット信号RST及びセンスアンプ選択信号SA1,SA2のみを示している。他の内部コマンドについては、本発明の要旨と直接関係がないことから説明を省略する。   A command signal CMD input via the command terminal 22 is supplied to the command decoder 41. The command decoder 41 is a circuit that generates various internal commands by analyzing the command signal CMD. The command decoder 41 generates various internal commands. FIG. 1 shows only the read enable signal CYE, the reset signal RST, and the sense amplifier selection signals SA1 and SA2. Since other internal commands are not directly related to the gist of the present invention, description thereof is omitted.

リードイネーブル信号CYEは、センスアンプ起動回路42及び判定出力制御回路43に供給される。また、リセット信号RSTは判定出力制御回路43に供給され、センスアンプの選択信号SA1,SA2はセンスアンプ起動回路42に供給される。センスアンプ起動回路42及び判定出力制御回路43の詳細については後述する。   The read enable signal CYE is supplied to the sense amplifier activation circuit 42 and the determination output control circuit 43. The reset signal RST is supplied to the determination output control circuit 43, and the sense amplifier selection signals SA 1 and SA 2 are supplied to the sense amplifier activation circuit 42. Details of the sense amplifier activation circuit 42 and the determination output control circuit 43 will be described later.

クロック端子23を介して入力される外部クロック信号CKは、クロック制御回路51に供給される。クロック制御回路51は、外部クロック信号CKに基づいて各種内部クロックを生成する回路である。クロック制御回路51は種々の内部クロックを生成するが、図1にはラッチクロックCLKのみを示している。他の内部クロックについては、本発明の要旨と直接関係がないことから説明を省略する。ラッチクロックCLKは、アドレス判定回路34及び判定出力制御回路43に供給される。   An external clock signal CK input via the clock terminal 23 is supplied to the clock control circuit 51. The clock control circuit 51 is a circuit that generates various internal clocks based on the external clock signal CK. Although the clock control circuit 51 generates various internal clocks, only the latch clock CLK is shown in FIG. Since other internal clocks are not directly related to the gist of the present invention, description thereof is omitted. The latch clock CLK is supplied to the address determination circuit 34 and the determination output control circuit 43.

メモリセルアレイ11から読み出されたデータは、第1及び第2のセンスアンプ61,62によって増幅される。センスアンプ61,62は、それぞれセンスアンプ起動信号SAE1,SAE2によって起動される。センスアンプ起動信号SAE1,SAE2は、センスアンプ起動回路42より供給される信号である。詳細については後述するが、これらセンスアンプ61,62は互いに並列動作が可能であり、これによって読み出しサイクルの短縮が図られている。   Data read from the memory cell array 11 is amplified by the first and second sense amplifiers 61 and 62. The sense amplifiers 61 and 62 are activated by sense amplifier activation signals SAE1 and SAE2, respectively. The sense amplifier activation signals SAE1 and SAE2 are signals supplied from the sense amplifier activation circuit 42. Although details will be described later, these sense amplifiers 61 and 62 can operate in parallel with each other, thereby shortening the read cycle.

センスアンプ61,62の出力はデータバスBUSを介して出力制御回路70に供給される。出力制御回路70は、FIFO回路71及び出力回路72を含み、データバスBUSを介して供給されたリードデータDQをデータ端子24から出力する。リードデータDQの出力は、外部クロック信号CKに同期して行われる。また、データバスBUS上には、ラッチ回路73が設けられており、これによりセンスアンプ61,62から出力されるリードデータが変化しない限り、データバスBUS上のデータは直前の状態を保持する。   The outputs of the sense amplifiers 61 and 62 are supplied to the output control circuit 70 via the data bus BUS. The output control circuit 70 includes a FIFO circuit 71 and an output circuit 72, and outputs read data DQ supplied via the data bus BUS from the data terminal 24. The output of the read data DQ is performed in synchronization with the external clock signal CK. In addition, a latch circuit 73 is provided on the data bus BUS, so that the data on the data bus BUS maintains the previous state unless the read data output from the sense amplifiers 61 and 62 changes accordingly.

尚、図1においては、データ端子24を1個しか表記していないが、本発明がこれに限定されるものではなく、仕様に応じてデータ端子24を複数(例えば16個)設けても構わない。データ端子24を例えば16個設ける場合、センスアンプ61,62、データバスBUS及び出力制御回路70からなる回路群を16セット設ければよい。これにより、一度に16ビットのリードデータを出力することが可能となる。   In FIG. 1, only one data terminal 24 is shown. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of (for example, 16) data terminals 24 may be provided according to specifications. Absent. For example, when 16 data terminals 24 are provided, 16 sets of circuit groups including the sense amplifiers 61 and 62, the data bus BUS, and the output control circuit 70 may be provided. As a result, 16-bit read data can be output at a time.

図2は、メモリセルアレイ11の構造をより詳細に説明するための回路図である。   FIG. 2 is a circuit diagram for explaining the structure of the memory cell array 11 in more detail.

図2に示すように、メモリセルアレイ11は、複数のメモリマットMAT11,MAT12,MAT13・・・と、これら複数のメモリマットに対して共通に割り当てられた第1及び第2のトランスファラインTRL1,TRL2とを有している。トランスファラインTRL1,TRL2は、それぞれ第1及び第2のセンスアンプ61,62に接続されている。 As shown in FIG. 2, the memory cell array 11 includes a plurality of memory mats MAT 11 , MAT 12 , MAT 13 ..., And first and second transfer lines assigned in common to the plurality of memory mats. TRL1 and TRL2 are included. The transfer lines TRL1 and TRL2 are connected to the first and second sense amplifiers 61 and 62, respectively.

メモリマットMAT11,MAT12,MAT13・・・は、いずれも複数のワード線WL1〜WLmと、複数のビット線BL1〜BLnと、これらの交点に配置されたメモリセルMCによって構成されている。ワード線WL1〜WLmの選択は、ワードドライバWDによって行われ、ワード線WL1〜WLmのいずれか一つが活性状態とされる。ワードドライバWDの動作は、上述の通り、ロウデコーダ32によって制御される。また、ビット線BL1〜BLnは、対応するカラムスイッチYSWを介してグローバルビット線GBLに接続可能に構成されている。カラムスイッチYSWの動作は、上述の通り、カラムデコーダ33によって制御される。 Each of the memory mats MAT 11 , MAT 12 , MAT 13 ... Is configured by a plurality of word lines WL1 to WLm, a plurality of bit lines BL1 to BLn, and memory cells MC arranged at intersections thereof. . The selection of the word lines WL1 to WLm is performed by the word driver WD, and any one of the word lines WL1 to WLm is activated. The operation of the word driver WD is controlled by the row decoder 32 as described above. The bit lines BL1 to BLn are configured to be connectable to the global bit line GBL via the corresponding column switch YSW. The operation of the column switch YSW is controlled by the column decoder 33 as described above.

本実施形態では、一つのメモリマットあたり、グローバルビット線GBLが2本設けられている。より具体的には、奇数番目のビット線BL1,BL3,・・・BLn−1については一方のグローバルビット線GBL1(又はGBL3)が割り当てられ、偶数番目のビット線BL2,BL4,・・・BLnについては他方のグローバルビット線GBL2(又はGBL4)が割り当てられている。このような構成により、奇数番目のビット線を介したリード動作中に、偶数番目のビット線を介したリード動作を並列に実行することが可能となる。もちろん、その逆も可能である。   In this embodiment, two global bit lines GBL are provided per memory mat. More specifically, one global bit line GBL1 (or GBL3) is assigned to odd-numbered bit lines BL1, BL3,... BLn-1, and even-numbered bit lines BL2, BL4,. Is assigned the other global bit line GBL2 (or GBL4). With such a configuration, it is possible to execute the read operation via the even-numbered bit lines in parallel during the read operation via the odd-numbered bit lines. Of course, the reverse is also possible.

これに対し、奇数番目のビット線(例えばBL1)を介したリード動作中に、他の奇数番目のビット線(例えばBL3)を介したリード動作を並列に実行することはできない。同様に、偶数番目のビット線(例えばBL2)を介したリード動作中に、他の偶数番目のビット線(例えばBL4)を介したリード動作を並列に実行することはできない。このようなビット線選択を行うと、同じグローバルビット線上でデータの衝突が生じるからである。しかしながら、奇数番目又は偶数番目のビット線の中から、いずれのビット線を選択するか、ロウアドレスによって決まるよう構成すれば、奇数番目又は偶数番目のビット線が連続して選択されることはなくなる。   In contrast, during a read operation via an odd-numbered bit line (for example, BL1), a read operation via another odd-numbered bit line (for example, BL3) cannot be executed in parallel. Similarly, during a read operation via an even-numbered bit line (for example, BL2), a read operation via another even-numbered bit line (for example, BL4) cannot be executed in parallel. This is because such a bit line selection causes data collision on the same global bit line. However, if any bit line is selected from the odd-numbered or even-numbered bit lines depending on the row address, the odd-numbered or even-numbered bit lines are not continuously selected. .

特に限定されるものではないが、本実施形態においては、トランスファラインTRL1,TRL2を共有するメモリマットMATのうち、ロウ方向に隣接する2つのメモリマットには同じロウアドレスが割り当てられている。例えば、メモリマットMAT12,MAT22に対応するワードドライバWDには、同じロウアドレスが供給される。このため、メモリマットMAT12に含まれるワード線とMAT22に含まれるワード線は、同時に選択されることになる。したがって、同時に選択されるワード線同士は、あらかじめ短絡されていても構わない。 Although not particularly limited, in the present embodiment, among the memory mats MAT sharing the transfer lines TRL1, TRL2, the same row address is assigned to two memory mats adjacent in the row direction. For example, the same row address is supplied to the word drivers WD corresponding to the memory mats MAT 12 and MAT 22 . Therefore, the word lines included in the memory mat MAT 12 and the word lines included in the MAT 22 are selected at the same time. Therefore, the word lines selected at the same time may be short-circuited in advance.

かかる構成により、4本のグローバルビット線GBL1〜GBL4を用いて4本のビット線を連続して選択することが可能となる。換言すれば、ロウアドレスが確定し、所定のワード線が選択された状態で、4本のビット線を介したリード動作を連続して実行することが可能となる。但し、本発明がこれに限定されるものではなく、例えば、8ビットさらには16ビットの連続アクセスを可能に構成することも可能である。   With this configuration, it is possible to select four bit lines in succession using the four global bit lines GBL1 to GBL4. In other words, it is possible to continuously execute the read operation through the four bit lines in a state where the row address is determined and a predetermined word line is selected. However, the present invention is not limited to this, and, for example, it is possible to configure to enable continuous access of 8 bits or 16 bits.

図3は、メモリセルMCの回路図である。   FIG. 3 is a circuit diagram of the memory cell MC.

図3に示すように、メモリセルMCは相変化材料からなる相変化記憶素子PCと選択トランジスタTrによって構成され、これらがビット線BLとソース線VSSとの間に直列接続されている。   As shown in FIG. 3, the memory cell MC includes a phase change memory element PC made of a phase change material and a selection transistor Tr, which are connected in series between a bit line BL and a source line VSS.

相変化記憶素子PCを構成する相変化材料としては、2以上の相状態を取り、且つ、相状態によって電気抵抗が異なる材料であれば特に制限されないが、いわゆるカルコゲナイド材料を選択することが好ましい。カルコゲナイド材料とは、ゲルマニウム(Ge)、アンチモン(Sb)、テルル(Te)、インジウム(In)、セレン(Se)等の元素を少なくとも一つ以上含む合金を指す。一例として、GaSb、InSb、InSe、SbTe、GeTe等の2元系元素、GeSbTe、InSbTe、GaSeTe、SnSbTe、InSbGe等の3元系元素、AgInSbTe、(GeSn)SbTe、GeSb(SeTe)、Te81Ge15Sb等の4元系元素が挙げられる。 The phase change material constituting the phase change memory element PC is not particularly limited as long as it is a material that takes two or more phase states and has different electric resistances depending on the phase states, but it is preferable to select a so-called chalcogenide material. The chalcogenide material refers to an alloy containing at least one element such as germanium (Ge), antimony (Sb), tellurium (Te), indium (In), and selenium (Se). As an example, binary elements such as GaSb, InSb, InSe, Sb 2 Te 3 and GeTe, ternary elements such as Ge 2 Sb 2 Te 5 , InSbTe, GaSeTe, SnSb 2 Te 4 and InSbGe, AgInSbTe, (GeSn ) Quaternary elements such as SbTe, GeSb (SeTe), Te 81 Ge 15 Sb 2 S 2 and the like.

カルコゲナイド材料を含む相変化材料は、アモルファス相(非晶質相)及び結晶相のいずれかの相状態をとることができ、アモルファス相では相対的に高抵抗状態、結晶相では相対的に低抵抗状態となる。   Phase change materials including chalcogenide materials can take either an amorphous phase (amorphous phase) or a crystalline phase. The amorphous phase has a relatively high resistance state and the crystalline phase has a relatively low resistance. It becomes a state.

選択トランジスタTrは、NチャンネルMOSトランジスタによって構成され、そのゲート電極は対応するワード線WLに接続されている。これにより、ワード線WLが活性化すると、ビット線BLとソース線VSSとの間に相変化記憶素子PCが接続された状態となる。   The selection transistor Tr is composed of an N-channel MOS transistor, and its gate electrode is connected to the corresponding word line WL. Thereby, when the word line WL is activated, the phase change memory element PC is connected between the bit line BL and the source line VSS.

相変化材料をアモルファス化(リセット)するためには、書き込み電流の印加によって相変化材料を融点以上の温度に加熱し、その後急速に冷却すればよい。一方、相変化材料を結晶化(セット)するためには、書き込み電流の印加によって相変化材料を結晶化温度以上、融点未満の温度に加熱し、その後徐々に冷却すればよい。このような書き込み電流の印加は、図示しない書き込み回路によって供給される。但し、データの書き込み動作は本発明に直接関係しないことから、データの書き込みに関連する説明は省略する。   In order to make the phase change material amorphous (reset), the phase change material may be heated to a temperature equal to or higher than the melting point by applying a write current, and then rapidly cooled. On the other hand, in order to crystallize (set) the phase change material, the phase change material may be heated to a temperature higher than the crystallization temperature and lower than the melting point by applying a write current, and then gradually cooled. Such application of the write current is supplied by a write circuit (not shown). However, since the data write operation is not directly related to the present invention, the description related to the data write is omitted.

一方、データの読み出しは、選択トランジスタTrをオンさせることによって相変化記憶素子PCをビット線BLに接続し、この状態で読み出し電流を流すことによって行われる。読み出し電流は、相変化を生じさせないよう、書き込み電流よりも十分小さな値に設定される。このため、メモリセルMCは、DRAMとは異なり、非破壊読み出しが可能である。また、相変化材料の相状態は、高熱を印加しない限り変化しないことから、電源を切ってもデータが失われることはない。データの読み出しに関連する回路及びその動作については、追って詳述する。   On the other hand, data is read by turning on the selection transistor Tr to connect the phase change memory element PC to the bit line BL and supplying a read current in this state. The read current is set to a value sufficiently smaller than the write current so as not to cause a phase change. Therefore, unlike the DRAM, the memory cell MC can be read nondestructively. In addition, since the phase state of the phase change material does not change unless high heat is applied, data is not lost even when the power is turned off. A circuit related to data reading and its operation will be described in detail later.

図2に戻って、トランスファスイッチTSWは、第1のトランスファラインTRL1に接続された第1のトランスファスイッチTSW1と、第2のトランスファラインTRL2に接続された第2のトランスファスイッチTSW2によって構成されている。これらトランスファスイッチTSW1,TSW2は、転送信号S30に応答して排他的にオンする。したがって、選択されたメモリセルMCは、第1のトランスファスイッチTSW1がオンすれば第1のセンスアンプ61に接続され、第2のトランスファスイッチTSW2がオンすれば第2のセンスアンプ62に接続されることになる。   Returning to FIG. 2, the transfer switch TSW includes a first transfer switch TSW1 connected to the first transfer line TRL1 and a second transfer switch TSW2 connected to the second transfer line TRL2. . These transfer switches TSW1 and TSW2 are exclusively turned on in response to the transfer signal S30. Therefore, the selected memory cell MC is connected to the first sense amplifier 61 when the first transfer switch TSW1 is turned on, and is connected to the second sense amplifier 62 when the second transfer switch TSW2 is turned on. It will be.

上述の通り、トランスファラインTRL1,TRL2は複数のメモリマットMAT11,MAT12,MAT13・・・に対して共通に割り当てられている。したがって、第1及び第2のセンスアンプ61,62も、複数のメモリマットMAT11,MAT12,MAT13・・・に対して共通に割り当てられる。つまり、複数のメモリマットMAT11,MAT12,MAT13・・・に対して読み出し回路が2系統設けられていることになる。 As described above, transfer lines TRL1, TRL2 is assigned in common to a plurality of memory mats MAT 11, MAT 12, MAT 13 ···. Therefore, the first and second sense amplifiers 61 and 62 are also commonly assigned to the plurality of memory mats MAT 11 , MAT 12 , MAT 13 . That is, two readout circuits are provided for the plurality of memory mats MAT 11 , MAT 12 , MAT 13 .

DRAMのような一般的な半導体記憶装置では、センスアンプはビット線対ごとに割り当てられるため、センスアンプはセルアレイの内部に配置されることが多い。しかしながら、PRAMにおいては、データを読み出す場合、相変化記憶素子PCに読み出し電流を流すことによってメモリセルMCの保持内容を電位差に変換し、さらに、この電位差を増幅する必要がある。このため、PRAMのセンスアンプは、DRAMのセンスアンプに比べて回路規模が非常に大きくなる。このような理由から、本実施形態では、複数のメモリマットMAT11,MAT12,MAT13・・・に対して、センスアンプ61,62を共通に割り当てているのである。 In a general semiconductor memory device such as a DRAM, a sense amplifier is assigned to each bit line pair, so that the sense amplifier is often arranged inside a cell array. However, in the PRAM, when reading data, it is necessary to convert the content held in the memory cell MC into a potential difference by flowing a read current through the phase change memory element PC, and to amplify the potential difference. For this reason, the circuit scale of the PRAM sense amplifier is much larger than that of the DRAM sense amplifier. For this reason, in this embodiment, the sense amplifiers 61 and 62 are commonly assigned to the plurality of memory mats MAT 11 , MAT 12 , MAT 13 .

図4は、第1のセンスアンプ61の回路図である。   FIG. 4 is a circuit diagram of the first sense amplifier 61.

図4に示すように、第1のセンスアンプ61は、変換回路100と増幅回路200とタイミング信号生成回路300によって構成されている。変換回路100は、メモリセルMCの保持内容を電位差に変換する回路であり、増幅回路200は、変換回路100によって生成された電位差を増幅する回路である。また、タイミング信号生成回路300は、プリチャージ信号S11、センス活性化信号S12及びラッチ信号S13を生成する回路であり、センスアンプ起動回路42より供給されるセンスアンプ起動信号SAE1の活性化に応答して、これら信号S11〜S13を生成する。   As shown in FIG. 4, the first sense amplifier 61 includes a conversion circuit 100, an amplification circuit 200, and a timing signal generation circuit 300. The conversion circuit 100 is a circuit that converts the content held in the memory cell MC into a potential difference, and the amplifier circuit 200 is a circuit that amplifies the potential difference generated by the conversion circuit 100. The timing signal generation circuit 300 is a circuit that generates the precharge signal S11, the sense activation signal S12, and the latch signal S13, and responds to the activation of the sense amplifier activation signal SAE1 supplied from the sense amplifier activation circuit 42. Thus, these signals S11 to S13 are generated.

図4に示すように、変換回路100は、内部ノードAと電源配線との間に並列に接続された読み出しトランジスタ101及びプリチャージトランジスタ102と、内部ノードAとグランド配線との間に接続されたリセットトランジスタ103とを備えている。   As shown in FIG. 4, the conversion circuit 100 is connected between the internal node A and the ground wiring, and the read transistor 101 and the precharge transistor 102 connected in parallel between the internal node A and the power supply wiring. And a reset transistor 103.

読み出しトランジスタ101は、Pチャンネル型のMOSトランジスタであり、ダイオード接続されたトランジスタ111及び電流制限回路120を介して、トランスファラインTRL1に読み出し電流を供給する役割を果たす。プリチャージトランジスタ102もPチャンネル型のMOSトランジスタであり、ダイオード接続されたトランジスタ112及び電流制限回路120を介して、トランスファラインTRL1をプリチャージする役割を果たす。これは、読み出し前の期間ではトランスファラインTRL1がグランドレベルまで低下しているため、読み出し可能なレベルまで速やかに電位を上昇させる必要があるからである。したがって、プリチャージトランジスタ102の電流供給能力は、読み出しトランジスタ101の電流供給能力よりも十分に高く設計される。   The read transistor 101 is a P-channel MOS transistor, and plays a role of supplying a read current to the transfer line TRL1 via the diode-connected transistor 111 and the current limiting circuit 120. The precharge transistor 102 is also a P-channel MOS transistor, and plays a role of precharging the transfer line TRL1 via the diode-connected transistor 112 and the current limiting circuit 120. This is because, since the transfer line TRL1 is lowered to the ground level in the period before reading, it is necessary to quickly increase the potential to a readable level. Therefore, the current supply capability of the precharge transistor 102 is designed to be sufficiently higher than the current supply capability of the read transistor 101.

また、リセットトランジスタ103は、Nチャンネル型のMOSトランジスタであり、読み出し終了後にトランスファラインTRL1をグランドレベルまで低下させる役割を果たす。   The reset transistor 103 is an N-channel MOS transistor and plays a role of lowering the transfer line TRL1 to the ground level after the reading is completed.

プリチャージトランジスタ102のゲートには、プリチャージ信号S11が供給される。このため、プリチャージ信号S11が活性レベル(ローレベル)になると、トランスファラインTRL1は速やかにプリチャージされる。また、読み出しトランジスタ101とリセットトランジスタ103のゲートには、センス活性化信号S12が共通に供給される。このため、センス活性化信号S12が活性レベル(ローレベル)になると、トランスファラインTRL1には読み出し電流が供給され、非活性レベル(ハイレベル)になると、トランスファラインTRL1はグランドレベルに接続される。   A precharge signal S 11 is supplied to the gate of the precharge transistor 102. For this reason, when the precharge signal S11 becomes the active level (low level), the transfer line TRL1 is quickly precharged. The sense activation signal S12 is commonly supplied to the gates of the read transistor 101 and the reset transistor 103. Therefore, when the sense activation signal S12 becomes active level (low level), a read current is supplied to the transfer line TRL1, and when it becomes inactive level (high level), the transfer line TRL1 is connected to the ground level.

一方、増幅回路200は、差動回路部210、ラッチ部220及び出力回路230を含んでいる。   On the other hand, the amplifier circuit 200 includes a differential circuit unit 210, a latch unit 220, and an output circuit 230.

差動回路部210は、内部ノードAの電位と基準電位Vrefを比較する回路であり、センス活性化信号S12が活性レベルになると比較動作を実行し、内部ノードB,C間により大きな電位差を生じさせる。また、ラッチ部220は、差動回路部210の出力を保持する回路であり、ラッチ信号S13が活性レベル(ハイレベル)になると、ラッチ動作を実行する。さらに、出力回路230は、差動回路部210の出力に基づいてデータバスBUSを駆動する回路であり、ラッチ信号S13が活性レベルになると、出力動作を実行する。   The differential circuit unit 210 compares the potential of the internal node A with the reference potential Vref. When the sense activation signal S12 becomes an active level, the differential circuit unit 210 performs a comparison operation and generates a large potential difference between the internal nodes B and C. Let The latch unit 220 is a circuit that holds the output of the differential circuit unit 210, and executes a latch operation when the latch signal S13 becomes an active level (high level). Furthermore, the output circuit 230 is a circuit that drives the data bus BUS based on the output of the differential circuit unit 210, and executes an output operation when the latch signal S13 becomes an active level.

以上が第1のセンスアンプ61の回路構成である。第2のセンスアンプ62については、変換回路100が第2のトランスファラインTRL2に接続される点、並びに、タイミング信号生成回路300にセンスアンプ起動信号SAE2が供給される点を除き、図4に示した第1のセンスアンプ61と同じ回路構成を有している。   The above is the circuit configuration of the first sense amplifier 61. The second sense amplifier 62 is shown in FIG. 4 except that the conversion circuit 100 is connected to the second transfer line TRL2 and the sense amplifier activation signal SAE2 is supplied to the timing signal generation circuit 300. The first sense amplifier 61 has the same circuit configuration.

図5は、第1のセンスアンプ61の動作を説明するためのタイミング図である。   FIG. 5 is a timing diagram for explaining the operation of the first sense amplifier 61.

第1のセンスアンプSA1を用いたデータの読み出しを行う前の状態においては(時刻t1以前)、プリチャージ信号S11及びセンス活性化信号S12はいずれもハイレベルである。これによりリセットトランジスタ103がオンすることから、トランスファラインTRL1はグランドレベルに保たれる。   In a state before reading data using the first sense amplifier SA1 (before time t1), both the precharge signal S11 and the sense activation signal S12 are at a high level. As a result, the reset transistor 103 is turned on, so that the transfer line TRL1 is kept at the ground level.

そして、時刻t1においてプリチャージ信号S11及びセンス活性化信号S12をローレベルに活性化させると、リセットトランジスタ103がオフし、読み出しトランジスタ101及びプリチャージトランジスタ102がオンすることから、トランスファラインTRL1がプリチャージされる。これにより、内部ノードAの電位は、基準電位Vref近傍まで上昇する。   When the precharge signal S11 and the sense activation signal S12 are activated to a low level at time t1, the reset transistor 103 is turned off and the read transistor 101 and the precharge transistor 102 are turned on, so that the transfer line TRL1 is precharged. Charged. As a result, the potential of the internal node A rises to near the reference potential Vref.

次に、時刻t2において、所定の転送信号S30を活性化させる。これにより、読み出し対象となるメモリマットMATに対応した、第1のトランスファスイッチTSW1がオンする。その結果、センスアンプSA1からみたトランスファラインTRL1の容量が増大することから、内部ノードAの電位は急速に低下する。しかしながら、読み出しトランジスタ101及びプリチャージトランジスタ102がオンしていることから、プリチャージ動作が進行し、内部ノードAの電位は再び基準電位Vref近傍まで上昇する。   Next, at time t2, a predetermined transfer signal S30 is activated. As a result, the first transfer switch TSW1 corresponding to the memory mat MAT to be read is turned on. As a result, the capacitance of the transfer line TRL1 as viewed from the sense amplifier SA1 increases, so that the potential of the internal node A rapidly decreases. However, since the read transistor 101 and the precharge transistor 102 are on, the precharge operation proceeds and the potential of the internal node A rises again to the vicinity of the reference potential Vref.

次に、プリチャージが完了する時刻t3において、プリチャージ信号S11をハイレベルに非活性化させる。センス活性化信号S12については活性状態を維持しておく。これにより、トランスファラインTRL1に供給される電流は、読み出しトランジスタ101を介した読み出し電流のみとなる。   Next, at time t3 when the precharge is completed, the precharge signal S11 is deactivated to a high level. The sense activation signal S12 is kept active. Thus, the current supplied to the transfer line TRL1 is only the read current via the read transistor 101.

このため、読み出し対象のメモリセルMCが高抵抗状態、つまり、相変化記憶素子PCがアモルファス状態(リセット状態)であれば、内部ノードAの電位は基準電位Vrefよりも高くなる。これに対し、読み出し対象のメモリセルMCが低抵抗状態、つまり、相変化記憶素子PCが結晶状態(セット状態)であれば、内部ノードAの電位は基準電位Vrefよりも低くなる。   Therefore, if the memory cell MC to be read is in a high resistance state, that is, if the phase change memory element PC is in an amorphous state (reset state), the potential of the internal node A becomes higher than the reference potential Vref. On the other hand, if the memory cell MC to be read is in a low resistance state, that is, if the phase change memory element PC is in a crystalline state (set state), the potential of the internal node A is lower than the reference potential Vref.

このように、メモリセルMCの保持内容に応じて、内部ノードAと基準電位Vrefとの間には、所定の電位差が生じることになる。これに応じ、増幅回路200に含まれる差動回路部210は、内部ノードB,Cにより大きな電位差を生じさせる。   Thus, a predetermined potential difference is generated between the internal node A and the reference potential Vref according to the contents held in the memory cell MC. In response to this, the differential circuit unit 210 included in the amplifier circuit 200 causes a large potential difference between the internal nodes B and C.

次に、時刻t4において、センス活性化信号S12をハイレベルに非活性化させるとともに、ラッチ信号S13をハイレベルに活性化させる。これにより、増幅回路200に含まれるラッチ部220は、内部ノードB,Cの一方を電源電位まで引き上げるとともに、他方をグランドレベルまで引き下げ、この状態を保持する。保持された情報は、出力回路230を介してデータバスBUSに出力される。   Next, at time t4, the sense activation signal S12 is deactivated to a high level, and the latch signal S13 is activated to a high level. As a result, the latch unit 220 included in the amplifier circuit 200 raises one of the internal nodes B and C to the power supply potential and lowers the other to the ground level, and maintains this state. The held information is output to the data bus BUS via the output circuit 230.

増幅回路200に含まれるラッチ部220が活性化した後は、読み出されたデータが保持されることから、メモリセルMCとセンスアンプSA1との接続は不要である。このため、時刻t4の直後である時刻t5において、転送信号S30を非活性化させる。   Since the read data is held after the latch unit 220 included in the amplifier circuit 200 is activated, the connection between the memory cell MC and the sense amplifier SA1 is unnecessary. For this reason, the transfer signal S30 is inactivated at time t5, which is immediately after time t4.

そして、データバスBUSを介したデータの読み出しが完了した後、時刻t6においてラッチ信号S13をローレベルに非活性化させる。これにより、各信号の状態は時刻t1以前の状態に戻ることから、同じセンスアンプ61を用いた次の読み出し動作を開始することが可能となる。   Then, after the reading of data via the data bus BUS is completed, the latch signal S13 is deactivated to a low level at time t6. As a result, the state of each signal returns to the state before time t1, so that the next read operation using the same sense amplifier 61 can be started.

以上がセンスアンプ61の動作である。本実施形態においては、このようなセンスアンプが2系統備えられていることから、これら2つのセンスアンプを並列動作させることが可能である。センスアンプの並列動作については後述する。   The above is the operation of the sense amplifier 61. In the present embodiment, since two such sense amplifiers are provided, these two sense amplifiers can be operated in parallel. The parallel operation of the sense amplifier will be described later.

図6は、判定出力制御回路43の回路図である。   FIG. 6 is a circuit diagram of the determination output control circuit 43.

図6に示すように、判定出力制御回路43は、従属接続された2つのラッチ回路43a,43bと、AND回路43cによって構成されている。ラッチ回路43a,43bは、いずれも入力ノードD、出力ノードQ、クロックノードC及びリセットノードRを有しており、クロックノードCに供給されるラッチクロックCLKに同期して、入力ノードDの論理レベルをラッチする。ラッチした論理レベルは、出力ノードQから出力される。また、リセットノードRにはリセット信号RSTが供給されており、リセット信号RSTが活性化すると、ラッチ回路43a,43bのラッチ内容はローレベルにリセットされる。リセット信号RSTは、電源投入時やリセット時に活性化する信号である。   As shown in FIG. 6, the determination output control circuit 43 includes two latch circuits 43a and 43b connected in cascade and an AND circuit 43c. Each of the latch circuits 43a and 43b has an input node D, an output node Q, a clock node C, and a reset node R, and the logic of the input node D is synchronized with the latch clock CLK supplied to the clock node C. Latch the level. The latched logic level is output from the output node Q. The reset signal RST is supplied to the reset node R. When the reset signal RST is activated, the latch contents of the latch circuits 43a and 43b are reset to a low level. The reset signal RST is a signal that is activated when the power is turned on or reset.

前段のラッチ回路43aの入力ノードDには、リードイネーブル信号CYEが供給されている。また、その出力ノードQは、後段のラッチ回路43bの入力ノードDに接続されている。AND回路43cは、判定許可信号CMPENを生成する回路であり、一方の入力ノードにはリードイネーブル信号CYEが供給され、他方の入力ノードには後段のラッチ回路43bの出力が供給されている。   A read enable signal CYE is supplied to the input node D of the preceding latch circuit 43a. The output node Q is connected to the input node D of the latch circuit 43b at the subsequent stage. The AND circuit 43c is a circuit that generates the determination permission signal CMPEN, and the read enable signal CYE is supplied to one input node, and the output of the latch circuit 43b in the subsequent stage is supplied to the other input node.

このような回路構成により、判定出力制御回路43は、ラッチクロックCLKに同期してリードイネーブル信号CYEが2回連続して発生した場合に、判定許可信号CMPENを活性化させる。判定出力制御回路43によって生成される判定許可信号CMPENは、図1に示したアドレス判定回路34に供給される。   With such a circuit configuration, the determination output control circuit 43 activates the determination permission signal CMPEN when the read enable signal CYE is generated twice consecutively in synchronization with the latch clock CLK. The determination permission signal CMPEN generated by the determination output control circuit 43 is supplied to the address determination circuit 34 shown in FIG.

図7は、アドレス判定回路34の回路図である。   FIG. 7 is a circuit diagram of the address determination circuit 34.

図7に示すように、アドレス判定回路34は、カラムアドレスYADのビット数(k+1ビット)と同数の比較回路34〜34と、NAND回路34dによって構成されている。比較回路34〜34には、それぞれカラムアドレスYADを構成する各ビットYAD0〜YADkが供給されている。 As shown in FIG. 7, the address determination circuit 34 includes a comparator circuit 34 0 to 34C k equal in number to the number of bits of the column address YAD (k + 1 bit), and a NAND circuit 34d. The comparison circuits 34 0 to 34 k are supplied with the bits YAD 0 to YADk constituting the column address YAD, respectively.

比較回路34〜34は互いに同じ回路構成を有しており、図7に示すように、従属接続された2つのラッチ回路34a,34bと、EXNOR(排他的非論理和)回路34cによって構成されている。ラッチ回路34a,34bは、いずれも入力ノードD、出力ノードQ及びクロックノードCを有しており、クロックノードCに供給されるラッチクロックCLKに同期して、入力ノードDの論理レベルをラッチする。ラッチした論理レベルは、出力ノードQから出力される。 The comparison circuits 34 0 to 34 k have the same circuit configuration, and as shown in FIG. 7, are configured by two latch circuits 34 a and 34 b connected in cascade and an EXNOR (exclusive non-OR) circuit 34 c. Has been. Each of the latch circuits 34a and 34b has an input node D, an output node Q, and a clock node C, and latches the logic level of the input node D in synchronization with the latch clock CLK supplied to the clock node C. . The latched logic level is output from the output node Q.

前段のラッチ回路34aの入力ノードDには、カラムアドレスYADの対応するビットが供給されている。また、その出力ノードQは、後段のラッチ回路34bの入力ノードDに接続されている。EXNOR回路34cは、一致信号HITを生成する回路であり、一方の入力ノードにはカラムアドレスYADの対応するビットが供給され、他方の入力ノードには後段のラッチ回路34bの出力が供給されている。   A corresponding bit of the column address YAD is supplied to the input node D of the latch circuit 34a in the previous stage. The output node Q is connected to the input node D of the latch circuit 34b at the subsequent stage. The EXNOR circuit 34c is a circuit that generates the coincidence signal HIT, and the corresponding bit of the column address YAD is supplied to one input node, and the output of the subsequent latch circuit 34b is supplied to the other input node. .

このような回路構成により、各比較回路34〜34は、カラムアドレスYADの対応するビットが2回連続して同じ論理レベルである場合に、一致信号HITを活性化させる。比較回路34〜34からの一致信号HITは、全てNAND回路34dに供給される。さらに、NAND回路34dには、判定出力制御回路43によって生成された判定許可信号CMPENが入力されている。 With such a circuit configuration, each of the comparison circuits 34 0 to 34 k activates the coincidence signal HIT when the corresponding bits of the column address YAD are at the same logical level twice in succession. All the coincidence signals HIT from the comparison circuits 34 0 to 34 k are supplied to the NAND circuit 34 d. Further, the determination permission signal CMPEN generated by the determination output control circuit 43 is input to the NAND circuit 34d.

これにより、アドレス判定回路34は、判定許可信号CMPENが活性化しており、且つ、カラムアドレスYADが連続して同じ値であるという条件が満たされると、センス停止信号SASTPをローレベルに活性化させる。   Thereby, the address determination circuit 34 activates the sense stop signal SASTP to a low level when the condition that the determination permission signal CMPEN is activated and the column address YAD is continuously the same value is satisfied. .

このような条件が満たされるケースとしては、ロウアドレスが固定された状態で、同一のカラムアドレスYADを指定してリードコマンドが連続して発行された場合(ケース1)や、ロウアドレスが固定された状態で、バースト動作の最後のカラムアドレスYADと同じカラムアドレスを指定してリードコマンドが発行された場合(ケース2)が該当する。ここで、「ロウアドレスが固定された状態」であることが条件となるのは、ロウアドレスが固定された状態で連続したリード動作を行わなければ、判定許可信号CMPENが活性化しないからである。尚、ロウアドレスが固定された状態においては、所定のワード線が選択されたままの状態に維持される。   This condition is satisfied when the row address is fixed and the same column address YAD is specified and read commands are issued continuously (case 1), or the row address is fixed. In this state, a case where the read command is issued by designating the same column address as the last column address YAD of the burst operation (Case 2) is applicable. Here, the condition is that the “row address is fixed” because the determination permission signal CMPEN is not activated unless a continuous read operation is performed with the row address fixed. . In the state where the row address is fixed, the predetermined word line is kept selected.

このようにして生成されるセンス停止信号SASTPは、図1に示したセンスアンプ起動回路42に供給される。   The sense stop signal SASTP generated in this way is supplied to the sense amplifier activation circuit 42 shown in FIG.

図8は、センスアンプ起動回路42の回路図である。   FIG. 8 is a circuit diagram of the sense amplifier starting circuit 42.

図8に示すように、センスアンプ起動回路42は、2つのAND回路42a,42bによって構成されている。AND回路42a,42bには、センス停止信号SASTP及びリードイネーブル信号CYEが共通に供給されているとともに、センスアンプの選択信号SA1,SA2が個別に供給されている。センスアンプの選択信号SA1,SA2は、リード動作時においてセンスアンプ61,62のいずれを使用するかを選択する信号であり、少なくとも連続したリード動作時においては、交互に活性化される。   As shown in FIG. 8, the sense amplifier starting circuit 42 includes two AND circuits 42a and 42b. The AND circuits 42a and 42b are commonly supplied with a sense stop signal SASTP and a read enable signal CYE, and individually supplied with sense amplifier selection signals SA1 and SA2. The sense amplifier selection signals SA1 and SA2 are used to select which of the sense amplifiers 61 and 62 is used during a read operation, and are alternately activated at least during a continuous read operation.

このような構成により、リード動作時においては、リードイネーブル信号CYEに同期してセンスアンプ起動信号SAE1,SAE2のいずれか一方がハイレベルに活性化することになる。但し、センス停止信号SASTPがローレベルとなっている場合は、センスアンプ選択信号SA1,SA2がマスクされ、センスアンプ起動信号SAE1,SAE2はいずれもローレベルに保持される。センス停止信号SASTPがローレベルとなる条件については、上述したとおりである。   With such a configuration, during the read operation, one of the sense amplifier activation signals SAE1 and SAE2 is activated to a high level in synchronization with the read enable signal CYE. However, when the sense stop signal SASTP is at a low level, the sense amplifier selection signals SA1 and SA2 are masked, and the sense amplifier activation signals SAE1 and SAE2 are both held at a low level. The conditions for the sense stop signal SASTP to be at the low level are as described above.

以上が本実施形態による半導体記憶装置10の構成である。次に、本実施形態による半導体記憶装置10の動作について説明する。   The above is the configuration of the semiconductor memory device 10 according to the present embodiment. Next, the operation of the semiconductor memory device 10 according to the present embodiment will be explained.

図9は、半導体記憶装置10の動作を説明するためのタイミング図である。   FIG. 9 is a timing chart for explaining the operation of the semiconductor memory device 10.

図9に示す例では、外部クロック信号CKのアクティブエッジCK0,CK1,CK2,CK4及びCK5に同期してリードコマンドが発行され、それぞれ指定されたカラムアドレスYADが図9に示す値である場合を示している。また、図9には示されていないが、アクティブエッジCK0よりも以前にアクティブコマンドが発行されている。これにより、少なくともアクティブエッジCK0以降においては、ロウアドレスが確定した状態である。つまり、所定のワード線が選択された状態が保たれている。   In the example shown in FIG. 9, a read command is issued in synchronization with the active edges CK0, CK1, CK2, CK4, and CK5 of the external clock signal CK, and the designated column address YAD has the value shown in FIG. Show. Although not shown in FIG. 9, the active command is issued before the active edge CK0. As a result, at least after the active edge CK0, the row address is determined. That is, a state where a predetermined word line is selected is maintained.

図9に示すように、リードコマンド(READ)が発行されると、そのたびにリードイネーブル信号CYEが活性化する。また、センスアンプ起動信号SAE1,SAE2は、外部クロック信号CK又はリードイネーブル信号CYEに対して交互に活性化し、これによって、センスアンプ61,62が交互に選択される。例えば、図9に示すように、外部クロック信号CKに対してセンスアンプ起動信号SAE1,SAE2を交互に活性化させる場合、アクティブエッジCK0,CK2,CK4に同期したリードコマンドに対しては、センスアンプ起動信号SAE1が活性化し、これによってセンスアンプ61が選択される。また、アクティブエッジCK1に同期したリードコマンドに対しては、センスアンプ起動信号SAE2が活性化し、これによってセンスアンプ62が選択される。これに対し、リードイネーブル信号CYEに対してセンスアンプ起動信号SAE1,SAE2を交互に活性化させる場合、アクティブエッジCK0,CK2に同期したリードコマンドに対してはセンスアンプ起動信号SAE1が活性化し、アクティブエッジCK1,CK4に同期したリードコマンドに対してはセンスアンプ起動信号SAE2が活性化する。図9には、クロック信号CKに対してセンスアンプ起動信号SAE1,SAE2を交互に活性化させた例を示しているが、本発明がこれに限定されるものではない。   As shown in FIG. 9, every time a read command (READ) is issued, the read enable signal CYE is activated. Further, the sense amplifier activation signals SAE1 and SAE2 are alternately activated with respect to the external clock signal CK or the read enable signal CYE, whereby the sense amplifiers 61 and 62 are alternately selected. For example, as shown in FIG. 9, when the sense amplifier activation signals SAE1 and SAE2 are alternately activated with respect to the external clock signal CK, the sense amplifier is applied to a read command synchronized with the active edges CK0, CK2 and CK4. The activation signal SAE1 is activated, whereby the sense amplifier 61 is selected. For a read command synchronized with the active edge CK1, the sense amplifier activation signal SAE2 is activated, thereby selecting the sense amplifier 62. In contrast, when the sense amplifier activation signals SAE1 and SAE2 are activated alternately with respect to the read enable signal CYE, the sense amplifier activation signal SAE1 is activated and activated for a read command synchronized with the active edges CK0 and CK2. The sense amplifier activation signal SAE2 is activated in response to a read command synchronized with the edges CK1 and CK4. Although FIG. 9 shows an example in which the sense amplifier activation signals SAE1 and SAE2 are activated alternately with respect to the clock signal CK, the present invention is not limited to this.

また、アクティブエッジCK1,CK2,CK5に同期したリードコマンドは、連続したリードコマンドの2回目(又はそれ以上)に該当することから、これに応答して判定許可信号CMPENが活性化している。上述の通り、判定許可信号CMPENが活性化すると、アドレス判定回路34による判定動作が許可された状態となる。   Further, since the read command synchronized with the active edges CK1, CK2, and CK5 corresponds to the second (or more) consecutive read commands, the determination permission signal CMPEN is activated in response thereto. As described above, when the determination permission signal CMPEN is activated, the determination operation by the address determination circuit 34 is permitted.

しかしながら、アクティブエッジCK1に同期したリードコマンドにおいては、直前(CK0)のリード動作において指定されたカラムアドレスYAD(0000)とは異なるカラムアドレスYAD(0001)が指定されていることから、センス停止信号SASTPは活性化せず、ハイレベルを保持している。同様に、アクティブエッジCK2に同期したリードコマンドにおいても、直前(CK1)のリード動作において指定されたカラムアドレスYAD(0001)とは異なるカラムアドレスYAD(0002)が指定されていることから、センス停止信号SASTPは活性化せず、ハイレベルを保持している。   However, in the read command synchronized with the active edge CK1, the column address YAD (0001) different from the column address YAD (0000) specified in the immediately preceding (CK0) read operation is specified. SASTP is not activated and maintains a high level. Similarly, in the read command synchronized with the active edge CK2, since the column address YAD (0002) different from the column address YAD (0001) specified in the immediately preceding read operation (CK1) is specified, the sense stop is performed. The signal SASTP is not activated and maintains a high level.

このように、リードコマンドが連続して発行された場合であっても、指定されるカラムアドレスYADが異なる場合には、センス停止信号SASTPはハイレベルを保持するために、センスアンプ起動信号SAE1,SAE2は交互に活性化し、センスアンプ61,62による並列動作が実行される。センスアンプ61,62の並列動作については後述する。   As described above, even when the read command is issued continuously, if the designated column address YAD is different, the sense stop signal SASTP is held at the high level, so that the sense amplifier activation signal SAE1, SAE2 is activated alternately, and the parallel operation by the sense amplifiers 61 and 62 is executed. The parallel operation of the sense amplifiers 61 and 62 will be described later.

一方、アクティブエッジCK4に同期したリードコマンドにおいては、前回(CK2)のリード動作において指定されたカラムアドレスYAD(0002)と同じカラムアドレスYAD(0002)が指定されているが、直前(CK3)に同期したリードイネーブル信号CYEが発生していないことから、判定許可信号CMPENが非活性状態である。その結果、センス停止信号SASTPはハイレベルを保持する。   On the other hand, in the read command synchronized with the active edge CK4, the same column address YAD (0002) as the column address YAD (0002) specified in the previous (CK2) read operation is specified, but immediately before (CK3). Since the synchronized read enable signal CYE is not generated, the determination permission signal CMPEN is inactive. As a result, the sense stop signal SASTP maintains a high level.

これに対し、アクティブエッジCK5に同期したリードコマンドにおいては、直前(CK4)のリード動作において指定されたカラムアドレスYAD(0002)と同じカラムアドレスYAD(0002)が指定されている。このため、センス停止信号SASTPがローレベルに活性化する。その結果、センスアンプの選択信号(この場合SA2)がマスクされ、本来活性化すべきであったセンスアンプ起動信号SAE2がローレベルのままとなる。これにより、指定されたカラムアドレスYAD(0002)に対するセンス動作は行われなくなる。   On the other hand, in the read command synchronized with the active edge CK5, the same column address YAD (0002) as the column address YAD (0002) specified in the immediately preceding (CK4) read operation is specified. For this reason, the sense stop signal SASTP is activated to a low level. As a result, the sense amplifier selection signal (SA2 in this case) is masked, and the sense amplifier activation signal SAE2 that should have been activated remains at the low level. As a result, the sensing operation for the designated column address YAD (0002) is not performed.

しかしながら、本実施形態では、データバス上にラッチ回路73が設けられており、直前のリードデータが保持されていることから、センス動作を行うことなく、正しいリードデータ(DATA0002)を出力することが可能となる。   However, in this embodiment, since the latch circuit 73 is provided on the data bus and the immediately preceding read data is held, correct read data (DATA0002) can be output without performing a sensing operation. It becomes possible.

このように、本実施形態では、同じメモリセルに対して2つのセンスアンプ61,62が並列に動作するような条件が発生した場合、後から選択されるセンスアンプ(図9に示した例ではセンスアンプ62)の動作を停止させている。このため、同じメモリセルに対して複数のセンスアンプが並列動作することによるデータの破壊を防止しつつ、正しいリードデータを出力することが可能となる。   As described above, in the present embodiment, when a condition occurs in which the two sense amplifiers 61 and 62 operate in parallel with respect to the same memory cell, the sense amplifier selected later (in the example shown in FIG. 9). The operation of the sense amplifier 62) is stopped. Therefore, it is possible to output correct read data while preventing data destruction due to a plurality of sense amplifiers operating in parallel on the same memory cell.

尚、特許文献5には、同一アドレスに対して連続したリード動作が要求された場合、メモリセルへのアクセスを行うことなく前回のリードデータを出力する半導体記憶装置が記載されている。しかしながら、特許文献5に記載された半導体記憶装置においては、複数のセンスアンプが複数のビット線のいずれにも接続できるような構成を有しておらず、したがって、複数のセンスアンプを並列に使用することによる高速動作を行うことができない。また、特許文献5に記載された半導体記憶装置は、上記の構成を有していないことから、同一アドレスに対して連続してリード動作を行ってもデータの破壊は生じない。つまり、特許文献5に記載された半導体記憶装置は、本発明とは前提となる構成が相違している。   Patent Document 5 describes a semiconductor memory device that outputs previous read data without accessing a memory cell when a continuous read operation is requested for the same address. However, the semiconductor memory device described in Patent Document 5 does not have a configuration in which a plurality of sense amplifiers can be connected to any of a plurality of bit lines, and therefore a plurality of sense amplifiers are used in parallel. It is impossible to perform high speed operation. Further, since the semiconductor memory device described in Patent Document 5 does not have the above-described configuration, no data is destroyed even if the read operation is continuously performed on the same address. In other words, the semiconductor memory device described in Patent Document 5 is different from the premise in the configuration of the present invention.

図10は、センスアンプ61,62の並列動作を説明するための模式的なタイミング図である。   FIG. 10 is a schematic timing diagram for explaining the parallel operation of the sense amplifiers 61 and 62.

図10に示すように、センスアンプ61,62の動作期間T0は、いずれもプリチャージ期間T1と変換期間T2と増幅期間T3によって構成される。   As shown in FIG. 10, the operation period T0 of the sense amplifiers 61 and 62 is composed of a precharge period T1, a conversion period T2, and an amplification period T3.

プリチャージ期間T1は、トランスファラインTRL1又はトランスファラインTRL2の電位をグランドレベルからプリチャージレベルまで引き上げる期間であり、図5に示した時刻t1〜t3の期間に相当する。したがって、この動作は変換回路100により実行される。   The precharge period T1 is a period in which the potential of the transfer line TRL1 or the transfer line TRL2 is raised from the ground level to the precharge level, and corresponds to the period of time t1 to t3 shown in FIG. Therefore, this operation is executed by the conversion circuit 100.

変換期間T2は、トランスファラインTRL1又はトランスファラインTRL2を介してメモリセルMCに読み出し電流を流すことによって、メモリセルの保持内容を電位差に変換する期間であり、図5に示した時刻t3〜t4の期間に相当する。したがって、この動作も変換回路100により実行される。   The conversion period T2 is a period in which the content held in the memory cell is converted into a potential difference by flowing a read current to the memory cell MC via the transfer line TRL1 or the transfer line TRL2. It corresponds to a period. Therefore, this operation is also executed by the conversion circuit 100.

増幅期間T3は、内部ノードAの電位と基準電位Vrefとの電位差を増幅する期間であり、図5に示した時刻t4〜t6の期間に相当する。したがって、この動作は増幅回路200により実行される。   The amplification period T3 is a period for amplifying the potential difference between the potential of the internal node A and the reference potential Vref, and corresponds to the period of time t4 to t6 shown in FIG. Therefore, this operation is executed by the amplifier circuit 200.

そして、本実施形態においては、センスアンプ61,62を並列に動作させることが可能であることから、読み出しサイクルは動作期間T0の1/2に短縮される。但し、図10に示すように、本実施形態では一方のセンスアンプが増幅期間T3に入る前に、他方のセンスアンプの読み出し動作を開始させていることから、同じグローバルビット線GBLに繋がるビット線を連続して選択することはできない。   In this embodiment, since the sense amplifiers 61 and 62 can be operated in parallel, the read cycle is shortened to ½ of the operation period T0. However, as shown in FIG. 10, in this embodiment, since one sense amplifier starts the read operation of the other sense amplifier before entering the amplification period T3, the bit line connected to the same global bit line GBL is used. Cannot be selected in succession.

しかしながら、既に説明したように、同じグローバルビット線GBLに繋がる複数のビット線には、異なるロウアドレスを割り当てておけば、同じグローバルビット線GBLに繋がるビット線が連続して選択されることない。図2に示した例では、同じロウアドレスが割り当てられた2つのメモリマット(例えばメモリマットMAT12とMAT22)には合計4本のグローバルビット線GBL1〜GBL4が設けられていることから、カラムアドレスYADを切り替えることにより、連続して4ビットのリード動作が可能である。 However, as already described, if different row addresses are assigned to a plurality of bit lines connected to the same global bit line GBL, the bit lines connected to the same global bit line GBL are not continuously selected. In the example shown in FIG. 2, since the global bit line GBL1~GBL4 the total of four are provided in the two memory mats same row address is assigned (e.g., memory mats MAT 12 and MAT 22), column By switching the address YAD, a 4-bit read operation can be performed continuously.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。   The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Needless to say, it is included in the range.

例えば、上記実施形態においては、本発明をPRAMに適用した場合を例に説明したが、本発明の適用対象がこれに限定されるものではなく、他の種類の半導体記憶装置に適用することも可能である。したがって、メモリセルMCに含まれる相変化記憶素子PCの代わりに、他の記憶素子(例えばRRAMに用いられる可変抵抗素子)を用いても構わない。また、メモリセルが不揮発性であることも必須でなく、揮発性であっても構わない。   For example, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the PRAM has been described as an example. However, the application target of the present invention is not limited to this, and may be applied to other types of semiconductor memory devices. Is possible. Therefore, instead of the phase change memory element PC included in the memory cell MC, another memory element (for example, a variable resistance element used in the RRAM) may be used. Further, it is not essential that the memory cell is non-volatile, and it may be volatile.

さらに、メモリセルが可変抵抗素子であることも必須ではないが、可変抵抗素子を用いたメモリセルは、DRAMセルなどに比べてセンス動作に時間がかかることから、本発明はこのようなメモリセルを用いた半導体記憶装置への適用が非常に好適である。上述の通り、このようなタイプの半導体記憶装置においては、センスアンプの回路規模が非常に大きくなるため、DRAMのようにビット線ごとにセンスアンプを設けることは現実的でないからである。   Further, although it is not essential that the memory cell is a variable resistance element, a memory cell using a variable resistance element takes a longer time for sensing operation than a DRAM cell or the like. Application to a semiconductor memory device using this is very suitable. As described above, in such a type of semiconductor memory device, the circuit scale of the sense amplifier becomes very large, and therefore it is not practical to provide a sense amplifier for each bit line as in a DRAM.

また、上記実施形態では、2つのセンスアンプ61,62を並列動作させているが、3つ以上のセンスアンプを並列に使用することも可能である。図11は、3つのセンスアンプ61〜63を並列に使用した場合の動作を説明するための図である。図11に示すように、3つのセンスアンプ61〜63を並列に使用すれば、読み出しサイクルを動作期間T0の1/3に短縮することが可能となる。もちろん、4つ以上のセンスアンプを並列に使用すれば、読み出しサイクルのさらなる短縮が可能となる。   In the above embodiment, the two sense amplifiers 61 and 62 are operated in parallel. However, three or more sense amplifiers can be used in parallel. FIG. 11 is a diagram for explaining the operation when three sense amplifiers 61 to 63 are used in parallel. As shown in FIG. 11, if the three sense amplifiers 61 to 63 are used in parallel, the read cycle can be shortened to 1/3 of the operation period T0. Of course, if four or more sense amplifiers are used in parallel, the read cycle can be further shortened.

10 半導体記憶装置
11 メモリセルアレイ
21 アドレス端子
22 コマンド端子
23 クロック端子
24 データ端子
31 アドレスバッファ
32 ロウデコーダ
33 カラムデコーダ
34 アドレス判定回路
34〜34 比較回路
34a,34b,43a,43b ラッチ回路
34c EXNOR回路
34d AND回路
41 コマンドデコーダ
42 センスアンプ起動回路
42a,42b,43c AND回路
43 判定出力制御回路
51 クロック制御回路
61,62 センスアンプ
70 出力制御回路
71 FIFO回路
72 出力回路
73 ラッチ回路
100 変換回路
101 読み出しトランジスタ
102 プリチャージトランジスタ
103 リセットトランジスタ
111,112 トランジスタ
120 電流制限回路
200 増幅回路
210 差動回路部
220 ラッチ部
230 出力回路
300 タイミング信号生成回路
BL ビット線
BUS データバス
CMPEN 判定許可信号
CYE リードイネーブル信号
GBL グローバルビット線
MAT メモリマット
MC メモリセル
PC 相変化記憶素子
SAE1,SAE2 センスアンプ起動信号
SASTP センス停止信号
TRL1,TRL2 トランスファライン
TSW1,TSW2 トランスファスイッチ
WL ワード線
YSW カラムスイッチ
10 semiconductor memory device 11 the memory cell array 21 address terminal 22 a command terminal 23 a clock terminal 24 data terminal 31 an address buffer 32 row decoder 33 column decoder 34 address determination circuit 34 0 to 34C k comparator circuit 34a, 34b, 43a, 43b latch circuit 34c EXNOR Circuit 34d AND circuit 41 Command decoder 42 Sense amplifier activation circuit 42a, 42b, 43c AND circuit 43 Determination output control circuit 51 Clock control circuit 61, 62 Sense amplifier 70 Output control circuit 71 FIFO circuit 72 Output circuit 73 Latch circuit 100 Conversion circuit 101 Read transistor 102 Precharge transistor 103 Reset transistor 111, 112 Transistor 120 Current limiting circuit 200 Amplifying circuit 210 Differential circuit section 220 Latch unit 230 Output circuit 300 Timing signal generation circuit BL Bit line BUS Data bus CMPEN Determination enable signal CYE Read enable signal GBL Global bit line MAT Memory mat MC Memory cell PC Phase change memory elements SAE1, SAE2 Sense amplifier activation signal SASTP Sense stop signal TRL1, TRL2 Transfer line TSW1, TSW2 Transfer switch WL Word line YSW Column switch

Claims (1)

グローバルビット線と、
前記グローバルビット線に排他的に接続される第1及び第2のビット線と、
前記第1及び第2のビット線に接続された第1及び第2のメモリセルと、
前記グローバルビット線に接続された第1及び第2のセンスアンプと、を備え、
前記第1のメモリセルに対してリード動作が要求されたことに応答して、前記第1のビット線を前記グローバルビット線に接続するとともに前記第1のセンスアンプを起動し、
前記第1のセンスアンプの起動中に、前記第2のメモリセルに対してリード動作が要求されたことに応答して、前記第2のビット線を前記グローバルビット線に接続するとともに前記第第2のセンスアンプを起動することを特徴とする半導体記憶装置。
Global bit lines,
First and second bit lines connected exclusively to the global bit line;
First and second memory cells connected to the first and second bit lines;
First and second sense amplifiers connected to the global bit line,
In response to a request for a read operation on the first memory cell, the first bit line is connected to the global bit line and the first sense amplifier is activated,
In response to a request for a read operation on the second memory cell during activation of the first sense amplifier, the second bit line is connected to the global bit line and the first bit is connected. 2. A semiconductor memory device, wherein two sense amplifiers are activated.
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