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JP2014116067A - Semiconductor memory device - Google Patents

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JP2014116067A
JP2014116067A JP2014019918A JP2014019918A JP2014116067A JP 2014116067 A JP2014116067 A JP 2014116067A JP 2014019918 A JP2014019918 A JP 2014019918A JP 2014019918 A JP2014019918 A JP 2014019918A JP 2014116067 A JP2014116067 A JP 2014116067A
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address
write
memory cell
dram
read
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JP2014019918A
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Masashi Katagiri
誠志 片桐
Kenji Mae
健治 前
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PS4 Luxco SARL
Original Assignee
PS4 Luxco SARL
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor memory device having compatibility with DRAM.SOLUTION: A semiconductor memory device receives a row address RA and a column address CA at the same time in synchronization with an active command; and receives a page address PA in synchronization with a read command or write command. Word drivers 31to 31select a word line WL on the basis of the row address RA; and column switches 32-32select bit lines BL on the basis of the column address CA. A page address decoder 43 selects any one of read/write amplifiers 33-33corresponding to each of pages P0 to P511, on the basis of the page address PA. Thus, DRAM specs such as an access cycle can be satisfied without providing an amplifier for each bit line, thereby enabling compatibility with a DRAM to be ensured while reducing a chip area.

Description

本発明は半導体記憶装置及びこれを備えるデータ処理システムに関し、特に、複数回に分けてアドレス信号が入力される半導体記憶装置及びこれを備えるデータ処理システムに関する。   The present invention relates to a semiconductor memory device and a data processing system including the same, and more particularly to a semiconductor memory device to which an address signal is input in a plurality of times and a data processing system including the semiconductor memory device.

代表的な半導体記憶装置であるDRAM(Dynamic Random Access Memory)は、アドレス空間が非常に大きいため、アドレス信号を2回に分けて入力するアドレスマルチプレクス方式が採用されている。これにより、アドレスバスの本数やアドレス端子数の削減が実現されている。   A DRAM (Dynamic Random Access Memory), which is a typical semiconductor memory device, has a very large address space. Therefore, an address multiplex system in which address signals are input in two portions is adopted. Thereby, the number of address buses and the number of address terminals are reduced.

具体的には、アクティブコマンドに同期してブロックアドレス(マットアドレス)及びロウアドレスを入力し、次に、リードコマンド又はライトコマンドに同期してカラムアドレスを入力することにより、アクセスすべきメモリセルが特定される。これにより、1回目に入力されるブロックアドレス及びロウアドレスによって、メモリセルアレイ(マット又はブロックとも呼ばれる)及び選択されたメモリセルアレイに含まれるワード線が選択され、2回目に入力されるカラムアドレスによってビット線が選択される。   Specifically, a block address (mat address) and a row address are input in synchronization with an active command, and then a column address is input in synchronization with a read command or a write command. Identified. As a result, the memory cell array (also referred to as a mat or block) and the word line included in the selected memory cell array are selected by the block address and the row address input the first time, and the bit address is selected by the column address input the second time. A line is selected.

このようなアドレス入力方式はスペックによって定められている。このため、DRAM以外の半導体記憶装置においてDRAMとの互換性を持たせるためには、当該半導体記憶装置についても上記のアドレス入力方式を採用することが必須となる。しかしながら、DRAMよりもリード動作又はライト動作が低速な半導体記憶装置、例えば、メモリセルに相変化材料を用いたPRAM(Phase change Random Access Memory)などの半導体記憶装置においては、そのままではDRAMの他のスペック(特にアクセスサイクル)を満足することができず、アドレス入力方式を一致させただけでは互換性を確保できないという問題があった。   Such an address input method is determined by specifications. For this reason, in order to make a semiconductor memory device other than the DRAM compatible with the DRAM, it is essential to adopt the above address input method for the semiconductor memory device. However, in a semiconductor memory device having a slower read operation or write operation than a DRAM, for example, a semiconductor memory device such as a PRAM (Phase change Random Access Memory) using a phase change material for a memory cell, other DRAMs are used as they are. There was a problem that the specifications (particularly the access cycle) could not be satisfied and compatibility could not be ensured only by matching the address input method.

このような問題を解決する方法として、特許文献1には、特に時間のかかるメモリセルのセット動作(相変化材料を高抵抗のアモルファス状態から低抵抗の結晶状態に変化させる動作)をバックグラウンドで実行する方法が提案されている。   As a method for solving such a problem, Patent Document 1 discloses a time-consuming memory cell setting operation (an operation for changing a phase change material from a high-resistance amorphous state to a low-resistance crystal state) in the background. A way to do it has been proposed.

特開2005−158199号公報JP 2005-158199 A

しかしながら、特許文献1に記載された方法を実現するためには、ビット線ごとにライトアンプを設ける必要があり、チップ上におけるライトアンプの占有面積が非常に大きくなるという問題があった。つまり、PRAMのライト動作においては、ビット線に高電圧を印加するとともに、比較的大きな書き込み電流を供給する必要があることから、DRAMのセンスアンプと比べて1個あたりの占有面積が非常に大きい。このため、ビット線ごとにライトアンプを設けることは現実的でない。   However, in order to realize the method described in Patent Document 1, it is necessary to provide a write amplifier for each bit line, and there is a problem that the area occupied by the write amplifier on the chip becomes very large. That is, in the PRAM write operation, it is necessary to apply a high voltage to the bit line and supply a relatively large write current, so that the occupied area per one is very large compared to a DRAM sense amplifier. . For this reason, it is not practical to provide a write amplifier for each bit line.

尚、以上の問題はPRAMに限らず、ライト動作に時間のかかる他の半導体記憶装置においても同様に生じる問題である。   Note that the above problem is not limited to the PRAM, and similarly occurs in other semiconductor memory devices that require a long write operation.

本発明による半導体記憶装置は、それぞれ複数のワード線、複数のビット線及びワード線とビット線の交点に接続された複数のメモリセルを有する複数のメモリセルアレイと、第1のコマンドに同期して入力される第1及び第2のアドレスに基づいて、複数のメモリセルアレイの各々について複数のワード線のいずれか及び複数のビット線のいずれかをそれぞれ選択し、第1のコマンドの後に発行される第2のコマンドに同期して入力される第3のアドレスに基づいて、複数のメモリセルアレイのいずれかを選択するアドレス選択回路と、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 memory cells having a plurality of word lines, a plurality of bit lines, and a plurality of memory cells connected to intersections of the word lines and the bit lines, respectively, and in synchronization with a first command. Based on the input first and second addresses, one of the plurality of word lines and one of the plurality of bit lines is selected for each of the plurality of memory cell arrays, and issued after the first command. And an address selection circuit for selecting one of the plurality of memory cell arrays based on a third address input in synchronization with the second command.

また、本発明によるデータ処理システムは、第1のコマンドの発行に同期して第1及び第2のアドレスを同時に供給し、第1のコマンドを発行した後、第2のコマンドの発行に同期して第3のアドレスを供給するメモリコントローラと、メモリコントローラに接続された上記の半導体記憶装置とを備えるデータ処理システムであって、上記の半導体記憶装置は、第1のアドレスをロウアドレスとして受け付け、第2のアドレスをカラムアドレスとして受け付け、第3のアドレスをページアドレスとして受け付けることを特徴とする。   The data processing system according to the present invention supplies the first and second addresses simultaneously in synchronization with the issuance of the first command, and after issuing the first command, synchronizes with the issuance of the second command. A data processing system including a memory controller that supplies a third address and the semiconductor memory device connected to the memory controller, wherein the semiconductor memory device accepts the first address as a row address, The second address is accepted as a column address, and the third address is accepted as a page address.

本発明によれば、1回目に入力されるアドレス信号をロウアドレス及びカラムアドレスとして取り扱い、2回目に入力されるアドレス信号をページアドレスとして取り扱っていることから、メモリコントローラ側からは本発明による半導体記憶装置をDRAMと全く同様に取り扱うことが可能となる。しかも、1回目に入力されるアドレス信号によって各メモリセルアレイに含まれるワード線及びビット線を選択し、2回目に入力されるアドレス信号によってメモリセルアレイを選択していることから、ビット線ごとにアンプを設けることなく、アクセスサイクルなどのDRAMスペックを満足することが可能となる。したがって、本発明によれば、DRAMとの互換性が確保され、且つ、チップ面積が低減された半導体記憶装置を提供することが可能となる。   According to the present invention, the address signal input for the first time is handled as a row address and a column address, and the address signal input for the second time is handled as a page address. The storage device can be handled in exactly the same way as a DRAM. In addition, the word line and the bit line included in each memory cell array are selected by the address signal input at the first time, and the memory cell array is selected by the address signal input at the second time. Therefore, it is possible to satisfy DRAM specifications such as an access cycle. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor memory device in which compatibility with DRAM is ensured and the chip area is reduced.

本発明の好ましい第1の実施形態による半導体記憶装置10のブロック図である。1 is a block diagram of a semiconductor memory device 10 according to a first embodiment of the present invention. メモリセルアレイ20のバンク0の構造を示すブロック図である。3 is a block diagram showing the structure of bank 0 of the memory cell array 20. FIG. メモリセルアレイP0の構造を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the memory cell array P0. (a)は半導体記憶装置10のアドレス割り付けを説明するための図であり、(b)は一般的なDRAMのアドレス割り付けを説明するための図である。(A) is a figure for demonstrating the address allocation of the semiconductor memory device 10, (b) is a figure for demonstrating the address allocation of a general DRAM. (a)は半導体記憶装置10の動作制御タイミングを説明するためのタイミング図であり、(b)は一般的なDRAMの動作制御タイミングを説明するためのタイミング図である。(A) is a timing chart for explaining the operation control timing of the semiconductor memory device 10, and (b) is a timing chart for explaining the operation control timing of a general DRAM. アクティブコマンドを入力した後、ライトコマンドを連続入力する場合の動作を示すタイミング図である。FIG. 10 is a timing diagram showing an operation when a write command is continuously input after an active command is input. 本発明の好ましい第2の実施形態を示す図である。It is a figure which shows preferable 2nd Embodiment of this invention. 本発明の好ましい第3の実施形態を示す図である。It is a figure which shows preferable 3rd Embodiment of this invention. 本発明の好ましい第4の実施形態を示す図である。It is a figure which shows preferable 4th Embodiment of this invention. 第4の実施形態におけるライト動作を説明するためのタイミング図である。It is a timing diagram for demonstrating the write operation in 4th Embodiment. 第4の実施形態におけるライト動作の別の例を説明するためのタイミング図である。It is a timing diagram for demonstrating another example of the write operation in 4th Embodiment. 第4の実施形態におけるライト動作のさらに別の例を説明するためのタイミング図である。It is a timing diagram for demonstrating another example of the write operation in 4th Embodiment. 本発明の好ましい実施形態によるデータ処理システムのブロック図である。1 is a block diagram of a data processing system according to a preferred embodiment of the present invention.

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、本発明の好ましい第1の実施形態による半導体記憶装置10のブロック図である。本実施形態による半導体記憶装置10はPRAMであり、DRAMとの互換性が確保されている。このため、メモリコントローラ側からは本実施形態による半導体記憶装置10をDRAMと同様に取り扱うことが可能である。   FIG. 1 is a block diagram of a semiconductor memory device 10 according to a first embodiment of the present invention. The semiconductor memory device 10 according to the present embodiment is a PRAM, and compatibility with the DRAM is ensured. Therefore, from the memory controller side, the semiconductor memory device 10 according to the present embodiment can be handled in the same way as a DRAM.

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、バンク0〜バンク3からなるメモリセルアレイ20と、メモリセルアレイ20に対してロウ系の選択を行うワードドライバ31と、メモリセルアレイ20に対してカラム系の選択を行うカラムスイッチ32と、メモリセルアレイ20に対してリード動作及びライト動作を行うリード/ライトアンプ33とを備えている。メモリセルアレイ20を構成するバンク0〜バンク3は、それぞれ異なるコマンドに基づいて独立に動作に可能であり、バンクアドレスBA0,BA1によって選択される。   As shown in FIG. 1, the semiconductor memory device 10 according to the present embodiment includes a memory cell array 20 including banks 0 to 3, a word driver 31 that performs row selection for the memory cell array 20, and a memory cell array 20. A column switch 32 that selects a column system and a read / write amplifier 33 that performs a read operation and a write operation on the memory cell array 20 are provided. Bank 0 to bank 3 constituting the memory cell array 20 can be operated independently based on different commands, and are selected by bank addresses BA0 and BA1.

ワードドライバ31は、ロウアドレスデコーダ41から供給されるデコード信号RAaに基づいてロウ系の選択を行う。デコード信号RAaは、ロウアドレスデコーダ41によってロウアドレスRAをデコードした信号である。ロウアドレスRAは、外部から入力されるアドレスA0〜A12の一部であって、アクティブコマンドに同期して入力されるアドレス(第1のアドレス)である。   The word driver 31 performs row-related selection based on the decode signal RAa supplied from the row address decoder 41. The decode signal RAa is a signal obtained by decoding the row address RA by the row address decoder 41. The row address RA is a part of addresses A0 to A12 input from the outside, and is an address (first address) input in synchronization with an active command.

カラムスイッチ32は、カラムアドレスデコーダ42から供給されるデコード信号CAaに基づいてカラム系の選択を行う。デコード信号CAaは、カラムアドレスデコーダ42によってカラムアドレスCAをデコードした信号である。カラムアドレスCAは、外部から入力されるアドレスA0〜A12の他の一部であって、アクティブコマンドに同期して入力されるアドレス(第2のアドレス)である。   The column switch 32 selects a column system based on the decode signal CAa supplied from the column address decoder 42. The decode signal CAa is a signal obtained by decoding the column address CA by the column address decoder 42. The column address CA is another part of the addresses A0 to A12 input from the outside and is an address (second address) input in synchronization with the active command.

リード/ライトアンプ33は、ページアドレスデコーダ43から供給されるデコード信号PAaに基づいて選択されたページのアンプを活性化させる。デコード信号PAaは、ページアドレスデコーダ43によってページアドレスPAをデコードした信号である。ページアドレスPAは、外部から入力されるアドレスA0〜A12の一部であって、リードコマンド又はライトコマンドに同期して入力されるアドレス(第3のアドレス)である。   The read / write amplifier 33 activates the amplifier of the page selected based on the decode signal PAa supplied from the page address decoder 43. The decode signal PAa is a signal obtained by decoding the page address PA by the page address decoder 43. The page address PA is a part of addresses A0 to A12 input from the outside, and is an address (third address) input in synchronization with a read command or a write command.

本実施形態において、これらワードドライバ31、カラムスイッチ32及びデコーダ41〜43は、メモリセルアレイ20に対するアドレス選択回路を構成している。   In the present embodiment, the word driver 31, the column switch 32, and the decoders 41 to 43 constitute an address selection circuit for the memory cell array 20.

リード/ライトアンプ33によって読み出されたリードデータDQは、データ入出力回路50を介して外部に出力される。また、外部から入力されたライトデータDQは、データ入出力回路50を介してリード/ライトアンプ33に供給される。   Read data DQ read by the read / write amplifier 33 is output to the outside via the data input / output circuit 50. The write data DQ input from the outside is supplied to the read / write amplifier 33 via the data input / output circuit 50.

上述したアクティブコマンド、リードコマンド及びライトコマンドは、外部から入力されるチップセレクト信号/CS、ロウアドレスストローブ信号/RAS、カラムアドレスストローブ信号/CAS及びライトイネーブル信号/WEの組み合わせによって表現され、コマンドデコーダ60によって解釈される。信号名の最初に付されたスラッシュ(/)は、当該信号がローアクティブな信号であることを意味する。   The active command, the read command, and the write command described above are expressed by a combination of a chip select signal / CS, a row address strobe signal / RAS, a column address strobe signal / CAS, and a write enable signal / WE input from the outside. 60. A slash (/) added to the beginning of a signal name means that the signal is a low active signal.

外部から入力される各信号(アドレス及びコマンド)や、リードデータ及びライトデータDQは、いずれもクロック信号CK,/CKに同期して入出力される。クロック信号CK,/CKは内部クロック生成回路70に供給され、内部クロック生成回路70によって各種内部クロックICLKが生成される。内部クロックICLKは上述した各種の内部回路に供給され、これら内部回路は対応する内部クロックICLKに同期して動作を行う。   Each signal (address and command), read data, and write data DQ input from the outside are input / output in synchronization with the clock signals CK and / CK. The clock signals CK and / CK are supplied to the internal clock generation circuit 70, and various internal clocks ICLK are generated by the internal clock generation circuit 70. The internal clock ICLK is supplied to the various internal circuits described above, and these internal circuits operate in synchronization with the corresponding internal clock ICLK.

図2は、メモリセルアレイ20のバンク0の構造を示すブロック図である。他のバンク1〜3もバンク0と同じ構造を有している。   FIG. 2 is a block diagram showing the structure of bank 0 of the memory cell array 20. Other banks 1 to 3 have the same structure as bank 0.

図2に示すように、メモリセルアレイ20の一つのバンクは、512個のメモリセルアレイP0〜P511によって構成されている。ワードドライバ31、カラムスイッチ32及びリード/ライトアンプ33についても、メモリセルアレイP0〜P511ごとに設けられている。ここで、ワードドライバ31〜31511にはデコード信号RAaが共通に供給されており、カラムスイッチ32〜32511にはデコード信号CAaが共通に供給されている。したがって、ロウアドレスRA及びカラムアドレスCAが確定すると、メモリセルアレイP0〜P511内において、互いに同じロウアドレス及びカラムアドレスが割り当てられたメモリセルが選択されることになる。 As shown in FIG. 2, one bank of the memory cell array 20 is composed of 512 memory cell arrays P0 to P511. The word driver 31, the column switch 32, and the read / write amplifier 33 are also provided for each of the memory cell arrays P0 to P511. Here, the decode signals RAa are commonly supplied to the word drivers 31 0 to 31 511, and the decode signal CAa is commonly supplied to the column switches 32 0 to 32 511 . Accordingly, when the row address RA and the column address CA are determined, memory cells to which the same row address and column address are assigned are selected in the memory cell arrays P0 to P511.

これに対し、リード/ライトアンプ33〜33511にはデコード信号PAaの対応するビットがそれぞれ供給されている。したがって、ページアドレスPAが確定すると、メモリセルアレイP0〜P511にそれぞれ割り当てられたいずれか一つのリード/ライトアンプが選択されることになる。リード/ライトアンプ33〜33511の入出力ノードは、データ入出力回路50に共通接続されている。 In contrast, the corresponding bits of the decode signal PAa are supplied to the read / write amplifiers 33 0 to 33 511 , respectively. Accordingly, when the page address PA is determined, any one read / write amplifier assigned to each of the memory cell arrays P0 to P511 is selected. Input / output nodes of the read / write amplifiers 33 0 to 33 511 are commonly connected to the data input / output circuit 50.

図3は、メモリセルアレイP0の構造を示す回路図である。他のメモリセルアレイP1〜P511もメモリセルアレイP0と同じ構造を有している。   FIG. 3 is a circuit diagram showing the structure of the memory cell array P0. The other memory cell arrays P1 to P511 have the same structure as the memory cell array P0.

図3に示すように、メモリセルアレイP0は、複数のワード線WL〜WL511と、複数のビット線BL〜BL15と、ワード線WLとビット線BLの交点に接続された複数のメモリセルMCとを備えている。メモリセルMCは、対応するビット線BLi(i=0〜15)とプレート配線PLとの間に直列接続された選択トランジスタST及び相変化記憶素子PCによって構成されている。選択トランジスタSTのゲート電極は対応するワード線WLj(j=0〜511)に接続されている。これにより、所定のワード線WLjが活性化すると対応する選択トランジスタSTがオンし、各ビット線BL〜BL15とプレート配線PLとの間に、相変化記憶素子PCを介した電流パスが形成されることになる。尚、図3に示したメモリセルMCでは、ビット線BL側に選択トランジスタSTが配置され、プレート配線PL側に相変化記憶素子PCが配置されているが、これらが逆であっても構わない。 As shown in FIG. 3, the memory cell array P0 includes a plurality of word lines WL 0 to WL 511 , a plurality of bit lines BL 0 to BL 15, and a plurality of memories connected to the intersections of the word lines WL and the bit lines BL. Cell MC. The memory cell MC includes a select transistor ST and a phase change memory element PC connected in series between the corresponding bit line BLi (i = 0 to 15) and the plate wiring PL. The gate electrode of the select transistor ST is connected to the corresponding word line WLj (j = 0 to 511). As a result, when a predetermined word line WLj is activated, the corresponding selection transistor ST is turned on, and a current path via the phase change memory element PC is formed between each of the bit lines BL 0 to BL 15 and the plate wiring PL. Will be. In the memory cell MC shown in FIG. 3, the select transistor ST is arranged on the bit line BL side and the phase change memory element PC is arranged on the plate wiring PL side. However, these may be reversed. .

相変化記憶素子PCは可変抵抗素子の一種である。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 memory element PC is a kind of variable resistance element. 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.

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、リード/ライトアンプ33によって供給される。このように、メモリセルMCに対してデータの書き込みを行うためには、相変化記憶素子PCの相状態を変化させる必要があることから、PRAMはDRAMに比べてライト動作に時間がかかるという特徴を有している。 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. Application of such a write current is supplied by the read / write amplifier 33 0. As described above, in order to write data to the memory cell MC, it is necessary to change the phase state of the phase change memory element PC. Therefore, the PRAM requires a longer write operation than the DRAM. have.

一方、データの読み出しは、相変化記憶素子PCに読み出し電流を流すことによって行われる。読み出し電流の印加もリード/ライトアンプ33によって供給される。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。 On the other hand, data is read by passing a read current through the phase change memory element PC. Application of the read current is also supplied by the read / write amplifier 33 0. 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.

図3に示すように、ワード線WL〜WL511はワードドライバ31に接続されており、デコード信号RAaに基づいていずれか1本が活性化される。また、ビット線BL〜BL15は、カラムスイッチ32を構成するスイッチ32−0〜32−15を介してリード/ライトアンプ33に接続されている。スイッチ32−0〜32−15の制御電極には、デコード信号CAaの対応する各ビットが供給されており、このため、デコード信号CAaに基づいていずれか1つがオンする。 As shown in FIG. 3, word lines WL 0 to WL 511 is connected to a word driver 31 0, either one on the basis of a decode signal RAa is activated. The bit lines BL 0 to BL 15 is connected to the read / write amplifier 33 0 via the switch 32 0 -0~32 0 -15 that constitute the column switch 32 0. The control electrode of switch 32 0 -0~32 0 -15 are associated respective bits is supplied decode signal CAa, Therefore, one is turned on either on the basis of a decode signal CAa.

このような構成により、ロウアドレスRA及びカラムアドレスCAが確定すると、メモリセルアレイP0に含まれるいずれかのワード線WLj及びいずれかのビット線BLiが選択されることから、メモリセルアレイP0に含まれるいずれか1つのメモリセルMCijがリード/ライトアンプ33に接続されることになる。上述の通り、他のメモリセルアレイP1〜P511もメモリセルアレイP0と同じ構造を有しており、同じデコード信号RAa,CAaが供給されることから、他のメモリセルアレイP1〜P511においても、同じアドレスが割り当てられたメモリセルMCijがリード/ライトアンプ33〜33511に接続されることになる。 With such a configuration, when the row address RA and the column address CA are determined, any word line WLj and any bit line BLi included in the memory cell array P0 are selected. one memory cell MCij is to be connected to the read / write amplifier 33 0 or. As described above, the other memory cell arrays P1 to P511 also have the same structure as the memory cell array P0, and are supplied with the same decode signals RAa and CAa. Therefore, the same addresses are assigned to the other memory cell arrays P1 to P511. The allocated memory cell MCij is connected to the read / write amplifiers 33 1 to 33 511 .

図4(a)は本実施形態による半導体記憶装置10のアドレス割り付けを説明するための図であり、図4(b)は一般的なDRAMのアドレス割り付けを説明するための図である。図4(a),(b)のいずれにおいても、アドレス端子はA0〜A12,BA0,BA1からなる15ビット構成である。また、図5(a)は半導体記憶装置10の動作制御タイミングを説明するためのタイミング図であり、図5(b)は一般的なDRAMの動作制御タイミングを説明するためのタイミング図である。   FIG. 4A is a diagram for explaining address assignment of the semiconductor memory device 10 according to the present embodiment, and FIG. 4B is a diagram for explaining address assignment of a general DRAM. 4A and 4B, the address terminal has a 15-bit configuration including A0 to A12, BA0, and BA1. FIG. 5A is a timing chart for explaining operation control timing of the semiconductor memory device 10, and FIG. 5B is a timing chart for explaining operation control timing of a general DRAM.

図4(a)及び図5(a)に示すように、本実施形態による半導体記憶装置10においてはアドレスマルチプレクス方式が採用されており、アドレスが2回に分けて入力される。具体的には、アクティブコマンドに同期してロウアドレスRA(A0〜A8)、カラムアドレスCA(A9〜A12)及びバンクアドレス(BA0,BA1)が入力され、リードコマンド又はライトコマンドに同期してページアドレスPA(A1〜A9)及びバンクアドレス(BA0,BA1)が入力される。これにより、1回目に入力されるアドレスによって、対応するバンクのメモリセルアレイP0〜P511からメモリセルMCが1つずつ選択され、2回目に入力されるアドレスによって、対応するバンクのメモリセルアレイP0〜P511の1つが選択される。   As shown in FIGS. 4A and 5A, the semiconductor memory device 10 according to the present embodiment employs the address multiplex method, and the addresses are inputted in two portions. Specifically, the row address RA (A0 to A8), the column address CA (A9 to A12), and the bank address (BA0, BA1) are input in synchronization with the active command, and the page is synchronized with the read command or write command. Address PA (A1 to A9) and bank address (BA0, BA1) are input. As a result, the memory cells MC are selected one by one from the memory cell arrays P0 to P511 in the corresponding bank according to the address input at the first time, and the memory cell arrays P0 to P511 in the corresponding bank are selected according to the address input at the second time. Is selected.

これによって、メモリセルアレイ20に含まれるいずれか1つのメモリセルMCが選択される。したがって、リード動作であれば選択されたメモリセルMCからリード/ライトアンプ33を介して読み出されたリードデータDQが外部に出力され、ライト動作であれば外部から入力されたライトデータDQがリード/ライトアンプ33を介して選択されたメモリセルMCに書き込まれる。   As a result, any one memory cell MC included in the memory cell array 20 is selected. Therefore, if the read operation is performed, the read data DQ read from the selected memory cell MC via the read / write amplifier 33 is output to the outside. If the write operation is performed, the externally input write data DQ is read. / Writing into the selected memory cell MC via the write amplifier 33.

このようなアドレス割り付けは、DRAMのアドレス割り付けと完全に互換性が保たれている。つまり、図4(b)及び図5(b)に示すように、DRAMにおいては、アクティブコマンドに同期してロウアドレス(A0〜A8)、ブロックアドレス(A9〜A12)及びバンクアドレス(BA0,BA1)が入力され、リードコマンド又はライトコマンドに同期してカラムアドレス(A1〜A9)及びバンクアドレス(BA0,BA1)が入力される。   Such address assignment is completely compatible with DRAM address assignment. That is, as shown in FIGS. 4B and 5B, in the DRAM, the row address (A0 to A8), the block address (A9 to A12), and the bank address (BA0, BA1) are synchronized with the active command. ), And column addresses (A1 to A9) and bank addresses (BA0, BA1) are input in synchronization with the read command or write command.

このように、本実施形態では、DRAMにおいてブロックアドレスが入力されるべきタイミングで、当該アドレス端子を利用してカラムアドレスCAを受け付け、DRAMにおいてカラムアドレスが入力されるべきタイミングで、当該アドレス端子を利用してページアドレスPAを受け付けている。換言すれば、DRAM用のメモリコントローラが出力するブロックアドレスをカラムアドレスCAと解釈し、カラムアドレスをページアドレスPAと解釈している。このため、メモリコントローラ側からは、本実施形態による半導体記憶装置10をDRAMと全く同様に取り扱うことが可能となる。   As described above, in the present embodiment, the column address CA is received using the address terminal at the timing when the block address should be input in the DRAM, and the address terminal is set at the timing when the column address should be input in the DRAM. The page address PA is accepted. In other words, the block address output from the DRAM memory controller is interpreted as the column address CA, and the column address is interpreted as the page address PA. Therefore, from the memory controller side, the semiconductor memory device 10 according to the present embodiment can be handled in the same manner as a DRAM.

上記のように、ブロックアドレスをカラムアドレスCAと解釈し、カラムアドレスをページアドレスPAと解釈する理由は、本実施形態による半導体記憶装置10のアレイ構成がDRAMのアレイ構成と異なっているからである。   As described above, the reason why the block address is interpreted as the column address CA and the column address is interpreted as the page address PA is that the array configuration of the semiconductor memory device 10 according to the present embodiment is different from the array configuration of the DRAM. .

つまり、一般的なDRAMにおいては、1つのメモリブロック(メモリマット)に割り当てられたビット線の数が比較的多く、図4(b)に示した例では512本(=2)割り当てられている。このため、ビット線を選択するためのアドレスのビット数は比較的多くなる。一方、1つのバンクに含まれるメモリブロック(メモリマット)の数は比較的少なく、図4(b)に示した例では16個(=2)である。このため、メモリブロック(メモリマット)を選択するためのアドレスのビット数は比較的少なくなる。このようなアレイ構成が採られているのは、DRAMにおいては1つのセンスアンプが占める面積が小さく、ビット線対ごとにセンスアンプを割り当てることが可能だからである。 That is, in a general DRAM, the number of bit lines allocated to one memory block (memory mat) is relatively large, and 512 (= 2 9 ) are allocated in the example shown in FIG. Yes. For this reason, the number of bits of an address for selecting a bit line is relatively large. On the other hand, the number of memory blocks (memory mats) included in one bank is relatively small, and is 16 (= 2 4 ) in the example shown in FIG. For this reason, the number of bits of an address for selecting a memory block (memory mat) is relatively small. Such an array configuration is adopted because the area occupied by one sense amplifier in a DRAM is small, and a sense amplifier can be assigned to each bit line pair.

これに対し、本実施形態による半導体記憶装置10においては、1つのメモリセルアレイ(ページ)に割り当てられたビット線の数が16本と比較的少なく、このため、ビット線を選択するためのカラムアドレスCAのビット数は4ビットで済む。一方、1つのバンクに含まれるメモリセルアレイ(ページ)の数が512個と比較的多く、このため、メモリセルアレイ(ページ)を選択するためのページアドレスPAのビット数は9ビット必要となる。このようなアレイ構成を採用しているのは、本実施形態においては1つのリード/ライトアンプが占める面積が大きいため、ビット線対ごとにリード/ライトアンプを割り当てることは非現実的であり、メモリセルアレイごとに1つのリード/ライトアンプを割り当てているからである。   On the other hand, in the semiconductor memory device 10 according to the present embodiment, the number of bit lines assigned to one memory cell array (page) is relatively small at 16, and therefore, a column address for selecting a bit line. The number of CA bits is only 4 bits. On the other hand, the number of memory cell arrays (pages) included in one bank is relatively large at 512, and therefore, the number of bits of the page address PA for selecting the memory cell array (page) is 9 bits. The reason why such an array configuration is adopted is that it is impractical to allocate a read / write amplifier for each bit line pair because the area occupied by one read / write amplifier is large in this embodiment. This is because one read / write amplifier is assigned to each memory cell array.

このようなアレイ構成の相違により、本実施形態による半導体記憶装置10では、ページアドレスPAのビット数(9ビット)がカラムアドレスCAのビット数(4ビット)よりも多くなるため、上述のように、DRAMにおけるブロックアドレスをカラムアドレスCAと解釈し、カラムアドレスをページアドレスPAと解釈してアクセス制御を行うことが合理的となる。   Due to the difference in the array configuration, in the semiconductor memory device 10 according to the present embodiment, the number of bits of the page address PA (9 bits) is larger than the number of bits of the column address CA (4 bits). It is reasonable to perform access control by interpreting the block address in the DRAM as the column address CA and interpreting the column address as the page address PA.

しかも、本実施形態による半導体記憶装置10はDRAMに比べてライト動作に時間がかかるため、複数のビット線が1つのリード/ライトアンプを共用する本実施形態のアレイ構成では、DRAMと同様のアドレス割り付けを行うと、カラムアドレスCAを切り替えることによる連続アクセスが困難となる。これに対し、本実施形態による半導体記憶装置10では、DRAMにおけるカラムアドレスをページアドレスPAと解釈してアクセス制御を行っていることから、DRAMと同様、アクティブコマンドを入力した後、リードコマンド又ライトコマンドを連続入力することが可能となる。   Moreover, since the semiconductor memory device 10 according to the present embodiment takes a longer time for the write operation than the DRAM, in the array configuration of the present embodiment in which a plurality of bit lines share one read / write amplifier, an address similar to that of the DRAM is used. When the allocation is performed, continuous access by switching the column address CA becomes difficult. On the other hand, in the semiconductor memory device 10 according to the present embodiment, access control is performed by interpreting the column address in the DRAM as the page address PA. Therefore, as in the DRAM, after an active command is input, a read command or write Commands can be entered continuously.

図6は、アクティブコマンドを入力した後、ライトコマンドを連続入力する場合の動作を示すタイミング図である。   FIG. 6 is a timing chart showing an operation when a write command is continuously input after an active command is input.

図6に示すように、アクティブコマンドACTとロウアドレスRA及びカラムアドレスCAを入力した後、ライトコマンドW0及びページアドレスPA0を入力すると、メモリセルアレイP0に含まれる所定のメモリセルMCにライトデータDQが書き込まれる。その後、ライトコマンドW1,W2,W3・・・及びページアドレスPA1,PA2,PA3・・・を連続入力すれば、カラムスイッチ32の選択状態を維持したまま、ページアドレスデコーダ43によるリード/ライトアンプ33の選択が連続的に切り替えられることから、メモリセルアレイP1,P2,P3・・・に含まれる所定のメモリセルMCにライトデータDQが次々と書き込まれる。   As shown in FIG. 6, when an active command ACT, a row address RA, and a column address CA are input and then a write command W0 and a page address PA0 are input, write data DQ is stored in a predetermined memory cell MC included in the memory cell array P0. Written. After that, if write commands W1, W2, W3... And page addresses PA1, PA2, PA3... Are continuously input, the read / write amplifier 33 by the page address decoder 43 maintains the selected state of the column switch 32. Are successively switched, write data DQ is successively written to predetermined memory cells MC included in the memory cell arrays P1, P2, P3.

このように、本実施形態によるアドレス割り付けによれば、連続的に書き込むべきライトデータDQは必ず異なるメモリセルアレイ(ページ)P0〜P511に割り当てられることから、1つのリード/ライトアンプ33〜33511が連続してライト動作を行うことはなく、必ず異なるリード/ライトアンプ33〜33511が並列して動作を行うことになる。このため、DRAMと比べて1回のライト動作に時間がかかるにもかかわらず、DRAMと同様、ライトコマンドを連続入力することが可能となる。もちろん、リードコマンドについても連続入力が可能である。 As described above, according to the address assignment according to the present embodiment, the write data DQ to be continuously written is always assigned to different memory cell arrays (pages) P0 to P511, so that one read / write amplifier 33 0 to 33 511 is provided. However, different read / write amplifiers 33 0 to 33 511 always operate in parallel. For this reason, it is possible to continuously input a write command as in the case of the DRAM, although it takes time to perform one write operation as compared with the DRAM. Of course, continuous input is also possible for the read command.

以上説明したように、本実施形態による半導体記憶装置10は、複数のビット線が1つのリード/ライトアンプを共用しているにもかかわらず、DRAMとの互換性を確保することが可能となる。   As described above, the semiconductor memory device 10 according to the present embodiment can ensure compatibility with the DRAM even though a plurality of bit lines share one read / write amplifier. .

図7は、本発明の好ましい第2の実施形態を示す図である。   FIG. 7 is a diagram showing a second preferred embodiment of the present invention.

図7に示すように、本実施形態においては、ワード線がメインワード線MWLとサブワード線SWLに階層化されており、メインワード線MWLがメモリセルアレイP0〜P511にて共用されている。メインワード線MWLは、プリデコード信号RAa1に基づきメインワードドライバ31Mによって駆動される。また、サブワード線SWLは、プリデコード信号RAa2に基づきサブワードドライバ31Sによって駆動される。このような階層化構造を採用すれば、ワードドライバ31の回路規模を大幅に縮小することが可能となる。   As shown in FIG. 7, in this embodiment, the word lines are hierarchized into main word lines MWL and sub word lines SWL, and the main word lines MWL are shared by the memory cell arrays P0 to P511. Main word line MWL is driven by main word driver 31M based on predecode signal RAa1. Sub word line SWL is driven by sub word driver 31S based on predecode signal RAa2. If such a hierarchical structure is adopted, the circuit scale of the word driver 31 can be greatly reduced.

図8は、本発明の好ましい第3の実施形態を示す図である。   FIG. 8 is a diagram showing a third preferred embodiment of the present invention.

図8に示すように、本実施形態においては、各メモリセルアレイP0〜P511に対応するサブワードドライバ31Sに、デコード信号PAaの対応するビットがそれぞれ供給されている。その他の点については、図7に示した第2の実施形態と同様であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   As shown in FIG. 8, in this embodiment, the corresponding bits of the decode signal PAa are supplied to the sub word drivers 31S corresponding to the memory cell arrays P0 to P511, respectively. Since the other points are the same as those of the second embodiment shown in FIG. 7, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

サブワードドライバ31Sは、デコード信号PAaの対応するビットが活性化された場合にサブワード線SWLを駆動する。したがって、サブワード線SWLは、ページアドレスPAが確定した後、ページアドレスデコーダ43によるリード/ライトアンプ33の選択に同期して活性化されることになる。このような構成によれば、実際にリード動作又はライト動作を行うページのサブワードドライバ31Sだけが選択的に動作を行うことから、図7に示す構成と比べて消費電力を削減することが可能となる。   The sub word driver 31S drives the sub word line SWL when the corresponding bit of the decode signal PAa is activated. Therefore, the sub word line SWL is activated in synchronization with the selection of the read / write amplifier 33 by the page address decoder 43 after the page address PA is determined. According to such a configuration, only the sub-word driver 31S of the page that actually performs the read operation or the write operation selectively operates, so that power consumption can be reduced compared to the configuration illustrated in FIG. Become.

図9は、本発明の好ましい第4の実施形態を示す図である。   FIG. 9 is a diagram showing a fourth preferred embodiment of the present invention.

図9に示すように、本実施形態においては、リード/ライトアンプ33〜33511にプリチャージ回路PREが設けられている。その他の点については、図8に示した第3の実施形態と同様であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。プリチャージ回路PREは、書き込み対象のメモリセルMCに接続されたビット線BLをプリチャージする回路であり、ライトコマンドの発行に応答してプリチャージ動作を開始する。 As shown in FIG. 9, in the present embodiment, the read / write amplifiers 33 0 to 33 511 are provided with a precharge circuit PRE. Since the other points are the same as those of the third embodiment shown in FIG. 8, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. The precharge circuit PRE is a circuit for precharging the bit line BL connected to the write target memory cell MC, and starts a precharge operation in response to the issuance of a write command.

図10は、本実施形態におけるライト動作を説明するためのタイミング図である。   FIG. 10 is a timing chart for explaining the write operation in the present embodiment.

図10に示すように、本実施形態では、ライトコマンドが発行されるとライトデータDQの論理レベルにかかわらず、セット動作に必要なレベル(セット電圧Vset)までビット線をプリチャージする。セット電圧Vsetとは、相変化記憶素子PCを結晶化する際にビット線に与えるべき電圧であり、リード動作時においてビット線に与えるべき電圧(リード電圧)よりも高い電圧である。本実施形態では、ライトデータDQの論理レベルにかかわらず、選択されたビット線をセット電圧Vsetにプリチャージし、その後、ライトデータDQの論理レベルに応じてセット動作又はリセット動作を行う。   As shown in FIG. 10, in this embodiment, when a write command is issued, the bit line is precharged to a level (set voltage Vset) required for the set operation regardless of the logic level of the write data DQ. The set voltage Vset is a voltage to be applied to the bit line when the phase change memory element PC is crystallized, and is a voltage higher than a voltage (read voltage) to be applied to the bit line during the read operation. In the present embodiment, the selected bit line is precharged to the set voltage Vset regardless of the logic level of the write data DQ, and then the set operation or reset operation is performed according to the logic level of the write data DQ.

これにより、ライトデータDQの論理レベルが実際にセット動作を示している場合には、既にビット線がセット電圧Vsetまでプリチャージされていることから、メモリセルMCを速やかにセットすることが可能となる。   As a result, when the logical level of the write data DQ actually indicates the set operation, the bit line has already been precharged up to the set voltage Vset, so that the memory cell MC can be set quickly. Become.

一方、ライトデータDQの論理レベルがリセット動作を示している場合には、ビット線をリセット動作に必要なレベル(リセット電圧Vreset)に変化させる必要がある。リセット電圧Vresetとは、相変化記憶素子PCをアモルファス化する際にビット線に与えるべき電圧であり、セット電圧Vsetよりも高い電圧である。しかしながら、この場合においても、ビット線が既にセット電圧Vsetまでプリチャージされていることから、リード/ライトアンプ33はビット線をセット電圧Vsetからリセット電圧Vresetまで変化させるだけでよい。セット電圧Vsetとリセット電圧Vresetとの差は1V程度であることから、メモリセルMCを速やかにリセットすることが可能となる。   On the other hand, when the logic level of the write data DQ indicates a reset operation, it is necessary to change the bit line to a level (reset voltage Vreset) necessary for the reset operation. The reset voltage Vreset is a voltage to be applied to the bit line when the phase change memory element PC is made amorphous, and is higher than the set voltage Vset. However, even in this case, since the bit line is already precharged to the set voltage Vset, the read / write amplifier 33 only needs to change the bit line from the set voltage Vset to the reset voltage Vreset. Since the difference between the set voltage Vset and the reset voltage Vreset is about 1 V, the memory cell MC can be quickly reset.

このようなビット線のプリチャージが可能である理由は、アクティブコマンドが発行された時点でカラムアドレスCAが確定しているからに他ならない。つまり、DRAMとは異なり、ライトコマンドが発行される前にカラムアドレスCAが確定していることから、ライトコマンドの発行に応答してビット線を直ちにプリチャージすることができる。これにより、ビット線のライトコマンドが発行されてから実際にライトデータDQの書き込みを開始するまでの時間を短縮することが可能となる。   Such a bit line can be precharged because the column address CA is fixed when the active command is issued. That is, unlike the DRAM, since the column address CA is determined before the write command is issued, the bit line can be immediately precharged in response to the issue of the write command. As a result, it is possible to shorten the time from when the write command for the bit line is issued until the write data DQ is actually written.

尚、本実施形態では、ライトデータDQの論理レベルにかかわらず、選択されたビット線をセット電圧Vsetにプリチャージしているが、図11に示すように、ライトデータDQの論理レベルにかかわらず、選択されたビット線をリセット電圧Vresetにプリチャージしても構わない。この場合、ライトデータDQの論理レベルがセット動作を示している場合には、ビット線をセット電圧Vsetに低下させる必要があるが、上述の通り、セット電圧Vsetとリセット電圧Vresetとの差は1V程度であることから、速やかにセット電圧Vsetに変化させることが可能である。   In this embodiment, the selected bit line is precharged to the set voltage Vset regardless of the logic level of the write data DQ. However, as shown in FIG. 11, regardless of the logic level of the write data DQ. The selected bit line may be precharged to the reset voltage Vreset. In this case, when the logic level of the write data DQ indicates the set operation, it is necessary to lower the bit line to the set voltage Vset. As described above, the difference between the set voltage Vset and the reset voltage Vreset is 1V. Therefore, the set voltage Vset can be quickly changed.

さらに、図12に示すように、ライトデータDQの論理レベルにかかわらず、選択されたビット線をセット電圧Vset及びリセット電圧Vresetとは異なる電圧Vpにプリチャージしても構わない。図12に示す例では、セット電圧Vsetよりもやや低い電圧にプリチャージしている。この場合、ライトデータDQの論理レベルが確定した後、ビット線をプリチャージ電圧Vpからセット電圧Vset又はリセット電圧に変化させる必要があるが、プリチャージ電圧Vpをセット電圧Vset又はリセット電圧Vresetの近傍に設定しておけば、速やかにセット電圧Vset又はリセット電圧に変化させることが可能である。   Furthermore, as shown in FIG. 12, the selected bit line may be precharged to a voltage Vp different from the set voltage Vset and the reset voltage Vreset regardless of the logic level of the write data DQ. In the example shown in FIG. 12, precharging is performed to a voltage slightly lower than the set voltage Vset. In this case, after the logic level of the write data DQ is determined, it is necessary to change the bit line from the precharge voltage Vp to the set voltage Vset or the reset voltage, but the precharge voltage Vp is in the vicinity of the set voltage Vset or the reset voltage Vreset. If it is set to, it is possible to quickly change to the set voltage Vset or the reset voltage.

図13は、本発明の好ましい実施形態によるデータ処理システムのブロック図である。   FIG. 13 is a block diagram of a data processing system according to a preferred embodiment of the present invention.

図13に示すデータ処理システムは、上述した半導体記憶装置(PRAM)10と、半導体記憶装置(DRAM)11と、これらを制御するメモリコントローラ12とを備えている。メモリコントローラ12とPRAM10及びDRAM11は、アドレスバスABUS、コマンドバスCBUS及びデータバスDBUSによって相互に接続されている。つまり、アドレスバスABUS、コマンドバスCBUS及びデータバスDBUSは、PRAM10及びDRAM11に対して共通に設けられている。もちろん、チップ選択信号など一部の信号を供給する配線については、PRAM10とDRAM11とで個別に配線されている。   The data processing system shown in FIG. 13 includes the semiconductor memory device (PRAM) 10, the semiconductor memory device (DRAM) 11, and the memory controller 12 that controls them. The memory controller 12, the PRAM 10, and the DRAM 11 are connected to each other by an address bus ABUS, a command bus CBUS, and a data bus DBUS. That is, the address bus ABUS, the command bus CBUS, and the data bus DBUS are provided in common for the PRAM 10 and the DRAM 11. Of course, wiring for supplying some signals such as a chip selection signal is individually wired in the PRAM 10 and the DRAM 11.

このように、本実施形態による半導体記憶装置(PRAM)10は、DRAM11との互換性が確保されていることから、これらを混在させて使用することが可能である。DRAM11のアドレス割り付けについては図4(b)を用いて説明したとおりである。つまり、アクティブコマンドに同期して同時に入力されるブロックアドレス(マットアドレス)及びロウアドレスに基づいて、複数のメモリセルアレイのいずれか及び選択されたメモリセルアレイに含まれる複数のワード線のいずれかがそれぞれ選択され、リードコマンド又ライトコマンドに同期して入力されるカラムアドレスに基づいて、複数のビット線のいずれかが選択される。   As described above, since the semiconductor memory device (PRAM) 10 according to the present embodiment is compatible with the DRAM 11, it can be used in combination. The address assignment of the DRAM 11 is as described with reference to FIG. That is, one of a plurality of memory cell arrays and one of a plurality of word lines included in a selected memory cell array are each based on a block address (mat address) and a row address that are simultaneously input in synchronization with an active command. One of the plurality of bit lines is selected based on the column address selected and input in synchronization with the read command or write command.

もちろん、PRAM10とDRAM11とを混在させて使用することは必須でなく、複数のPRAM10によってメモリモジュールを構成しても構わない。この場合であっても、メモリコントローラ12としては、DRAM用のメモリコントローラを使用することが可能である。このように、PRAM専用のメモリコントローラを用いる必要がなくなるため、開発コスト及び設計コストを削減することが可能となる。   Of course, it is not essential to use the PRAM 10 and the DRAM 11 together, and a memory module may be configured by a plurality of PRAMs 10. Even in this case, it is possible to use a memory controller for DRAM as the memory controller 12. In this way, since it is not necessary to use a memory controller dedicated to PRAM, it is possible to reduce development costs and design costs.

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、上記実施形態では本発明を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、例えばRRAM(Resistance Random Access Memory)に適用することも可能である。RRAMのメモリセルは、電圧パルスの印加によって電気抵抗が変化する磁気抵抗材料からなる可変抵抗素子を有している。したがって、本発明をRRAMに適用する場合には、上記実施形態においてメモリセルMCに供給した書き込み電流の代わりに、書き込み電圧を用いればよい。本発明においては、書き込み電流と書き込み電圧を「書き込み信号」と総称する。   For example, in the above 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 other types of semiconductor memory devices such as RRAM (Resistance Random Access) It is also possible to apply to (Memory). An RRAM memory cell has a variable resistance element made of a magnetoresistive material whose electric resistance is changed by application of a voltage pulse. Therefore, when the present invention is applied to the RRAM, a write voltage may be used instead of the write current supplied to the memory cell MC in the above embodiment. In the present invention, the write current and the write voltage are collectively referred to as “write signal”.

また、上記実施形態では、ページごとに1つのリード/ライトアンプを設けているが、ページごとに設けるアンプがリード/ライトアンプであることは必須でなく、リードアンプ又はライトアンプの一方であっても構わない。例えば、ライトアンプについてはページごとに1つ設け、リードアンプについてはビット線ごとに設けても構わない。   In the above embodiment, one read / write amplifier is provided for each page. However, it is not essential that the amplifier provided for each page is a read / write amplifier. It doesn't matter. For example, one write amplifier may be provided for each page, and a read amplifier may be provided for each bit line.

10 半導体記憶装置(PRAM)
11 半導体記憶装置(DRAM)
12 メモリコントローラ
20 メモリセルアレイ
31 ワードドライバ
31M メインワードドライバ
31S サブワードドライバ
32 カラムスイッチ
33 ライトアンプ
41 ロウアドレスデコーダ
42 カラムアドレスデコーダ
43 ページアドレスデコーダ
50 データ入出力回路
60 コマンドデコーダ
70 内部クロック生成回路
P0〜P511 メモリセルアレイ(ページ)
BL ビット線
WL ワード線
MWL メインワード線
SWL サブワード線
MC メモリセル
PC 相変化記憶素子
ST 選択トランジスタ
PRE プリチャージ回路
10 Semiconductor memory device (PRAM)
11 Semiconductor memory device (DRAM)
12 memory controller 20 memory cell array 31 word driver 31M main word driver 31S sub word driver 32 column switch 33 write amplifier 41 row address decoder 42 column address decoder 43 page address decoder 50 data input / output circuit 60 command decoder 70 internal clock generation circuits P0 to P511 Memory cell array (page)
BL bit line WL word line MWL main word line SWL sub word line MC memory cell PC phase change memory element ST selection transistor PRE precharge circuit

Claims (1)

複数のバンク及びアドレス選択回路を備え、
前記複数のバンクのそれぞれは、複数のメモリセルアレイを含み、
前記複数のメモリセルアレイのそれぞれは、複数のメモリセルを含み、
前記アドレス選択回路は、第1のコマンドに同期して入力される第1のアドレスに基づいて前記複数のバンクのいずれかを選択し、前記第1のコマンドに同期して入力される第2のアドレスに基づいて前記選択されたバンクに含まれる前記複数のメモリセルアレイからそれぞれ少なくともメモリセルを1つずつ選択し、第2のコマンドに同期して入力される第3のアドレスに基づいて前記複数のバンクのいずれかを選択し、前記第2のコマンドに同期して入力される第4のアドレスに基づいて、前記複数のメモリセルアレイからそれぞれ選択された前記メモリセルのいずれかを選択する、ことを特徴とする半導体記憶装置。
A plurality of banks and an address selection circuit;
Each of the plurality of banks includes a plurality of memory cell arrays,
Each of the plurality of memory cell arrays includes a plurality of memory cells;
The address selection circuit selects one of the plurality of banks based on a first address input in synchronization with a first command, and a second input in synchronization with the first command. At least one memory cell is selected from each of the plurality of memory cell arrays included in the selected bank based on an address, and the plurality of the plurality of memory cells are selected based on a third address input in synchronization with a second command. Selecting one of the banks, and selecting one of the memory cells selected from the plurality of memory cell arrays based on a fourth address input in synchronization with the second command. A semiconductor memory device.
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