JPH09306174A - Dynamic SRAM - Google Patents
Dynamic SRAMInfo
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- JPH09306174A JPH09306174A JP8121223A JP12122396A JPH09306174A JP H09306174 A JPH09306174 A JP H09306174A JP 8121223 A JP8121223 A JP 8121223A JP 12122396 A JP12122396 A JP 12122396A JP H09306174 A JPH09306174 A JP H09306174A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】少ない電源消費電流で高速動作できるSRAM
を提供する。
【解決手段】情報記憶用フリップフロップおよび記憶内
容が保持されるようにこのフリップフロップへ回路電圧
Vdd〜Vssを与える第1キャパシタ部を含むメモリ
セルCEL11と;このメモリセルが接続されるビット
線BL1/BL1*へ選択的に接続され前記回路電圧に
充電される第2キャパシタ部CL1+CL2と;第1の
タイミングで第2キャパシタ部CL1+CL2を前記回
路電圧に間欠充電する第1間欠充電手段Q11+Q12
+RE0と;第2のタイミングで第2キャパシタ部CL
1+CL2に充電された電圧を利用してビット線BL1
/BL1*を間欠充電する第2間欠充電手段Q13+Q
14+RE1と;第3のタイミングでビット線BL1/
BL1*の充電電圧を利用して前記第1キャパシタ部を
間欠充電する第3間欠充電手段Q3+Q4+DW10と
を備える。
(57) 【Abstract】 PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an SRAM capable of operating at high speed with low power consumption
I will provide a. A memory cell (CEL11) including a flip-flop for information storage and a first capacitor section that supplies a circuit voltage Vdd to Vss to the flip-flop so that the stored content is held; and a bit line (BL1) to which the memory cell is connected. A second capacitor unit CL1 + CL2 selectively connected to / BL1 * and charged to the circuit voltage; first intermittent charging means Q11 + Q12 for intermittently charging the second capacitor unit CL1 + CL2 to the circuit voltage at a first timing.
+ RE0; second capacitor portion CL at the second timing
Bit line BL1 using the voltage charged in 1 + CL2
Second intermittent charging means Q13 + Q for intermittently charging / BL1 *
14 + RE1; bit line BL1 / at the third timing
A third intermittent charging means Q3 + Q4 + DW10 for intermittently charging the first capacitor unit using the charging voltage of BL1 * is provided.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、記憶情報の維持
にリフレッシュ動作を伴う記憶装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a storage device that involves a refresh operation to maintain stored information.
【0002】[0002]
【従来の技術】現在主流の半導体記憶装置は、記憶内容
の維持にリフレッシュが必要なダイナミックメモリ(以
下DRAMという)と、記憶内容の維持にリフレッシュ
を必要としないスタティックメモリ(以下SRAMとい
う)とに大別できる。2. Description of the Related Art Currently, mainstream semiconductor memory devices are a dynamic memory (hereinafter referred to as DRAM) which requires refreshing to maintain stored contents and a static memory (hereinafter referred to as SRAM) which does not require refreshed to maintain stored contents. It can be roughly divided.
【0003】DRAMは、極小容量のメモリセルキャパ
シタを充電する形でその記憶内容を保持している。この
メモリセルキャパシタに充電・蓄積された電荷(記憶内
容)は、そのまま放置すると、メモリチップ内部のリー
ク電流により短時間の内に消失してしまう。この記憶内
容消失を防止するために、DRAMでは、外部からメモ
リアクセス(リード/ライト)がない期間において、比
較的短い周期(通常10ms以内)でもって、個々のメ
モリセルから記憶内容を一旦読み出し、読み出した内容
を同じメモリセルに書き戻すようにしている。この短周
期で反復される記憶内容の読み取り/書き戻し動作を、
DRAMのリフレッシュ動作という。The DRAM retains its stored contents by charging a very small capacity memory cell capacitor. If the electric charges (stored contents) charged / stored in the memory cell capacitor are left as they are, they will disappear within a short time due to a leak current inside the memory chip. In order to prevent the loss of the stored contents, in the DRAM, the stored contents are once read out from the individual memory cells with a relatively short cycle (usually within 10 ms) in a period when there is no external memory access (read / write). The read contents are written back to the same memory cell. The read / write-back operation of the stored contents repeated in this short cycle,
This is called a DRAM refresh operation.
【0004】DRAMにおけるリフレッシュ動作は、全
メモリセルキャパシタの合計容量に対する反復充放電な
ので、このリフレッシュ動作に伴う電源電流消費量が大
きい。Since the refresh operation in the DRAM is repeated charging / discharging with respect to the total capacitance of all memory cell capacitors, the power consumption of the refresh operation is large.
【0005】一方、SRAMは、常時給電状態にあるフ
リップフロップの動作状態(一対の交差接続トランジス
タのうち、一方がオンかオフかの状態)によって、その
記憶内容を保持している。SRAMでは、DRAMのよ
うなリフレッシュ動作(記憶内容の読み取り/書き戻し
動作)は不要であり、フリップフロップの回路動作状態
を維持するに必要な最低限の電源電流(殆どリーク電流
レベルまで抑えることが可能)しか消費しない。On the other hand, the SRAM retains its stored contents depending on the operating state of the flip-flop which is always in the power supply state (one of the pair of cross-connected transistors is on or off). The SRAM does not need a refresh operation (read / write back operation of stored contents) like that of a DRAM, and has a minimum power supply current required to maintain a circuit operation state of a flip-flop (it can be suppressed to almost a leak current level). Only possible).
【0006】しかしながら、上記「殆ど電源電流を消費
しない」というSRAMの特徴を得るには、フリップフ
ロップのドレイン負荷回路の直流抵抗値は、極めて大き
い必要がある。たとえば、電源電圧+3Vで動作するS
RAMの1セル当たりの消費電流を1nA(ナノアンペ
ア)以下に抑えるには、ドレイン負荷抵抗は3000M
Ω以上にしなければならない。However, in order to obtain the above-mentioned feature of the SRAM "consumes almost no power supply current", the DC resistance value of the drain load circuit of the flip-flop needs to be extremely large. For example, S operating at power supply voltage + 3V
To keep the current consumption per cell of RAM below 1 nA (nanoampere), the drain load resistance is 3000M.
Must be greater than Ω.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】通常、SRAMの高抵
抗負荷抵抗(1対のフリップフロップ負荷抵抗)は、低
不純物濃度のポリシリコンで形成される。ところが、こ
のポリシリコン高抵抗は温度依存性が高いため、高温下
では、抵抗値が小さくなることにより電源消費電流が増
大する。逆に、低温下では、1対のフリップフロップ負
荷抵抗の値が必ずしもバランスせずに大きくなるため、
フリップフロップ回路動作状態のバランスが崩れ、記憶
内容にエラーが発生しやすくなる。これを防ぐには、フ
リップフロップ負荷抵抗値を低めにとってフリップフロ
ップ回路電流をある程度定常的に流しておいて、多少負
荷抵抗バランスが崩れてもフリップフロップのオン・オ
フ状態が変化しないようにしておく必要がある。Generally, the high resistance load resistance (a pair of flip-flop load resistances) of SRAM is formed of low impurity concentration polysilicon. However, since this polysilicon high resistance has a high temperature dependency, at a high temperature, the resistance value becomes small and the power consumption current increases. On the other hand, at low temperatures, the value of the pair of flip-flop load resistors does not always balance and increases,
The balance of the operational states of the flip-flop circuit is lost, and an error easily occurs in the stored contents. To prevent this, keep the flip-flop load current low and allow the flip-flop circuit current to flow to some extent so that the on / off state of the flip-flop does not change even if the load resistance balance is slightly disturbed. There is a need.
【0008】結局、高抵抗負荷抵抗を用いたSRAMで
は、低消費電流と低エラー発生率とはトレードオフの関
係になる。After all, in an SRAM using a high resistance load resistor, there is a trade-off relationship between low current consumption and low error occurrence rate.
【0009】この発明の目的は、通常のSRAM並に少
ない電源消費電流で高速動作でき、それでいてエラーが
生じにくいニュータイプのSRAMを提供することであ
る。An object of the present invention is to provide a new type SRAM which can operate at high speed with a power consumption current as low as that of an ordinary SRAM and yet is less likely to cause an error.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第1の発明のSRAMでは、複数対のビット線(B
Ln/BLn*)と複数のワード線(WLn)の交差位
置に複数のメモリセル(CELmn)が配置されたマト
リクス構造を持つ記憶装置(図1)において、個々の前
記メモリセル(たとえばCEL11)を構成するもので
あって、互いに逆の論理レベルを持つ記憶内容を出力す
る1対の出力ノード(AR1/AR2)を持つフリップ
フロップ回路(Q1+Q2)と;前記ワード線(WL
1)の信号レベルに応じて選択的に導通することによ
り、1対の前記ビット線(BL1/BL1*)へ、前記
フリップフロップ回路(Q1+Q2)の1対の出力ノー
ド(AR1/AR2)を、それぞれ接続するビット線接
続手段(Q3+Q4)と;前記メモリセル(CEL1
1)の記憶内容が保持されるように、前記フリップフロ
ップ回路(Q1+Q2)へ所定値以上(たとえば1V以
上)の回路動作電圧(Vdd〜Vss)を与える第1キ
ャパシタ部(C1+C2)と;前記ビット線(BL1/
BL1*)に選択的に接続され、前記回路動作電圧(V
dd〜Vss)に対応した電圧に充電される第2キャパ
シタ部(CL1+CL2)と;第1のタイミング(図1
3のt01)で、前記第2キャパシタ部(CL1+CL
2)を前記回路動作電圧(Vdd〜Vss)に対応した
電圧に間欠充電する第1間欠充電手段(Q11+Q1
2;DR10からのVRE0)と;前記第1のタイミン
グ(図13のt01)とは異なる第2のタイミング(図
13のt03)で、前記第2キャパシタ部(CL1+C
L2)に充電された電圧を利用して前記ビット線(BL
1/BL1*)を間欠充電する第2間欠充電手段(Q1
3+Q14;DR10からのVRE1)と;前記第1の
タイミング(図13のt01)とは異なる第3のタイミ
ング(図13のt03)で、前記第2間欠充電手段によ
り充電された前記ビット線(BL1/BL1*)の充電
電圧を利用して、前記第1キャパシタ部(C1+C2)
を間欠充電する第3間欠充電手段(Q3+Q4;DW1
0)と;を備えている。To achieve the above object, in the SRAM of the first invention, a plurality of pairs of bit lines (B
In a memory device (FIG. 1) having a matrix structure in which a plurality of memory cells (CELmn) are arranged at intersections of Ln / BLn *) and a plurality of word lines (WLn), each of the memory cells (for example, CEL11) is A flip-flop circuit (Q1 + Q2) having a pair of output nodes (AR1 / AR2) for outputting storage contents having mutually opposite logic levels; and the word line (WL)
By selectively conducting according to the signal level of 1), the pair of output nodes (AR1 / AR2) of the flip-flop circuit (Q1 + Q2) is connected to the pair of bit lines (BL1 / BL1 *). Bit line connecting means (Q3 + Q4) for connecting respectively; the memory cell (CEL1)
1) A first capacitor section (C1 + C2) for applying a circuit operating voltage (Vdd to Vss) of a predetermined value or more (for example, 1 V or more) to the flip-flop circuit (Q1 + Q2) so that the stored content of 1) is held; Line (BL1 /
BL1 *) is selectively connected to the circuit operating voltage (V
second capacitor section (CL1 + CL2) charged to a voltage corresponding to dd to Vss; first timing (FIG. 1)
3 at t01), the second capacitor section (CL1 + CL
First intermittent charging means (Q11 + Q1) for intermittently charging 2) to a voltage corresponding to the circuit operating voltage (Vdd to Vss).
2; VRE0 from DR10) and; at the second timing (t03 in FIG. 13) different from the first timing (t01 in FIG. 13), the second capacitor unit (CL1 + C)
L2) is charged to the bit line (BL
Second intermittent charging means (Q1) for intermittently charging 1 / BL1 *)
3 + Q14; VRE1 from DR10); and the bit line (BL1) charged by the second intermittent charging means at a third timing (t03 in FIG. 13) different from the first timing (t01 in FIG. 13). / BL1 *) charging voltage of the first capacitor unit (C1 + C2)
Third intermittent charging means (Q3 + Q4; DW1) for intermittently charging
0) and;
【0011】また、上記目的を達成するため、第2の発
明のSRAMでは、複数対のビット線(BLn/BLn
*)と複数のワード線(WLn)の交差位置に複数のメ
モリセル(CELmn)が配置されたマトリクス構造を
持つ記憶装置(図1または図8)において、個々の前記
メモリセル(たとえばCEL11)を構成するものであ
って、互いに逆の論理レベルを持つ記憶内容を出力する
1対の出力ノード(AR1/AR2)を持つフリップフ
ロップ回路(Q1+Q2)と;前記ワード線(WL1)
の信号レベルに応じて選択的に導通することにより、1
対の前記ビット線(BL1/BL1*)へ、前記フリッ
プフロップ回路(Q1+Q2)の1対の出力ノード(A
R1/AR2)を、それぞれ接続するビット線接続手段
(Q3+Q4)と;前記メモリセル(CEL11)の記
憶内容が保持されるように、前記フリップフロップ回路
(Q1+Q2)へ所定値以上(たとえば1V以上)の回
路動作電圧(Vdd〜Vss)を与えるキャパシタ部
(C1+C2)と;第1のタイミング(図13のt0
1)で、前記ビット線(BL1/BL1*)を前記回路
動作電圧(Vdd〜Vss)に対応した電圧に間欠充電
するビット線間欠充電手段(図1のQ13/Q14+D
R10からのVRE1;または図8のQ11/Q12+
R11/R12+r11/r12+DR10からのVR
E0)と;第2のタイミング(図1構成なら図13のt
03;図8構成なら図13のt01)で、充電された前
記ビット線(BL1/BL1*)の充電電圧を利用し
て、前記キャパシタ部(C1+C2)を間欠充電するキ
ャパシタ部間欠充電手段(Q3+Q4;DW10)と;
を備えている。In order to achieve the above object, in the SRAM of the second invention, a plurality of pairs of bit lines (BLn / BLn) are used.
In the memory device (FIG. 1 or FIG. 8) having a matrix structure in which a plurality of memory cells (CELmn) are arranged at the intersections of *) and a plurality of word lines (WLn), each memory cell (for example, CEL11) is And a flip-flop circuit (Q1 + Q2) having a pair of output nodes (AR1 / AR2) for outputting storage contents having mutually opposite logic levels; and the word line (WL1).
1 by selectively conducting according to the signal level of
A pair of output nodes (A) of the flip-flop circuit (Q1 + Q2) are connected to the pair of bit lines (BL1 / BL1 *).
R1 / AR2) are respectively connected to bit line connecting means (Q3 + Q4); a predetermined value or more (for example, 1 V or more) is applied to the flip-flop circuit (Q1 + Q2) so that the memory content of the memory cell (CEL11) is held. A capacitor section (C1 + C2) for providing the circuit operating voltage (Vdd to Vss) of the above; and the first timing (t0 in FIG. 13).
In 1), the bit line intermittent charging means (Q13 / Q14 + D in FIG. 1) for intermittently charging the bit line (BL1 / BL1 *) to a voltage corresponding to the circuit operating voltage (Vdd to Vss).
VRE1 from R10; or Q11 / Q12 + in FIG.
VR from R11 / R12 + r11 / r12 + DR10
E0) and; second timing (t in FIG. 13 for the configuration in FIG. 1)
03; in the configuration of FIG. 8, at t01 in FIG. 13, the capacitor section intermittent charging means (Q3 + Q4) for intermittently charging the capacitor section (C1 + C2) by using the charging voltage of the charged bit line (BL1 / BL1 *). DW10) and;
It has.
【0012】なお、第2の発明のSRAMでは、前記ビ
ット線間欠充電手段(Q11/Q12+R11/R12
+r11/r12+DR10)が、前記ビット線(BL
1/BL1*)を間欠充電する際にこのビット線(BL
1/BL1*)へ流入する電流を抑える抵抗回路(R1
1+R12および/またはr11+r12)を含むこと
ができる。In the SRAM of the second invention, the bit line intermittent charging means (Q11 / Q12 + R11 / R12) is used.
+ R11 / r12 + DR10) is the bit line (BL
When intermittently charging 1 / BL1 *), this bit line (BL
Resistor circuit (R1 that suppresses the current flowing into 1 / BL1 *)
1 + R12 and / or r11 + r12).
【0013】さらに、上記目的を達成するため、第3の
発明のSRAMでは、複数対のビット線(BLn/BL
n*)と複数のワード線(WLn)の交差位置に複数の
メモリセル(CELmn)が配置されたマトリクス構造
を持つ記憶装置(図1)において、個々の前記メモリセ
ル(たとえばCEL11)を構成するものであって、互
いに逆の論理レベルを持つ記憶内容を出力する1対の出
力ノード(AR1/AR2)を持つフリップフロップ回
路(Q1+Q2)と;前記ワード線(WL1)の信号レ
ベルに応じて選択的に導通することにより、1対の前記
ビット線(BL1/BL1*)へ、前記フリップフロッ
プ回路(Q1+Q2)の1対の出力ノード(AR1/A
R2)を、それぞれ接続するビット線接続手段(Q3+
Q4)と;前記メモリセル(CEL11)の記憶内容が
保持されるように、前記フリップフロップ回路(Q1+
Q2)へ所定値以上(たとえば1V以上)の回路動作電
圧(Vdd〜Vss)を与える第1キャパシタ部(C1
+C2)と;前記回路動作電圧(Vdd〜Vss)が前
記所定値以上に維持されるように、第1のタイミング
(図15または図17のt03、図16のt05、図1
8のt01)で導通して、前記第1キャパシタ部(C1
+C2)を間欠充電する第1スイッチ手段(Q5+Q
6)と;前記第1スイッチ手段(Q5+Q6)に選択的
に接続され、所定の電圧(Vdd)に充電される第2キ
ャパシタ部(CLs)と;第2のタイミング(図15ま
たは図17のt01、図16のt03、図18のt0
3)で導通して、前記第2キャパシタ部(CLs)を前
記所定の電圧に間欠充電する第2スイッチ手段(Q10
1;DR10からのVRE0X)と;前記第2のタイミ
ング(図15または図17のt01、図16のt03、
図18のt03)とは異なる第3のタイミング(図15
または図17のt03、図16のt05、図18のt0
1)で導通して、前記第2キャパシタ部(CLs)に充
電された電圧(VRE1)でもって前記第1スイッチ手
段(Q5+Q6)導通させる第3スイッチ手段(Q10
2;DR10からのVRE1X)と;を備えている。Further, in order to achieve the above object, in the SRAM of the third invention, a plurality of pairs of bit lines (BLn / BL) are provided.
In the memory device (FIG. 1) having a matrix structure in which a plurality of memory cells (CELmn) are arranged at intersections of n *) and a plurality of word lines (WLn), each memory cell (for example, CEL11) is configured. And a flip-flop circuit (Q1 + Q2) having a pair of output nodes (AR1 / AR2) for outputting storage contents having mutually opposite logic levels; selected according to the signal level of the word line (WL1) Are electrically connected to the pair of bit lines (BL1 / BL1 *), the pair of output nodes (AR1 / A of the flip-flop circuit (Q1 + Q2)) (AR1 / A).
R2) are respectively connected to bit line connecting means (Q3 +
Q4); and the flip-flop circuit (Q1 +) so that the memory content of the memory cell (CEL11) is retained.
A first capacitor unit (C1) that applies a circuit operating voltage (Vdd to Vss) of a predetermined value or higher (for example, 1 V or higher) to Q2).
+ C2); the first timing (t03 in FIG. 15 or FIG. 17, t05 in FIG. 16, FIG. 1) so that the circuit operating voltage (Vdd to Vss) is maintained at or above the predetermined value.
8 at t01), the first capacitor section (C1
+ C2) first switch means (Q5 + Q) for intermittent charging
6) ;; a second capacitor portion (CLs) selectively connected to the first switch means (Q5 + Q6) and charged to a predetermined voltage (Vdd); and a second timing (t01 in FIG. 15 or FIG. 17). , T03 in FIG. 16 and t0 in FIG.
Second switch means (Q10) which is turned on in 3) to intermittently charge the second capacitor unit (CLs) to the predetermined voltage.
1; VRE0X from DR10); and the second timing (t01 in FIG. 15 or FIG. 17, t03 in FIG. 16)
Third timing (t15 in FIG. 18) different from that in FIG.
Alternatively, t03 in FIG. 17, t05 in FIG. 16, t0 in FIG.
The third switch means (Q10) which conducts in 1) and conducts the first switch means (Q5 + Q6) with the voltage (VRE1) charged in the second capacitor part (CLs).
2; VRE1X from DR10) and;
【0014】さらに、上記目的を達成するため、第4の
発明のSRAMでは、情報を記憶するフリップフロップ
(図2または図10のQ1+Q2)および記憶内容が保
持されるようにこのフリップフロップ(Q1+Q2)へ
回路動作電圧(Vdd〜Vss)を与える第1キャパシ
タ部(C1+C2)を含むメモリセル(CELmn)
と;複数の前記メモリセル(CELmn)が接続される
信号線(図1、図2のBL1/BL1*;または図9、
図10のRE1)へ選択的に接続されるものであって、
前記回路動作電圧(Vdd〜Vss)に充電される第2
キャパシタ部(図1のCL1+CL2;または図9のC
Ls)と;第1のタイミング(図13のt01;または
図15のt01)で前記第2キャパシタ部(CL1+C
L2;またはCLs)を前記回路動作電圧(Vdd〜V
ss)に対応した電圧に間欠充電する第1間欠充電手段
(図1のQ11+Q12+RE0;または図9のQ10
1+RE0X)と;第2のタイミング(図13のt0
3;または図15のt03)で、第2キャパシタ部(C
L1+CL2;またはCLs)に充電された電圧を利用
して前記信号線(図1、図2のBL1/BL1*;また
は図9、図10のRE1)を間欠充電する第2間欠充電
手段(図1のQ13+Q14+RE1;または図9のQ
102+RE1X)と;第3のタイミング(図13のt
03;または図15のt01;または図16のt05)
で、前記信号線(図1、図2のBL1/BL1*;また
は図9、図10のRE1)の充電電圧を利用(図2では
BL1/BL1*の電圧を直接利用;図10ではRE1
の電圧を間接利用)して前記第1キャパシタ部(C1+
C2)を間欠充電する第3間欠充電手段(図1、図2の
Q3+Q4+DW10;または図9、図10のQ5+Q
6)と;を備えている。Further, in order to achieve the above object, in the SRAM of the fourth invention, a flip-flop (Q1 + Q2 in FIG. 2 or FIG. 10) for storing information and this flip-flop (Q1 + Q2) so that the stored contents are held. A memory cell (CELmn) including a first capacitor section (C1 + C2) for applying a circuit operating voltage (Vdd to Vss) to
And; a signal line (BL1 / BL1 * in FIGS. 1 and 2) to which the plurality of memory cells (CELmn) are connected; or FIG.
Which is selectively connected to RE1) of FIG.
Secondly charged to the circuit operating voltage (Vdd to Vss)
Capacitor part (CL1 + CL2 in FIG. 1; or C in FIG. 9)
Ls); and at the first timing (t01 in FIG. 13; or t01 in FIG. 15), the second capacitor section (CL1 + C).
L2; or CLs is the circuit operating voltage (Vdd to V)
first intermittent charging means (Q11 + Q12 + RE0 in FIG. 1; or Q10 in FIG. 9) for intermittent charging to a voltage corresponding to ss).
1 + RE0X); second timing (t0 in FIG. 13)
3; or at t03 of FIG. 15, the second capacitor section (C
Second intermittent charging means (FIG. 1) for intermittently charging the signal line (BL1 / BL1 * in FIGS. 1 and 2; or RE1 in FIGS. 9 and 10) by using the voltage charged in L1 + CL2; or CLs). Q13 + Q14 + RE1; or Q in FIG.
102 + RE1X); and the third timing (t in FIG. 13).
03; or t01 of FIG. 15; or t05 of FIG. 16)
Then, the charging voltage of the signal line (BL1 / BL1 * of FIGS. 1 and 2; or RE1 of FIGS. 9 and 10) is used (the voltage of BL1 / BL1 * is directly used in FIG. 2; RE1 in FIG. 10).
Of the voltage of the first capacitor part (C1 +
Third intermittent charging means for intermittently charging C2) (Q3 + Q4 + DW10 in FIGS. 1 and 2; or Q5 + Q in FIGS. 9 and 10)
6) and;
【0015】要約すれば、上記目的を達成するために、
この発明では、SRAMのメモリセル(たとえば図2の
CEL11)を構成するフリップフロップ(Q1、Q
2)の負荷回路に、電源回路(Vdd)に繋がる高負荷
抵抗に代わって、電源電圧(Vdd)に対応した電圧に
充電される1対のキャパシタ(C1、C2)を用いてい
る。In summary, in order to achieve the above object,
According to the present invention, the flip-flops (Q1, Q1) forming the SRAM memory cell (for example, CEL11 in FIG. 2) are formed.
In the load circuit of 2), a pair of capacitors (C1, C2) charged to a voltage corresponding to the power supply voltage (Vdd) is used instead of the high load resistance connected to the power supply circuit (Vdd).
【0016】この1対キャパシタ(C1、C2)は、フ
リップフロップ(Q1、Q2)の回路動作状態(情報記
憶状態)を維持する回路電位を保持するもので、メモリ
セルの記憶情報を直接保持するものではない。しかし、
リーク電流などにより1対キャパシタ(C1、C2)に
蓄積された電荷が放電されフリップフロップ(Q1、Q
2)のドレイン電圧がある程度以下になると、このフリ
ップフロップ(Q1、Q2)の回路動作状態が維持でき
なくなり、このフリップフロップで構成されるメモリセ
ル(CEL11など)の記憶内容が消失してしまう。The pair of capacitors (C1, C2) holds the circuit potential for maintaining the circuit operation state (information storage state) of the flip-flops (Q1, Q2), and directly holds the storage information of the memory cell. Not a thing. But,
The charge accumulated in the pair of capacitors (C1, C2) is discharged by a leak current or the like, and the flip-flops (Q1, Q2) are discharged.
When the drain voltage of 2) becomes lower than a certain level, the circuit operating state of the flip-flops (Q1, Q2) cannot be maintained, and the stored contents of the memory cells (CEL11 etc.) configured by the flip-flops disappear.
【0017】このメモリセルの記憶内容消失を防ぐため
に、この発明では、負荷回路を構成する1対キャパシタ
(C1、C2;非情報保持媒体)をある周期(たとえば
図13のTW)で充電する手段(たとえばQ3、Q4、
DW10)を設けている。この充電手段(Q3、Q4、
DW10)による1対キャパシタ(C1、C2)の周期
的な充電動作はDRAMにおけるリフレッシュ動作に似
ているので、この明細書では、本願発明のSRAMをダ
イナミックSRAMと呼ぶことにした。In order to prevent the memory contents of the memory cell from being lost, in the present invention, a means for charging the pair of capacitors (C1, C2; non-information storage medium) which constitutes the load circuit at a certain cycle (for example, TW in FIG. 13). (For example, Q3, Q4,
DW10) is provided. This charging means (Q3, Q4,
Since the cyclic charging operation of the pair of capacitors (C1, C2) by the DW10) is similar to the refresh operation in the DRAM, the SRAM of the present invention is referred to as a dynamic SRAM in this specification.
【0018】ただし、通常のDRAMのリフレッシュが
「対応するビット線毎にプリチャージしてから現状のメ
モリセル記憶内容を読み出し、読み出した内容を書き戻
す」動作であるのに対し、この発明のダイナミックSR
AMのリフレッシュは、「現状の記憶内容を読み出すわ
けではなく、単にフリップフロップ回路状態維持のため
の負荷キャパシタに対する間欠充電」動作である(見方
を変えると、この発明の1対キャパシタC1、C2は、
SRAMフリップフロップの高負荷抵抗に代わる負荷回
路用スイッチドキャパシタであるとも言える)。この点
が、通常のDRAMと本質的に異なっている。However, while the normal DRAM refresh is an operation of "precharging for each corresponding bit line, then reading the current memory cell storage contents and writing back the read contents," the dynamic of the present invention. SR
The AM refresh is an operation of "not reading the current stored contents, but merely intermittently charging the load capacitor for maintaining the state of the flip-flop circuit" (from a different viewpoint, the paired capacitors C1 and C2 of the present invention are: ,
It can be said that it is a switched capacitor for a load circuit instead of the high load resistance of the SRAM flip-flop). This point is essentially different from a normal DRAM.
【0019】したがって、この発明のリフレッシュは複
数メモリセルに対して適当なタイミング(メモリアクセ
スのない期間)で短時間一括実行が可能であり、それゆ
えこの発明のリフレッシュはメモリの読み書き動作速度
を下げる要因にはならず、通常のSRAM並の高速性が
得られる。Therefore, the refresh of the present invention can be batch-executed for a plurality of memory cells at an appropriate timing (a period when there is no memory access) for a short time. Therefore, the refresh of the present invention reduces the read / write operation speed of the memory. It does not become a factor, and high speed performance comparable to a normal SRAM can be obtained.
【0020】また、フリップフロップの回路状態(オン
・オフ状態)が維持できる限り、負荷回路キャパシタ
(C1、C2)の充電電圧はある程度任意の範囲にあっ
て良い。このため、リフレッシュ直後の負荷回路キャパ
シタ(C1、C2)の充電電圧を十分大きくとっておけ
ば、セルキャパシタに情報記憶する通常のDRAMほど
頻繁にリフレッシュ(充放電)しなくてもエラーは発生
しない。そこで、同規模のDRAMよりリフレッシュ周
期を長くとることができ、リフレッシュに伴う消費電流
を低減できる。Further, as long as the circuit state (on / off state) of the flip-flop can be maintained, the charging voltage of the load circuit capacitors (C1, C2) may be in an arbitrary range to some extent. Therefore, if the charge voltage of the load circuit capacitors (C1, C2) immediately after refreshing is set sufficiently high, no error occurs even if refreshing (charging / discharging) is not performed as frequently as in a normal DRAM that stores information in the cell capacitors. . Therefore, the refresh cycle can be set longer than that of the DRAM of the same scale, and the current consumption associated with the refresh can be reduced.
【0021】ここで、上記「リフレッシュ直後の負荷回
路キャパシタ(C1、C2)の充電電圧を十分大きくと
っておく」という回路状態は、負荷回路キャパシタ(C
1、C2)の充電回路(図1他のビット線BLnまたは
図9のリフレッシュ線REm)を常時プリチャージ状態
に保持しなくても実現できる。この発明では、負荷回路
キャパシタ(C1、C2)を充電するための回路(図1
他のビット線BLnまたは図9のリフレッシュ線RE
m)を所定のタイミングで間欠的に充電することによ
り、この回路状態を実現している。この間欠充電によ
り、負荷回路キャパシタ(C1、C2)の充電回路(図
1他のビット線BLnまたは図9のリフレッシュ線RE
m)を反復充電する電流の時間積分値が(間欠充電しな
い場合よりも)少なくなり、この発明のダイナミックS
RAMの消費電力を効果的に低減できる。Here, the circuit state of "keep the charging voltage of the load circuit capacitors (C1, C2) immediately after refreshing sufficiently large" is the load circuit capacitor (C
This can be realized without always holding the charging circuit (1, C2) (the other bit line BLn in FIG. 1 or the refresh line REm in FIG. 9) in the precharged state. In the present invention, a circuit for charging the load circuit capacitors (C1, C2) (see FIG.
Another bit line BLn or refresh line RE of FIG.
This circuit state is realized by intermittently charging m) at a predetermined timing. Due to this intermittent charging, the charging circuit for the load circuit capacitors (C1, C2) (the other bit line BLn in FIG. 1 or the refresh line RE in FIG. 9).
The time integrated value of the current for repeatedly charging m) becomes smaller (as compared with the case where intermittent charging is not performed), and the dynamic S
The power consumption of the RAM can be effectively reduced.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の一実施の形態に係るダイナミックSRAMを説明す
る。なお、重複説明を避けるために、複数の図面に渡り
機能上共通あるいは類似する部分には共通あるいは類似
の参照符号が用いられている。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A dynamic SRAM according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that common or similar reference numerals are used for functionally common or similar parts in a plurality of drawings to avoid redundant description.
【0023】図1は、この発明の一実施の形態に係るダ
イナミックSRAMの概略構成を説明するためのブロッ
ク図である。ここでは、分かり易くするために、多数の
メモリセルCELmnのうち、16個のセルCEL11
〜CEL44とその一部の周辺回路ブロックのみを図示
している。FIG. 1 is a block diagram for explaining a schematic structure of a dynamic SRAM according to an embodiment of the present invention. Here, for the sake of clarity, 16 cells CEL11 among a large number of memory cells CELmn
Only the CEL 44 and its peripheral circuit blocks are shown.
【0024】図1において、第1〜第4カラムのビット
線対BL1/BL1*〜BL4/BL4*は、それぞ
れ、センスアンプSA1〜SA4に接続される(ビット
線の参照符号に付けたアステリスク*は、*なしの場合
と逆の論理レベルを持つことを指している)。In FIG. 1, bit line pairs BL1 / BL1 * to BL4 / BL4 * of the first to fourth columns are connected to sense amplifiers SA1 to SA4, respectively (the asterisk * attached to the reference numeral of the bit line). Refers to having the opposite logic level to the one without *).
【0025】第1カラムのビット線対BL1/BL1*
にはセルCEL11〜CEL41が接続され、第2カラ
ムのビット線対BL2/BL2*にはセルCEL12〜
CEL42が接続され、第3カラムのビット線対BL3
/BL3*にはセルCEL13〜CEL43が接続さ
れ、第4カラムのビット線対BL4/BL4*にはセル
CEL14〜CEL44が接続される。Bit line pair BL1 / BL1 * in the first column
Are connected to the cells CEL11 to CEL41, and the bit lines BL2 / BL2 * in the second column are connected to the cells CEL12 to CEL12.
CEL42 is connected and bit line pair BL3 of the third column
The cells CEL13 to CEL43 are connected to / BL3 *, and the cells CEL14 to CEL44 are connected to the bit line pair BL4 / BL4 * in the fourth column.
【0026】セルCEL11〜CEL14には第1ワー
ド線WL1が接続され、セルCEL21〜CEL24に
は第2ワード線WL2が接続され、セルCEL31〜C
EL34には第3ワード線WL3が接続され、セルCE
L41〜CEL44には第4ワード線WL4が接続され
る。The cells CEL11 to CEL14 are connected to the first word line WL1, the cells CEL21 to CEL24 are connected to the second word line WL2, and the cells CEL31 to CEL are connected.
The third word line WL3 is connected to EL34, and the cell CE
The fourth word line WL4 is connected to L41 to CEL44.
【0027】ワード線W1〜W4はワード線デコーダD
W10に接続され、センスアンプSA1〜SA4はビッ
ト線デコーダDB10に接続されている。The word lines W1 to W4 are word line decoders D
The sense amplifiers SA1 to SA4 are connected to W10 and are connected to the bit line decoder DB10.
【0028】さらに、第1カラムのビット線対BL1/
BL1*は、それぞれ第1カラムリフレッシュトランジ
スタ対Q13/Q14を介してキャパシタ対CL1/C
L2に接続される。このキャパシタ対CL1/CL2
は、それぞれ第1カラムリフレッシュトランジスタ対Q
11/Q12を介して電源線Vddに接続される。Further, the bit line pair BL1 / of the first column
BL1 * is a capacitor pair CL1 / C via a first column refresh transistor pair Q13 / Q14, respectively.
It is connected to L2. This capacitor pair CL1 / CL2
Are respectively the first column refresh transistor pair Q
It is connected to the power supply line Vdd via 11 / Q12.
【0029】同様に、ビット線対BL2/BL2*〜B
L4/BL4*は、それぞれ、リフレッシュトランジス
タ対Q23/Q24〜Q43/Q44を介してキャパシ
タ対CL1/CL2に接続され、これらのキャパシタ対
CL1/CL2はそれぞれリフレッシュトランジスタ対
Q21/Q22〜Q41/Q42を介して電源線Vdd
に接続される。Similarly, the bit line pair BL2 / BL2 * to B
L4 / BL4 * is connected to a capacitor pair CL1 / CL2 via refresh transistor pairs Q23 / Q24 to Q43 / Q44, respectively, and these capacitor pairs CL1 / CL2 form refresh transistor pairs Q21 / Q22 to Q41 / Q42, respectively. Through the power line Vdd
Connected to.
【0030】リフレッシュトランジスタ対Q13/Q1
4〜Q43/Q44のゲートはリフレッシュ線RE1に
接続され、リフレッシュトランジスタ対Q11/Q12
〜Q41/Q42のゲートはリフレッシュ線RE0に接
続される。また、リフレッシュ線RE0,RE1は、リ
フレッシュパルス(後述するVRE0,VRE1など)
を発生するリフレッシュデコーダDR10に接続され
る。Refresh transistor pair Q13 / Q1
The gates of 4-Q43 / Q44 are connected to the refresh line RE1, and the refresh transistor pair Q11 / Q12 is connected.
The gates of Q41 / Q42 are connected to the refresh line RE0. The refresh lines RE0 and RE1 are refresh pulses (VRE0 and VRE1 to be described later).
Is connected to the refresh decoder DR10.
【0031】キャパシタ対CL1/CL2は、リフレッ
シュ線RE0のパルス(VRE0)によりオン・オフす
るトランジスタ対Q11/Q12〜Q41/Q42を介
して、電源線Vddの電圧により、間欠充電される。そ
して、各ビット線対(BL1/BL1*〜BLn/BL
n*)は、リフレッシュ線RE1のパルス(VRE1)
によりオン・オフするトランジスタ対Q13/Q14〜
Q43/Q44を介して、キャパシタ対CL1/CL2
の充電電圧により、間欠充電される。The capacitor pair CL1 / CL2 is intermittently charged by the voltage of the power supply line Vdd via the transistor pair Q11 / Q12 to Q41 / Q42 which are turned on / off by the pulse (VRE0) of the refresh line RE0. Then, each bit line pair (BL1 / BL1 * to BLn / BL
n *) is a pulse (VRE1) of the refresh line RE1
Transistor pair Q13 / Q14 to be turned on / off by
Via Q43 / Q44, capacitor pair CL1 / CL2
It is intermittently charged by the charging voltage of.
【0032】ここで、キャパシタ対CL1/CL2それ
ぞれの静電容量としては、1pF〜10pF程度が選択
される。このキャパシタ対CL1/CL2と各ビット線
対(BL1/BL1*など)自体の容量との和が、その
ビット線対(BL1/BL1*)にぶら下がるメモリセ
ル群(CEL11〜CEL41など)内部のキャパシタ
C1,C2の合計値(1セル当たり10fF以下)に対
して十分に大きければ、これらメモリセル群の内部キャ
パシタC1,C2のリフレッシュに伴うビット線対(B
L1/BL1*)の電圧変動を、抑え込むことができ
る。Here, about 1 pF to 10 pF is selected as the capacitance of each of the capacitor pair CL1 / CL2. A capacitor inside a memory cell group (CEL11 to CEL41, etc.) in which the sum of the capacitor pair CL1 / CL2 and the capacitance of each bit line pair (BL1 / BL1 *, etc.) hangs on the bit line pair (BL1 / BL1 *). If it is sufficiently large with respect to the total value of C1 and C2 (10 fF or less per cell), the bit line pair (B
It is possible to suppress the voltage fluctuation of L1 / BL1 *).
【0033】なお、各リフレッシュトランジスタ対(Q
11/Q12〜Q41/Q42)と電源線Vddとの接
続点には、それぞれ、100fF(0.1pF)〜10
pF程度の電圧変動吸収キャパシタCssが接続されて
いる。これらのキャパシタCssの総容量と電源線Vd
d自体の容量との合計容量により、キャパシタ対CL1
/CL2の間欠充電(リフレッシュ線RE0のパルス駆
動による)に伴う電源線Vddの電圧変動を抑え込んで
いる。Each refresh transistor pair (Q
11 / Q12 to Q41 / Q42) and 100 fF (0.1 pF) to 10 at the connection points between the power source line Vdd and the power source line Vdd, respectively.
A voltage fluctuation absorbing capacitor Css of about pF is connected. The total capacitance of these capacitors Css and the power supply line Vd
The capacitance of the capacitor pair CL1
The voltage fluctuation of the power supply line Vdd due to the intermittent charging of / CL2 (due to the pulse driving of the refresh line RE0) is suppressed.
【0034】図2は、図1の各セルの内部構成例(1セ
ル4トランジスタ)を、セルCEL11について示して
いる(他のセルの構成も同様)。FIG. 2 shows an internal configuration example (one cell, four transistors) of each cell of FIG. 1 for the cell CEL11 (same for other cells).
【0035】すなわち、NchトランジスタQ1および
Q2のソース(軽ドープドレインLDD構造)は、グラ
ンド線Vssに接続される。トランジスタQ1のポリシ
リコンゲートは、配線L1を介してトランジスタQ2の
ドレイン(軽ドープドレインLDD構造)に接続され
る。同様に、トランジスタQ2のポリシリコンゲート
は、配線L2を介してトランジスタQ1のドレイン(軽
ドープドレインLDD構造)に接続される。このように
ゲートが交差接続(クロスカップル)されたフリップフ
ロップ回路(Q1+Q2)が、セルCEL11の情報記
憶部(SRAMのセル構造)を構成する。That is, the sources (lightly doped drain LDD structure) of the Nch transistors Q1 and Q2 are connected to the ground line Vss. The polysilicon gate of the transistor Q1 is connected to the drain (lightly-doped drain LDD structure) of the transistor Q2 via the wiring L1. Similarly, the polysilicon gate of the transistor Q2 is connected to the drain (lightly doped drain LDD structure) of the transistor Q1 via the line L2. In this way, the flip-flop circuit (Q1 + Q2) whose gates are cross-connected (cross-coupled) constitutes the information storage section (cell structure of SRAM) of the cell CEL11.
【0036】このフリップフロップ回路(Q1+Q2)
は、論理レベルが互いに反対の記憶内容を出力する1対
の出力ノードを持つ。一方の出力ノードは、配線領域
(拡散層)AR1を介して、Nch(またはPch)ト
ランジスタQ3のソース(またはドレイン)に接続され
る。トランジスタQ3のドレイン(またはソース)は、
ビット線対BL1/BL1*の一方BL1に接続され
る。This flip-flop circuit (Q1 + Q2)
Has a pair of output nodes that output the stored contents whose logic levels are opposite to each other. One output node is connected to the source (or drain) of the Nch (or Pch) transistor Q3 via the wiring region (diffusion layer) AR1. The drain (or source) of the transistor Q3 is
It is connected to one of the bit line pairs BL1 / BL1 * BL1.
【0037】同様に、フリップフロップ回路(Q1+Q
2)の他方の出力ノードは、配線領域(拡散層)AR2
を介して、Nch(またはPch)トランジスタQ4の
ソース(またはドレイン)に接続される。トランジスタ
Q4のドレイン(またはソース)は、ビット線対(金属
配線層)BL1/BL1*の他方BL1*に接続され
る。トランジスタQ3およびQ4のポリシリコンゲート
は、ワード線(ポリシリコン層)WL1に接続される。Similarly, a flip-flop circuit (Q1 + Q
The other output node of 2) is the wiring region (diffusion layer) AR2.
Is connected to the source (or drain) of the Nch (or Pch) transistor Q4. The drain (or source) of the transistor Q4 is connected to the other BL1 * of the bit line pair (metal wiring layer) BL1 / BL1 *. The polysilicon gates of transistors Q3 and Q4 are connected to word line (polysilicon layer) WL1.
【0038】配線領域AR1(トランジスタQ1のドレ
イン出力)とグランド線Vssとの間にはドレインキャ
パシタC1が設けられ、配線領域AR2(トランジスタ
Q2のドレイン出力)とグランド線Vssとの間にはド
レインキャパシタC2が設けられている。A drain capacitor C1 is provided between the wiring region AR1 (the drain output of the transistor Q1) and the ground line Vss, and a drain capacitor C1 is provided between the wiring region AR2 (the drain output of the transistor Q2) and the ground line Vss. C2 is provided.
【0039】キャパシタC1またはC2は、トランジス
タQ3およびQ4がワード線WL1上のリフレッシュパ
ルスで導通した一瞬に、ビット線BL1/BL1*の電
圧(キャパシタ対CL1/CL2の充電電圧に対応)に
より充電される。たとえば、トランジスタQ1がオフ、
トランジスタQ2がオンの場合、ビット線電圧が+3V
であれば、リフレッシュパルスのハイレベル期間とその
反復周期に応じて、キャパシタC1は、たとえば+1〜
+2.5V程度に充電される。また、トランジスタQ2
がオフ、トランジスタQ1がオンの場合は、リフレッシ
ュパルスのハイレベル期間とその反復周期に応じて、キ
ャパシタC2が、たとえば+1〜+2.5V程度に充電
される。The capacitor C1 or C2 is charged by the voltage of the bit line BL1 / BL1 * (corresponding to the charging voltage of the capacitor pair CL1 / CL2) at the moment when the transistors Q3 and Q4 are conducted by the refresh pulse on the word line WL1. It For example, transistor Q1 is off,
Bit line voltage is + 3V when transistor Q2 is on
If so, the capacitor C1 may have, for example, +1 to +1 depending on the high level period of the refresh pulse and its repetition period.
It is charged to about + 2.5V. Also, the transistor Q2
Is off and the transistor Q1 is on, the capacitor C2 is charged to, for example, about +1 to +2.5 V according to the high level period of the refresh pulse and its repetition period.
【0040】上記トランジスタQ1およびQ2のオン・
オフ状態(SRAMセルCEL11の記憶内容)は、キ
ャパシタC1およびC2双方が放電し切ってしまうと、
失われる。この記憶内容消失を防ぐために、キャパシタ
C1およびC2が、リフレッシュパルスで間欠的に導通
するトランジスタQ3およびQ4を介して、ビット線電
圧により、適宜充電されるようになっている。(トラン
ジスタスイッチにより断続的に充電されるという回路動
作から見れば、キャパシタC1およびC2は、スイッチ
ドキャパシタと考えることもできる。) さらに、電源線Vddとグランド線Vssとの間には、
キャパシタC1およびC2の合計容量(たとえば10f
F程度)よりも十分に大きな電源電圧変動吸収キャパシ
タCss(たとえば100fF〜10pF程度)が接続
されている。この相対的大容量キャパシタCssは常時
電源電圧Vddで充電されているので、相対的小容量キ
ャパシタC1およびC2がリフレッシュ充電された一瞬
にセルCEL11の電源電圧が大きく落ち込むことはな
くなる。When the transistors Q1 and Q2 are turned on,
In the off state (contents of SRAM cell CEL11), when both capacitors C1 and C2 are completely discharged,
Lost. In order to prevent the loss of the stored contents, the capacitors C1 and C2 are appropriately charged by the bit line voltage via the transistors Q3 and Q4 which are intermittently turned on by the refresh pulse. (The capacitors C1 and C2 can be considered as switched capacitors in view of the circuit operation of being intermittently charged by the transistor switch.) Furthermore, between the power supply line Vdd and the ground line Vss,
Total capacitance of capacitors C1 and C2 (eg 10f
A power supply voltage fluctuation absorbing capacitor Css (for example, about 100 fF to 10 pF) that is sufficiently larger than F) is connected. Since the relative large-capacity capacitor Css is constantly charged with the power supply voltage Vdd, the power supply voltage of the cell CEL11 does not drop drastically the instant the relative small-capacity capacitors C1 and C2 are refresh-charged.
【0041】図3は、図2のトランジスタQ1〜Q4が
全てP基板またはPウェル上のNchMOSトランジス
タで構成される場合の集積回路構造を、デフォルメして
例示する平面図である。FIG. 3 is a plan view exemplifying a deformed integrated circuit structure in which all the transistors Q1 to Q4 of FIG. 2 are formed of NchMOS transistors on a P substrate or P well.
【0042】たとえばP基板のセル形成領域(3〜4μ
mx4〜5μm程度の面積)にN型不純物(リンなど)
が熱拡散されて、トランジスタQ1〜Q4のドレインお
よびソース領域(この領域は、局所的に予めP型不純物
のボロンなどが少量イオン注入されており、軽ドープド
レインLDD領域となる)が形成される。このドレイン
/ソースLDD領域の形成と同時並行して、トランジス
タQ1〜Q4の各電極を図2の配線のように結線する接
続配線領域(拡散層)AR1およびAR2と、電源線
(拡散層)Vdd(図示せず)とが、形成される。For example, the cell formation region of the P substrate (3 to 4 μm)
N-type impurities (phosphorus, etc.) in an area of about mx 4-5 μm)
Are thermally diffused to form the drain and source regions of the transistors Q1 to Q4 (in this region, a small amount of P-type impurity such as boron is ion-implanted in advance, which becomes a lightly doped drain LDD region). . Simultaneously with the formation of the drain / source LDD regions, connection wiring regions (diffusion layers) AR1 and AR2 that connect the electrodes of the transistors Q1 to Q4 as shown in FIG. 2 and power supply lines (diffusion layer) Vdd. (Not shown) are formed.
【0043】上記拡散層形成後、図示しない酸化シリコ
ン層を介して、トランジスタQ1〜Q4のゲート領域お
よびワード線WL1が、1工程のポリシリコン層で形成
される。After the diffusion layer is formed, the gate regions of the transistors Q1 to Q4 and the word line WL1 are formed of a polysilicon layer in one step via a silicon oxide layer (not shown).
【0044】上記ポリシリコン層形成後、図示しない酸
化シリコン層を介して、グランド線Vssの金属配線1
が形成される。このVss金属配線パターンは、その一
部が、酸化シリコン層を介して、接続配線領域AR1お
よびAR2とVdd拡散層とに、平行している。する
と、酸化シリコン層を誘電体とするキャパシタC1が領
域AR1とVss金属配線との間に形成され、酸化シリ
コン層を誘電体とするキャパシタC2が領域AR2とV
ss金属配線との間に形成される。After the polysilicon layer is formed, the metal wiring 1 of the ground line Vss is interposed via a silicon oxide layer (not shown).
Is formed. A part of this Vss metal wiring pattern is parallel to the connection wiring regions AR1 and AR2 and the Vdd diffusion layer via the silicon oxide layer. Then, a capacitor C1 having a silicon oxide layer as a dielectric is formed between the area AR1 and the Vss metal wiring, and a capacitor C2 having a silicon oxide layer as a dielectric is formed as the areas AR2 and V2.
It is formed between the ss metal wiring.
【0045】なお、図示しないが、図1のキャパシタ対
CL1,CL2は、図3のキャパシタC1,C2と同様
な構造で作ることができる。Although not shown, the pair of capacitors CL1 and CL2 shown in FIG. 1 can be formed in the same structure as the capacitors C1 and C2 shown in FIG.
【0046】上記金属配線層1の形成後、図示しない酸
化シリコン層を介して、ワード線WL1に直交するビッ
ト線対BLn/BLn*が、金属配線2により形成され
る。なお、図中四角に×のマークは、コンタクトホール
を示している。After the metal wiring layer 1 is formed, a bit line pair BLn / BLn * orthogonal to the word line WL1 is formed by the metal wiring 2 via a silicon oxide layer (not shown). In addition, a square mark in the drawing indicates a contact hole.
【0047】図3の構成では、ポリシリコンは1種類
(比較的低抵抗のポリシリコン層)でよいので、2種の
ポリシリコンを用いた従来のSRAM(1種は低抵抗配
線用、もう1種は高抵抗のフリップフロップ負荷抵抗
用)よりも製造コストが低くなる。また、温度変化の大
きいポリシリコン高抵抗を使わないので、フリップフロ
ップメモリセルの記憶状態の温度安定性にも優れたもの
が得られる。In the configuration of FIG. 3, only one type of polysilicon (polysilicon layer having a relatively low resistance) may be used, so that a conventional SRAM using two types of polysilicon (one type for low resistance wiring, another type for polysilicon) Seeds are less expensive to manufacture than high resistance flip-flop load resistors). Further, since the polysilicon high resistance having a large temperature change is not used, it is possible to obtain a flip-flop memory cell having excellent temperature stability in the storage state.
【0048】図4は、図2のトランジスタQ1,Q2が
P基板またはPウェル上のNchMOSトランジスタで
構成され、トランジスタQ3,Q4がNウェル中のPc
hMOSトランジスタで構成される場合の集積回路構造
を、デフォルメして例示する平面図である。In FIG. 4, the transistors Q1 and Q2 in FIG. 2 are N-channel MOS transistors on the P substrate or P well, and the transistors Q3 and Q4 are Pc in the N well.
It is a top view which deforms and exemplifies the integrated circuit structure when it comprises an hMOS transistor.
【0049】図4は、図3のNchトランジスタQ3,
Q4を、Nウェルに収めたPchトランジスタQ3,Q
4に置き換えたもので、その他の構造は、図3と同様と
なっている。FIG. 4 shows the Nch transistor Q3 of FIG.
Pch transistors Q3 and Q in which Q4 is housed in the N well
4 and the other structure is the same as that of FIG.
【0050】なお、図3または図4の実施形態におい
て、キャパシタC1,C2(およびキャパシタCL1,
CL2)は、酸化シリコンを誘電体とする平行平板キャ
パシタ構造をとっている。しかしながら、必要な容量が
得られかつリーク電流が実用上問題ないくらいに小さく
できるならば、これらのキャパシタは、強誘電体を用い
たものでも、あるいはPN接合容量を利用したものでも
よい。Incidentally, in the embodiment of FIG. 3 or 4, the capacitors C1 and C2 (and the capacitors CL1 and CL1,
CL2) has a parallel plate capacitor structure using silicon oxide as a dielectric. However, these capacitors may be ferroelectric capacitors or PN junction capacitors as long as the required capacitance can be obtained and the leakage current can be reduced to a level that poses no practical problem.
【0051】また、キャパシタC1,C2およびキャパ
シタCL1,CL2は、トレンチ構造あるいは多重フィ
ン構造でもよい。The capacitors C1 and C2 and the capacitors CL1 and CL2 may have a trench structure or a multiple fin structure.
【0052】図5は、この発明の第2の実施の形態に係
るダイナミックSRAMの概略構成を説明するためのブ
ロック図である。図5の構成は、センスアンプ群SAn
とビット線デコーダDB10の配置を変更した点を除
き、図1の構成と同じである。FIG. 5 is a block diagram for explaining a schematic structure of a dynamic SRAM according to the second embodiment of the present invention. The configuration of FIG. 5 has a sense amplifier group SAn.
The configuration is the same as that of FIG. 1 except that the arrangement of the bit line decoder DB10 is changed.
【0053】図6は、この発明の第3の実施の形態に係
るダイナミックSRAMの概略構成を説明するためのブ
ロック図である。FIG. 6 is a block diagram for explaining a schematic structure of a dynamic SRAM according to the third embodiment of the present invention.
【0054】図6の構成は、各リフレッシュトランジス
タ対(Q11/Q12〜Q41/Q42)のゲートに印
加するリフレッシュパルス(リフレッシュ線RE01〜
RE04上のパルスVRE01〜VRE04;図14参
照)の発生タイミングがそれぞれずれており、また各リ
フレッシュトランジスタ対(Q13/Q14〜Q43/
Q44)のゲートに印加するリフレッシュパルス(リフ
レッシュ線RE10〜RE40上のパルスVRE10〜
VRE40;図14参照)の発生タイミングがそれぞれ
ずれている点を除き、図1の構成と同じである。これら
のリフレッシュパルスは、リフレッシュデコーダDR1
0により生成される。In the configuration of FIG. 6, refresh pulses (refresh lines RE01 to RE01 to Q11 / Q12 to Q41 / Q42) are applied to the gates of each refresh transistor pair (Q11 / Q12 to Q41 / Q42).
The pulses VRE01 to VRE04 on RE04 are generated at different timings (see FIG. 14), and each refresh transistor pair (Q13 / Q14 to Q43 /
Refresh pulse applied to the gate of Q44 (pulse VRE10 on refresh lines RE10-RE40)
VRE40; see FIG. 14) except that the generation timings thereof are different from each other. These refresh pulses are applied to the refresh decoder DR1.
It is generated by 0.
【0055】図7は、この発明の第4の実施の形態に係
るダイナミックSRAMの概略構成を説明するためのブ
ロック図である。図7の構成は、センスアンプ群SAn
とビット線デコーダDB10の配置を変更した点を除
き、図6の構成と同じである。FIG. 7 is a block diagram for explaining the schematic structure of a dynamic SRAM according to the fourth embodiment of the present invention. The configuration of FIG. 7 has a sense amplifier group SAn.
The configuration is the same as that of FIG. 6 except that the arrangement of the bit line decoder DB10 is changed.
【0056】図8は、この発明の第5の実施の形態に係
るダイナミックSRAMの概略構成を示す。ここでは、
キャパシタ対CL1/CL2の機能を対応するビット線
BLn/BLn*の寄生容量に代行させ、これらのビッ
ト線寄生容量に対する充電電流の大きさを、抵抗素子r
11/r12〜r41/r42で適宜抑えている(後述
する抵抗素子R11/R12〜R41/R42があると
きは、抵抗素子r11/r12〜r41/r42は省略
できる)。FIG. 8 shows a schematic structure of a dynamic SRAM according to the fifth embodiment of the present invention. here,
The parasitic capacitance of the corresponding bit line BLn / BLn * is substituted for the function of the capacitor pair CL1 / CL2, and the magnitude of the charging current with respect to these parasitic capacitances of the bit lines is determined by the resistance element r.
11 / r12 to r41 / r42 are appropriately suppressed (when there are resistance elements R11 / R12 to R41 / R42 described later, the resistance elements r11 / r12 to r41 / r42 can be omitted).
【0057】キャパシタ対CL1/CL2の機能を持た
せたビット線寄生容量に対する間欠充電は、リフレッシ
ュパルスRE0によりオン・オフ制御されるトランジス
タ対Q11/Q12〜Q41/Q42と抵抗素子R11
/R12〜R41/R42とを介して、電源線Vddの
電源電圧変動吸収キャパシタCssの充電電圧により行
われる。The intermittent charging for the bit line parasitic capacitance having the function of the capacitor pair CL1 / CL2 is turned on / off by the refresh pulse RE0, and the transistor pair Q11 / Q12 to Q41 / Q42 and the resistance element R11 are controlled.
/ R12 to R41 / R42 via the charging voltage of the power supply voltage fluctuation absorbing capacitor Css of the power supply line Vdd.
【0058】キャパシタ対CL1/CL2の機能を持た
せたビット線寄生容量に対する間欠充電電流の大きさ
は、抵抗素子R11/R12〜R41/R42および/
または抵抗素子r11/r12〜r41/r42の値
(実質ゼロオームの場合も含めて考える)により、任意
にコントロールできる。The magnitude of the intermittent charging current with respect to the bit line parasitic capacitance having the function of the capacitor pair CL1 / CL2 is determined by the resistance elements R11 / R12 to R41 / R42 and /.
Alternatively, it can be arbitrarily controlled by the values of the resistance elements r11 / r12 to r41 / r42 (including the case of substantially zero ohms).
【0059】図8の構成では、上記間欠充電電流を抑え
るために抵抗素子R11/R12〜R41/R42およ
び/または抵抗素子r11/r12〜r41/r42の
値を大きくとると、この抵抗素子とビット線寄生容量と
の時定数が大きくなる。すると、ビット線寄生容量をチ
ャージアップするのに(図1などの実施形態と較べて)
時間がかかるようになる。したがって、図8の実施形態
は、ダイナミックSRAMセル内部のドレインキャパシ
タC1,C2のリフレッシュ時間を多目に取れる用途に
向いている。(ダイナミックSRAMセル内部のドレイ
ンキャパシタC1,C2を比較的頻繁にリフレッシュし
たい場合は、図1等の構成が適している。) 図9は、この発明の第6の実施の形態に係るダイナミッ
クSRAMの概略構成を示す。図9において、第1〜第
4カラムのビット線対BL1/BL1*〜BL4/BL
4*は、それぞれ、センスアンプSA1〜SA4に接続
される(ビット線の参照符号に付けたアステリスク*
は、*なしの場合と逆の論理レベルを持つことを指して
いる)。In the configuration of FIG. 8, if the values of the resistance elements R11 / R12 to R41 / R42 and / or the resistance elements r11 / r12 to r41 / r42 are increased in order to suppress the intermittent charging current, the resistance elements and the bits are set. The time constant with the line parasitic capacitance increases. Then, to charge up the bit line parasitic capacitance (compared to the embodiment such as FIG. 1).
It will take time. Therefore, the embodiment of FIG. 8 is suitable for an application in which the refresh time of the drain capacitors C1 and C2 inside the dynamic SRAM cell can be set to a large value. (When it is desired to refresh the drain capacitors C1 and C2 inside the dynamic SRAM cell relatively frequently, the configuration of FIG. 1 or the like is suitable.) FIG. 9 shows a dynamic SRAM according to a sixth embodiment of the present invention. A schematic configuration is shown. In FIG. 9, bit line pairs BL1 / BL1 * to BL4 / BL in the first to fourth columns
4 * are respectively connected to the sense amplifiers SA1 to SA4 (the asterisk attached to the reference numeral of the bit line *)
Refers to having the opposite logic level to the one without *).
【0060】第1カラムのビット線対BL1/BL1*
にはセルCEL11〜CEL41が接続され、第2カラ
ムのビット線対BL2/BL2*にはセルCEL12〜
CEL42が接続され、第3カラムのビット線対BL3
/BL3*にはセルCEL13〜CEL43が接続さ
れ、第4カラムのビット線対BL4/BL4*にはセル
CEL14〜CEL44が接続される。Bit line pair BL1 / BL1 * in the first column
Are connected to the cells CEL11 to CEL41, and the bit lines BL2 / BL2 * in the second column are connected to the cells CEL12 to CEL12.
CEL42 is connected and bit line pair BL3 of the third column
The cells CEL13 to CEL43 are connected to / BL3 *, and the cells CEL14 to CEL44 are connected to the bit line pair BL4 / BL4 * in the fourth column.
【0061】セルCEL11〜CEL14には第1ワー
ド線WL1および第1リフレッシュ線RE1が接続さ
れ、セルCEL21〜CEL24には第2ワード線WL
2および第2リフレッシュ線RE2が接続され、セルC
EL31〜CEL34には第3ワード線WL3および第
3リフレッシュ線RE3が接続され、セルCEL41〜
CEL44には第4ワード線WL4および第4リフレッ
シュ線RE4が接続される。The first word line WL1 and the first refresh line RE1 are connected to the cells CEL11 to CEL14, and the second word line WL is connected to the cells CEL21 to CEL24.
2 and the second refresh line RE2 are connected, and the cell C
A third word line WL3 and a third refresh line RE3 are connected to EL31 to CEL34, and cells CEL41 to
The fourth word line WL4 and the fourth refresh line RE4 are connected to the CEL 44.
【0062】ワード線W1〜W4はワード線デコーダD
W10に接続され、センスアンプSA1〜SA4はビッ
ト線デコーダDB10に接続されている。The word lines W1 to W4 are word line decoders D
The sense amplifiers SA1 to SA4 are connected to W10 and are connected to the bit line decoder DB10.
【0063】また、リフレッシュ線RE1〜RE4は、
リフレッシュパルス線RE1Xの駆動パルス(後述する
VRE1X)によりオン・オフ制御されるトランジスタ
Q102〜Q402を介して、それぞれ対応するリフレ
ッシュ線キャパシタCLsに接続される。これらのキャ
パシタCLsは、リフレッシュパルス線RE0Xの駆動
パルス(後述するVRE0X)によりオン・オフ制御さ
れるトランジスタQ101〜Q401を介して、電源線
Vddに接続される。The refresh lines RE1 to RE4 are
It is connected to the corresponding refresh line capacitors CLs via the transistors Q102 to Q402 which are on / off controlled by the drive pulse (VRE1X described later) of the refresh pulse line RE1X. These capacitors CLs are connected to the power supply line Vdd via the transistors Q101 to Q401 which are on / off controlled by the drive pulse (VRE0X described later) of the refresh pulse line RE0X.
【0064】リフレッシュパルス線RE0XおよびRE
1Xの駆動パルス(VRE0X,VRE1X)は、リフ
レッシュデコーダDR10から出力される。Refresh pulse lines RE0X and RE
The 1X drive pulse (VRE0X, VRE1X) is output from the refresh decoder DR10.
【0065】図10は、図9の各セルの内部構成例(1
セル6トランジスタ)を、セルCEL11について示し
ている(他のセルの構成も同様)。FIG. 10 shows an example of the internal structure of each cell of FIG. 9 (1
Cell 6 transistor) is shown for cell CEL 11 (same for other cell configurations).
【0066】すなわち、NchトランジスタQ1および
Q2のソース(軽ドープドレインLDD構造)は、グラ
ンド線Vssに接続される。トランジスタQ1のポリシ
リコンゲートは、配線L1を介してトランジスタQ2の
ドレイン(軽ドープドレインLDD構造)に接続され
る。同様に、トランジスタQ2のポリシリコンゲート
は、配線L2を介してトランジスタQ1のドレイン(軽
ドープドレインLDD構造)に接続される。このように
ゲートが交差接続(クロスカップル)されたフリップフ
ロップ回路(Q1+Q2)が、セルCEL11の情報記
憶部(SRAMのセル構造)を構成する。That is, the sources (lightly-doped drain LDD structure) of the Nch transistors Q1 and Q2 are connected to the ground line Vss. The polysilicon gate of the transistor Q1 is connected to the drain (lightly-doped drain LDD structure) of the transistor Q2 via the wiring L1. Similarly, the polysilicon gate of the transistor Q2 is connected to the drain (lightly doped drain LDD structure) of the transistor Q1 via the line L2. In this way, the flip-flop circuit (Q1 + Q2) whose gates are cross-connected (cross-coupled) constitutes the information storage section (cell structure of SRAM) of the cell CEL11.
【0067】このフリップフロップ回路(Q1+Q2)
は、論理レベルが互いに反対の記憶内容を出力する1対
の出力ノードを持つ。一方の出力ノードは、配線領域
(拡散層)AR1を介して、Nch(またはPch)ト
ランジスタQ3のソース(またはドレイン)に接続され
る。トランジスタQ3のドレイン(またはソース)は、
ビット線対BL1/BL1*の一方BL1に接続され
る。This flip-flop circuit (Q1 + Q2)
Has a pair of output nodes that output the stored contents whose logic levels are opposite to each other. One output node is connected to the source (or drain) of the Nch (or Pch) transistor Q3 via the wiring region (diffusion layer) AR1. The drain (or source) of the transistor Q3 is
It is connected to one of the bit line pairs BL1 / BL1 * BL1.
【0068】同様に、フリップフロップ回路(Q1+Q
2)の他方の出力ノードは、配線領域(拡散層)AR2
を介して、Nch(またはPch)トランジスタQ4の
ソース(またはドレイン)に接続される。トランジスタ
Q4のドレイン(またはソース)は、ビット線対(金属
配線層)BL1/BL1*の他方BL1*に接続され
る。トランジスタQ3およびQ4のポリシリコンゲート
は、ワード線(ポリシリコン層)WL1に接続される。Similarly, the flip-flop circuit (Q1 + Q
The other output node of 2) is the wiring region (diffusion layer) AR2.
Is connected to the source (or drain) of the Nch (or Pch) transistor Q4. The drain (or source) of the transistor Q4 is connected to the other BL1 * of the bit line pair (metal wiring layer) BL1 / BL1 *. The polysilicon gates of transistors Q3 and Q4 are connected to word line (polysilicon layer) WL1.
【0069】フリップフロップ回路(Q1+Q2)の一
方出力ノードは、配線領域AR1を介して、Nchトラ
ンジスタQ5のソース(またはドレイン)に接続され
る。トランジスタQ5のドレイン(またはソース)は、
電源線Vdd(+1.5〜+5V程度)に接続される。One output node of the flip-flop circuit (Q1 + Q2) is connected to the source (or drain) of the Nch transistor Q5 via the wiring area AR1. The drain (or source) of the transistor Q5 is
It is connected to the power supply line Vdd (about +1.5 to + 5V).
【0070】同様に、フリップフロップ回路(Q1+Q
2)の他方出力ノードは、配線領域AR2を介して、N
chトランジスタQ6のソース(またはドレイン)に接
続される。トランジスタQ6のドレイン(またはソー
ス)は、電源線Vddに接続される。トランジスタQ5
およびQ6のポリシリコンゲートは、リフレッシュ線
(ポリシリコン層)RE1に接続される。Similarly, the flip-flop circuit (Q1 + Q
The other output node of 2) is N through the wiring area AR2.
It is connected to the source (or drain) of the ch transistor Q6. The drain (or source) of the transistor Q6 is connected to the power supply line Vdd. Transistor Q5
The polysilicon gates of Q6 and Q6 are connected to the refresh line (polysilicon layer) RE1.
【0071】配線領域AR1(トランジスタQ1のドレ
イン出力)とグランド線Vssとの間にはドレインキャ
パシタC1が設けられ、配線領域AR2(トランジスタ
Q2のドレイン出力)とグランド線Vssとの間にはド
レインキャパシタC2が設けられている。A drain capacitor C1 is provided between the wiring region AR1 (the drain output of the transistor Q1) and the ground line Vss, and a drain capacitor C1 is provided between the wiring region AR2 (the drain output of the transistor Q2) and the ground line Vss. C2 is provided.
【0072】キャパシタC1またはC2は、トランジス
タQ5およびQ6がリフレッシュ線RE1上のリフレッ
シュパルスで導通した一瞬に電源線Vddの電圧により
充電される。たとえば、トランジスタQ1がオフ、トラ
ンジスタQ2がオンの場合、電源線Vdd電圧が+3V
であれば、リフレッシュパルスのハイレベル期間とその
反復周期に応じて、キャパシタC1は、たとえば+1〜
+2.5V程度に充電される。また、トランジスタQ2
がオフ、トランジスタQ1がオンの場合は、リフレッシ
ュパルスのハイレベル期間とその反復周期に応じて、キ
ャパシタC2が、たとえば+1〜+2.5V程度に充電
される。The capacitor C1 or C2 is charged with the voltage of the power supply line Vdd at the moment when the transistors Q5 and Q6 are rendered conductive by the refresh pulse on the refresh line RE1. For example, when the transistor Q1 is off and the transistor Q2 is on, the power supply line Vdd voltage is + 3V.
If so, the capacitor C1 may have, for example, +1 to +1 depending on the high level period of the refresh pulse and its repetition period.
It is charged to about + 2.5V. Also, the transistor Q2
Is off and the transistor Q1 is on, the capacitor C2 is charged to, for example, about +1 to +2.5 V according to the high level period of the refresh pulse and its repetition period.
【0073】上記トランジスタQ1およびQ2のオン・
オフ状態(SRAMセルCEL11の記憶内容)は、キ
ャパシタC1およびC2双方が放電し切ってしまうと、
失われる。この記憶内容消失を防ぐために、キャパシタ
C1およびC2が、リフレッシュパルスで間欠的に導通
するトランジスタQ5およびQ6を介して、電源電圧V
ddにより、適宜充電されるようになっている。(トラ
ンジスタスイッチにより断続的に充電されるという回路
動作から見れば、キャパシタC1およびC2は、スイッ
チドキャパシタと考えることもできる。) さらに、電源線Vddとグランド線Vssとの間には、
キャパシタC1およびC2の合計容量(たとえば10f
F程度)よりも十分に大きな電源電圧変動吸収キャパシ
タCss(たとえば100fF〜10pF程度)が接続
されている。この相対的大容量キャパシタCssは常時
電源電圧Vddで充電されているので、相対的小容量キ
ャパシタC1およびC2がリフレッシュ充電された一瞬
にセルCEL11の電源電圧が大きく落ち込むことはな
くなる。Turning on the transistors Q1 and Q2
In the off state (contents of SRAM cell CEL11), when both capacitors C1 and C2 are completely discharged,
Lost. In order to prevent the loss of the stored contents, the capacitors C1 and C2 are connected to the power source voltage V through the transistors Q5 and Q6 which are intermittently turned on by the refresh pulse.
It is adapted to be appropriately charged by dd. (The capacitors C1 and C2 can be considered as switched capacitors in view of the circuit operation of being intermittently charged by the transistor switch.) Furthermore, between the power supply line Vdd and the ground line Vss,
Total capacitance of capacitors C1 and C2 (eg 10f
A power supply voltage fluctuation absorbing capacitor Css (for example, about 100 fF to 10 pF) that is sufficiently larger than F) is connected. Since the relative large-capacity capacitor Css is constantly charged with the power supply voltage Vdd, the power supply voltage of the cell CEL11 does not drop drastically the instant the relative small-capacity capacitors C1 and C2 are refresh-charged.
【0074】図11は、図10のトランジスタQ1〜Q
6が全てP基板またはPウェル上のNchMOSトラン
ジスタで構成される場合の集積回路構造を、デフォルメ
して例示する平面図である。FIG. 11 shows transistors Q1 to Q of FIG.
FIG. 6 is a plan view illustrating a deformed integrated circuit structure in the case where all 6 are composed of NchMOS transistors on a P substrate or a P well.
【0075】たとえばP基板のセル形成領域(3〜4μ
mx4〜5μm程度の面積)にN型不純物(リンなど)
が熱拡散されて、トランジスタQ1〜Q6のドレインお
よびソース領域(この領域は、局所的に予めP型不純物
のボロンなどが少量イオン注入されており、軽ドープド
レインLDD領域となる)が形成される。このドレイン
/ソースLDD領域の形成と同時並行して、トランジス
タQ1〜Q6の各電極を図2の配線のように結線する接
続配線領域(拡散層)AR1およびAR2と、電源線
(拡散層)Vddとが、形成される。For example, the cell formation region of the P substrate (3 to 4 μm
N-type impurities (phosphorus, etc.) in an area of about mx 4-5 μm)
Is thermally diffused to form drain and source regions of the transistors Q1 to Q6 (in this region, a small amount of P-type impurity such as boron is ion-implanted in advance, which becomes a lightly doped drain LDD region). . Concurrently with the formation of the drain / source LDD regions, connection wiring regions (diffusion layers) AR1 and AR2 for connecting the electrodes of the transistors Q1 to Q6 as shown in FIG. 2 and power supply lines (diffusion layer) Vdd. And are formed.
【0076】上記拡散層形成後、図示しない酸化シリコ
ン層を介して、トランジスタQ1〜Q6のゲート領域、
ワード線WL1、およびリフレッシュ線RE1が、1工
程のポリシリコン層で形成される。After the diffusion layer is formed, the gate regions of the transistors Q1 to Q6 are formed through a silicon oxide layer (not shown).
The word line WL1 and the refresh line RE1 are formed by a one-step polysilicon layer.
【0077】上記ポリシリコン層形成後、図示しない酸
化シリコン層を介して、グランド線Vssの金属配線1
が形成される。このVss金属配線パターンは、その一
部が、酸化シリコン層を介して、接続配線領域AR1お
よびAR2とVdd拡散層とに、平行している。する
と、酸化シリコン層を誘電体とするキャパシタC1が領
域AR1とVss金属配線との間に形成され、酸化シリ
コン層を誘電体とするキャパシタC2が領域AR2とV
ss金属配線との間に形成され、酸化シリコン層を誘電
体とするキャパシタCssが領域AR1とVdd拡散層
との間に形成される。この場合、キャパシタCssは相
対的に大面積となるので、キャパシタCssの容量を、
キャパシタC1およびC2の合計容量よりも大きくとる
ことが可能となる。After the polysilicon layer is formed, the metal wiring 1 of the ground line Vss is interposed via a silicon oxide layer (not shown).
Is formed. A part of this Vss metal wiring pattern is parallel to the connection wiring regions AR1 and AR2 and the Vdd diffusion layer via the silicon oxide layer. Then, a capacitor C1 having a silicon oxide layer as a dielectric is formed between the area AR1 and the Vss metal wiring, and a capacitor C2 having a silicon oxide layer as a dielectric is formed as the areas AR2 and V2.
A capacitor Css formed between the ss metal wiring and having a silicon oxide layer as a dielectric is formed between the region AR1 and the Vdd diffusion layer. In this case, since the capacitor Css has a relatively large area, the capacitance of the capacitor Css is
It is possible to make the capacitance larger than the total capacitance of the capacitors C1 and C2.
【0078】なお、図示しないが、図9のキャパシタC
Lsは、図11のキャパシタC1またはC2と同様な構
造で作ることができる。Although not shown, the capacitor C of FIG.
Ls can be made with the same structure as the capacitor C1 or C2 in FIG.
【0079】上記金属配線層1の形成後、図示しない酸
化シリコン層を介して、ワード線WL1に直交するビッ
ト線対BLn/BLn*が、金属配線2により形成され
る。なお、図中四角に×のマークは、コンタクトホール
を示している。After the metal wiring layer 1 is formed, a bit line pair BLn / BLn * orthogonal to the word line WL1 is formed by the metal wiring 2 via a silicon oxide layer (not shown). In addition, a square mark in the drawing indicates a contact hole.
【0080】図11の構成では、ポリシリコンは1種類
(比較的低抵抗のポリシリコン層)でよいので、2種の
ポリシリコンを用いた従来のSRAM(1種は低抵抗配
線用、もう1種は高抵抗のフリップフロップ負荷抵抗
用)よりも製造コストが低くなる。また、温度変化の大
きいポリシリコン高抵抗を使わないので、フリップフロ
ップメモリセルの記憶状態の温度安定性にも優れたもの
が得られる。In the configuration shown in FIG. 11, one type of polysilicon (polysilicon layer having a relatively low resistance) may be used. Therefore, a conventional SRAM using two types of polysilicon (one type for low resistance wiring, another type for polysilicon) Seeds are less expensive to manufacture than high resistance flip-flop load resistors). Further, since the polysilicon high resistance having a large temperature change is not used, it is possible to obtain a flip-flop memory cell having excellent temperature stability in the storage state.
【0081】図12は、図10のトランジスタQ1,Q
2,Q5,Q6がP基板またはPウェル中のNchMO
Sトランジスタで構成され、トランジスタQ3,Q4が
Nウェル中のPchMOSトランジスタで構成される場
合の集積回路構造を、デフォルメして例示する平面図で
ある。FIG. 12 shows the transistors Q1 and Q of FIG.
2, Q5 and Q6 are NchMO in P substrate or P well
FIG. 9 is a plan view illustrating a deformed example of an integrated circuit structure including S transistors and transistors Q3 and Q4 including PchMOS transistors in an N well.
【0082】図12は、図11のNchトランジスタQ
3,Q4を、Nウェルに収めたPchトランジスタQ
3,Q4に置き換えたもので、その他の構造は、図11
と同様となっている。FIG. 12 shows the Nch transistor Q of FIG.
Pch transistor Q in which 3 and Q4 are housed in N well
3 and Q4, other structures are shown in FIG.
Is similar to.
【0083】なお、図11または図12の実施形態にお
いて、キャパシタC1,C2およびCssは、全て酸化
シリコンを誘電体とする平行平板キャパシタ構造をとっ
ている。しかしながら、必要な容量が得られかつリーク
電流が実用上問題ないくらいに小さくできるならば、こ
れらのキャパシタは、強誘電体を用いたものでも、ある
いはPN接合容量を利用したものでもよい。In the embodiment of FIG. 11 or 12, the capacitors C1, C2 and Css all have a parallel plate capacitor structure in which silicon oxide is used as a dielectric. However, these capacitors may be ferroelectric capacitors or PN junction capacitors as long as the required capacitance can be obtained and the leakage current can be reduced to a level that poses no practical problem.
【0084】また、キャパシタC1,C2およびキャパ
シタCL1,CL2は、トレンチ構造あるいは多重フィ
ン構造でもよい。The capacitors C1 and C2 and the capacitors CL1 and CL2 may have a trench structure or a multi-fin structure.
【0085】図13は、図1または図5のメモリセルマ
トリクスの全セル内のキャパシタC1およびC2を一括
(同時)リフレッシュ(間欠充電)する場合に、リフレ
ッシュ線駆動電圧(リフレッシュパルス)VRE0およ
びVRE1をどのようにして発生させたらよいかを説明
するタイミングチャート図である。FIG. 13 shows refresh line drive voltages (refresh pulses) VRE0 and VRE1 when the capacitors C1 and C2 in all cells of the memory cell matrix of FIG. 1 or FIG. 5 are collectively (simultaneously) refreshed (intermittently charged). FIG. 6 is a timing chart diagram for explaining how to generate?
【0086】まず、ワード線(WLm、たとえばWL
1)がアクティブになる前に、リフレッシュ線RE0の
駆動電圧(パルス)VRE0が発生する(時刻t0
1)。この駆動電圧VRE0の発生期間中(時刻t01
〜t02)にリフレッシュトランジスタ対Q11/Q1
2〜Q41/Q42がオンし、ビット線キャパシタ対C
L1/CL2が電源電圧Vdd(キャパシタCssの充
電電圧)により充電される。(このときトランジスタQ
13/Q14〜Q43/Q44はオフ。)続いて、たと
えばワード線WL1にワード線駆動電圧(パルス)VW
Lが印加され(時刻t03)、セルCEL11にデータ
にデータが書き込まれる(あるいはデータが読み出され
る)ときに、これと並行して、リフレッシュ線RE1に
リフレッシュ線駆動電圧(パルス)VRE1が印加され
る(時刻t03)。すると、トランジスタQ13/Q1
4〜Q43/Q44が同時に導通するとともに、セルC
EL11のビット線選択トランジスタQ3/Q4が導通
する(時刻t03〜t04)。(このときトランジスタ
Q11/Q12〜Q41/Q42はオフ。) その時点でのセル記憶内容がトランジスタQ1オフ・ト
ランジスタQ2オンであれば、キャパシタC1がビット
線キャパシタCL1の充電電位(ほぼVdd)側に充電
(リフレッシュ)され、トランジスタQ1オフ・トラン
ジスタQ2オンという回路状態(第1の情報記憶状態)
が保証される。First, the word line (WLm, for example, WL
Before 1) becomes active, the drive voltage (pulse) VRE0 of the refresh line RE0 is generated (time t0
1). During the generation period of this drive voltage VRE0 (time t01
~ T02) refresh transistor pair Q11 / Q1
2 to Q41 / Q42 turn on, and bit line capacitor pair C
L1 / CL2 is charged by the power supply voltage Vdd (charging voltage of the capacitor Css). (At this time transistor Q
13 / Q14 to Q43 / Q44 are off. ) Subsequently, for example, the word line drive voltage (pulse) VW is applied to the word line WL1.
When L is applied (time t03) and data is written (or read) in the cell CEL11, the refresh line drive voltage (pulse) VRE1 is applied to the refresh line RE1 in parallel with this. (Time t03). Then, the transistors Q13 / Q1
4 to Q43 / Q44 simultaneously conduct, and cell C
The bit line select transistors Q3 / Q4 of EL11 are rendered conductive (time t03 to t04). (At this time, the transistors Q11 / Q12 to Q41 / Q42 are turned off.) If the cell storage contents at that time are the transistor Q1 off and the transistor Q2 on, the capacitor C1 is on the charging potential (approximately Vdd) side of the bit line capacitor CL1. Circuit state of being charged (refreshed) and transistor Q1 off and transistor Q2 on (first information storage state)
Is guaranteed.
【0087】その時点でのセル記憶内容がトランジスタ
Q2オフ・トランジスタQ1オンであれば、キャパシタ
C2がビット線キャパシタCL2の充電電位(ほぼVd
d)側に充電(リフレッシュ)され、トランジスタQ2
オフ・トランジスタQ1オンという回路状態(第2の情
報記憶状態)が保証される。If the cell memory contents at that time are the transistor Q2 off and the transistor Q1 on, the capacitor C2 charges the bit line capacitor CL2 to the charging potential (approximately Vd).
d) is charged (refreshed) to the transistor Q2
The circuit state of turning off the transistor Q1 on (second information storage state) is guaranteed.
【0088】上記データ読み書きに伴うキャパシタC
1,C2のリフレッシュ後、再びワード線WL1にワー
ド線駆動電圧VWLが印加されると(時刻t07)、セ
ルCEL11にデータが書き込まれる(あるいはデータ
が読み出される)。Capacitor C associated with reading and writing of the above data
After refreshing 1 and C2, when the word line drive voltage VWL is applied to the word line WL1 again (time t07), data is written (or data is read) to the cell CEL11.
【0089】上記データの読み書きが反復され、ビット
線キャパシタ対CL1/CL2の充電電圧が前記第1、
第2情報記憶状態を保証できないレベル近くまで落ちて
くる時期に、リフレッシュ線RE0の駆動電圧パルスV
RE0が再び発生する(時刻t11〜t12)。こうし
てビット線キャパシタ対CL1/CL2が再充電された
あと、リフレッシュ線RE1にリフレッシュ線駆動電圧
VRE1のパルスが印加されると(時刻t13〜t1
4)、トランジスタQ13/Q14〜Q43/Q44お
よびトランジスタQ3/Q4が同時に導通し、メモリセ
ル内のキャパシタC1,C2が再びリフレッシュされ
る。Reading and writing of the above data is repeated, and the charging voltage of the bit line capacitor pair CL1 / CL2 becomes the first,
At the time when the second information storage state falls near a level where it cannot be guaranteed, the drive voltage pulse V of the refresh line RE0
RE0 occurs again (time t11 to t12). After the bit line capacitor pair CL1 / CL2 is recharged in this way, when a pulse of the refresh line drive voltage VRE1 is applied to the refresh line RE1 (time t13 to t1).
4), the transistors Q13 / Q14 to Q43 / Q44 and the transistors Q3 / Q4 are simultaneously turned on, and the capacitors C1 and C2 in the memory cell are refreshed again.
【0090】このように、メモリアクセス(VWL発生
時)の合間をぬってビット線キャパシタ対CL1/CL
2を間欠充電する(t01〜t02;t11〜t12)
とともに、ビット線キャパシタ対CL1/CL2の間欠
充電の合間をぬってセル内キャパシタC1,C2のリフ
レッシュを行う(t03〜t04;t13〜t14)こ
とにより、SRAMの読書速度にダメージを与えること
なく、SRAMセルの記憶状態(フリップフロップの回
路状態)がダイナミックに維持されるようになる。In this way, the bit line capacitor pair CL1 / CL is passed between the memory accesses (when VWL occurs).
2 is intermittently charged (t01 to t02; t11 to t12)
At the same time, the in-cell capacitors C1 and C2 are refreshed (t03 to t04; t13 to t14) between the intermittent charges of the bit line capacitor pair CL1 / CL2, without damaging the reading speed of the SRAM. The storage state of the SRAM cell (circuit state of the flip-flop) is dynamically maintained.
【0091】上記例(図13)では、ワード線駆動パル
ス(VWL)とリフレッシュパルス(VRE0,VRE
1)が位相ずれの同期関係にあるが、図2のキャパシタ
C1,C2のリフレッシュはこれ以外のタイミングでも
可能である。すなわち、セルの記憶内容を維持できる限
りにおいて、リフレッシュパルス(VRE0,VRE
1)の周期をワード線駆動パルス(VWL)の周期(T
W)の複数倍にとり、リフレッシュ回数を相対的に減ら
してもよい。キャパシタC1,C2のリフレッシュ回数
を減らせば、その分セルの電源消費電流が少なくなる
(セル1つ当たりの電源電流減少分は僅かでも、セルが
数十メガバイト分以上集まると、電源電流減少分は馬鹿
にならない量になる)。In the above example (FIG. 13), the word line drive pulse (VWL) and the refresh pulse (VRE0, VRE).
Although 1) has a phase shift synchronous relationship, the capacitors C1 and C2 in FIG. 2 can be refreshed at other timings. That is, as long as the stored contents of the cell can be maintained, the refresh pulse (VRE0, VRE
The period of 1) is the period of the word line drive pulse (VWL) (T
W) may be multiple times, and the number of refreshes may be relatively reduced. If the refresh times of the capacitors C1 and C2 are reduced, the power consumption current of the cell is correspondingly reduced (the power supply current decrease per cell is small, but when the cells are collected for several tens of megabytes or more, the power supply current decrease is reduced. The amount is not stupid).
【0092】なお、図13のリフレッシュ駆動電圧VR
E0の波形は、トランジスタQ11〜Q42がエンハン
スメント型の場合で示してある。もしトランジスタQ1
1〜Q42をデプレッション型で構成するときは、メモ
リアクセスおよびリフレッシュのない期間にトランジス
タQ11〜Q42がオフするように、リフレッシュ駆動
電圧VRE0の電位レベルを平行シフト(Nchトラン
ジスタなら負電位側へシフト)させる必要がある。The refresh drive voltage VR shown in FIG.
The waveform of E0 is shown when the transistors Q11 to Q42 are enhancement type. If transistor Q1
When the depletion type is used for 1 to Q42, the potential level of the refresh drive voltage VRE0 is shifted in parallel so that the transistors Q11 to Q42 are turned off during the period without memory access and refresh (in the case of Nch transistor, shift to the negative potential side). Need to let.
【0093】図14は、図6または図7のメモリセルマ
トリクスの全セル(4トランジスタ構成)内のキャパシ
タC1,C2を一括(同時)リフレッシュ(間欠充電)
する場合に、リフレッシュ線駆動電圧(リフレッシュパ
ルス)VRE01〜VRE04およびVRE10〜VR
E40をどのようにして発生させたらよいかの他例を説
明するタイミングチャート図である。FIG. 14 collectively (simultaneously) refreshes the capacitors C1 and C2 in all the cells (four-transistor configuration) of the memory cell matrix of FIG. 6 or 7 (intermittent charging).
Drive line drive voltage (refresh pulse) VRE01 to VRE04 and VRE10 to VR
It is a timing chart figure explaining other examples of how to generate E40.
【0094】図13の例では、複数のワード線単位で複
数セルを同時にリフレッシュしているが、図14の例で
は、ワード線(たとえばWL1)毎にリフレッシュのタ
イミングを1パルスづつずらしている。In the example of FIG. 13, a plurality of cells are simultaneously refreshed in units of a plurality of word lines, but in the example of FIG. 14, the refresh timing is shifted by one pulse for each word line (eg, WL1).
【0095】たとえば、図6のメモリセルCEL11が
アクセスされる直前(時刻ts1以前)に、リフレッシ
ュパルスVRE01によりトランジスタ対Q11/Q1
2がオンし、キャパシタ対CL1/CL2が電源Vdd
で充電される。そのあと、リフレッシュパルスVRE1
0によりトランジスタ対Q13/Q14がオンして、ビ
ット線対BL1/BL1*がキャパシタ対CL1/CL
2の充電電圧によりプリチャージされる(時刻ts1〜
ts2)。このビット線プリチャージと同時並行してワ
ード線駆動パルスVWL1がメモリセルCEL11に与
えられると(時刻ts1〜ts2)、メモリセルCEL
11に対してデータの読み書きがなされるとともに、メ
モリセルCEL11内部のキャパシタC1,C2(図2
参照)に対するリフレッシュが、トランジスタ対Q1/
Q2(図2)のフリップフロップ回路動作によって行わ
れる。For example, immediately before the memory cell CEL11 of FIG. 6 is accessed (before the time ts1), the refresh pulse VRE01 is applied to the transistor pair Q11 / Q1.
2 turns on, and the capacitor pair CL1 / CL2 is the power source Vdd
Will be charged. After that, refresh pulse VRE1
When 0, the transistor pair Q13 / Q14 is turned on, and the bit line pair BL1 / BL1 * becomes the capacitor pair CL1 / CL.
2 is precharged by the charging voltage of 2 (time ts1 to
ts2). When the word line drive pulse VWL1 is applied to the memory cell CEL11 concurrently with the bit line precharge (time ts1 to ts2), the memory cell CEL
11, data is read and written, and capacitors C1 and C2 in the memory cell CEL11 (see FIG.
Refresh), transistor pair Q1 /
This is performed by the flip-flop circuit operation of Q2 (FIG. 2).
【0096】また、図6のメモリセルCEL12がアク
セスされる直前(時刻ts2以前)に、リフレッシュパ
ルスVRE02によりトランジスタ対Q21/Q22が
オンし、キャパシタ対CL1/CL2が電源Vddで充
電される。そのあと、リフレッシュパルスVRE20に
よりトランジスタ対Q23/Q24がオンして、ビット
線対BL2/BL2*がキャパシタ対CL1/CL2の
充電電圧によりプリチャージされる(時刻ts2〜ts
3)。このビット線プリチャージと同時並行してワード
線駆動パルスVWL1がメモリセルCEL12に与えら
れると(時刻ts2〜ts3)、メモリセルCEL12
に対してデータの読み書きがなされるとともに、メモリ
セルCEL12内部のキャパシタC1,C2(図2)に
対するリフレッシュが、トランジスタ対Q1/Q2(図
2)のフリップフロップ回路動作によって行われる。Further, immediately before the memory cell CEL12 of FIG. 6 is accessed (before time ts2), the transistor pair Q21 / Q22 is turned on by the refresh pulse VRE02, and the capacitor pair CL1 / CL2 is charged by the power supply Vdd. After that, the transistor pair Q23 / Q24 is turned on by the refresh pulse VRE20, and the bit line pair BL2 / BL2 * is precharged by the charging voltage of the capacitor pair CL1 / CL2 (time ts2-ts).
3). When the word line drive pulse VWL1 is applied to the memory cell CEL12 simultaneously with the bit line precharge (time ts2 to ts3), the memory cell CEL12
Data is read from and written to and the capacitors C1 and C2 (FIG. 2) in the memory cell CEL12 are refreshed by the flip-flop circuit operation of the transistor pair Q1 / Q2 (FIG. 2).
【0097】同様に、図6のメモリセルCEL13また
はCEL14がアクセスされる直前(時刻ts3または
ts4以前)に、リフレッシュパルスVRE03または
VRE04によりトランジスタ対Q31/Q32または
Q41/Q42がオンし、キャパシタ対CL1/CL2
が電源Vddで充電される。そのあと、リフレッシュパ
ルスVRE30またはVRE40によりトランジスタ対
Q33/Q34またはQ43/Q44がオンして、ビッ
ト線対BL3/BL3*またはBL4/BL4*がキャ
パシタ対CL1/CL2の充電電圧によりプリチャージ
される(時刻ts3〜ts4または時刻ts4〜ts
5)。このビット線プリチャージと同時並行してワード
線駆動パルスVWL1がメモリセルCEL13,CEL
14に与えられると(時刻ts3〜ts4または時刻t
s4〜ts5)、メモリセルCEL13またはCEL1
4に対してデータの読み書きがなされるとともに、メモ
リセルCEL13またはCEL14の内部のキャパシタ
C1,C2(図2)に対するリフレッシュが、トランジ
スタ対Q1/Q2(図2)のフリップフロップ回路動作
によって行われる。Similarly, immediately before the memory cell CEL13 or CEL14 of FIG. 6 is accessed (before time ts3 or ts4), the refresh pulse VRE03 or VRE04 turns on the transistor pair Q31 / Q32 or Q41 / Q42, and the capacitor pair CL1. / CL2
Are charged by the power supply Vdd. After that, the transistor pair Q33 / Q34 or Q43 / Q44 is turned on by the refresh pulse VRE30 or VRE40, and the bit line pair BL3 / BL3 * or BL4 / BL4 * is precharged by the charging voltage of the capacitor pair CL1 / CL2 (( Time ts3 to ts4 or time ts4 to ts
5). At the same time as the bit line precharge, the word line drive pulse VWL1 is applied to the memory cells CEL13 and CEL.
14 (time ts3 to ts4 or time t
s4 to ts5), the memory cell CEL13 or CEL1
4, data is read / written, and refreshing is performed on the capacitors C1 and C2 (FIG. 2) in the memory cell CEL13 or CEL14 by the flip-flop circuit operation of the transistor pair Q1 / Q2 (FIG. 2).
【0098】なお、図14の時刻ts1は、ワード線W
L1についてみれば、図13のt03に対応している。At time ts1 in FIG. 14, the word line W
Regarding L1, this corresponds to t03 in FIG.
【0099】図14の方法では、メモリ全体から見れ
ば、一時期に同時に行われるリフレッシュ数が図13の
場合より少なくなるので、リフレッシュに伴うセル電流
のピーク値を大幅に低減させることができる。すなわ
ち、リフレッシュタイミングがワード線毎にずれている
ので、リフレッシュに伴う電源電圧変動(あるいはグラ
ンド線の電位変動)の大きさを、より小さくできる。According to the method of FIG. 14, the number of refreshes simultaneously performed at one time is smaller than that of FIG. 13 from the viewpoint of the entire memory, so that the peak value of the cell current accompanying the refresh can be significantly reduced. That is, since the refresh timing is shifted for each word line, the magnitude of power supply voltage fluctuation (or ground line potential fluctuation) accompanying refresh can be further reduced.
【0100】図15は、メモリセルマトリクスの全セル
(6トランジスタ構成)内のキャパシタC1,C2を一
括(同時)リフレッシュ(間欠充電)する場合の動作の
一例を説明するタイミングチャートである。FIG. 15 is a timing chart for explaining an example of the operation in the case of collectively (simultaneously) refreshing (intermittent charging) the capacitors C1 and C2 in all the cells (6 transistor structure) of the memory cell matrix.
【0101】図15(図10の6トランジスタセル動
作)は、最初のメモリセルアクセス(時刻t01〜t0
4)までは図13(図2の4トランジスタセル動作)の
場合に似ているが、その内容は異なる。以下、たとえば
ワード線WL1上のメモリセル(CEL11〜CEL1
4)に対する読み書きを説明する。FIG. 15 (6 transistor cell operation in FIG. 10) shows the first memory cell access (time t01 to t0).
Up to 4), it is similar to the case of FIG. 13 (four-transistor cell operation of FIG. 2), but the content is different. Hereinafter, for example, memory cells on the word line WL1 (CEL11 to CEL1
Reading and writing for 4) will be explained.
【0102】まず、リフレッシュデコーダDR10は、
リフレッシュ線RE0Xに駆動電圧パルスVRE0Xを
出力する(時刻t01〜t02)。これによりトランジ
スタQ101がオンし、キャパシタCLsが電源Vdd
により充電される。First, the refresh decoder DR10
The drive voltage pulse VRE0X is output to the refresh line RE0X (time t01 to t02). As a result, the transistor Q101 is turned on, and the capacitor CLs becomes the power source Vdd.
Is charged.
【0103】続いて、リフレッシュデコーダDR10
は、リフレッシュ線RE1Xに駆動電圧パルスVRE1
Xを出力する(時刻t03〜t04)。すると、トラン
ジスタQ102がオン(トランジスタQ101はオフ)
し、リフレッシュ線RE1がキャパシタCLsの充電電
圧によりハイレベルとなる。これにより、図10のセル
内トランジスタ対Q5/Q6がオンし、セル内キャパシ
タC1,C2が電源Vddに充電されたキャパシタCs
sの充電電圧により充電される。こうしてキャパシタC
1,C2が充電されることにより、トランジスタ対Q5
/Q6がオフした後も(つまり電源Vddからセル内フ
リップフロップへの電流供給がカットされた後も)、セ
ルの記憶状態(フリップフロップトランジスタ対Q1/
Q2のオン・オフ回路状態)が維持される。Then, the refresh decoder DR10
Drive voltage pulse VRE1 to refresh line RE1X
X is output (time t03 to t04). Then, the transistor Q102 turns on (the transistor Q101 turns off).
Then, the refresh line RE1 becomes high level due to the charging voltage of the capacitor CLs. As a result, the in-cell transistor pair Q5 / Q6 of FIG. 10 is turned on, and the in-cell capacitors C1 and C2 are charged to the power supply Vdd to the capacitor Cs.
It is charged by the charging voltage of s. Thus the capacitor C
By charging 1 and C2, the transistor pair Q5
Even after / Q6 is turned off (that is, after the current supply from the power supply Vdd to the in-cell flip-flop is cut off), the storage state of the cell (flip-flop transistor pair Q1 /
The on / off circuit state of Q2) is maintained.
【0104】これと並行して、ワード線デコーダDW1
0からワード線WL1へワード線駆動電圧パルスVWL
1が出力され、ワード線WL1上のメモリセル(CEL
11〜CEL14)が対応するビット線対(BL1/B
L1*〜BL4/BL4*)に接続される(時刻t03
〜t04)。In parallel with this, the word line decoder DW1
0 to word line WL1 word line drive voltage pulse VWL
1 is output and the memory cell (CEL
11 to CEL14) correspond to a pair of bit lines (BL1 / B
L1 * to BL4 / BL4 *) (time t03)
~ T04).
【0105】これにより、ワード線WL1上のメモリセ
ル(CEL11〜CEL14)の記憶内容がセンスアン
プ(SA1〜SA4)により読み取られ、あるいはこれ
らのメモリセル(CEL11〜CEL14)にビット線
対(BL1/BL1*〜BL4/BL4*)上の情報が
書き込まれる。As a result, the stored contents of the memory cells (CEL11 to CEL14) on the word line WL1 are read by the sense amplifiers (SA1 to SA4) or the bit line pair (BL1 / BL1) is read to these memory cells (CEL11 to CEL14). Information on BL1 * to BL4 / BL4 *) is written.
【0106】こうして、最初のメモリアクセス(時刻t
01〜t04)によりリフレッシュ線RE1がある電圧
レベルまでプリチャージされたあとは、メモリアクセス
の合間(対応メモリセルの読み書き直前)にリフレッシ
ュ線駆動電圧パルスVRE0X,VRE1Xがリフレッ
シュデコーダDR10から出力され(時刻t05〜t0
6)、その間にメモリセル内のキャパシタ対C1/C2
がキャパシタCssの充電電圧により間欠充電される。
こうしてセル内キャパシタ対C1/C2が充電された後
に(時刻t07)、メモリセル(たとえばCEL11)
の読み書きが実行される。Thus, the first memory access (time t
01 to t04), after the refresh line RE1 is precharged to a certain voltage level, refresh line drive voltage pulses VRE0X and VRE1X are output from the refresh decoder DR10 between memory access (immediately before reading / writing of the corresponding memory cell). t05 to t0
6), meanwhile, the capacitor pair C1 / C2 in the memory cell
Is intermittently charged by the charging voltage of the capacitor Css.
After the in-cell capacitor pair C1 / C2 is thus charged (time t07), the memory cell (for example, CEL11)
Is read and written.
【0107】このような間欠充電(時刻t05〜t0
6)はワード線WL1上の各メモリセル(CEL11〜
CEL14)に対する読み書きが終了するまで反復され
る。Such intermittent charging (time t05 to t0
6) are memory cells (CEL11 to CEL11) on the word line WL1.
The process is repeated until the reading / writing of CEL14) is completed.
【0108】図16は、メモリセルマトリクスの全セル
(6トランジスタ構成)内のキャパシタC1,C2を一
括(同時)リフレッシュ(間欠充電)する場合の動作の
他例を説明するタイミングチャートである。FIG. 16 is a timing chart for explaining another example of the operation in the case of collectively (simultaneously) refreshing (intermittently charging) the capacitors C1 and C2 in all the cells (6 transistor structure) of the memory cell matrix.
【0109】図16の例では、図15におけるリフレッ
シュ線駆動電圧パルスVRE0XおよびVRE1Xの発
生タイミングをずらせている(図15の時刻t05〜t
06が図16の時刻t03〜t06に対応)。これによ
り、同時にプリチャージされるリフレッシュ線容量(C
Lsも含む)が減り、この同時プリチャージに伴う電源
Vddの電圧変動が少なくなる。In the example of FIG. 16, the generation timings of the refresh line drive voltage pulses VRE0X and VRE1X in FIG. 15 are shifted (time t05 to t in FIG. 15).
06 corresponds to time t03 to t06 in FIG. 16). As a result, the refresh line capacitance (C
(Including Ls) is also reduced, and the voltage fluctuation of the power supply Vdd due to the simultaneous precharge is reduced.
【0110】図17は、図15のリフレッシュ線駆動電
圧パルスVRE0XおよびVRE1Xの発生タイミング
の変形例を示し、図18は、図16のリフレッシュ線駆
動電圧パルスVRE0XおよびVRE1Xの発生タイミ
ングの変形例を示している。FIG. 17 shows a modification of the generation timing of the refresh line drive voltage pulses VRE0X and VRE1X of FIG. 15, and FIG. 18 shows a modification of the generation timing of the refresh line drive voltage pulses VRE0X and VRE1X of FIG. ing.
【0111】図17および図18いずれの場合も、上記
同時プリチャージに伴う電源Vddの電圧変動を低減で
きる。In both cases of FIG. 17 and FIG. 18, it is possible to reduce the voltage fluctuation of the power supply Vdd due to the simultaneous precharge.
【0112】[0112]
【発明の効果】この発明では、SRAMのメモリセル
(図2のCEL11)を構成するフリップフロップ(Q
1、Q2)の負荷回路に、高負荷抵抗の代わりに、電源
電圧(Vdd)に対応したビット線電圧に充電される1
対のキャパシタ(C1、C2)を用いている。このキャ
パシタは、たとえばシリコン酸化膜を誘電体とし、半導
体拡散層あるいは金属配線層を電極として、フリップフ
ロップ回路周辺に形成することができる。このようなキ
ャパシタの温度係数は、ポリシリコン高抵抗の温度係数
より1桁は少なくできる。したがって、温度変化に対し
て消費電流増やエラー発生の起きにくいメモリが得られ
る。According to the present invention, the flip-flop (Q) which constitutes the memory cell (CEL 11 in FIG. 2) of the SRAM.
1, Q2) is charged to the bit line voltage corresponding to the power supply voltage (Vdd) instead of the high load resistance 1
A pair of capacitors (C1, C2) is used. This capacitor can be formed around the flip-flop circuit using, for example, a silicon oxide film as a dielectric and a semiconductor diffusion layer or a metal wiring layer as an electrode. The temperature coefficient of such a capacitor can be reduced by one digit from the temperature coefficient of high resistance polysilicon. Therefore, it is possible to obtain a memory in which increase in current consumption and occurrence of error are unlikely to occur with respect to temperature changes.
【0113】また、記憶情報読取時にビット線プリチャ
ージが必要な通常のDRAMと異なり、この発明ではそ
のようなビット線プリチャージを必要とせず、また負荷
回路キャパシタ(C1、C2)から種々な記憶内容を読
み取りそれらを書き戻すわけでもない。このため、メモ
リアクセスのない一瞬(たとえば図15のt05〜t0
6)を利用して、共通ビット線(たとえばBL1/BL
1*)上の全セルの負荷回路キャパシタ(多数のキャパ
シタ対C1+C2)に対する一括リフレッシュ(C1、
C2の同時充電)が可能となる。したがって、この発明
では、リフレッシュがあることにより情報の読書動作
(メモリアクセス)が遅くなることはない。Further, unlike the ordinary DRAM which requires the bit line precharge at the time of reading the stored information, the present invention does not require such bit line precharge, and various storages are possible from the load circuit capacitors (C1, C2). It does not read the contents and write them back. For this reason, there is no memory access for a moment (for example, t05 to t0 in FIG. 15).
6) to utilize a common bit line (eg BL1 / BL
Batch refresh (C1, C1 + C2) for load circuit capacitors (many capacitor pairs C1 + C2) of all cells on 1 *)
Simultaneous charging of C2) is possible. Therefore, in the present invention, the information reading operation (memory access) is not delayed by the refresh.
【0114】また、フリップフロップの回路状態(オン
・オフ状態)が維持できる限り、負荷回路キャパシタ
(C1、C2)の充電電圧はある程度任意の範囲にあっ
て良い。このため、リフレッシュ直後の負荷回路キャパ
シタ(C1、C2)の充電電圧を十分大きくとっておけ
ば、セルキャパシタに情報記憶する通常のDRAMほど
頻繁にリフレッシュ(充放電)しなくてもエラーは発生
しない。そこで、同規模のDRAMよりリフレッシュ周
期を長くとることができ、リフレッシュに伴う消費電流
の低減(セル当たりの消費電流を1ナノアンペア以下に
できる)を図れる。Further, as long as the circuit state (on / off state) of the flip-flop can be maintained, the charging voltage of the load circuit capacitors (C1, C2) may be within an arbitrary range to some extent. Therefore, if the charge voltage of the load circuit capacitors (C1, C2) immediately after refreshing is set sufficiently high, no error occurs even if refreshing (charging / discharging) is not performed as frequently as in a normal DRAM that stores information in the cell capacitors. . Therefore, the refresh cycle can be made longer than that of the DRAM of the same scale, and the current consumption due to the refresh can be reduced (the current consumption per cell can be 1 nanoampere or less).
【0115】上記「リフレッシュ直後の負荷回路キャパ
シタ(C1、C2)の充電電圧を十分大きくとってお
く」という回路状態は、負荷回路キャパシタ(C1、C
2)の充電回路(図1他のビット線BLnまたは図9の
リフレッシュ線REm)を常時充電状態(プリチャージ
状態)に保持しなくても実現できる。この発明では、負
荷回路キャパシタ(C1、C2)の充電回路(図1他の
ビット線BLnまたは図9のリフレッシュ線REm)を
間欠的に充電することにより、この回路状態を実現して
いる。この間欠充電により、負荷回路キャパシタ(C
1、C2)の充電回路(図1他のビット線BLnまたは
図9のリフレッシュ線REm)を反復充電する電流の時
間積分値が(間欠充電しない場合よりも)少なくなり、
この発明のダイナミックSRAMの消費電力をさらに低
減できる。The circuit state of "keep the charging voltage of the load circuit capacitors (C1, C2) immediately after refreshing sufficiently large" is the load circuit capacitors (C1, C2).
This can be realized without holding the charging circuit (2) (the other bit line BLn in FIG. 1 or the refresh line REm in FIG. 9) in the always charged state (precharged state). In the present invention, this circuit state is realized by intermittently charging the charging circuit for the load circuit capacitors (C1, C2) (the other bit line BLn in FIG. 1 or the refresh line REm in FIG. 9). By this intermittent charging, the load circuit capacitor (C
1, C2) the charging circuit (the other bit line BLn in FIG. 1 or the refresh line REm in FIG. 9) is repeatedly charged with less time integration value (compared to the case without intermittent charging),
The power consumption of the dynamic SRAM of the present invention can be further reduced.
【0116】さらに、個別の工程が必要な高抵抗ポリシ
リコン層(フリップフロップの負荷抵抗)の形成が不要
となったことから、メモリセル製造におけるポリシリコ
ン形成工程は、MOSトランジスタのゲートポリシリコ
ン形成の1工程だけで済む。このため、この発明のダイ
ナミックSRAMの集積回路は、少ないマスク数で生産
できる。Further, since the formation of the high resistance polysilicon layer (load resistance of the flip-flop), which requires a separate step, is not necessary, the polysilicon forming step in the memory cell manufacturing is the gate polysilicon forming of the MOS transistor. Only one step is required. Therefore, the integrated circuit of the dynamic SRAM of the present invention can be manufactured with a small number of masks.
【図1】この発明の一実施の形態に係るダイナミックS
RAMの概略構成を説明するためのブロック図。FIG. 1 is a dynamic S according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram for explaining a schematic configuration of a RAM.
【図2】図1の各セルの内部構成を例示する回路図。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an internal configuration of each cell in FIG.
【図3】図2のトランジスタQ1〜Q4が全てP基板ま
たはPウェル上のNchMOSトランジスタで構成され
る場合の集積回路構造を、デフォルメして例示する平面
図。FIG. 3 is a plan view showing a deformed example of an integrated circuit structure in the case where transistors Q1 to Q4 of FIG. 2 are all formed of NchMOS transistors on a P substrate or P well.
【図4】図2のトランジスタQ1,Q2がP基板または
Pウェル中のNchMOSトランジスタで構成され、ト
ランジスタQ3,Q4がNウェル中のPchMOSトラ
ンジスタで構成される場合の集積回路構造を、デフォル
メして例示する平面図。FIG. 4 is a deformation of an integrated circuit structure in which the transistors Q1 and Q2 of FIG. 2 are composed of NchMOS transistors in a P substrate or a P well, and the transistors Q3 and Q4 are composed of PchMOS transistors in an N well. The top view which illustrates.
【図5】この発明の第2の実施の形態に係るダイナミッ
クSRAMの概略構成を説明するためのブロック図。FIG. 5 is a block diagram for explaining a schematic configuration of a dynamic SRAM according to a second embodiment of the present invention.
【図6】この発明の第3の実施の形態に係るダイナミッ
クSRAMの概略構成を説明するためのブロック図。FIG. 6 is a block diagram for explaining a schematic configuration of a dynamic SRAM according to a third embodiment of the present invention.
【図7】この発明の第4の実施の形態に係るダイナミッ
クSRAMの概略構成を説明するためのブロック図。FIG. 7 is a block diagram for explaining a schematic configuration of a dynamic SRAM according to a fourth embodiment of the present invention.
【図8】この発明の第5の実施の形態に係るダイナミッ
クSRAMの概略構成を説明するためのブロック図。FIG. 8 is a block diagram for explaining a schematic configuration of a dynamic SRAM according to a fifth embodiment of the present invention.
【図9】この発明の第6の実施の形態に係るダイナミッ
クSRAMの概略構成を説明するためのブロック図。FIG. 9 is a block diagram for explaining a schematic configuration of a dynamic SRAM according to a sixth embodiment of the present invention.
【図10】図9の各セルの内部構成を例示する回路図。FIG. 10 is a circuit diagram illustrating an internal configuration of each cell of FIG.
【図11】図10のトランジスタQ1〜Q6が全てP基
板またはPウェル上のNchMOSトランジスタで構成
される場合の集積回路構造を、デフォルメして例示する
平面図。FIG. 11 is a deformed plan view illustrating an integrated circuit structure in which all the transistors Q1 to Q6 in FIG. 10 are NchMOS transistors on a P substrate or a P well.
【図12】図10のトランジスタQ1,Q2,Q5,Q
6がP基板またはPウェル中のNchMOSトランジス
タで構成され、トランジスタQ3,Q4がNウェル中の
PchMOSトランジスタで構成される場合の集積回路
構造を、デフォルメして例示する平面図。12 is a circuit diagram of transistors Q1, Q2, Q5, Q of FIG.
6 is a plan view illustrating a deformed integrated circuit structure when 6 is composed of an NchMOS transistor in a P substrate or a P well and transistors Q3 and Q4 are composed of PchMOS transistors in an N well. FIG.
【図13】メモリセルマトリクスの全セル(4トランジ
スタ構成)内のキャパシタC1,C2を一括(同時)リ
フレッシュ(間欠充電)する場合の動作の一例を説明す
るタイミングチャート図。FIG. 13 is a timing chart diagram illustrating an example of an operation in the case of collectively (simultaneously) refreshing (intermittent charging) the capacitors C1 and C2 in all cells (four-transistor configuration) of the memory cell matrix.
【図14】メモリセルマトリクスの全セル(4トランジ
スタ構成)内のキャパシタC1,C2を一括(同時)リ
フレッシュ(間欠充電)する場合の動作の他例を説明す
るタイミングチャート図。FIG. 14 is a timing chart illustrating another example of the operation in the case of collectively (simultaneously) refreshing (intermittently charging) the capacitors C1 and C2 in all cells (four-transistor configuration) of the memory cell matrix.
【図15】メモリセルマトリクスの全セル(6トランジ
スタ構成)内のキャパシタC1,C2を一括(同時)リ
フレッシュ(間欠充電)する場合の動作の一例を説明す
るタイミングチャート図。FIG. 15 is a timing chart for explaining an example of an operation in the case of collectively (simultaneously) refreshing (intermittent charging) the capacitors C1 and C2 in all cells (6 transistor configuration) of the memory cell matrix.
【図16】メモリセルマトリクスの全セル(6トランジ
スタ構成)内のキャパシタC1,C2を一括(同時)リ
フレッシュ(間欠充電)する場合の動作の他例を説明す
るタイミングチャート図。FIG. 16 is a timing chart diagram for explaining another example of the operation in the case of collectively (simultaneously) refreshing (intermittently charging) the capacitors C1 and C2 in all cells (6 transistor configuration) of the memory cell matrix.
【図17】メモリセルマトリクスの全セル(6トランジ
スタ構成)内のキャパシタC1,C2を一括(同時)リ
フレッシュ(間欠充電)する場合の動作のさらに他例を
説明するタイミングチャート図。FIG. 17 is a timing chart diagram for explaining still another example of the operation in the case of collectively (simultaneously) refreshing (intermittently charging) the capacitors C1 and C2 in all cells (6 transistor configuration) of the memory cell matrix.
【図18】メモリセルマトリクスの全セル(6トランジ
スタ構成)内のキャパシタC1,C2を一括(同時)リ
フレッシュ(間欠充電)する場合の動作のさらに他例を
説明するタイミングチャート図。FIG. 18 is a timing chart diagram for explaining still another example of the operation in the case of collectively (simultaneously) refreshing (intermittently charging) the capacitors C1 and C2 in all the cells (6 transistor configuration) of the memory cell matrix.
CELmn…メモリセル; DW10…ワード線デコーダ; DB10…ビット線デコーダ; DR10…リフレッシュデコーダ; SAn…センスアンプ; WLm…ワード線; RE0,RE1…リフレッシュ線; RE0X,RE1X…リフレッシュパルス線; BLn/BLn*…ビット線対; Q1,Q2…Nchフリップフロップトランジスタ対
(フリップフロップ回路/情報記憶部); Q3,Q4…Nch(またはPch)トランジスタ(ビ
ット線接続手段); C1,C2…ドレインキャパシタ(第1キャパシタ
部); CL1,CL2…ビット線キャパシタ(第2キャパシタ
部);CLs…リフレッシュ線キャパシタ(第2キャパ
シタ部); Q11/Q12〜Q41/Q42…Nchトランジスタ
(CL1,CL2の間欠充電用/図8ではC1,C2の
リフレッシュ充電用); Q13/Q14〜Q43/Q44…Nchトランジスタ
(C1,C2のリフレッシュ充電用); Q101〜Q401…Nchトランジスタ(CLsの間
欠充電用); Q102〜Q402…Nchトランジスタ(図9のリフ
レッシュ線REm充電用); R11〜R42…電流制限抵抗; r11〜r42…電流制限抵抗; Css…電源電圧変動吸収キャパシタ; Vss…グランド線; Vdd…電源線; AR1,AR2…接続配線領域(拡散層); VWL…ワード線駆動電圧(パルス); VRE0,VRE1,VRE0X,VRE1X,VRE
01/VRE10〜VRE04/VRE40…リフレッ
シュ線駆動電圧(パルス)。CELmn ... Memory cell; DW10 ... Word line decoder; DB10 ... Bit line decoder; DR10 ... Refresh decoder; SAn ... Sense amplifier; WLm ... Word line; RE0, RE1 ... Refresh line; RE0X, RE1X ... Refresh pulse line; BLn / BLn * ... bit line pair; Q1, Q2 ... Nch flip-flop transistor pair (flip-flop circuit / information storage unit); Q3, Q4 ... Nch (or Pch) transistor (bit line connecting means); C1, C2 ... drain capacitor (first 1 capacitor portion); CL1, CL2 ... bit line capacitor (second capacitor portion); CLs ... refresh line capacitor (second capacitor portion); Q11 / Q12 to Q41 / Q42 ... Nch transistors (CL1, CL2 for intermittent charging / In Figure 8 Is for C1 and C2 refresh charging); Q13 / Q14 to Q43 / Q44 ... Nch transistors (for refresh charging C1 and C2); Q101 to Q401 ... Nch transistors (for intermittent charging of CLs); Q102 to Q402 ... Nch transistors (For charging the refresh line REm in FIG. 9); R11 to R42 ... Current limiting resistance; r11 to r42 ... Current limiting resistance; Css ... Power supply voltage fluctuation absorbing capacitor; Vss ... Ground line; Vdd ... Power supply line; Wiring region (diffusion layer); VWL ... Word line drive voltage (pulse); VRE0, VRE1, VRE0X, VRE1X, VRE
01 / VRE10 to VRE04 / VRE40 ... Refresh line drive voltage (pulse).
Claims (5)
位置に複数のメモリセルが配置されたマトリクス構造を
持つ記憶装置において、 個々の前記メモリセルを構成するものであって、互いに
逆の論理レベルを持つ記憶内容を出力する1対の出力ノ
ードを持つフリップフロップ回路と;前記ワード線の信
号レベルに応じて選択的に導通することにより、1対の
前記ビット線へ、前記フリップフロップ回路の1対の出
力ノードを、それぞれ接続するビット線接続手段と;前
記メモリセルの記憶内容が保持されるように、前記フリ
ップフロップ回路へ所定値以上の回路動作電圧を与える
第1キャパシタ部と;前記ビット線に選択的に接続さ
れ、前記回路動作電圧に対応した電圧に充電される第2
キャパシタ部と;第1のタイミングで、前記第2キャパ
シタ部を前記回路動作電圧に対応した電圧に間欠充電す
る第1間欠充電手段と;前記第1のタイミングとは異な
る第2のタイミングで、前記第2キャパシタ部に充電さ
れた電圧を利用して前記ビット線を間欠充電する第2間
欠充電手段と;前記第1のタイミングとは異なる第3の
タイミングで、前記第2間欠充電手段により充電された
前記ビット線の充電電圧を利用して、前記第1キャパシ
タ部を間欠充電する第3間欠充電手段と;を備えたこと
を特徴とするダイナミックSRAM。1. A memory device having a matrix structure in which a plurality of memory cells are arranged at intersections of a plurality of pairs of bit lines and a plurality of word lines, wherein each of the memory cells is formed, and is opposite to each other. A flip-flop circuit having a pair of output nodes for outputting storage contents having a logic level of; and a flip-flop to the pair of bit lines by selectively conducting in accordance with a signal level of the word line. Bit line connecting means for connecting a pair of output nodes of the circuit, respectively; and a first capacitor section for applying a circuit operating voltage of a predetermined value or more to the flip-flop circuit so that the stored contents of the memory cell are held. Secondly selectively connected to the bit line and charged to a voltage corresponding to the circuit operating voltage
A capacitor section; first intermittent charging means for intermittently charging the second capacitor section to a voltage corresponding to the circuit operating voltage at a first timing; and at a second timing different from the first timing, Second intermittent charging means for intermittently charging the bit line using the voltage charged in the second capacitor part; and charging by the second intermittent charging means at a third timing different from the first timing. And a third intermittent charging means for intermittently charging the first capacitor section by using the charging voltage of the bit line.
位置に複数のメモリセルが配置されたマトリクス構造を
持つ記憶装置において、 個々の前記メモリセルを構成するものであって、互いに
逆の論理レベルを持つ記憶内容を出力する1対の出力ノ
ードを持つフリップフロップ回路と;前記ワード線の信
号レベルに応じて選択的に導通することにより、1対の
前記ビット線へ、前記フリップフロップ回路の1対の出
力ノードを、それぞれ接続するビット線接続手段と;前
記メモリセルの記憶内容が保持されるように、前記フリ
ップフロップ回路へ所定値以上の回路動作電圧を与える
キャパシタ部と;第1のタイミングで、前記ビット線を
前記回路動作電圧に対応した電圧に間欠充電するビット
線間欠充電手段と;第2のタイミングで、充電された前
記ビット線の充電電圧を利用して、前記キャパシタ部を
間欠充電するキャパシタ部間欠充電手段と;を備えたこ
とを特徴とするダイナミックSRAM。2. A memory device having a matrix structure in which a plurality of memory cells are arranged at intersections of a plurality of pairs of bit lines and a plurality of word lines, wherein each of the memory cells is formed and is opposite to each other. A flip-flop circuit having a pair of output nodes for outputting storage contents having a logic level of; and a flip-flop to the pair of bit lines by selectively conducting in accordance with a signal level of the word line. Bit line connecting means for respectively connecting a pair of output nodes of the circuit; a capacitor section for applying a circuit operating voltage of a predetermined value or more to the flip-flop circuit so that the stored contents of the memory cell are held; Bit line intermittent charging means for intermittently charging the bit line to a voltage corresponding to the circuit operating voltage at timing 1; and charging at second timing. And a capacitor section intermittent charging means for intermittently charging the capacitor section by using the charging voltage of the bit line.
際にこのビット線へ流入する電流を抑える抵抗回路を含
むことを特徴とする請求項2に記載のダイナミックSR
AM。3. The dynamic SR according to claim 2, further comprising a resistance circuit for suppressing a current flowing into the bit line when the bit line intermittent charging means is intermittently charged.
AM.
位置に複数のメモリセルが配置されたマトリクス構造を
持つ記憶装置において、 個々の前記メモリセルを構成するものであって、互いに
逆の論理レベルを持つ記憶内容を出力する1対の出力ノ
ードを持つフリップフロップ回路と;前記ワード線の信
号レベルに応じて選択的に導通することにより、1対の
前記ビット線へ、前記フリップフロップ回路の1対の出
力ノードを、それぞれ接続するビット線接続手段と;前
記メモリセルの記憶内容が保持されるように、前記フリ
ップフロップ回路へ所定値以上の回路動作電圧を与える
第1キャパシタ部と;前記回路動作電圧が前記所定値以
上に維持されるように、第1のタイミングで導通して、
前記第1キャパシタ部を間欠充電する第1スイッチ手段
と;前記第1スイッチ手段に選択的に接続され、所定の
電圧に充電される第2キャパシタ部と;第2のタイミン
グで導通して、前記第2キャパシタ部を前記所定の電圧
に間欠充電する第2スイッチ手段と;前記第2のタイミ
ングとは異なる第3のタイミングで導通して、前記第2
キャパシタ部に充電された電圧でもって前記第1スイッ
チ手段導通させる第3スイッチ手段と;を備えたことを
特徴とするダイナミックSRAM。4. A memory device having a matrix structure in which a plurality of memory cells are arranged at intersections of a plurality of pairs of bit lines and a plurality of word lines, wherein each of the memory cells is formed and is opposite to each other. A flip-flop circuit having a pair of output nodes for outputting storage contents having a logic level of; and a flip-flop to the pair of bit lines by selectively conducting in accordance with a signal level of the word line. Bit line connecting means for connecting a pair of output nodes of the circuit, respectively; and a first capacitor section for applying a circuit operating voltage of a predetermined value or more to the flip-flop circuit so that the memory content of the memory cell is held ; Conducting at a first timing so that the circuit operating voltage is maintained at or above the predetermined value,
First switch means for intermittently charging the first capacitor section; second capacitor section selectively connected to the first switch means and charged to a predetermined voltage; conductive at a second timing, and Second switch means for intermittently charging the second capacitor portion to the predetermined voltage; conducting at a third timing different from the second timing, and
A dynamic SRAM, comprising: a third switch means for making the first switch means conductive by the voltage charged in the capacitor part.
憶内容が保持されるようにこのフリップフロップへ回路
動作電圧を与える第1キャパシタ部を含むメモリセル
と;複数の前記メモリセルが接続される信号線へ選択的
に接続されるものであって、前記回路動作電圧に充電さ
れる第2キャパシタ部と;第1のタイミングで前記第2
キャパシタ部を前記回路動作電圧に対応した電圧に間欠
充電する第1間欠充電手段と;第2のタイミングで、第
2キャパシタ部に充電された電圧を利用して前記信号線
を間欠充電する第2間欠充電手段と;第3のタイミング
で、前記信号線の充電電圧を利用して前記第1キャパシ
タ部を間欠充電する第3間欠充電手段と;を備えたこと
を特徴とするダイナミックSRAM。5. A memory cell including a flip-flop for storing information and a first capacitor section for applying a circuit operation voltage to the flip-flop so that the stored content is held; and a signal line to which the plurality of memory cells are connected. A second capacitor portion that is selectively connected to the second capacitor portion and that is charged to the circuit operating voltage;
A first intermittent charging means for intermittently charging the capacitor portion to a voltage corresponding to the circuit operating voltage; and a second intermittent charging means for intermittently charging the signal line using the voltage charged in the second capacitor portion at a second timing. A dynamic SRAM, comprising: intermittent charging means; and third intermittent charging means for intermittently charging the first capacitor section using the charging voltage of the signal line at a third timing.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8121223A JPH09306174A (en) | 1996-05-16 | 1996-05-16 | Dynamic SRAM |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8121223A JPH09306174A (en) | 1996-05-16 | 1996-05-16 | Dynamic SRAM |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09306174A true JPH09306174A (en) | 1997-11-28 |
Family
ID=14805952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8121223A Pending JPH09306174A (en) | 1996-05-16 | 1996-05-16 | Dynamic SRAM |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09306174A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030020857A (en) * | 2001-09-04 | 2003-03-10 | 엔이씨 일렉트로닉스 코포레이션 | Semiconductor memeory device including shadow ram |
| JP2008181635A (en) * | 2006-12-26 | 2008-08-07 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Semiconductor memory device and semiconductor device |
| CN102376348A (en) * | 2010-08-20 | 2012-03-14 | 中国科学院微电子研究所 | A Low-Power DRAM |
-
1996
- 1996-05-16 JP JP8121223A patent/JPH09306174A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030020857A (en) * | 2001-09-04 | 2003-03-10 | 엔이씨 일렉트로닉스 코포레이션 | Semiconductor memeory device including shadow ram |
| JP2008181635A (en) * | 2006-12-26 | 2008-08-07 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Semiconductor memory device and semiconductor device |
| CN102376348A (en) * | 2010-08-20 | 2012-03-14 | 中国科学院微电子研究所 | A Low-Power DRAM |
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