JPS59151389A - large scale integrated circuit - Google Patents
large scale integrated circuitInfo
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- JPS59151389A JPS59151389A JP58024579A JP2457983A JPS59151389A JP S59151389 A JPS59151389 A JP S59151389A JP 58024579 A JP58024579 A JP 58024579A JP 2457983 A JP2457983 A JP 2457983A JP S59151389 A JPS59151389 A JP S59151389A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、高密度の集積回路、とくに、高密度の半導体
メモリに好適な集積回路に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a high-density integrated circuit, and particularly to an integrated circuit suitable for a high-density semiconductor memory.
従来、半導体メモリの高集積化のために、特開昭51−
104276 では、2種のゲート酸化膜厚と2種のゲ
ート領域表面濃度を組み合せた技術が提示されている。Conventionally, in order to achieve high integration of semiconductor memory, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1987-
No. 104276 proposes a technique that combines two types of gate oxide film thicknesses and two types of gate region surface concentrations.
また、特開昭50−11.9543には、メモリアレ一
部のSi表面を高濃度にイオン打ちこみすることによっ
て、メモリアレ一部のトランジスタのチャネル長をよシ
小にしたり、拡散層間隔をより小にして集積度を向上さ
せる技術が提示されている。しかし、このような技術に
よって、トランジスタ等の回路素子の寸法を小さくした
場合、これらの回路素子の絶縁破壊に対する耐圧が小さ
くならざるをえない。したがって、これらの回路素子に
与える電源電圧又はこれらの回路によって発生される信
号電圧は、回路素子の寸法を小さくしたことに伴なって
小さくする必要がある。In addition, JP-A-50-11.9543 discloses that by implanting ions into the Si surface of a part of the memory array at a high concentration, the channel length of the transistor in the memory array can be further reduced, and the distance between the diffusion layers can be further reduced. Techniques have been proposed to improve the degree of integration. However, when the dimensions of circuit elements such as transistors are reduced by such techniques, the withstand voltage of these circuit elements against dielectric breakdown inevitably becomes smaller. Therefore, the power supply voltage applied to these circuit elements or the signal voltage generated by these circuits needs to be reduced as the dimensions of the circuit elements are reduced.
一方ユーザの使いやすさからみれば、外部からの印加電
圧(メモリL S Iのパッケージの電源ビンに印加さ
れる電圧)は、メモリを構成するトランジスタの寸法い
かんによらず一定にしたいという要望がある。したがっ
て外部からの印加電圧を下げることは望捷しくない。し
たがって、上述の従来技術によっては、高い外部電圧を
用いることのできる高集積度のメモリを実現することは
出来ない。このことはメモリに限らず、他の集積回路に
もあてはオる。On the other hand, from the user's perspective, there is a desire to keep the externally applied voltage (voltage applied to the power supply pin of the memory LSI package) constant regardless of the dimensions of the transistors that make up the memory. be. Therefore, it is not desirable to reduce the externally applied voltage. Therefore, with the above-mentioned conventional techniques, it is not possible to realize a highly integrated memory that can use a high external voltage. This applies not only to memories but also to other integrated circuits.
これらの問題を解決すべく、特開昭57−172761
号において高い外部電圧を用いることができ、寸法が小
さく、低い動作電圧で動作する回路素子を内部に肩する
高集積度の集積回路の実現法が提案されている。In order to solve these problems,
In this paper, a method for realizing a highly integrated circuit that can use a high external voltage, has small dimensions, and internally carries circuit elements that operate at a low operating voltage is proposed.
この発明は、
(1)一般に集積回路の内、外部入力端子に接続された
回路素子の耐圧は高くなければならない。The present invention has the following features: (1) In general, circuit elements connected to external input terminals in an integrated circuit must have a high withstand voltage.
この端子に外部から高い電圧が供給されても、また、静
電力が発生しても、この素子が破壊されないようにする
ためである。したがって、この外部入力端子に接続され
た回路素子の寸法は犬きくすることが実際上必要である
。This is to prevent this element from being destroyed even if a high voltage is supplied to this terminal from the outside or even if electrostatic force is generated. Therefore, it is actually necessary to make the dimensions of the circuit elements connected to this external input terminal very large.
(2)集積回路の内、内部の回路は前述のごとく、寸法
を小さくシ、それにより耐圧が小さくなっても破壊され
ないようにするために、それらへ供給する電源電圧ある
いはそれらにより発生される信号電圧の値を小さくする
ことが望ましい。という2点を考慮し、大きな振幅の信
号に応答する第1の回路内の回路素子は、耐圧が太きく
なるように大きな寸法にて形成するとともに、この回路
の出力信号に応答する第2の回路の回路素子は、高集積
化するために小さい寸法にて形成することを提案してい
る。更に、高い、第1の′電源電圧が入力され、第2の
回路にこの第1の電源電圧より低い第2の電源電圧を供
給するための、寸法の大きな回路素子からなる電源回路
を設け、第1の回路を第1の電源電圧が入力され、第2
の電源電圧に対応した大きさの電圧を有する内部信号を
発生するように構成する。第2の回路は、第2の電源電
圧が入力され、この内部信号により起動され、第2の電
源電圧に対応した大きさの電圧を有する信号を出力する
ように構成することを提案している。(2) As mentioned above, the internal circuits of integrated circuits are made smaller in size, and in order to prevent damage even if the withstand voltage is reduced, the power supply voltage supplied to them or the signals generated by them are reduced. It is desirable to reduce the voltage value. Considering these two points, the circuit elements in the first circuit that respond to a signal with a large amplitude are formed with large dimensions so as to have a large withstand voltage, and the circuit elements in the second circuit that respond to the output signal of this circuit are formed with large dimensions so that the withstand voltage is large. It is proposed that the circuit elements of the circuit be formed with small dimensions in order to achieve high integration. Further, a power supply circuit made of large-sized circuit elements is provided to which the high first power supply voltage is input and for supplying the second circuit with a second power supply voltage lower than the first power supply voltage, The first power supply voltage is input to the first circuit, and the second
The internal signal is configured to generate an internal signal having a voltage corresponding to the power supply voltage. The second circuit is proposed to be configured to receive a second power supply voltage, be activated by this internal signal, and output a signal having a voltage corresponding to the second power supply voltage. .
この結果、第1.第2の回路ハ、耐圧に関して問題はな
くでき、さらに、第2の回路は、小さい寸法の回路素子
で形成されるために、また、集積回路全体の中では、第
2の回路が占める面積が太きいため、集積回路全体とし
てみたときに高集積化が図られている。As a result, 1. The second circuit C. There is no problem with the withstand voltage.Furthermore, since the second circuit is formed of small-sized circuit elements, the area occupied by the second circuit is small in the entire integrated circuit. Because it is thick, high integration is achieved when looking at the integrated circuit as a whole.
第1図は、上記出願になる方式の概念を示すだめのP型
基板10からなるダイナミックメモリ用のメモリチップ
の断面図である。N型のモストランジスタ(MO8T)
Q、Pのゲート酸化膜t。X、はMO8T、Qmのゲー
ト酸化膜tOXl より厚くされ、MOS T 、
Q、pのドレインDpには、高いドレイン電圧、たとえ
ば外部電圧Vcc(たとえば5■)が供給され、MO8
T、Q、mのドレインDmには、この電圧Vccが入力
される内部電源電圧発生回路30(これは実際には、基
板10内に形成されている)によりVccより低い電圧
Vnp(たとえば3.5 V )が供給されている。FIG. 1 is a sectional view of a memory chip for a dynamic memory made of a blank P-type substrate 10, showing the concept of the system disclosed in the above application. N-type MOS transistor (MO8T)
Q, P gate oxide film t. X, is made thicker than the gate oxide film tOXl of MO8T, Qm, and MOS T,
A high drain voltage, for example, an external voltage Vcc (for example, 5■) is supplied to the drain Dp of MO8.
The drains Dm of T, Q, and m are supplied with a voltage Vnp lower than Vcc (for example, 3. 5 V) is supplied.
外部電圧Vccは、基板電圧発生回路2oに入力され、
ここで基板10のバイアス電圧たとえば一3Vを発生す
る。なお、回路20は、基板1゜の外部に記載されてい
るが、実際には基板1oの内部に設けられている。通常
メモリの集積度は、メモリアレーとそれを駆動する、あ
るいはそれから出力される微少信号を増巾するセンスア
ンプ(図示せず)などの、メモリアレーに直接接続され
ている周辺回路(直接周辺回路)からなる第1の回路部
40の集積度で決まる。したがってこの部分のM OS
T 、 Qmの寸法は小さくした。この寸法はMos
’r、o、mの耐圧、あるいはホットエレクトロン、基
板電流などの関係から、一般に動作電圧を低くすること
によって小にすることは可能である。ここでU、MO8
T、Q、mのゲート酸化膜TO4を薄くし、ドレイン電
圧はvccより低い電圧Vnpとし、チャネル長を灼か
< LMO8T、Q、mの寸法を小さくすることを実現
している。勿論、ゲートG mの電圧の最大値も一般的
にi’j: V Dpにする必要がある。一方、その他
の制御回路、つまり面接周辺回路を制御する回路(間接
周辺回路)から々る第2の回路部50は、チップ全体に
占めるその面積は約10%であるから、特に寸法の小さ
なへ40 S Tを使う必要もない。むしろこの間接周
辺回路は外部の入力端子が接続されるから、静電破壊制
圧などが十分高くなければなら々い。このためには一般
にここのMO8T Opのゲート酸化膜tox2 を
厚くシ、それに伴ない寸法(たとえばチャ坏ル長)の大
きなM OS T Q、 Pを使う必要がある。ここ
では、このゲート酸化膜jOX2 をゲート酸化膜to
x、 より埋〈シ、チャネル長を長くしたことに伴な
い、QPのドレイン1M1圧を、Qmのドレイン電圧V
opより高いVccとする。勿論ゲートG pの宵1圧
の最大値は一般的にばVccとする。The external voltage Vcc is input to the substrate voltage generation circuit 2o,
Here, a bias voltage of, for example, -3V is generated for the substrate 10. Although the circuit 20 is shown outside the substrate 1°, it is actually provided inside the substrate 1o. Normally, the density of memory depends on the peripheral circuitry (direct peripheral circuitry) that is directly connected to the memory array, such as the memory array and sense amplifiers (not shown) that drive it or amplify the minute signals output from it. ) is determined by the degree of integration of the first circuit section 40. Therefore, the MOS of this part
The dimensions of T and Qm were made small. This dimension is Mos
In general, it is possible to reduce the voltage by lowering the operating voltage, considering the breakdown voltages of 'r, o, m, hot electrons, substrate current, etc. Here U, MO8
The gate oxide film TO4 of T, Q, and m is made thinner, the drain voltage is set to Vnp lower than vcc, and the channel length is made smaller than LMO8. Of course, the maximum value of the voltage of the gate G m also generally needs to be i'j: V Dp. On the other hand, the second circuit section 50 that includes other control circuits, that is, the circuits that control the surface peripheral circuits (indirect peripheral circuits), occupies about 10% of the entire chip area, so it is especially important for small dimensions. There is no need to use 40 ST. Rather, since this indirect peripheral circuit is connected to an external input terminal, it is necessary to have a sufficiently high level of suppression of electrostatic discharge damage. For this purpose, it is generally necessary to thicken the gate oxide film tox2 of the MO8T Op and to use MOSTs Q and P with correspondingly large dimensions (for example, chamfer length). Here, this gate oxide film jOX2 is replaced with a gate oxide film to
x, Due to the lengthening of the channel length, the drain 1M1 voltage of QP is reduced to the drain voltage V of Qm.
Set Vcc higher than op. Of course, the maximum value of the evening pressure of the gate Gp is generally set to Vcc.
なお、OP、0即のソースSp、Smはいずれもアース
電位に保持される。第1図のように、高集積度に影響す
るメモリアl/−と直接周辺回路からなる第1の回路部
40のMO8T Omの寸法は小さくシ、間接周辺回
路からなる第2の回路部50のMO8T Q、pの寸
法により太きくするわけである。甘たこうすることによ
って、チップ外部からの電源電圧(Vcc :たとえ
ば5V)を動作電圧とすることによって、MO8T
Opは動作可能となる4、捷たOmは、Vccをチップ
内で電圧変換して、より低い動作電圧(VDP:たとえ
ば3.5V)で動作可能となる。一般に動作電圧を低く
するほど、それに応じて■th も低くするのが高速と
いう点で望ましい。この点、MO8Tの一般的特性から
ゲート酸化膜taxが小になれば■thも低くなるので
、メモリの動作速度に大きな部分を占める第1の回路部
の動作速度を高速化できる。Note that the sources Sp and Sm of OP and 0 are both held at ground potential. As shown in FIG. 1, the dimensions of MO8T Om of the first circuit section 40 consisting of memoria l/- and direct peripheral circuits, which affect high integration, are small, and the dimensions of MO8T Om of the second circuit section 50 consisting of indirect peripheral circuits are small. It is made thicker depending on the dimensions of MO8T Q and p. By doing so, by using the power supply voltage (Vcc: 5V, for example) from outside the chip as the operating voltage,
Op becomes operable 4, and the switched Om converts Vcc within the chip to become operable at a lower operating voltage (VDP: 3.5V, for example). Generally, the lower the operating voltage is, the more desirable it is to correspondingly lower ■th from the viewpoint of high speed. In this regard, from the general characteristics of MO8T, if the gate oxide film tax becomes smaller, the th also becomes lower, so that the operating speed of the first circuit section, which accounts for a large portion of the operating speed of the memory, can be increased.
したがってこの方式は高速化という点でも都合がよい。Therefore, this method is advantageous in terms of speeding up.
さて、以上のような回路方式にてメモIJ L S I
を構成すると、メモリアレーおよびそれを制御するセン
スアンプ、ワードドライバー、デコーダ等の直接周辺回
路は寸法の小さな素子で構成t、、そこで使用する電圧
は外部からの印加電圧より低い動作′d1圧を使用する
ことになる。したがって高い電源市、圧で使え、しかも
篩集積のメモ’J L S Iが実現できることになる
。しかし、メモリアレー、直接周辺回路すべてについて
、低い電圧を使用することdl、内部電源電圧回路の電
源駆動能力に限界があることと、多数の内部信号につい
て電圧を低くする制御回路が多数必要となることからメ
モリ回路動作が複雑となり、レイアウト面積も増加する
欠点があった。捷だレイアウト面積的に余裕のある回路
にわざわざ小さな寸法トランジスタを使う必要もない。Now, with the above circuit system, the memo IJLSI
When configured, the memory array and direct peripheral circuits such as sense amplifiers, word drivers, and decoders that control it are composed of small-sized elements t, and the voltage used there is an operating voltage lower than the externally applied voltage. Will be using it. Therefore, it is possible to realize a memo 'JLSI' that can be used with high power supply and pressure, and that is sieved. However, low voltages must be used for the memory array and all direct peripheral circuits, there is a limit to the power supply driving ability of the internal power supply voltage circuit, and many control circuits are required to lower the voltage for many internal signals. As a result, the memory circuit operation becomes complicated and the layout area increases. There is no need to go to the trouble of using small-sized transistors in circuits with a flexible layout and plenty of space.
こういう回路にも大きな寸法のトランジスタを使えるわ
けで、したがって電圧リミッメ回路方式を適用しなくて
すむ分だけ回路設計が容易となる。Large-sized transistors can be used in such circuits, and the circuit design becomes easier as it eliminates the need to apply a voltage limiter circuit method.
したがって、本発明の目的は、外部からの印加電圧をそ
のま1使用する回路と、内部でその電圧を低くし、この
電圧を使用する回路を有するメモIJ L 8 Iにお
いて、回路構成が簡単で、高集積化に好適なメモリ回路
を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a memo IJL8I that has a simple circuit configuration and has a circuit that uses an externally applied voltage as it is and a circuit that lowers the voltage internally and uses this voltage. The object of the present invention is to provide a memory circuit suitable for high integration.
本発明は、高集積化が図れ、しかもメモリ回路の設計が
容易なメモリ回路を提供するもので、集積度に関係する
回路は低い電圧を使用する回路にするとともに、低い電
圧を使用する回路を最少限に抑えている。すなわち、本
発明のメモリ回路は、基本的にはデータ線およびワード
線に印加する電圧のみ外部印加の電源電圧より低い電圧
とし、それらに接続するトランジスタの寸法(M OS
−FETのチャネル長やゲート酸化膜厚)を小さくす
るものである。より具体的に述べると、データ線のプリ
チャージ電圧は外部電源電圧より上記低い電圧とし、ワ
ード線駆動用パルス信号の電圧振幅も外部電源電圧より
低い電圧としたものである。The present invention provides a memory circuit that can achieve high integration and is easy to design. is kept to a minimum. That is, in the memory circuit of the present invention, basically only the voltages applied to the data lines and word lines are lower than the externally applied power supply voltage, and the dimensions of the transistors connected to them (MOS
-The channel length and gate oxide film thickness of the FET are reduced. More specifically, the precharge voltage of the data line is set to a voltage lower than the external power supply voltage, and the voltage amplitude of the word line driving pulse signal is also set to a voltage lower than the external power supply voltage.
さらに、データ線の信号を取り出すコモンデータ線のプ
リチャージ電圧を低い電圧とし、メモリ信号をメモリセ
ルに書き込む電圧も低い電圧としたメモリ回路である。Further, in the memory circuit, the precharge voltage of the common data line for taking out the data line signal is set to a low voltage, and the voltage for writing the memory signal into the memory cell is also set to a low voltage.
また、メモリセル、ダミーセル、ワード線駆動回路を構
成するトランジスタの寸法は小さくシ、その他の回路は
寸法の大きなトランジスタで構成したメモリ回路である
。Further, the memory circuit is a memory circuit in which the transistors forming the memory cell, dummy cell, and word line drive circuit are small in size, and the other circuits are formed by large transistors.
また、再書込み、あるいは1゛込み時にはワード線電圧
かデータ線電圧とメモリセルのMOSトランジスタのし
きい値電圧の40以上の電圧に設定し、このMO8+−
ランジスタによる信号損失を防止している。In addition, when rewriting or writing 1, the voltage is set to 40 or more of the word line voltage or data line voltage and the threshold voltage of the MOS transistor of the memory cell, and this MO8+-
Prevents signal loss due to transistors.
第2図は本発明の実施例の1トランジスタ型MOSダイ
ナミックメモリ回路で、外部印加電源電圧より低い電圧
を主に使用するメモリアレー回路とそれに関係する回路
を示している。同図で一点鎖線で囲んだ回路群1がメモ
リアレー回路、二点鎖線で囲んだ回路群2がメモリアレ
ー回路を制御し、メモリセルからの信号を増幅する回路
(直接周辺回路)、三点鎖線で囲んだ回路群3が上記面
接周辺回路に信号を与えたり、メモリアレー回路からの
メモリ信号の増幅、メモリアレー回路へのメモリ信号の
書き込みを行なう回路(間接周辺回路)である。FIG. 2 shows a one-transistor type MOS dynamic memory circuit according to an embodiment of the present invention, and shows a memory array circuit that mainly uses a voltage lower than the externally applied power supply voltage and its related circuits. In the figure, circuit group 1 surrounded by a dashed-dotted line is a memory array circuit, and circuit group 2 surrounded by a dashed-dotted line is a circuit that controls the memory array circuit and amplifies the signal from the memory cell (direct peripheral circuit). A circuit group 3 surrounded by a chain line is a circuit (indirect peripheral circuit) that provides a signal to the surface peripheral circuit, amplifies the memory signal from the memory array circuit, and writes the memory signal to the memory array circuit.
メモリアレー回路はデータ線1対(D、D)の(11)
回路のみ示してあ)、このような回路を多数配置してメ
モリアレーを構成する。ここでメモリセルば、高集積化
に適するように寸法の小さ々トランジスタOM1とキャ
パシタCM1によって構成しており、この他のメモリセ
ルも同様に寸法の小さなトランジスタOM、〜0.Mn
、キャパシタCM2〜CMnにより構成している。メモ
リセルからの信号に対して比較信号を出すダミーセルも
寸法の小さなトランジスタQ、とキャパシタC1により
構成しており、他のダミーセルも同様に寸法の小さなト
ランジスタ0.11とキャパシタC2により構成してい
る。これらは、低い電圧で動作させることになる。In the memory array circuit, only the (11) circuit of one pair of data lines (D, D) is shown), and a large number of such circuits are arranged to constitute the memory array. Here, the memory cell is constituted by a small-sized transistor OM1 and a capacitor CM1 so as to be suitable for high integration, and the other memory cells are similarly small-sized transistors OM, .about.0. Mn
, and capacitors CM2 to CMn. The dummy cell that outputs a comparison signal with respect to the signal from the memory cell is also composed of a small-sized transistor Q and a capacitor C1, and the other dummy cells are similarly composed of a small-sized transistor 0.11 and a capacitor C2. . These will operate at low voltages.
なお、トランジスタQ、o 、 Q、。はダミーセルの
電荷を、メモリの待機時に放電する回路を構成している
。キャパシタC1,C1,CM、〜cMnのノードPは
、接地レベルもしくはある電圧レベルにする。ある電圧
を印加する場合、通常メモリの電源電圧を印加するが、
キャパシタの構造によってはそれよp低い電圧を印加す
る場合もある。Note that the transistors Q,o,Q,. constitutes a circuit that discharges the charge of the dummy cell when the memory is on standby. Nodes P of capacitors C1, C1, CM, ~cMn are set at ground level or a certain voltage level. When applying a certain voltage, usually the memory power supply voltage is applied, but
Depending on the structure of the capacitor, a voltage p lower than that may be applied.
(12)
直接周辺回路は、メモリセルからデータ線に信号を取り
出すためのワード線関連回路、データ線に取り出した信
号を増幅するセンスアンプ関連回路、その増幅した信号
をメインアンプに取り出すデータ線選択関連回路に分け
ることができる。ワード線関連回路において、間接周辺
回路からのタイミングパルスφX1 と、デコーダAか
らの信号を受けてメモリセルに接続しているワード線W
1〜Wnを駆動するワードドライバー回路は、レイアウ
ト面積的に、寸法の小さなトランジスタQD1〜QDn
により構成し、ダミーメモリセルに接続しているダミー
ワード線WD、、WD、を駆動するダミーワードドライ
バー回路も寸法の小さなトランジスタQ1゜、Ql、に
より構成しなければならない。このように小さな寸法の
トランジスタにしてもワード電圧は、メモリセルとの関
連で低いために、素子耐圧の問題はない。このように、
ワード線、ダミーワード線の電圧を外部印加の電源電圧
(パッケージの電源ビンに印加する電圧Vcc=5■)
より低い電圧とするためφx1 信号の電(13)
正振幅は回路Gにより低い電圧に制御する。非選択ある
いは待機時のワード線、あるいはダミーワード線の雑音
による過渡変動を防ぐワードラッチおよびダミーワード
ラッチは、トランジスタQL。(12) Direct peripheral circuits include word line related circuits that take out signals from memory cells to data lines, sense amplifier related circuits that amplify signals taken out to data lines, and data line selection to take out the amplified signals to the main amplifier. It can be divided into related circuits. In the word line related circuit, the word line W connected to the memory cell receives the timing pulse φX1 from the indirect peripheral circuit and the signal from the decoder A.
In terms of layout area, the word driver circuit that drives 1 to Wn is composed of small transistors QD1 to QDn.
The dummy word driver circuit for driving the dummy word lines WD, WD, connected to the dummy memory cells must also be constructed from small-sized transistors Q1°, Ql. Even if the transistor has such a small size, the word voltage is low in relation to the memory cell, so there is no problem with the device breakdown voltage. in this way,
The voltage of the word line and dummy word line is the externally applied power supply voltage (voltage applied to the package power supply bin Vcc = 5■)
In order to make the voltage lower, the positive amplitude of the φx1 signal (13) is controlled to a lower voltage by circuit G. A word latch and a dummy word latch that prevent transient fluctuations due to noise on word lines or dummy word lines during non-selection or standby are transistors QL.
〜OLnおよび0.+t 、Qxs Kより構成し、選
択ワード線電圧1還択ダミーワード線電圧を接地レベル
にする回路ハ、トランジスタOC1〜OCnおよびQ、
、、 、 Q、、、によシ構成する。ここでデコーダA
の回路を示していないが、この回路は、実開昭55−1
.49897号に示すような回路でもよい。また、この
デコーダで用いるアドレス信号は、外部アドレス信号(
パッケージのビンに印加されるアドレス信号)を受けて
作られるもので、このアドレス信号を作るアドレスバッ
ファ回路は、実願昭56−2777号に示すような回路
でもよい。~OLn and 0. +t, Qxs K, and a circuit for setting the selected word line voltage to 1 and setting the dummy word line voltage to the ground level; transistors OC1 to OCn and Q;
, , , Q, , , are configured. Here decoder A
Although the circuit is not shown, this circuit is
.. A circuit as shown in No. 49897 may also be used. Also, the address signal used in this decoder is an external address signal (
The address buffer circuit for generating this address signal may be a circuit as shown in Utility Model Application No. 56-2777.
センスアンプ関連回路において、メモリセルからデータ
線に取り出した信号を増幅するセンスアンプは、トラン
ジスタO,r 、Q、tにより構成I〜、センスアン
プとメモリアレーを分離する回路は、トランジスタQ、
s −0,4により構成している。プ(14)
リテーV−ジ時のデータ線短絡回路は、トランジスタQ
。In the sense amplifier related circuit, the sense amplifier that amplifies the signal taken out from the memory cell to the data line is composed of transistors O, r, Q, and t, and the circuit that separates the sense amplifier and the memory array is composed of transistors Q,
It is composed of s -0,4. (14) The data line short circuit at the time of retention V- is the transistor Q.
.
で構成し、データ線プリチャージ回路は、トランジスタ
Q、a 、 Q、、により構成している。データ線プリ
チャージ屯圧は外部印加電源電圧より低い電圧とするた
め、プリチャージ回路は、データ線プリチャージ用電源
回路Fと接続している。センスアンプ駆動回路は、トラ
ンジスタQ+s + Q、+o r Q20により構成
している。The data line precharge circuit is composed of transistors Q, a, Q, . Since the data line precharge voltage is set to a voltage lower than the externally applied power supply voltage, the precharge circuit is connected to the data line precharge power supply circuit F. The sense amplifier drive circuit is composed of transistors Q+s + Q, +or Q20.
ガお、センスアンプ駆動回路以外の回路は、各データ線
対毎に設けられている。データ線選択関連回路は、ワー
ド線関連回路とほぼ同様の回路でデコーダ回路などをも
つが、ここではそれらは省略し、データ線と、センスア
ンプにより増幅したメモリ信号をメインアンプへ取り出
す配線すなわちコモンデータ線工10゜Iloとのスイ
ッチ回路のみ示している。このスイッチ回路は、トラン
ジスタ0.21 + Q、ttにより構成している。Note that circuits other than the sense amplifier drive circuit are provided for each data line pair. The data line selection related circuit is almost the same as the word line related circuit, and includes a decoder circuit, but these are omitted here. Only the switch circuit with data linework 10°Ilo is shown. This switch circuit is composed of transistors 0.21 + Q, tt.
間接周辺回路は、主に面接周辺回路の駆動に用いるタイ
ミングパルスを作るタイミングパルス発生回路部、メモ
リアレーからのメモリ信号を増幅し、データを外部へ出
力するメインアンプ部、メモリセルのデータの癲き込み
を行なう書き込み、へ
(15)
回路部、メモリ内部で使用する低い電圧を発生する回路
部で構成する。タイミングパルス発生回路部は、昭和5
4年度電子通信学会半導体、材料部門全国大会名69で
示すようなパルス回路を縦続接続してタイミングパルス
列を作るものである。The indirect peripheral circuit mainly consists of a timing pulse generation circuit section that generates timing pulses used to drive the surface peripheral circuit, a main amplifier section that amplifies the memory signal from the memory array and outputs the data to the outside, and a memory cell data amplification section. (15) A circuit section for writing, which is composed of a circuit section that generates a low voltage used inside the memory. The timing pulse generation circuit section was built in 1930.
A timing pulse train is created by cascading pulse circuits as shown in 69 of the 4th year National Conference on Semiconductors and Materials of the Institute of Electronics and Communication Engineers.
ここではワード線の駆動に用いるタイミングパルス回路
Bのみ示している。メインアンプ部はトランジスタQ、
27〜01.により構成している。ここで、コモンデー
タ線の短絡およびプリチャージ回路は、トランジスタQ
、27〜0.29で構成している。Here, only the timing pulse circuit B used for driving the word line is shown. The main amplifier section is transistor Q,
27-01. It is composed of: Here, the common data line short circuit and precharge circuit is the transistor Q
, 27 to 0.29.
メモリアレーからの信号の増幅回路ハ、トランジスタQ
、 s e〜Q、40で構成している。また上記信号を
増幅する場合の高電位側の補償回路は、トランジスタQ
3゜〜o+tgで構成している。なお、トランジスタ0
41〜Q、asidメモリアレーから読み出したデータ
をパッケージの出力ビンへ出力するための回路である。Amplification circuit for signals from memory array C, transistor Q
, se~Q, 40. In addition, the compensation circuit on the high potential side when amplifying the above signal is the transistor Q
It is composed of 3°~o+tg. Note that transistor 0
41 to Q are circuits for outputting data read from the ASID memory array to the output bin of the package.
書き込み回路部ハ、トランジスタ0.23〜0.26
で構成している。なお、回路Cは、パッケージのビンに
印加された入力データを判別する回路(データ人力バッ
ファ回路)であり、先(16)
に述べたアドレスバッファ回路と同様の回路である。こ
こで、コモンデータ線のプリチャージ電圧、信号増幅時
の高電位補償電圧、および、メモリセルへのデータの1
@込み電圧は外部印加電源電圧より低い電圧とするため
、これらに関する回路は電源回路Hと接続している。低
い電圧を発生する回路部は、データ線プリチャージ用電
源回路F1ワード線駆動パルス電圧制御回路G1 コモ
ンデータ線関連の電源回路Hおよびそれらの回路に電圧
制御用の基準電圧を供給する回路Eで構成する。Write circuit part c, transistor 0.23 to 0.26
It consists of Note that the circuit C is a circuit (data manual buffer circuit) for determining input data applied to the bin of the package, and is a circuit similar to the address buffer circuit described in (16) above. Here, the precharge voltage of the common data line, the high potential compensation voltage during signal amplification, and the
Since the included voltage is lower than the externally applied power supply voltage, the circuits related to these are connected to the power supply circuit H. The circuit parts that generate low voltages are a data line precharge power supply circuit F1, a word line drive pulse voltage control circuit G1, a common data line related power supply circuit H, and a circuit E that supplies a reference voltage for voltage control to these circuits. Configure.
基準電圧を供給する回路Eは、2種の基準電圧(たとえ
ばVLt= 4.5 V 、 VLt= 3.5 V
) 全発生する回路で示すような回路を用いる。ワード
線駆動パルス電圧制御回路Gは、上記基準電圧の高い方
の電圧(V+、1=4.5V)を受け、タイミングパル
スφXの信号電圧(5■)を制御したタイミングパルス
φXj(4,5V)を出力する回路で、特願昭56−1
68698号第23図に示すような回路を用いる4、同
図でVLt、が第2図のVLIに、φ。The circuit E that supplies the reference voltage has two types of reference voltages (for example, VLt=4.5 V, VLt=3.5 V
) Use a circuit as shown in the circuit where all occurrences occur. The word line drive pulse voltage control circuit G receives the higher voltage (V+, 1=4.5V) of the reference voltages and generates a timing pulse φXj (4.5V) which controls the signal voltage (5■) of the timing pulse φX. ), which is a circuit that outputs
No. 68698, using a circuit as shown in FIG. 23, VLt in the same figure becomes VLI in FIG. 2, and φ.
が第2図のφXに、φ。′が第2図のφx1に対(17
)
応する。したがって、外部印加電源電圧より低い電圧に
制御した電圧をワード線、ダミーワード線に印加するこ
とになるデータ線プリチャージ用電源回路F1コモンデ
ータ線関連の電源回路11は、上記基準電圧の低い方の
電圧(V L2 = 3.5 V )を受はタイミング
パルスφxt よシ低い電圧(3,5■)を発生する
電源回路である。したがって、データ線、コモンデータ
線にはワード線電圧より低い電圧を供給することに々る
。ここでワード線電圧をデータ線電圧より、メモリセル
のトランスファートランジスタ(たとえばOMI )
のしきい電圧分だけ高い電圧にすることにより、読み出
し時、にこのトランジスタのしきい電圧によるメモリ信
号の損失をなくすことがそきる。さらに、メモリセルへ
の書きこみ電圧がこの分だけ高くできるので安定なメモ
リ動作が可能となる。is φX in Fig. 2, and φ. ' is compared to φx1 in Fig. 2 (17
) respond. Therefore, the data line precharge power supply circuit F1 which applies a voltage controlled to be lower than the externally applied power supply voltage to the word line and the dummy word line, and the common data line related power supply circuit 11, are connected to the lower reference voltage. The power supply circuit receives the voltage (V L2 = 3.5 V) and generates a voltage (3.5 mm) lower than the timing pulse φxt. Therefore, a voltage lower than the word line voltage is often supplied to the data line and the common data line. Here, the word line voltage is determined from the data line voltage by the memory cell's transfer transistor (for example, OMI).
By increasing the voltage by the threshold voltage of the transistor, it is possible to eliminate memory signal loss due to the threshold voltage of this transistor during reading. Furthermore, since the write voltage to the memory cell can be increased by this amount, stable memory operation is possible.
次に第2図に示す回路の動作を、メモリの読み出し動作
を主体にして、第3図に示すタイミングパルス波形を用
いて説明する。Next, the operation of the circuit shown in FIG. 2 will be explained, focusing mainly on the memory read operation, using the timing pulse waveform shown in FIG. 3.
センスアンプ、メインアンプが動作し、メモリ(18)
セルのデータがメモリから出力された直後、データ対線
り、D、 コモンデータ対線I10.I/喝は各々の
対線で高電位(はぼプリチャージレベル)と低電位(O
v)に分離している。この後メモリが待機状態になると
、まずl鷲信号を高電位(電源′電圧5V)とし、トラ
ンジスタQ、、によりデータ線り、I)を短絡する。次
に6信号を高電位(5v)とし、データ線およびセンス
アンプ駆動回路をトランジスタ0.、 、0.およびQ
l、を通して電源回路Fで発生する低い電圧(3,5V
)にプリチャージする。この時φC信号は高電位(5
v)であり、センスアンプ回路も同時にプリチャージす
る。φP、信号も高電位(5v)とし、ダミーメモリセ
ルのキャパシタC,,C,の電位をトランジスタQ、o
、Q、+。を通して接地レベル(OV)、!:する。Immediately after the sense amplifier and main amplifier operate and the data of the memory (18) cell is output from the memory, the data pair line D, the common data pair line I10. I/O has a high potential (precharge level) and a low potential (O
v) is separated into After this, when the memory enters the standby state, first the l signal is set to a high potential (power supply voltage 5V), and the data lines I) are short-circuited by transistors Q, . Next, the 6 signal is set to a high potential (5V), and the data line and sense amplifier drive circuit are connected to the transistor 0.6 signal. , ,0. and Q
A low voltage (3.5 V) generated in the power supply circuit F through
). At this time, the φC signal is at a high potential (5
v), and the sense amplifier circuit is also precharged at the same time. The φP signal is also set to a high potential (5V), and the potential of the capacitors C, , C, of the dummy memory cells is set to the transistor Q, o.
,Q,+. Ground level (OV) through,! :do.
また、φP4信号も高電位(5■)とし、コモンデータ
線I10.I10を、トランジスタQ2a + Q、t
。を通して電源回路Hで発生する低い電圧(3,5V
) Kプリチャージする。この時φd倍信号高電位(5
v)であり、高電位補償回路も(19)
同時にプリチャージする。ここでφa倍信号高電位(5
V)としており、トランジスタQC,〜QCnおよびo
l、 I Q!3によりワード線、ダミーワード線を接
地レベル(OV)に保持している。In addition, the φP4 signal is also set to a high potential (5■), and the common data lines I10. I10 is a transistor Q2a + Q,t
. The low voltage (3,5V) generated in the power supply circuit H through
) K precharge. At this time, φd times the signal high potential (5
v), and the high potential compensation circuit (19) is also precharged at the same time. Here, φa times the signal high potential (5
V), and the transistors QC, ~QCn and o
l, I Q! 3 holds the word line and dummy word line at ground level (OV).
この後Cl1pl 、 #p2 、 $;3 、
(llp4 、 φ・信号を低電位(0■)とし、メモ
リの時期状態が終わった後、φ、倍信号高電位(5v)
とし、パルス回路Bによりワード線駆動用信号φx(5
V)を出力する。このφX信号は、電圧制御回路Gによ
り、基準電圧発生回路Eからの基準電圧V J (4,
5V)に対応して電圧振幅を4.5vに制御した信号φ
X。After this, Cl1pl, #p2, $;3,
(llp4, φ signal is set to low potential (0■), and after the memory period state ends, φ, double signal is set to high potential (5V)
Then, the word line driving signal φx (5
V) is output. This φX signal is controlled by the voltage control circuit G to be the reference voltage V J (4,
5V), the signal φ whose voltage amplitude is controlled to 4.5V
X.
となる。さらに、このφχI信号はデコーダにより選択
されたワードドライバー、ダミーワードドライバーを通
してワード線、ダミーワード線に伝わる。したがって、
ワード線、ダミーワード線には外部印加電源軍用より低
い電圧(4,5V )を印加することになる。なお、こ
の時、ワードラッチ回路、ダミーワードラッチ回路にけ
φd倍信号印加されているが、φb倍信号電圧ば2■前
後であシ、ワードラッチ回路の抵抗は犬きく、ワード線
。becomes. Furthermore, this φχI signal is transmitted to the word line and dummy word line through the word driver and dummy word driver selected by the decoder. therefore,
A lower voltage (4.5 V) than that of the externally applied power supply is applied to the word line and dummy word line. Note that at this time, the φd times signal is applied to the word latch circuit and the dummy word latch circuit, but the φb times signal voltage is around 2 mm, and the resistance of the word latch circuit is high.
(20)
ダミーワード線のワードラッチ回路、ダミーワードラッ
チ回路による奄、圧低下は無視できる。ここで、φXI
信号がワード線W1、ダミーワード線I)W、に伝わ
ったとすると、データ線DKはメモリセル容(11’、
CM、 Hにあった信号がトランジスタOM、 を通
して出力され、データ線DK(filダミーメモリセル
容量C1の比較用信号がトランジスタQ、を通して出力
される。次にφ2信号、少し遅れてφ3信号を高電位(
5v)とし、センスアンプ駆動回路を動作させ、センス
アンプを動作させることにより上記メモリ信号を増幅す
る。なおこの増幅開始時にφC信号レベルを5Vから少
し低下させることにより、データ線の高電位側のレベル
低下を防止する。このようにしてメモリ信号を増幅した
後、φ4信号を高電位(5V)とし、データ線とコモン
データ線のスイッチ回路をオン状態にする。したがって
コモンデータ線に、増幅したメモリ信号が伝わり、φ、
倍信号高電位(5v)にすることにより、トランジスタ
Q、 a a〜Q、40で構成する増幅回路により、こ
の信号をさらに増幅(21)
する。この時、トランジスタQ、。〜0.3 !l f
構成する高電1位補償回路では、コモンデータ線の電
圧に応じた電圧がトランジスタ0.、、 I Q311
のゲートに保持され、φ、倍信号高′阻位(5V)にす
ることにより高電位の補償を行なう。すなわち、トラン
ジスタQ、 s 6〜0.40による増幅回路での増幅
を行なった後、コモンデータ線I10.I10が各々高
電位側、低電位側(Ov)に分離したとすると、トラン
ジスタQ、ss 、 0.34 のゲートは各々高電位
、低電位(Ov)になる。したがって、)・ランジスタ
QsHによるMO8容量のみ形成されることになる。こ
の状態でφ7信号を高電位(5■)にすると、トランジ
スタ031がオン状態となp1電源回路Hからコモンデ
ータ線の高電位側に電圧を供給することとなり高電位補
償を行なうことができる。ここで、φd倍信号増幅開始
時に5■のレベルから少し低下し、トランジスタQ5.
(もしくはQ34)のゲートに保持される高電位の低下
を防ぐ。以上のように増幅された信号は、トランジスタ
041〜03.による増幅回路で、φ、倍信号(22)
高市1位(5v)にすることによりさらに増幅され、パ
ッケージの出力ビンへ出カスる。(20) The word latch circuit of the dummy word line and the voltage drop caused by the dummy word latch circuit can be ignored. Here, φXI
Assuming that the signal is transmitted to the word line W1 and the dummy word line I)W, the data line DK is transmitted to the memory cell capacity (11',
The signal that was on CM, H is output through the transistor OM, and the signal for comparison of the data line DK (fil) dummy memory cell capacitance C1 is output through the transistor Q. Next, the φ2 signal and, after a little delay, the φ3 signal are output high. potential(
5V), the sense amplifier drive circuit is operated, and the memory signal is amplified by operating the sense amplifier. Note that by slightly lowering the φC signal level from 5V at the start of this amplification, a drop in level on the high potential side of the data line is prevented. After amplifying the memory signal in this manner, the φ4 signal is set to a high potential (5V), and the switch circuits of the data line and common data line are turned on. Therefore, the amplified memory signal is transmitted to the common data line, and φ,
By increasing the potential of the signal to a high potential (5V), this signal is further amplified (21) by an amplifying circuit constituted by transistors Q, aa to Q, and 40. At this time, transistor Q. ~0.3! l f
In the high-voltage first compensation circuit, a voltage corresponding to the voltage of the common data line is applied to the transistor 0. ,, I Q311
The high potential is compensated for by holding the signal at the gate of φ and double the signal high' (5V). That is, after amplification is performed in the amplifier circuit using the transistor Q, s 6 to 0.40, the common data line I10. If I10 is separated into a high potential side and a low potential side (Ov), the gates of transistors Q, ss, and 0.34 are at a high potential and a low potential (Ov), respectively. Therefore, only the MO8 capacitor is formed by the transistor QsH. In this state, when the φ7 signal is set to a high potential (5■), the transistor 031 is turned on and a voltage is supplied from the p1 power supply circuit H to the high potential side of the common data line, so that high potential compensation can be performed. Here, when the φd-times signal amplification starts, the level of transistor Q5 drops slightly from the level of 5■.
(or Q34) prevents a drop in the high potential held at the gate. The signals amplified as described above are transmitted to the transistors 041 to 03. In the amplifier circuit, φ, the signal (22) is further amplified by making it high voltage 1 (5V), and output to the output bin of the package.
以上、メモリの読み出し動作(てついて説明したが書き
込み動作は次のようにして行なう。パッケージのデータ
入力ビンに印加された入力データJ)In を、書きこ
み指令信号(図中省略)によって、データ人力バッファ
回路Cにより電圧振幅5Vの内部データ入力信号dln
、d、Inにする。次にこのデータ入ブ月言号をトラン
ジスタ0.23〜026で構成する書き込み回路に入力
し、コモンデータ線、データ線を介してメモリセルに入
力データを書き込む。ここで書き込み回路の出力電圧は
、電源回路Hの′電圧と同じ電圧(3,5V )である
。The above describes the memory read operation, but the write operation is performed as follows.Input data J applied to the data input bin of the package An internal data input signal dln with a voltage amplitude of 5V is generated by the manual buffer circuit C.
, d, In. Next, this data input month code is input to a write circuit composed of transistors 0.23 to 026, and the input data is written into the memory cell via the common data line and the data line. Here, the output voltage of the write circuit is the same voltage as the voltage of the power supply circuit H (3.5 V).
以上、データ線、ワード線とも低い電圧を使用する方法
について述べたが、メモリセルの構造によってはデータ
線のみ低い電圧を使用することもできる。また書きこみ
時以外ではd Inとdlnのレベルは、常にOVとな
っているので、書きこみ回路はコモンデータ線から切り
離される。The method of using a low voltage for both the data line and the word line has been described above, but depending on the structure of the memory cell, it is also possible to use a low voltage only for the data line. Furthermore, since the levels of dIn and dln are always OV except during writing, the writing circuit is separated from the common data line.
以上説明したようにデータ線とワード線に印加(23)
する電圧を外部印加電源電圧より低い電圧にすることに
より、集積度に関するメモリセル、ダミーメモリセル、
ワードドライバー等を構成するトランジスタの寸法を小
さくし集積度の向上を図ることができる。捷だ、ワード
線電圧をデータ線電圧よりメモリセルを構成するトラン
ジスタのしきい電圧分だけ高くすることにより、このト
ランジスタによるメモリ信号の損失をなくすことができ
る。As explained above, by setting the voltage applied (23) to the data line and word line to a voltage lower than the externally applied power supply voltage, memory cells, dummy memory cells, etc.
It is possible to reduce the dimensions of transistors constituting word drivers and the like, thereby improving the degree of integration. However, by making the word line voltage higher than the data line voltage by the threshold voltage of the transistor constituting the memory cell, it is possible to eliminate memory signal loss due to this transistor.
さらに、ワード線電圧がデータ線電圧より高いことから
ワード線電圧を従来性われていたようにコンデンサなど
によって電源電圧以上に昇圧する必要がなくこのため占
有面積の小さな単純な回路でよい。寸だこのためにワー
ドラッチ回路を第2図に示すような直流電流経路を有す
る1個のトランジスタで構成する回路にすることができ
る。したがって、ワードラッチのl/イアウド面積を小
さくできる。Furthermore, since the word line voltage is higher than the data line voltage, there is no need to boost the word line voltage to a level above the power supply voltage using a capacitor or the like, as was conventionally done, and therefore a simple circuit occupying a small area can be used. Due to the small size, the word latch circuit can be constructed of one transistor having a direct current path as shown in FIG. Therefore, the l/i-aud area of the word latch can be reduced.
さて、本方式のトランジスタ(MOS−PET)の寸法
は、そのトランジスタのレイアウト占有面積と、そのト
ランジスタに加わるストレス電圧に(24)
対応して、チャネル長Lg、 ゲート酸化膜厚Tox
を選べばよく、例として第2図に示す回路に用いるトラ
ンジスタの寸法を表−1に示す。Now, the dimensions of the transistor of this method (MOS-PET) are determined by the channel length Lg and the gate oxide film thickness Tox, depending on the layout area occupied by the transistor and the stress voltage applied to the transistor (24).
As an example, the dimensions of the transistor used in the circuit shown in FIG. 2 are shown in Table 1.
以下に表1の各トランジスタのLgとTox が(25
)
いかなる理由で選ばれたかを述べる。Below, Lg and Tox of each transistor in Table 1 are (25
) State the reason for your selection.
センスアンプを構成するトランジスタQ、とQ、は、小
さな寸法のトランジスタが重重しいが、Q、とQ、のし
きい値電圧に差Δ■th があると、その差の分だけ
実効的な雑音になるので、これらのしきい値電圧はでき
るだけ一致させるのが普通である。このためには、トラ
ンジスタの一般的特性からLgが太なるほど、ToX
は小になるので、レイアウト面積との兼ね合いでL g
= 2.7μm。The transistors Q and Q that make up the sense amplifier are small and heavy, but if there is a difference Δ■th between the threshold voltages of Q and Q, the effective noise will be increased by that difference. Therefore, it is normal to match these threshold voltages as much as possible. To this end, from the general characteristics of transistors, the thicker Lg is, the more ToX
is small, so L g is determined in balance with the layout area.
= 2.7 μm.
Tox = 2Q nmが選ばれている。Qs r
Q、4 +Qa l Qe l Q7 y Qo +
QIO+ Q+t I Q、13 +QC+ 〜Q、C
” 、 Q、+4− QIO、QLI 〜QLn。Tox = 2Q nm is chosen. Qs r
Q, 4 +Qa l Qe l Q7 y Qo +
QIO+ Q+t I Q, 13 +QC+ ~Q, C
”, Q, +4− QIO, QLI ~QLn.
Qlg + Q+o + Q、20 * Qt+ +
Q、tt ’I″jニレイアウド面積的に余裕があ
るた・めにL g = 2.1μm。Qlg + Q+o + Q, 20 * Qt+ +
Q, tt 'I''j Nilayud L g = 2.1 μm because there is a margin in terms of area.
’[”ox =4Qnmと比較的大きな寸法のトラン
ジスタが便える。したがってこれらの動作電圧は基本的
には電圧IJミッタでの出力電圧である必要はなく■c
cを基準として電圧でよい。Qa + Q+t +QM
l−QM、l−j最も高集積化に寄与するメモリセル用
トランジスタなのでり、g=1.3μm、Tax(26
)
=:2Qnmと最も小さなトランジスタが使われる。'["ox = 4Qnm, a relatively large size transistor can be used. Therefore, the operating voltage of these is basically not required to be the output voltage of the voltage IJ transmitter.
It may be a voltage based on c. Qa + Q+t +QM
l-QM, l-j is the memory cell transistor that contributes most to high integration, g = 1.3 μm, Tax (26
)=:2Qnm, the smallest transistor is used.
またQ、+e 、 Q、17 、 QDt 〜Q、D
nば、レイアウト面積との兼ね合いで比較的小さなL
g = 1.6μm。Also, Q, +e, Q, 17, QDt ~Q, D
In terms of layout area, L is relatively small.
g = 1.6 μm.
Tax =2Qnmのトランジスタが使われる。Tax=2Qnm transistor is used.
なお、デコーダおよび間接周辺回路のトランジスタは、
例えばチャネル長L g = 2.1μm、ゲート酸化
膜厚’l”ox=4Qnm以上の大きなトランジスタで
構成すればよいのでそれらの値は省略している。Note that the transistors in the decoder and indirect peripheral circuits are
For example, it is sufficient to construct the transistor with a large transistor having a channel length L g =2.1 μm and a gate oxide film thickness 'l''ox =4Q nm or more, so these values are omitted.
なお上記実施例では、すべての回路がn−Mo5で構成
された例を示し7たが、メモリセル関連はnチャネルト
ランジスタ、直接周辺あるいは間接周辺回路UC−MO
8)ランジスタで構成された場合にも応用できることは
自明である。In the above embodiment, all the circuits are composed of n-Mo5, but memory cell-related components include n-channel transistors, direct peripheral circuits, or indirect peripheral circuits UC-MO5.
8) It is obvious that the present invention can also be applied to a case composed of transistors.
第4図は本発明のスタティックメモリでの実施例を示す
ものである。同図はメモリアレーの中がらn −M O
Sで形成されるメモリセルを1個だけ取シ出して、メモ
リセルの動作に関係する回路とともに示したものである
。本実施例も前の実施例と園様にデータ線り、Dとワー
ド線Wに印加する(27)
電圧を外電印加の電源電圧より低い電圧とするものであ
る。FIG. 4 shows an embodiment of the present invention in a static memory. The figure shows n −M O inside the memory array.
Only one memory cell formed of S is selected and shown together with circuits related to the operation of the memory cell. This embodiment is also similar to the previous embodiment in that the voltage applied to the data line D and word line W (27) is set to a voltage lower than the power supply voltage for applying an external voltage.
第4図で回路■ぐ、Lは各々前の実施例の回路F Eに
対応するもので、外電印加の電源電圧より低い電圧を発
生する回路である。同図でメモリセルは、nチャネルト
ランジスタQ、+04〜QIQ? と抵抗R,、R,、
により構成している。このメモリセルには、上記低い電
圧が加わっており、データ保持時の消費電力を小さくし
ている。メモリセルからの信号を増幅するセンスアンプ
は、0チャネルトランジスタQ、。、〜Q1.。および
pチャ坏ルトランジスタQIIll+ Qs+aにより
構成している。In FIG. 4, circuits I and L correspond to the circuits F and E of the previous embodiment, and are circuits that generate a voltage lower than the power supply voltage to which an external voltage is applied. In the same figure, the memory cells are n-channel transistors Q, +04~QIQ? and resistance R,,R,,
It is composed of: The low voltage mentioned above is applied to this memory cell to reduce power consumption during data retention. The sense amplifier that amplifies the signal from the memory cell is a 0-channel transistor Q. , ~Q1. . and p-channel transistors QIIll+Qs+a.
なお、このトランジスタQ、115 + Q、++eは
、nチャネルトランジスタQll? r Q、++s
r Q、tz+ による書き込み回路の動作時にも動作
する。また、このトランジスタQII5 s QIea
のドレインには上記低い電圧を印加している。nチャ
ネル(・ランジスタQ目t r Q114 r Qrz
o およびpチャネ″トランジスタQnt + QI
ea r Q119はセンスアンプで増幅したメモリ信
号をさらに増幅して、信号(28)
を]) out線に出力する回路である。この増幅回路
も上記低い電圧で動作する。ワード線Wの駆動回路ばn
チャネルトランジスタQ、+tIl* (J+t。、p
チャネルトランジスタQ+ts + (J+□およびデ
コーダ回路、TKより構成している。このワード線駆動
回路も低い電圧を出力する。なおデータ線り。Note that these transistors Q, 115 + Q, ++e are n-channel transistors Qll? r Q, ++s
It also operates when the write circuit is operated by r Q, tz+. Also, this transistor QII5 s QIea
The above-mentioned low voltage is applied to the drain of . n channel (・ransistor Qth tr Q114 r Qrz
o and p-channel'' transistor Qnt + QI
ear Q119 is a circuit that further amplifies the memory signal amplified by the sense amplifier and outputs the signal (28) to the out line. This amplifier circuit also operates at the low voltage mentioned above. Word line W drive circuit
Channel transistor Q, +tIl* (J+t., p
It consists of a channel transistor Q+ts + (J+□) and a decoder circuit, TK. This word line drive circuit also outputs a low voltage. Note that the data line.
Dのプリチャージ回路1rlpチヤネルトランジスタQ
InI−QIosによシ構成し、データ線に低い電圧を
供給するものである。D precharge circuit 1rlp channel transistor Q
It is constructed of InI-QIos and supplies a low voltage to the data line.
次に第4図に示す回路の動作を第5図のタイミングパル
ス波形を用いてメモリの読み出し動作を主体として説明
する。Next, the operation of the circuit shown in FIG. 4 will be explained using the timing pulse waveform of FIG. 5, mainly focusing on the memory read operation.
φIJQ信号を高霜;位から低電位とし、データ線り、
Dを回路に、LKより制限した低い電圧にプリチャージ
する。次にφPIG信号を低電位から高電位にし、メモ
リの待機状態を終了する。この後、デコーダJを選択し
、ワード線駆動回路のトランジスタQ、+24 + Q
Iea のゲート電位を低電位とする。次にφ1.信号
を低電位とし、低い電圧をトランジスタQ、2spQ1
24 を通してワード線Wに供(29)
給する。これによシ、メモリセルのトランジスタQ、
lO4t Q r Ofがオン状態となり、メモリ信号
がデータ線り、Dに出力される。この後、φS信号を高
電位とし、センスアンプを動作させ、メモリ信号を増幅
する。この時データ線り、Dが高電位と低電位とに分離
するが、高電位側のデータ線l/ペルがプリチャージレ
ベルより低下した場合、トランジスタQllll r
QIeaによる回路で、プリチャージレベルまで電位を
上げる。この増幅された信号は、トランジスタQ1,1
〜Q、 114により構成する回路でさらに増幅する。The φIJQ signal is set to a low potential from a high frost level, and the data line is
D is precharged into the circuit to a lower voltage limited than LK. Next, the φPIG signal is raised from a low potential to a high potential to end the memory's standby state. After this, select decoder J, and transistor Q of the word line drive circuit, +24 + Q
The gate potential of Iea is set to a low potential. Next, φ1. The signal is set to a low potential, and the low voltage is applied to the transistor Q, 2spQ1.
24 to the word line W (29). Accordingly, the transistor Q of the memory cell,
lO4t Q r Of is turned on, and the memory signal is output to the data line D. Thereafter, the φS signal is set to a high potential, the sense amplifier is operated, and the memory signal is amplified. At this time, the data line D is separated into high potential and low potential, but if the data line l/pel on the high potential side falls below the precharge level, the transistor Qllllr
A circuit using QIea raises the potential to the precharge level. This amplified signal is transmitted to transistor Q1,1
~Q, further amplified by a circuit constituted by 114.
次にφy倍信号高電位、φY倍信号低電位にすると、増
幅した信号は、Dout線に出力される。以上、読み出
し動作について説明したが、書き込み動作は次のように
して行なう。din、din信号を相補の信号としてト
ランジスタQll? + QIeaに入力し、次にφy
倍信号高電位とすると、データ線り、Dば、dln。Next, by setting the φy times signal to a high potential and the φY times signal to a low potential, the amplified signal is output to the Dout line. The read operation has been described above, but the write operation is performed as follows. The transistor Qll? uses the din and din signals as complementary signals. + QIea, then φy
If the signal is doubled in potential, the data line, D, and dln.
dln の信号に応じて、高電位と低電位に分離する。Separates into high potential and low potential depending on the dln signal.
この時ワード線Wの電位を高電位と17ておけばメモリ
セルに信号を書き込むことができる。な(30)
お、データ線が高電位と低電位に分離する時、センスア
ンプ動作時と同様に、高電位側レベルが低下1−だ場合
、トランジスタQ++a + Q++a による回路で
プリチャージレベル捷で電位を上げる。At this time, if the potential of the word line W is set to a high potential 17, a signal can be written into the memory cell. (30) When the data line is separated into high potential and low potential, if the level on the high potential side is reduced to 1- as in the case of sense amplifier operation, the precharge level can be changed using a circuit using transistors Q++a + Q++a. Increase the potential.
以上説明したように、データ線、ワード線に印加する′
巾、圧を外部印加の電源電圧より低い電圧にすることに
より、メモリアレーを構成するトランジスタの寸法を小
さくでき高集積化を図ることができる。またメモリセル
のデータ保持に使う電圧も低い電圧であることから消費
電力を小さくすることができる。As explained above, when applied to data lines and word lines,
By setting the width and voltage to a voltage lower than the externally applied power supply voltage, the dimensions of the transistors constituting the memory array can be reduced and high integration can be achieved. Furthermore, since the voltage used to hold data in the memory cell is low, power consumption can be reduced.
第1図は従来技術を説明する図面、第2図は本発明のダ
イナミックメモリに関する実施例、第3図は第2図に示
す実施例で用いるタイミングパルス波形、第4図は本発
明のスタテイクメモリに関する実施例、第5図は第4図
に示す実施例で用いるタイミングパルス波形である。
1・・・メモリアレー回路、2・・・面接周辺回路、3
・・・(31)
(32)
陀 IJ1禮 1゜ミ 4 S 忙 J S Sχ
4 図
第 5 記
へ −FIG. 1 is a drawing explaining the prior art, FIG. 2 is an embodiment of the dynamic memory of the present invention, FIG. 3 is a timing pulse waveform used in the embodiment shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a static memory of the present invention. Embodiment Regarding Memory, FIG. 5 shows timing pulse waveforms used in the embodiment shown in FIG. 1...Memory array circuit, 2...Interface peripheral circuit, 3
...(31) (32) 陀 IJ1禮 1゜ミ 4 S 連 J S Sχ
4 Go to figure 5 -
Claims (1)
体として高い外部電源電圧で動作させるメモリ回路にお
いて、高耐圧を要する外部インターフェイス回路を含む
回路群は外部電源電圧で面接動作できる大きな寸法のト
ランジスタで構成し、高密度を要するメモリアレー関連
回路は電圧をオンチップ電圧リミッタで降下させた内部
電源で動作する微細トランジスタで構成した大規模集積
回路。 2、 データ線をプリチャージした後でメモリセルを選
択する方式で、そのプリチャージ電圧が外部印加電圧よ
り低い電圧を基準にして動作する特許請求の範囲第1項
の大規模集積回路。 3、 ワード線電圧が再1゛きこみ時あるいは書きこみ
時のデータ線電圧とMOSトランジスタのしきい電圧の
和以上に設定される特許請求の範囲第1項の大規模集積
回路。[Claims] 1. In a memory circuit in which the entire large-scale integrated circuit operates at a high external power supply voltage even if the main element is a fine transistor, a circuit group including an external interface circuit that requires a high withstand voltage can operate directly at the external power supply voltage. The memory array-related circuits, which are composed of large-sized transistors and require high density, are large-scale integrated circuits composed of microscopic transistors that operate on an internal power supply whose voltage is lowered by an on-chip voltage limiter. 2. The large-scale integrated circuit according to claim 1, which operates based on a method in which memory cells are selected after precharging the data line, and the precharging voltage is lower than the externally applied voltage. 3. The large-scale integrated circuit according to claim 1, wherein the word line voltage is set to be higher than the sum of the data line voltage at the time of rewriting or writing and the threshold voltage of the MOS transistor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58024579A JPS59151389A (en) | 1983-02-18 | 1983-02-18 | large scale integrated circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58024579A JPS59151389A (en) | 1983-02-18 | 1983-02-18 | large scale integrated circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59151389A true JPS59151389A (en) | 1984-08-29 |
Family
ID=12142071
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58024579A Pending JPS59151389A (en) | 1983-02-18 | 1983-02-18 | large scale integrated circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59151389A (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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USRE40132E1 (en) | 1988-06-17 | 2008-03-04 | Elpida Memory, Inc. | Large scale integrated circuit with sense amplifier circuits for low voltage operation |
-
1983
- 1983-02-18 JP JP58024579A patent/JPS59151389A/en active Pending
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