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JP3209265B2 - 半導体回路 - Google Patents
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JP3209265B2 - 半導体回路 - Google Patents

半導体回路

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JP3209265B2
JP3209265B2 JP20798997A JP20798997A JP3209265B2 JP 3209265 B2 JP3209265 B2 JP 3209265B2 JP 20798997 A JP20798997 A JP 20798997A JP 20798997 A JP20798997 A JP 20798997A JP 3209265 B2 JP3209265 B2 JP 3209265B2
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    • G11C11/407Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
    • GPHYSICS
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    • G11CSTATIC STORES
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    • G11C7/06Sense amplifiers; Associated circuits, e.g. timing or triggering circuits
    • G11C7/065Differential amplifiers of latching type

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Dram (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体回路に関
し、特に、DRAM(ダイナミックRAM)に関する。
【0002】
【従来の技術】メモリセルアレイが大規模になるにつれ
て、メモリセルアレイを分割配置し、メモリセルアレイ
間にセンスアンプ列及びサブワードドライバ列を配置
し、分割動作を行うことが必要になってくる。
【0003】このような配置を行う場合、センスアンプ
列とサブワードドライバ列とのクロス部分に、センスア
ンプの制御回路を配置することが必須となる。
【0004】従来、このような回路においては、例え
ば、ISSCC95 digest, A 29ns 64Mb DRAM with Hierarch
ical Array Architecture (246頁)に記載されてい
るように、各クロス部分がCMOS回路で構成されてお
り、各領域に、センスアンプフリップフロップのPMO
Sソースをセル書き込み電圧であるVINTに引き上げ
るセンスアンプドライブ回路(SAP)と、センスアン
プのNMOSソースをGNDレベルに引き下げるセンス
アンプドライブ回路(SAN)とが配置されていたた
め、Pウェル領域とNウェル領域を分離するためのPN
分離領域が増大していた。
【0005】しかし、クロス部領域においては、センス
アンプ幅及びサブワードドライバ幅内にレイアウトする
必要があり、1つのクロス部領域に大きなPN分離領域
を配置することがサイズ的に難しくなってきた。そこ
で、この問題を解決する回路として、特願平8−105
27号公報に開示されているような回路が提案されてい
る。
【0006】図15は、特願平8−10527号公報に
開示されている半導体回路の構成を示す図である。
【0007】図15に示すように本従来例においては、
センスアンプ列146とサブワードドライバ列120〜
123とのクロス領域にセンスアンプ制御回路SWC1
00〜SWC102がそれぞれ配置されており、それぞ
れにおいて、COMS回路領域及びPMOS回路領域が
形成されている。
【0008】それぞれのクロス部回路においては、カラ
ムセレクトスイッチ144によりビット線対BL,/B
Lと接続されたローカルI/O LIO,/LIOと、
外部回路とデータの入出力を行うグローバルI/O G
IO,/GIOとの間におけるデータのスイッチング
が、センスアンプ制御回路SWC100に配置されたC
MOSI/Oインターフェース150で行われ、センス
アンプ146のフリップフロップNMOSトランジスタ
のソース電位のGNDレベルへの引き抜きが、センスア
ンプ制御回路SWC101に配置されたNMOSトラン
ジスタ151で行われ、センスアンプ146のフリップ
フロップPMOSトランジスタのソース電位のVINT
レベルへの引き上げが、センスアンプ制御回路SWC1
02に配置されたPMOSトランジスタ162で行われ
る。
【0009】以下に、上述した動作について詳細に説明
する。
【0010】図16は、図15に示したセンスアンプ部
の構成を示す回路図であり、図17は、図15に示した
回路の動作を説明するためのタイミングチャートであ
る。
【0011】初期状態においては、GPDL及び/GP
DLがともにローレベルとなっており、それにより、ト
ランジスタ160,161はオン状態となり、トランジ
スタ152,153はオフ状態となっている。そのた
め、LPDL,/LPDLがともに初期状態においては
ハイレベルとなり、ビット線対プリチャージ回路14
0,141のNMOSトランジスタがオン状態となって
いるため、ともにビット線対プリチャージ状態となって
いる。
【0012】その後まず、図15中上側のサブワードド
ライバSWD120〜SWD123が選択されると、時
刻T0にGPDLが立ち上がり、トランジスタ152が
オン状態、トランジスタ160がオフ状態となってLP
DLが立ち下がり、PDL140のNMOSトランジス
タがオフ状態となり、ビット線対プリチャージが中止す
る。
【0013】時刻T1に、/GTGが立ち上がり、トラ
ンジスタ155がオン状態となり、/LTGがローレベ
ルとなり、TG143のNMOSトランジスタがオフ状
態になると、非選択側のビット線対とセンスアンプが切
り離される。
【0014】また、同時に、LTGは、VBOOT(セ
ル書き込み電圧VINTとNMOSスレッショルド電圧
Vtの和以上の昇圧電圧)の約1/2の電位である初期
状態(VINT−Vt)から、VBOOTレベルまで昇
圧され、TG142のNMOSトランジスタがオン状態
となり、それにより、ビット線対130とセンスアンプ
146とが接続される。
【0015】時刻T2に、SEが立ち上がると、トラン
ジスタ151がオン状態となり、SANが1/2VIN
TからGNDレベルに引き抜かれてセンスが開始され
る。
【0016】時刻T3に、/SEが立ち下がると、トラ
ンジスタ162がオン状態となり、SAPが1/2VI
NTからVINTレベルに引き上げられ、リストアが開
始される。
【0017】センス終了時の時刻T4に、GPDLが立
ち下がると、トランジスタ152がオフ状態となり、ト
ランジスタ160がオン状態となり、LPDLがハイレ
ベルとなり、PDL140のNMOSトランジスタがオ
ン状態となるため、ビット線対が短絡され、それによ
り、プリチャージが開始される。
【0018】また、/GTGが立ち下がり、トランジス
タ154がオフ状態となり、それにより、LTGと/L
TGとがVINT−Vtにプリチャージされる。
【0019】また、SEが立ち下がり、トランジスタ1
51がオフ状態となり、/SEが立ち上がり、トランジ
スタ162がオフ状態となり、SAP及びSANが、1
/2VINTにプリチャージされ、動作が完了する。
【0020】本従来例においては、図15に示すよう
に、センスアンプ制御回路SWC100,SWC10
1,SWC102が3つに分割されており、それによ
り、PN分離領域を最小限でレイアウトすることが可能
となり、SWD幅及びセンスアンプ幅で規定される領域
内にセンスアンプ制御回路をレイアウトすることが可能
となり、さらに、センスアンプドライブトランジスタ1
51,162のサイズを従来よりも大きくすることが可
能となり、センス速度及びリストア速度の向上が図られ
ている。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
ものにおいては、メモリ容量がさらに増加し、センスア
ンプ制御回路間のセル数が増加した場合、センスアンプ
制御回路どうしの間隔が増加する。例えば、図15に示
したセンスアンプ制御回路SWCをSWC100−SW
C101−SWC102−SWC101−SWC100
−SWC101−SWC102−SWC101・・・の
ように並べた場合、センスアンプ制御回路SWC102
が4カ所のみのレイアウトとなるが、その場合、SAP
ドライバはセンスアンプ制御回路SWC3からセンスア
ンプ制御回路SWC1までの両側に配置された4つの領
域のセンスアンプ列を駆動させる必要があるため、配線
の寄生容量・寄生抵抗(C・R)及びセンスアンプドレ
イン容量により、SAPのドライブ遠端(SWC1付
近)でのドライブ能力が減少し、リストア時間が増大し
てしまうという問題点がある。
【0022】これを解決するために、センスアンプ制御
回路SWCの並べ方を、SWC100−SWC102−
SWC101−SWC102−SWC100−SWC1
02−SWC101−SWC102のように変更する
と、SAPはセンスアンプ制御回路SWC3の両側に接
して配置された2つの領域のセンスアンプ列のみを駆動
させればよいため、SAPのドライブ能力が強化され
る。
【0023】しかしながら、その一方で、SANはSW
C2からSWC1までの両側に配置された4つの領域の
センスアンプ列を駆動させる必要があるため、ドライブ
能力が弱まりセンス時間が遅れるという問題が新たに生
じてしまう。
【0024】本発明は、上述したような従来の技術が有
する問題点に鑑みてなされたものであって、PN分離領
域を増加させず、さらにSANドライバ能力を低下させ
ずにSAPドライバ能力の強化を行い、リストア時間を
短縮させるとともにSAPの立ち上がりを高速化させる
ことができる半導体装置を提供することを目的とする。
【0025】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、複数のメモリセルアレイを有し、メインワ
ードドライバとサブワードドライバとに階層化され、セ
ンスアンプ列と前記サブワードドライバ列とのクロス部
分にセンスアンプ制御回路を有してなる半導体装置にお
いて、前記センスアンプ制御回路は、PウェルとNウェ
ルとが存在し、CMOSトランジスタから構成される第
1のクロス部(SCW100)と、Pウェルのみが存在
し、NMOSトランジスタのみから構成される第2のク
ロス部(SCW101)と、Nウェルのみが存在し、P
MOSトランジスタのみから構成される第3のクロス部
(SCW102)とを有し、前記第1のクロス部は、セ
ンスアンプに接続された第1のI/O線とデータを出力
する第2のI/O線とをスイッチングするインターフェ
ース手段を具備し、前記第2のクロス部は、センスアン
プのフリップフロップのNMOSソースを接地レベルに
引き落とす引き落し手段(SAN)と、センスアンプの
フリップフロップにPMOSソースをメモリセルに書き
込み電圧(VINT)レベルに引き上げる第1の引き上
げ手段(第1のSAP)と、ビット線とセンスアンプと
の接続を切り離すスイッチング手段と、ビット線対のプ
リチャージを停止させる停止手段とを具備し、前記第3
のクロス部は、センスアンプのフリップフロップのPM
OSソースを前記メモリセルに書き込み電圧レベルに引
き上げる第2の引き上げ手段(第2のSAP)と、ビッ
ト線対をプリチャージするプリチャージ手段とを具備す
ることを特徴とする。
【0026】また、複数のメモリセルアレイを有し、メ
インワードドライバとサブワードドライバとに階層化さ
れ、センスアンプ列と前記サブワードドライバ列とのク
ロス部分にセンスアンプ制御回路を有してなる半導体装
置において、前記センスアンプ制御回路は、Pウェルと
Nウェルとが存在し、CMOSトランジスタから構成さ
れる第1のクロス部(SCW100)と、Pウェルのみ
が存在し、NMOSトランジスタのみから構成される第
2のクロス部(SCW101)及び第3のクロス部(S
CW102)とを有し、前記第1のクロス部は、センス
アンプに接続された第1のI/O線とデータを出力する
第2のI/O線とをスイッチングするインターフェース
手段と、ビット線対をプリチャージするプリチャージ手
段とを具備し、前記第2のクロス部は、センスアンプの
フリップフロップのNMOSソースを接地レベルに引き
落とす引き落し手段(SAN)と、センスアンプのフリ
ップフロップにPMOSソースをメモリセルに書き込み
電圧(VINT)レベルに引き上げる第1の引き上げ手
段(第1のSAP)と、ビット線とセンスアンプとの接
続を切り離すスイッチング手段と、ビット線対のプリチ
ャージを停止させる停止手段とを具備し、前記第3のク
ロス部は、センスアンプのフリップフロップのPMOS
ソースを前記メモリセルに書き込み電圧レベルに引き上
げる第2の引き上げ手段(第2のSAP)を具備するこ
とを特徴とする。
【0027】また、複数のメモリセルアレイを有し、メ
インワードドライバとサブワードドライバとに階層化さ
れ、センスアンプ列と前記サブワードドライバ列とのク
ロス部分にセンスアンプ制御回路を有してなる半導体装
置において、前記センスアンプ制御回路は、Pウェルと
Nウェルとが存在し、CMOSトランジスタから構成さ
れる第1のクロス部(SCW100)、第2のクロス部
(SCW101)及び第3のクロス部(SCW102)
を有し、前記第1のクロス部は、センスアンプに接続さ
れた第1のI/O線とデータを出力する第2のI/O線
とをスイッチングするインターフェース手段を具備し、
前記第2のクロス部は、センスアンプのフリップフロッ
プのNMOSソースを接地レベルに引き落とす引き落し
手段(SAN)を具備し、前記第3のクロス部は、セン
スアンプのフリップフロップのPMOSソースをメモリ
セルに書き込み電圧レベルに引き上げる引き上げ手段
(SAP)を具備することを特徴とする。
【0028】また、複数のメモリセルアレイを有し、メ
インワードドライバとサブワードドライバとに階層化さ
れ、センスアンプ列と前記サブワードドライバ列とのク
ロス部分にセンスアンプ制御回路を有してなる半導体装
置において、前記センスアンプ制御回路は、センスアン
プフリップフロップのPMOSソースをメモリセル書き
込み電圧レベルに引き上げる引き上げ手段(SAP)を
有し、該引き上げ手段は、NMOSトランジスタから構
成されていることを特徴とする。
【0029】また、前記引き上げ手段(SAP)は、N
MOSトランジスタで構成され、該引き上げ手段のドラ
イブトランジスタは、そのソース端子がセンスアンプに
接続され、ドレインが前記メモリセル書き込み電圧(V
INT)を供給する回路に接続され、ゲート端子が該引
き上げ手段のブートストラップ用トランジスタのソース
端子に接続され、該ブートストラップ用トランジスタの
ドレイン端子及びゲート端子は、互いに接続され、かつ
センスアンプ選択時に前記メモリセル書き込み電圧(V
INT)よりもNMOSトランジスタのスレッショルド
電圧(Vt)分以上高い電圧(VBOOT)レベルに昇
圧される信号線に接続されていることを特徴とする。
【0030】また、前記メモリセル書き込み電圧(VI
NT)を供給する回路は、非センス時に前記メモリセル
書き込み電圧の1/2レベルの電圧を出力し、センス時
に前記メモリセル書き込み電圧を出力することを特徴と
する。
【0031】また、前記引き上げ手段(SAP)は、N
MOSトランジスタから構成され、該引き上げ手段のド
ライブトランジスタは、そのソース端子がセンスアンプ
に接続され、ドレイン端子が前記メモリセル書き込み電
圧を供給する回路に接続され、ゲート端子が、非センス
時に接地レベル、センス時に前記メモリセル書き込み電
圧よりもNMOSトランジスタのスレッショルド電圧分
以上高い電圧(VBOOT)レベルに昇圧される信号線
に接続されていることを特徴とする。
【0032】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。
【0033】(第1の実施の形態)図1は、本発明の半
導体装置の第1の実施の形態を示す図である。
【0034】本形態は図1に示すように、図15に示し
た従来例に、センスアンプ制御回路SWC101の領域
に、トランジスタ156〜159からなるSAPドライ
ブ回路が追加されて構成されており、トランジスタ15
8,159のソース端子はSAP146が入力され、ド
レイン端子は電源供給回路SAPD110に接続され、
ゲート端子はそれぞれセルフブート用のトランジスタ1
56,157のソース端子と接続され、トランジスタ1
56のドレイン端子とゲート端子とは共通接続されて昇
圧信号であるLTGに接続され、トランジスタ157の
ドレイン端子とゲート端子とは共通接続されて/LTG
に接続されている。
【0035】図2は、図1に示した電源供給回路SAP
D110の回路の一例を示す図である。
【0036】本形態における電源供給回路SAPDは図
2に示すように、その出力が、CMOSトランスファゲ
ート304を介してVINT電源と接続されるととも
に、CMOSトランスファゲート308を介して1/2
VINT電源と接続されている。
【0037】以下に、上記のように構成された半導体回
路の動作について説明する。
【0038】図3は、図1に示した半導体回路の動作を
説明するためのタイミングチャートである。
【0039】まず、図1に示すメモリセル130が選択
された場合、時刻T0に、VINT−Vt電位にプリチ
ャージされていたLTGがVBOOTレベルまで立ち上
がる。また、/LTGはプリチャージ電位からローレベ
ルに立ち下がる。したがって、トランジスタ156のソ
ース電位はVBOOT−Vtレベルとなり、また、トラ
ンジスタ157のソース電位はローレベルのままであ
る。
【0040】時刻T1に、SEが立ち上がるとSANド
ライブトランジスタ151がオン状態となり、センスが
開始される。
【0041】次に、時刻T2でΦ1が立ち上がると、C
MOSトランスファゲート304がオン状態となり、Φ
2が立ち下がりCMOSトランスファゲート308がオ
フ状態となるため、時刻T3で電源供給回路SAPD1
10が1/2VINTからVINTに立ち上がる。
【0042】したがって、トランジスタ156,158
で構成されたセルフブートによりSAPがVINTに立
ち上がる。
【0043】また、同時刻T3に、/SEが立ち下が
り、センスアンプ制御回路102内のSAPドライブト
ランジスタ162がオン状態となり、SAPがVINT
に立ち上がり、メモリセルリストアが開始される。
【0044】センスアンプを非アクティブ状態にする場
合は、時刻T4でΦ1を立ち下げる。
【0045】すると、時刻T5に、LTG、/LTGは
プリチャージされ、SEが立ち下がり、/SEが立ち上
がり、SAN,SAP,電源供給回路SAPD110が
1/2VINTにプリチャージされる。
【0046】電源供給回路SAPD110が1/2VI
NTレベルにプリチャ−ジされた後、時刻T6に、Φ2
を立ち上げ、電源供給回路SAPD110に1/2VI
NTレベルの信号を供給する。
【0047】図4は、図1に示した半導体回路のシミュ
レーション波形を示す図である。
【0048】図4に示すように、図1に示したものにお
いては、図15に示した従来例と比べてSAPの回復が
早くなるため、ビット線BLのリストアの高速化が図ら
れ、ビット線の立ち上がりが速まるため、フリップフロ
ップNMOSトランジスタの動作も速くなり/BLも高
速化される。
【0049】本発明のように、SAPドライブ回路がN
MOSトランジスタのみで構成されるセンスアンプ制御
回路SWC101領域においてNchトランジスタドラ
イブを行い、PMOSトランジスタのみで構成されるセ
ンスアンプ制御回路102領域においてPchトランジ
スタドライブを行うことで、SAPドライバはセンスア
ンプ制御回路SWC101またはSWC102に接する
センスアンプ列のみの最大2ブロックをドライブすれば
よく、配線CR及び、センスアンプソース容量負荷が少
なくなるため、メモリセルリストア時間は大幅に短縮す
る。また、SAPは多数のセンスアンプを同時に動作さ
せるため、十分大きなドライブトランジスタサイズが必
要となり、SE等で直接ドライブするのが厳しくなる
が、本形態のように、センスアンプ制御回路101領域
におけるSAPドライブをNMOSブートストラップ回
路を用いることで、電源供給回路SAPD110の立ち
上がりで急速にSAPをドライブすることができ、リス
トア時間をさらに短縮させることが可能となる。
【0050】なお、本形態においては、センスアンプ制
御回路SWC101領域でSAPドライブが行われてい
るが、図15に示した従来例と同様に、センスアンプ制
御回路101領域はNMOSトランジスタのみで構成さ
れているため、PN分離領域を必要とせず、レイアウト
面積を縮小させることができる。
【0051】なお、図5は、図1に示した半導体回路の
ウェルレイアイト図である。
【0052】(第2の実施の形態)図6は、本発明の半
導体装置の第2の実施の形態を示す図である。
【0053】上述した第1の実施の形態にて示したもの
においては、昇圧信号であるLTG、/LTGを用いる
ことにより、配線を増加させることなくセンスアンプ制
御回路SWC101領域においてSAPドライバをNM
OSで構成した。この場合、センスアンプ選択時、LT
Gまたは/LTGのどちらか一方のみがVBOOTレベ
ルに立ち上がるため、トランジスタ158,159のい
ずれか一方がオン状態となる構成であった。
【0054】図6に示すように本形態においては、セン
スアンプ制御回路SWC101の領域のSAPドライブ
トランジスタ558のソース端子がSAP146に入力
され、ドレイン端子が電源供給回路SAPD110に接
続され、ゲート端子がセルフブート用トランジスタ55
6のソース端子と接続され、トランジスタ556のドレ
イン端子及びゲート端子が共通接続されて新規に追加さ
れたSE2に接続されている。
【0055】SE2は非アクティブ時にローレベルとな
り、センスアンプが選択されるとVBOOTレベルまで
立ち上がる。立ち上がるタイミングは電源供給回路SA
PD110が立ち上がるまでに行われる。動作は、第1
の実施の形態において示したものと同様である。
【0056】本形態においては、VBOOTレベルまで
立ち上がるSAPドライブ用の専用信号SEを用いるた
め、センスアンプ制御回路SWC101内のSAPドラ
イブトランジスタを1組にすることが可能である。ま
た、SAPドライバは、第1の実施の形態同様、最大セ
ンスアンプ列2ブロック分をドライブする。したがっ
て、センスアンプ制御かいろSWC101内のSAPド
ライバが2台から1台になるため、レイアウトサイズを
さらに縮小または、ドライブトランジスタのサイズを拡
大してドライブ能力をさらに向上させることができる。
【0057】なお、SE2信号の代わりにSANドドラ
イブ信号SEをVBOOT昇圧信号として用いることも
可能である。このときSE2配線は必要なくなるため、
さらにレイアウト面積を縮小できる。
【0058】(第3の実施の形態)図7は、本発明の半
導体装置の第3の実施の形態を示す図であり、図8は、
図7に示した半導体回路のウェルレイアウト図であり、
図9は、図7に示したSAPドライバをPMOSトラン
ジスタで構成した場合のレイアウト図であり、図10
は、図7に示したSAPドライバをNMOSトランジス
タで構成した場合のレイアウト図である。
【0059】図8に示すように本形態においては、セン
スアンプ制御回路SWC102の領域がNウェルからP
ウェルに変更される。
【0060】したがって、センスアンプ制御回路SWC
102の領域にはNMOSトランジスタのみのレイアウ
トが可能となり、センスアンプ制御回路SWC101の
領域にレイアウトされているSAPドライバと同一構成
のSAPドライバがセンスアンプ制御回路SWC102
領域にレイアウトされる。
【0061】また、センスアンプ制御回路SWC102
の領域にレイアウトされていたMOS回路であるビット
線−センスアンプ間トランスファゲート用トランジスタ
及びビット線対プリチャージ用トランジスタは、CMO
S領域であるセンスアンプ制御回路SWC100にレイ
アウトされる。
【0062】動作は、上述した第1及び第2の実施の形
態と同様となるが、センスアンプ制御回路SWC102
の領域のSAPドライバがNMOSトランジスタで構成
されるため、同一サイズのPMOSトランジスタと比較
した場合、倍程度の能力増加となる。
【0063】また、NMOSトランジスタで構成する場
合、PMOSトランジスタで構成する場合と比較して、
レイアウト上の制約が緩まるため(例えば、Nch拡散
層は第1アルミ、シリサイドとコンタクトがとれるが、
Pch拡散層の場合、拡散層不純物がシリサイドに拡散
しコンタクト抵抗を増加させるため、Pch拡散層は第
1アルミのみとしかコンタクトがとれず、レイアウトが
制限される)、PMOSトランジスタの場合、図9に示
すように、他のアルミ(1)配線があるため、拡散層上
にコンタクトがとれなくなり拡散層抵抗が増大するため
に能力が低下するが、NMOSトランジスタの場合、図
10に示すように拡散層上をシリサイドのコンタクトが
とれるため、能力が低下することはない。
【0064】(第4の実施の形態)図11は、本発明の
半導体装置の第4の実施の形態を示す図である。
【0065】本形態においては、SAPドライブの方法
をセルフブートから、ドライブトランジスタ1058の
ゲート端子に、昇圧電源であるVBOOTを印加してド
ライブする。
【0066】図12は、図11に示した半導体回路の動
作を説明するためのタイミングチャートである。
【0067】時刻T0で、LTGがVBOOTに立ち上
がった後、時刻T1において、SEが立ち上がりセンス
が開始される。
【0068】次に、時刻T2に、SE2がVBOOTレ
ベルに立ち上がり、リストアが開始される。
【0069】本形態によれば、電源供給源を1/2VI
NTからVINTに立ち上げるといった制御が必要でな
くなるため、制御が簡単になり、SAP能力も第3の実
施の形態に示したものと同程度になる。
【0070】なお、本形態においては、センスアンプ制
御回路SWC101,SWC102の領域にSAPドラ
イバを分散して配置することで、メモリセルリストア時
間を短縮させようとしているが、センスアンプ制御回路
SWC101,SWC102の領域を全てNMOS領域
とすることで、SANドライバ分散して配置することも
可能である。
【0071】また、本形態においては、センスアンプ制
御回路SWCをSWC100−SWC101−SWC1
02−SWC101−SWC100・・・としたが、こ
の順番は設計によって変更できる。
【0072】(第5の実施の形態)図13は、本発明の
半導体装置の第5の実施の形態を示す図であり、図14
は、図13に示した半導体回路のウェルレイアウト図で
ある。なお、本形態においては、センスアンプ制御回路
SWC100〜SWC102は全てCMOS領域となっ
ている。
【0073】本形態においては、センスアンプ制御回路
SWC102のSAPドライバをNMOSトランジスタ
としたため、SAPドライバの縮小が可能となり、さら
にSAPドライバをセンスアンプ制御回路SWC101
の領域に分散させずに、センスアンプ制御回路SWC1
02のみでセンスアンプ列4ブロック分のドライブを行
っても十分能力を得られるようになる。
【0074】そのため、センスアンプ制御回路SWC1
01,SWC102の領域のレイアウトに余裕ができた
分PMOS領域が追加されている。
【0075】SANドライブトランジスタ151は、多
数のセンスアンプ列146を同時に駆動させるため、通
常、大きなサイズのトランジスタが用いられ、SEの負
荷は非常に大きくなる。そのため、センスアンプ制御回
路SWC101をCMOS領域とすることで、インバー
タ1251,1253を用いてバッファリングを行うこ
とが可能になり、SE1の立ち上がりが高速化される。
【0076】また、センスアンプ制御回路SWC102
の領域をCMOS構成とすることで、ビット線対プリチ
ャージ用トランジスタ1260,1261を配置するこ
とが可能となり、センスアンプ制御回路SWC100の
領域内のトランジスタを分散させることが可能となる。
【0077】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載するような効果を奏する。
【0078】(1)センスアンプ制御回路内の第2のク
ロス部内にNMOS化したSAPドライバが分散配置さ
れているため、SAP配線遠端の配線遅延が少なくな
り、リストア時間を短縮させることができる。
【0079】(2)PMOS構成のSAPドライバをN
MOS化することで、同一ドライバサイズのドライブ能
力を2倍以上にすることができるため、リストア時間を
短縮させることができる。
【0080】(3)SAPドライバをブートストラップ
型とし、メモリセル書き込み電圧の供給を、メモリセル
書き込み電圧の1/2からメモリセル書き込み電圧レベ
ルにドライブすることにより、SAPの立ち上がりの高
速化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体装置の第1の実施の形態を示す
図である。
【図2】図1に示した電源供給回路SAPDの回路の一
例を示す図である。
【図3】図1に示した半導体回路の動作を説明するため
のタイミングチャートである。
【図4】図1に示した半導体回路のシミュレーション波
形を示す図である。
【図5】図1に示した半導体回路のウェルレイアイト図
である。
【図6】本発明の半導体装置の第2の実施の形態を示す
図である。
【図7】本発明の半導体装置の第3の実施の形態を示す
図である。
【図8】図7に示した半導体回路のウェルレイアウト図
である。
【図9】図7に示したSAPドライバをPMOSトラン
ジスタで構成した場合のレイアウト図である。
【図10】図7に示したSAPドライバをNMOSトラ
ンジスタで構成した場合のレイアウト図である。
【図11】本発明の半導体装置の第4の実施の形態を示
す図である。
【図12】図11に示した半導体回路の動作を説明する
ためのタイミングチャートである。
【図13】本発明の半導体装置の第5の実施の形態を示
す図である。
【図14】図13に示した半導体回路のウェルレイアウ
ト図である。
【図15】特願平8−10527号公報に開示されてい
る半導体回路の構成を示す図である。
【図16】図15に示したセンスアンプ部の構成を示す
回路図である。
【図17】図15に示した回路の動作を説明するための
タイミングチャートである。
【符号の説明】
100〜102 センスアンプ制御回路SWC 110,610,1010,1011 電源供給回路 120〜123 サブワードドライバ 130 メモリセルアレイ 140,141 ビット線対プリチャージ回路 142,143 ビット線−センスアンプ間トラスフ
ァゲート 144 カラムセレクトスイッチ 146 センスアンプFF 150 I/Oインターフェース 151 SAPドライブNchトランジスタ 152,153 PDLドライブNchトランジスタ 154,155 TGドライブNchトランジスタ 156,157,556,656 SAPドライバブ
ートストラップNchトランジスタ 158,159,558,658,1058,1068
SAPドライブNchトランジスタ 160,161,660,661,1058,106
8,1260,1261PDLドライブPchトランジ
スタ 162 SAPドライブPchトランジスタ 200 センスアンプ列ウェルレイアウト図 210 PN分離領域 220 Pウェル領域 230 Nウェル領域 300,302 インバータ 304 VINT供給CMOSトランスファゲート 308 /2VINT供給CMOSトランスファゲー
ト 701 ゲート線 702 Pch拡散層 703,803 第1アルミ配線 704,804 第2アルミ配線 801 ゲート配線 802 Nch拡散層 805 シリサイド配線 1252,1253 バッファリング用インバータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/108 G11C 11/401 H01L 21/8242

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のメモリセルアレイを有し、メイン
    ワードドライバとサブワードドライバとに階層化され、
    センスアンプ列と前記サブワードドライバ列とのクロス
    部分にセンスアンプ制御回路を有してなる半導体装置に
    おいて、 前記センスアンプ制御回路は、 PウェルとNウェルとが存在し、CMOSトランジスタ
    から構成される第1のクロス部と、 Pウェルのみが存在し、NMOSトランジスタのみから
    構成される第2のクロス部と、 Nウェルのみが存在し、PMOSトランジスタのみから
    構成される第3のクロス部とを有し、 前記第1のクロス部は、センスアンプに接続された第1
    のI/O線とデータを出力する第2のI/O線とをスイ
    ッチングするインターフェース手段を具備し、 前記第2のクロス部は、 センスアンプのフリップフロップのNMOSソースを接
    地レベルに引き落とす引き落し手段と、 センスアンプのフリップフロップにPMOSソースをメ
    モリセルに書き込み電圧レベルに引き上げる第1の引き
    上げ手段と、 ビット線とセンスアンプとの接続を切り離すスイッチン
    グ手段と、 ビット線対のプリチャージを停止させる停止手段とを具
    備し、 前記第3のクロス部は、センスアンプのフリップフロッ
    プのPMOSソースを前記メモリセルに書き込み電圧レ
    ベルに引き上げる第2の引き上げ手段と、 ビット線対をプリチャージするプリチャージ手段とを具
    備することを特徴とする半導体回路。
  2. 【請求項2】 複数のメモリセルアレイを有し、メイン
    ワードドライバとサブワードドライバとに階層化され、
    センスアンプ列と前記サブワードドライバ列とのクロス
    部分にセンスアンプ制御回路を有してなる半導体装置に
    おいて、 前記センスアンプ制御回路は、 PウェルとNウェルとが存在し、CMOSトランジスタ
    から構成される第1のクロス部と、 Pウェルのみが存在し、NMOSトランジスタのみから
    構成される第2及び第3のクロス部とを有し、 前記第1のクロス部は、 センスアンプに接続された第1のI/O線とデータを出
    力する第2のI/O線とをスイッチングするインターフ
    ェース手段と、 ビット線対をプリチャージするプリチャージ手段とを具
    備し、 前記第2のクロス部は、 センスアンプのフリップフロップのNMOSソースを接
    地レベルに引き落とす引き落し手段と、 センスアンプのフリップフロップにPMOSソースをメ
    モリセルに書き込み電圧レベルに引き上げる第1の引き
    上げ手段と、 ビット線とセンスアンプとの接続を切り離すスイッチン
    グ手段と、 ビット線対のプリチャージを停止させる停止手段とを具
    備し、 前記第3のクロス部は、センスアンプのフリップフロッ
    プのPMOSソースを前記メモリセルに書き込み電圧レ
    ベルに引き上げる第2の引き上げ手段を具備することを
    特徴とする半導体回路。
  3. 【請求項3】 複数のメモリセルアレイを有し、メイン
    ワードドライバとサブワードドライバとに階層化され、
    センスアンプ列と前記サブワードドライバ列とのクロス
    部分にセンスアンプ制御回路を有してなる半導体装置に
    おいて、 前記センスアンプ制御回路は、 PウェルとNウェルとが存在し、CMOSトランジスタ
    から構成される第1、第2及び第3のクロス部を有し、 前記第1のクロス部は、センスアンプに接続された第1
    のI/O線とデータを出力する第2のI/O線とをスイ
    ッチングするインターフェース手段を具備し、 前記第2のクロス部は、センスアンプのフリップフロッ
    プのNMOSソースを接地レベルに引き落とす引き落し
    手段を具備し、 前記第3のクロス部は、センスアンプのフリップフロッ
    プのPMOSソースをメモリセルに書き込み電圧レベル
    に引き上げる引き上げ手段を具備することを特徴とする
    半導体回路。
  4. 【請求項4】 複数のメモリセルアレイを有し、メイン
    ワードドライバとサブワードドライバとに階層化され、
    センスアンプ列と前記サブワードドライバ列とのクロス
    部分にセンスアンプ制御回路を有してなる半導体装置に
    おいて、 前記センスアンプ制御回路は、センスアンプフリップフ
    ロップのPMOSソースをメモリセル書き込み電圧レベ
    ルに引き上げる引き上げ手段を有し、該引き上げ手段
    は、NMOSトランジスタから構成されていることを特
    徴とする半導体回路。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の
    半導体回路において、 前記引き上げ手段は、NMOSトランジスタで構成さ
    れ、 該引き上げ手段のドライブトランジスタは、そのソース
    端子がセンスアンプに接続され、ドレインが前記メモリ
    セル書き込み電圧を供給する回路に接続され、ゲート端
    子が該引き上げ手段のブートストラップ用トランジスタ
    のソース端子に接続され、 該ブートストラップ用トランジスタのドレイン端子及び
    ゲート端子は、互いに接続され、かつセンスアンプ選択
    時に前記メモリセル書き込み電圧よりもNMOSトラン
    ジスタのスレッショルド電圧分以上高い電圧レベルに昇
    圧される信号線に接続されていることを特徴とする半導
    体回路。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載の半導体回路において、 前記メモリセル書き込み電圧を供給する回路は、非セン
    ス時に前記メモリセル書き込み電圧の1/2レベルの電
    圧を出力し、センス時に前記メモリセル書き込み電圧を
    出力することを特徴とする半導体回路。
  7. 【請求項7】 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の
    半導体回路において、 前記引き上げ手段は、NMOSトランジスタから構成さ
    れ、 該引き上げ手段のドライブトランジスタは、そのソース
    端子がセンスアンプに接続され、ドレイン端子が前記メ
    モリセル書き込み電圧を供給する回路に接続され、ゲー
    ト端子が、非センス時に接地レベル、センス時に前記メ
    モリセル書き込み電圧よりもNMOSトランジスタのス
    レッショルド電圧分以上高い電圧レベルに昇圧される信
    号線に接続されていることを特徴とする半導体回路。
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