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JP5789803B2 - Semiconductor memory and system - Google Patents
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Description

本発明は、半導体メモリおよび半導体メモリが搭載されるシステムに関する。   The present invention relates to a semiconductor memory and a system in which the semiconductor memory is mounted.

ライト動作を高速に実施し、消費電力を削減するために、ビット線に供給するプリチャージ電圧を電源電圧より低く設定する半導体メモリが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。電源電圧が低いときにワード線の電圧を安定して生成するために、メモリセルのpMOSトランジスタと同等のダイオード接続されたpMOSトランジスタを、電源線とワードドライバとの間に配置する半導体メモリが提案されている(例えば、特許文献2参照。)。ワード線の駆動タイミングに合わせてデータ線をプリチャージするために、ワードデコーダの出力信号を反転した信号をゲートで受けるプリチャージトランジスタを、電源線とビット線との間に配置する半導体メモリが提案されている(例えば、特許文献3参照。)。   In order to perform a write operation at high speed and reduce power consumption, a semiconductor memory in which a precharge voltage supplied to a bit line is set lower than a power supply voltage has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In order to stably generate the word line voltage when the power supply voltage is low, a semiconductor memory in which a diode-connected pMOS transistor equivalent to the pMOS transistor of the memory cell is arranged between the power supply line and the word driver is proposed. (For example, see Patent Document 2). In order to precharge the data line according to the driving timing of the word line, a semiconductor memory in which a precharge transistor that receives a signal obtained by inverting the output signal of the word decoder at the gate is arranged between the power line and the bit line is proposed. (For example, see Patent Document 3).

特開平10−125069号公報JP-A-10-125069 特開2007−66493号公報JP 2007-66493 A 特開平11−16356号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-16356

例えば、ビット線のプリチャージ電圧を電源電圧より低くする場合、プリチャージされたビット線の電圧は、メモリセルのラッチに保持されているハイレベル電圧より低くなる。この状態で、メモリセルにアクセスするためにワード線をハイレベル電圧に設定し、転送トランジスタを介してメモリセルのハイレベルノードからビット線に電流が流れると、メモリセルのデータ保持特性の1つであるスタティックノイズマージンが悪化するおそれがある。   For example, when the precharge voltage of the bit line is made lower than the power supply voltage, the voltage of the precharged bit line becomes lower than the high level voltage held in the latch of the memory cell. In this state, when the word line is set to a high level voltage to access the memory cell, and a current flows from the high level node of the memory cell to the bit line via the transfer transistor, one of the data retention characteristics of the memory cell. There is a possibility that the static noise margin is worsened.

本発明の目的は、メモリセルのスタティックノイズマージンが悪化することを防止することである。   An object of the present invention is to prevent the static noise margin of a memory cell from deteriorating.

本発明の一形態では、半導体メモリは、データを記憶するラッチと、ラッチの入出力ノードに接続されたリアル転送トランジスタとを有するリアルメモリセルと、リアル転送トランジスタを介して入出力ノードに接続されたビット線と、リアル転送トランジスタのゲートに接続されたワード線と、ビット線をプリチャージするプリチャージ回路とを備え、プリチャージ回路は、少なくともリアルメモリセルの非アクセス時に、ゲートでワード線のハイレベル電圧と同じ第1ハイレベル電圧を受け、ドレインで第2ハイレベル電圧を受け、ソースに生成されるプリチャージ電圧をビット線に供給するレプリカ転送トランジスタを含み、リアルメモリセルと同じ構造を有するレプリカメモリセルを備えている。   In one embodiment of the present invention, a semiconductor memory is connected to an input / output node through a real memory cell having a latch for storing data, a real transfer transistor connected to the input / output node of the latch, and the real transfer transistor. A bit line, a word line connected to the gate of the real transfer transistor, and a precharge circuit for precharging the bit line, and the precharge circuit is configured to connect the word line at the gate at least when the real memory cell is not accessed. It includes a replica transfer transistor that receives the same first high level voltage as the high level voltage, receives the second high level voltage at the drain, and supplies a precharge voltage generated at the source to the bit line, and has the same structure as the real memory cell. Having a replica memory cell.

ビット線のプリチャージ電圧を、ワード線のハイレベル電圧に対して転送トランジスタの閾値電圧だけ低い値に設定でき、メモリセルのスタティックノイズマージンが悪化することを防止できる。   The precharge voltage of the bit line can be set to a value lower than the high level voltage of the word line by the threshold voltage of the transfer transistor, and the static noise margin of the memory cell can be prevented from deteriorating.

一実施形態における半導体メモリの例を示している。1 illustrates an example of a semiconductor memory in one embodiment. 別の実施形態における半導体メモリの例を示している。The example of the semiconductor memory in another embodiment is shown. 別の実施形態における半導体メモリの例を示している。The example of the semiconductor memory in another embodiment is shown. 別の実施形態における半導体メモリの要部の例を示している。The example of the principal part of the semiconductor memory in another embodiment is shown. 図4に示した半導体メモリの全体ブロックの例を示している。5 shows an example of an entire block of the semiconductor memory shown in FIG. 図5に示したワードデコーダの例を示している。6 shows an example of the word decoder shown in FIG. 別の実施形態における半導体メモリの要部の例を示している。The example of the principal part of the semiconductor memory in another embodiment is shown. 上述した実施形態の半導体メモリが搭載されるシステムの例を示している。The example of the system by which the semiconductor memory of embodiment mentioned above is mounted is shown.

以下、図面を用いて実施形態を説明する。信号が伝達される信号線には、信号名と同じ符号を使用する。末尾に”X”が付いている信号は、負論理を示している。二重の四角印は、外部端子を示している。外部端子は、例えば、半導体マクロの端子、半導体チップ上のパッド、あるいは半導体チップが収納されるパッケージのリードである。外部端子を介して供給される信号には、端子名と同じ符号を使用する。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. The same reference numerals as the signal names are used for signal lines through which signals are transmitted. A signal with “X” at the end indicates negative logic. Double square marks indicate external terminals. The external terminal is, for example, a semiconductor macro terminal, a pad on a semiconductor chip, or a lead of a package in which the semiconductor chip is accommodated. For the signal supplied via the external terminal, the same symbol as the terminal name is used.

図1は、一実施形態における半導体メモリMEMの例を示している。例えば、半導体メモリMEMは、SRAM(Static Random Access Memory)である。半導体メモリMEMは、クロック信号に同期して動作してもよく、クロック信号に非同期で動作してもよい。半導体メモリMEMは、メモリセルMC、メモリセルMCに接続されたビット線BIT、ビット線BITに接続されたレプリカメモリセルRMCを含むプリチャージ回路PREを有している。メモリセルMCは、リアルメモリセルの一例である。   FIG. 1 shows an example of a semiconductor memory MEM in one embodiment. For example, the semiconductor memory MEM is an SRAM (Static Random Access Memory). The semiconductor memory MEM may operate in synchronization with the clock signal or may operate asynchronously with the clock signal. The semiconductor memory MEM has a precharge circuit PRE including a memory cell MC, a bit line BIT connected to the memory cell MC, and a replica memory cell RMC connected to the bit line BIT. The memory cell MC is an example of a real memory cell.

メモリセルMCは、データを保持するラッチLTと、ラッチLTの一方の入出力ノードND1に接続された転送トランジスタT1とを有している。転送トランジスタT1は、リアル転送トランジスタの一例である。例えば、転送トランジスタT1は、ゲートをワード線WLに接続したnMOSトランジスタである。例えば、ラッチLTは、一対のインバータを有しており、一方のインバータの出力は他方のインバータの入力に接続されている。例えば、各インバータの2つの電源端子は、電源線VDDと接地線VSSにそれぞれ接続されている。なお、メモリセルMCは、ラッチLTの他方の入出力ノードND2に接続される転送トランジスタを有していてもよい。この場合、メモリセルMCは、相補のビット線対に接続される。電源線VDDに供給される電源電圧VDDは、外部電源電圧でもよく、半導体メモリMEMの内部に形成される電圧生成回路により外部電源電圧を用いて生成されてもよい。   The memory cell MC includes a latch LT that holds data, and a transfer transistor T1 connected to one input / output node ND1 of the latch LT. The transfer transistor T1 is an example of a real transfer transistor. For example, the transfer transistor T1 is an nMOS transistor whose gate is connected to the word line WL. For example, the latch LT has a pair of inverters, and the output of one inverter is connected to the input of the other inverter. For example, the two power terminals of each inverter are connected to the power line VDD and the ground line VSS, respectively. Note that the memory cell MC may include a transfer transistor connected to the other input / output node ND2 of the latch LT. In this case, the memory cell MC is connected to a complementary bit line pair. The power supply voltage VDD supplied to the power supply line VDD may be an external power supply voltage, or may be generated using an external power supply voltage by a voltage generation circuit formed inside the semiconductor memory MEM.

レプリカメモリセルRMCは、ゲートをプリチャージワード線PWLに接続し、ソースをビット線BITに接続したレプリカ転送トランジスタRT1と、レプリカラッチRLTとを有している。レプリカメモリセルRMCは、メモリセルMCと基本的に同じ構造を有している。例えば、レプリカ転送トランジスタRT1の素子構造は、転送トランジスタT1の素子構造と同じであり、レプリカラッチRLTを形成するCMOSインバータの素子構造は、ラッチLTを形成するCMOSインバータの素子構造と同じである。レプリカ転送トランジスタRT1は、転送トランジスタT1と同様にnMOSトランジスタであり、レプリカ転送トランジスタRT1の閾値電圧は、転送トランジスタT1の閾値電圧と同じである。これは、プリチャージ回路PRE内のレプリカ転送トランジスタRT1を、レプリカメモリセルRMCとともに形成しているためである。すなわち、製造条件の変動等があっても、リアルメモリセルMCとレプリカメモリセルRMCの閾値電圧を同じにできるためである。   The replica memory cell RMC has a replica transfer transistor RT1 having a gate connected to the precharge word line PWL and a source connected to the bit line BIT, and a replica latch RLT. The replica memory cell RMC has basically the same structure as the memory cell MC. For example, the element structure of the replica transfer transistor RT1 is the same as the element structure of the transfer transistor T1, and the element structure of the CMOS inverter that forms the replica latch RLT is the same as the element structure of the CMOS inverter that forms the latch LT. The replica transfer transistor RT1 is an nMOS transistor like the transfer transistor T1, and the threshold voltage of the replica transfer transistor RT1 is the same as the threshold voltage of the transfer transistor T1. This is because the replica transfer transistor RT1 in the precharge circuit PRE is formed together with the replica memory cell RMC. That is, the threshold voltage of the real memory cell MC and the replica memory cell RMC can be made the same even if the manufacturing conditions vary.

例えば、レプリカラッチRLTは、レプリカ転送トランジスタRT1のドレインに接続される一方の入出力ノードRND1を電源線VDDに接続し、他方の入出力ノードRND2を接地線VSSに接続している。入出力ノードRND1に供給される電源電圧VDDは、第2ハイレベル電圧の一例である。例えば、レプリカラッチRLTの各インバータの2つの電源端子は、電源線VDDと接地線VSSにそれぞれ接続されている。なお、レプリカラッチRLTは、インバータ対の各入力をハイレベルまたはロウレベルに固定し、インバータ対の各出力をオープン状態に設定してもよい。この場合、レプリカ転送トランジスタRT1のレプリカラッチRLT側のノード(すなわち、ドレイン)は、電源線VDDに直接接続される。なお、図1では、レプリカラッチRLTの一対のインバータにそれぞれ電源線VDDと接地線VSSを接続する例を示しているが、これらのインバータは電源線VDDや接地線VSSに接続しなくてもよい。この場合、例えば、レプリカ転送トランジスタRT1のドレインは、レプリカラッチRLTから切り離され、電源線VDDのみに接続される。   For example, in the replica latch RLT, one input / output node RND1 connected to the drain of the replica transfer transistor RT1 is connected to the power supply line VDD, and the other input / output node RND2 is connected to the ground line VSS. The power supply voltage VDD supplied to the input / output node RND1 is an example of a second high level voltage. For example, the two power terminals of each inverter of the replica latch RLT are connected to the power line VDD and the ground line VSS, respectively. Note that the replica latch RLT may fix each input of the inverter pair to a high level or a low level and set each output of the inverter pair to an open state. In this case, the node (that is, the drain) on the replica latch RLT side of the replica transfer transistor RT1 is directly connected to the power supply line VDD. 1 shows an example in which the power supply line VDD and the ground line VSS are connected to the pair of inverters of the replica latch RLT, respectively, these inverters may not be connected to the power supply line VDD or the ground line VSS. . In this case, for example, the drain of the replica transfer transistor RT1 is disconnected from the replica latch RLT and connected only to the power supply line VDD.

例えば、ワード線WLのハイレベル電圧は電源電圧VDDである。プリチャージワード線PWLは、少なくともメモリセルMCの非アクセス時に、ワード線WLのハイレベル電圧と同じ電源電圧VDDに設定される。ワード線WLおよびプリチャージワード線PWLに供給される電源電圧VDDは、第1ハイレベル電圧の一例である。   For example, the high level voltage of the word line WL is the power supply voltage VDD. The precharge word line PWL is set to the same power supply voltage VDD as the high level voltage of the word line WL at least when the memory cell MC is not accessed. The power supply voltage VDD supplied to the word line WL and the precharge word line PWL is an example of a first high level voltage.

プリチャージワード線PWLが電源電圧VDDに設定されるとき、ビット線BITは、レプリカ転送トランジスタRT1を介して電源電圧VDDに対してレプリカ転送トランジスタRT1の閾値電圧だけ低い電圧にプリチャージされる。転送トランジスタT1およびレプリカ転送トランジスタRT1の閾値電圧をVthとすると、ビット線BITのプリチャージ電圧は、VDD−Vthになる。   When the precharge word line PWL is set to the power supply voltage VDD, the bit line BIT is precharged to a voltage lower than the power supply voltage VDD by the threshold voltage of the replica transfer transistor RT1 via the replica transfer transistor RT1. When the threshold voltage of the transfer transistor T1 and the replica transfer transistor RT1 is Vth, the precharge voltage of the bit line BIT is VDD−Vth.

メモリセルMCに論理1が記憶されているとき、入出力ノードND1はハイレベル電圧VDDであり、入出力ノードND2はロウレベルVSSであるとする。この記憶状態で、ワード線WLがハイレベル電圧VDDに設定されると、転送トランジスタT1のゲート・ソース間電圧はVth(=VDD−(VDD−Vth))になる。ここで、転送トランジスタT1のソースは、ビット線BITに接続されている。ビット線BITの電圧は、常にVDD−Vthに維持されるため、転送トランジスタT1のゲート・ソース間電圧がVthを超えることはない。このため、転送トランジスタT1はオフ状態を維持し、ドレイン・ソース間に電圧差があっても、入出力ノードND1からビット線BITに電流はほとんど流れない。一方、入出力ノードND1をハイレベルに維持するために、電源電流がラッチLTから入出力ノードND1に供給される。   When logic 1 is stored in the memory cell MC, the input / output node ND1 is at the high level voltage VDD, and the input / output node ND2 is at the low level VSS. When the word line WL is set to the high level voltage VDD in this storage state, the gate-source voltage of the transfer transistor T1 becomes Vth (= VDD− (VDD−Vth)). Here, the source of the transfer transistor T1 is connected to the bit line BIT. Since the voltage of the bit line BIT is always maintained at VDD-Vth, the gate-source voltage of the transfer transistor T1 does not exceed Vth. For this reason, the transfer transistor T1 maintains an off state, and even if there is a voltage difference between the drain and source, almost no current flows from the input / output node ND1 to the bit line BIT. On the other hand, in order to maintain the input / output node ND1 at the high level, a power supply current is supplied from the latch LT to the input / output node ND1.

したがって、ワード線WLがハイレベル電圧VDDに維持されても、入出力ノードND1のハイレベル電圧が転送トランジスタT1のリーク電流により低下することはなく、メモリセルMCに保持されている論理が反転することを防止できる。この実施形態では、ワード線WLのハイレベル電圧とビット線BITのプリチャージ電圧との差は、常に転送トランジスタの閾値電圧Vthと同じ値になる。このため、ビット線BITのプリチャージ電圧が、メモリセルMCのラッチLTに供給される電源電圧VDDより低いときにも、転送トランジスタT1がオンすることを防止でき、メモリセルMCのスタティックノイズマージンが低下することを防止できる。ここで、スタティックノイズマージンは、ワード線WLがハイレベル電圧に設定されているときのメモリセルMCのデータ保持マージンである。   Therefore, even if the word line WL is maintained at the high level voltage VDD, the high level voltage of the input / output node ND1 is not lowered by the leakage current of the transfer transistor T1, and the logic held in the memory cell MC is inverted. Can be prevented. In this embodiment, the difference between the high level voltage of the word line WL and the precharge voltage of the bit line BIT is always the same value as the threshold voltage Vth of the transfer transistor. Therefore, even when the precharge voltage of the bit line BIT is lower than the power supply voltage VDD supplied to the latch LT of the memory cell MC, the transfer transistor T1 can be prevented from being turned on, and the static noise margin of the memory cell MC is reduced. It can be prevented from decreasing. Here, the static noise margin is a data retention margin of the memory cell MC when the word line WL is set to a high level voltage.

半導体メモリMEMの製造条件が変動するとき、レプリカ転送トランジスタRT1の閾値電圧Vthは、転送トランジスタT1の閾値電圧Vthとともに変化する。このため、製造条件の変動に拘わりなく、ビット線BITのプリチャージ電圧を、ワード線WLのハイレベル電圧に対して転送トランジスタT1の閾値電圧Vthだけ低い値に常に設定できる。また、電源電圧VDDが変動するときや、動作温度が変動するときにも、ビット線BITのプリチャージ電圧を、ワード線WLのハイレベル電圧に対して転送トランジスタT1の閾値電圧Vthだけ低い値に常に設定できる。したがって、製造条件の変動、電源電圧VDDの変動、動作温度の変動に拘わりなく、転送トランジスタT1がオンすることを防止でき、メモリセルMCのスタティックノイズマージンが低下することを防止できる。   When the manufacturing conditions of the semiconductor memory MEM fluctuate, the threshold voltage Vth of the replica transfer transistor RT1 changes with the threshold voltage Vth of the transfer transistor T1. For this reason, the precharge voltage of the bit line BIT can always be set to a value lower than the high level voltage of the word line WL by the threshold voltage Vth regardless of variations in manufacturing conditions. Even when the power supply voltage VDD fluctuates or the operating temperature fluctuates, the precharge voltage of the bit line BIT is set to a value lower than the high level voltage of the word line WL by the threshold voltage Vth of the transfer transistor T1. Can always be set. Therefore, it is possible to prevent the transfer transistor T1 from being turned on regardless of variations in manufacturing conditions, power supply voltage VDD, and operating temperature, and to prevent a static noise margin of the memory cell MC from being lowered.

なお、転送トランジスタT1のオン抵抗を上げて、スタティックノイズマージンを向上するために、ワード線WLのハイレベル電圧は、電源電圧VDDより低い値(例えば、VDD2とする)に設定されてもよい。このとき、プリチャージワード線PWLは、ワード線WLのハイレベル電圧と同じ電源電圧VDD2に設定される。プリチャージ回路PREによるビット線BITのプリチャージ電圧は、VDD2−Vthになる。電源電圧VDD2は、第1ハイレベル電圧の別の例である。   In order to increase the on-resistance of the transfer transistor T1 and improve the static noise margin, the high level voltage of the word line WL may be set to a value lower than the power supply voltage VDD (for example, VDD2). At this time, the precharge word line PWL is set to the same power supply voltage VDD2 as the high level voltage of the word line WL. The precharge voltage of the bit line BIT by the precharge circuit PRE is VDD2-Vth. The power supply voltage VDD2 is another example of the first high level voltage.

したがって、メモリセルMCに論理1が記憶されている状態で、ワード線WLがハイレベル電圧に設定されると、転送トランジスタT1のゲート・ソース間電圧はVth(=VDD2−(VDD2−Vth))になる。このため、ワード線WLがハイレベル電圧に設定されるときに、転送トランジスタT1がオンすることを防止でき、入出力ノードND1の電圧がビット線BITへのリーク電流により低下することを防止できる。   Therefore, when the logic 1 is stored in the memory cell MC and the word line WL is set to a high level voltage, the gate-source voltage of the transfer transistor T1 is Vth (= VDD2- (VDD2-Vth)). become. Therefore, when the word line WL is set to the high level voltage, the transfer transistor T1 can be prevented from being turned on, and the voltage at the input / output node ND1 can be prevented from being lowered due to the leakage current to the bit line BIT.

以上、この実施形態では、プリチャージ回路PREは、メモリセルMCと同じ構造を有するレプリカメモリセルRMCのレプリカ転送トランジスタRT1を利用して、電源電圧VDDに対して転送トランジスタT1の閾値電圧Vthだけ低いプリチャージ電圧を生成する。これにより、ワード線WLがハイレベル電圧に設定されるときに、入出力ノードND1のハイレベル電圧が転送トランジスタT1のオンにより低下することを防止でき、メモリセルMCのスタティックノイズマージンが悪化することを防止できる。   As described above, in this embodiment, the precharge circuit PRE is lower than the power supply voltage VDD by the threshold voltage Vth of the transfer transistor T1 using the replica transfer transistor RT1 of the replica memory cell RMC having the same structure as the memory cell MC. Generate a precharge voltage. As a result, when the word line WL is set to a high level voltage, it is possible to prevent the high level voltage of the input / output node ND1 from being lowered by turning on the transfer transistor T1, and the static noise margin of the memory cell MC is deteriorated. Can be prevented.

半導体メモリMEMの製造条件の変動、電源電圧VDDの変動、動作温度の変動が発生したときにも、メモリセルMCのスタティックノイズマージンが悪化することを防止できる。   It is possible to prevent the static noise margin of the memory cell MC from deteriorating even when the manufacturing conditions of the semiconductor memory MEM, the power supply voltage VDD, and the operating temperature vary.

図2は、別の実施形態における半導体メモリMEMの例を示している。上述した実施形態で説明した要素と同一の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。例えば、半導体メモリMEMは、SRAMである。半導体メモリMEMは、クロック信号に同期して動作してもよく、クロック信号に非同期で動作してもよい。   FIG. 2 shows an example of a semiconductor memory MEM in another embodiment. The same elements as those described in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. For example, the semiconductor memory MEM is an SRAM. The semiconductor memory MEM may operate in synchronization with the clock signal or may operate asynchronously with the clock signal.

半導体メモリMEMは、プリチャージ回路PREが、図1に示したプリチャージ回路PREと相違している。また、半導体メモリMEMは、プリチャージワード線PWLをワード線WLのハイレベル電圧と同じ値に設定する電圧生成回路VGENを有している。半導体メモリMEMのその他の構成は、図1と同じである。   The semiconductor memory MEM is different from the precharge circuit PRE shown in FIG. 1 in the precharge circuit PRE. In addition, the semiconductor memory MEM includes a voltage generation circuit VGEN that sets the precharge word line PWL to the same value as the high level voltage of the word line WL. Other configurations of the semiconductor memory MEM are the same as those in FIG.

プリチャージ回路PREは、図1のプリチャージ回路PREにプリチャージスイッチPSWを追加している。プリチャージスイッチPSWは、レプリカ転送トランジスタRT1とビット線BITとの間に配置される。プリチャージスイッチPSWは、ハイレベルの制御信号COLを受けたときにオフし、ロウレベルの制御信号COLを受けたときにオンする。例えば、プリチャージスイッチPSWは、ゲートで制御信号COLを受けるpMOSトランジスタにより形成される。制御信号COLは、ワード線WLがハイレベルに設定されるときにハイレベルに設定され、ワード線WLがロウレベルに設定されるときにロウレベルに設定される。すなわち、プリチャージスイッチPSWは、メモリセルMCの非アクセス時にオンし、メモリセルMCのアクセス時にオフする。   The precharge circuit PRE has a precharge switch PSW added to the precharge circuit PRE of FIG. The precharge switch PSW is arranged between the replica transfer transistor RT1 and the bit line BIT. The precharge switch PSW is turned off when a high level control signal COL is received, and is turned on when a low level control signal COL is received. For example, the precharge switch PSW is formed by a pMOS transistor that receives a control signal COL at its gate. The control signal COL is set to a high level when the word line WL is set to a high level, and is set to a low level when the word line WL is set to a low level. That is, the precharge switch PSW is turned on when the memory cell MC is not accessed, and is turned off when the memory cell MC is accessed.

電圧生成回路VGENは、レプリカ転送トランジスタRT1のゲートに供給されるハイレベル電圧を、メモリセルMCのアクセス/非アクセスに拘わりなく常に生成し、プリチャージワード線PWLに供給する。電圧生成回路VGENが生成するハイレベル電圧は、ワード線WLのハイレベル電圧と同じであり、電源電圧VDDと同じ値または電源電圧VDDより低い値である。例えば、電圧生成回路VGENは、ワード線WLのハイレベル電圧を生成するワードドライバと同じ回路を用いて、プリチャージワード線PWLに供給するハイレベルを生成してもよい。これにより、レプリカ転送トランジスタRT1のソースに接続されたプリチャージ電圧線VPRは、メモリセルMCのアクセス/非アクセスに拘わりなく、ワード線WLのハイレベル電圧に対して転送トランジスタT1の閾値電圧Vthだけ低い値に常に設定される。例えば、プリチャージ電圧線VPRと接地線VSSの間に電荷を保持するためのキャパシタを配置することで、プリチャージ電圧VPRのビット線BITへの供給能力を安定させることができる。   The voltage generation circuit VGEN always generates a high level voltage supplied to the gate of the replica transfer transistor RT1 regardless of whether the memory cell MC is accessed or not, and supplies it to the precharge word line PWL. The high level voltage generated by the voltage generation circuit VGEN is the same as the high level voltage of the word line WL, and is the same value as the power supply voltage VDD or a value lower than the power supply voltage VDD. For example, the voltage generation circuit VGEN may generate a high level to be supplied to the precharge word line PWL using the same circuit as a word driver that generates a high level voltage of the word line WL. Thereby, the precharge voltage line VPR connected to the source of the replica transfer transistor RT1 is only the threshold voltage Vth of the transfer transistor T1 with respect to the high level voltage of the word line WL regardless of whether the memory cell MC is accessed or not accessed. Always set to a low value. For example, the ability to supply the precharge voltage VPR to the bit line BIT can be stabilized by disposing a capacitor for holding charges between the precharge voltage line VPR and the ground line VSS.

以上、この実施形態においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、レプリカ転送トランジスタRT1がプリチャージスイッチPSWを介してビット線BITに接続される場合、プリチャージワード線PWLを常にハイレベル電圧に設定することで、プリチャージ電圧VPRを安定して生成できる。すなわち、レプリカ転送トランジスタRT1のソースに接続されたプリチャージ電圧線VPRの電圧が、メモリセルMCのアクセス毎に変化することを防止できる。また、プリチャージ電圧線VPRは、電圧生成回路VGENにより常にハイレベル電圧に維持される。このため、メモリセルMCのアクセス毎に、プリチャージ電圧線VPRの電荷が放電および充電されることが防止でき、電源ノイズによる電源電圧VDDの変動を防止できる。この結果、メモリセルMCのスタティックノイズマージンが低下することを防止できる。   As described above, also in this embodiment, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained. Further, when the replica transfer transistor RT1 is connected to the bit line BIT via the precharge switch PSW, the precharge voltage VPR can be stably generated by always setting the precharge word line PWL to a high level voltage. That is, it is possible to prevent the voltage of the precharge voltage line VPR connected to the source of the replica transfer transistor RT1 from changing every time the memory cell MC is accessed. The precharge voltage line VPR is always maintained at a high level voltage by the voltage generation circuit VGEN. For this reason, every time the memory cell MC is accessed, the charge of the precharge voltage line VPR can be prevented from being discharged and charged, and fluctuations in the power supply voltage VDD due to power supply noise can be prevented. As a result, it is possible to prevent the static noise margin of the memory cell MC from being lowered.

図3は、別の実施形態における半導体メモリMEMの例を示している。上述した実施形態で説明した要素と同一の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。例えば、半導体メモリMEMは、SRAMである。半導体メモリMEMは、クロック信号に同期して動作してもよく、クロック信号に非同期で動作してもよい。   FIG. 3 shows an example of a semiconductor memory MEM in another embodiment. The same elements as those described in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. For example, the semiconductor memory MEM is an SRAM. The semiconductor memory MEM may operate in synchronization with the clock signal or may operate asynchronously with the clock signal.

半導体メモリMEMは、図1の構成に加えて、ワード線WLを駆動するワードドライバDRV1と、プリチャージワード線PWLを駆動するワードドライバDRV2とを有している。ワードドライバDRV1、DRV2は、同じ構造である。このため、半導体メモリMEMの製造条件が変動するとき、ワードドライバDRV1、DRV2の電気的特性は、一緒に変化し、常に同じになる。したがって、ワードドライバDRV1、DRV2が出力するハイレベル電圧は互いに同じであり、電源電圧VDDと同じ値または電源電圧VDDより低い値である。電源電圧VDDの変動または動作温度の変動が発生したときにも、ワードドライバDRV1、DRV2が出力するハイレベル電圧は互いに同じになる。   The semiconductor memory MEM has a word driver DRV1 for driving the word line WL and a word driver DRV2 for driving the precharge word line PWL in addition to the configuration of FIG. The word drivers DRV1 and DRV2 have the same structure. For this reason, when the manufacturing conditions of the semiconductor memory MEM fluctuate, the electrical characteristics of the word drivers DRV1 and DRV2 change together and are always the same. Therefore, the high level voltages output from the word drivers DRV1 and DRV2 are the same as each other, and are the same value as the power supply voltage VDD or a value lower than the power supply voltage VDD. Even when the power supply voltage VDD varies or the operating temperature varies, the high-level voltages output from the word drivers DRV1 and DRV2 are the same.

ワードドライバDRV1は、メモリセルMCのアクセス時にハイレベルに設定されるワード駆動信号WLONを受けて、ワード線WLをハイレベル電圧に設定する。ワードドライバDRV1は、メモリセルMCの非アクセス時にロウレベルに設定されるワード駆動信号WLONを受けて、ワード線WLをロウレベルに設定する。   The word driver DRV1 receives the word drive signal WLON set to the high level when accessing the memory cell MC, and sets the word line WL to the high level voltage. The word driver DRV1 receives the word drive signal WLON set to the low level when the memory cell MC is not accessed, and sets the word line WL to the low level.

ワードドライバDRV2は、ワード駆動信号WLONをインバータで反転した信号を受けて動作する。すなわち、ワードドライバDRV2は、ワードドライバDRV1がハイレベル電圧を出力するときにプリチャージワード線PWLをロウレベル電圧に設定し、ワードドライバDRV1がロウレベル電圧を出力するときにプリチャージワード線PWLをハイレベル電圧に設定する。   The word driver DRV2 operates by receiving a signal obtained by inverting the word drive signal WLON with an inverter. That is, the word driver DRV2 sets the precharge word line PWL to a low level voltage when the word driver DRV1 outputs a high level voltage, and sets the precharge word line PWL to a high level when the word driver DRV1 outputs a low level voltage. Set to voltage.

以上、この実施形態においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、ワードドライバDRV1と同じ構造のワードドライバDRV2を用いることで、製造条件の変動、電源電圧VDDの変動または動作温度の変動が発生したときにも、プリチャージワード線PWLのハイレベル電圧をワード線PWLのハイレベル電圧と同じできる。   As described above, also in this embodiment, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained. Further, by using the word driver DRV2 having the same structure as the word driver DRV1, the high-level voltage of the precharge word line PWL can be set to the word even when the manufacturing conditions, the power supply voltage VDD, or the operating temperature changes. It can be the same as the high level voltage of the line PWL.

図4は、別の実施形態における半導体メモリMEMの要部の例を示している。上述した実施形態で説明した要素と同一の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。例えば、半導体メモリMEMは、SRAMである。半導体メモリMEMは、クロック信号に同期して動作してもよく、クロック信号に非同期で動作してもよい。   FIG. 4 shows an example of a main part of a semiconductor memory MEM in another embodiment. The same elements as those described in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. For example, the semiconductor memory MEM is an SRAM. The semiconductor memory MEM may operate in synchronization with the clock signal or may operate asynchronously with the clock signal.

半導体メモリMEMは、マトリックス状に配置された複数のメモリセルMCと、レプリカメモリセルRMCを各々含む複数のプリチャージ回路PREとを有している。図3の横方向に並ぶメモリセルMCの列は、共通のワード線WL(WL1またはWL2)に接続されており、メモリセルMCの複数の列により、メモリセルアレイMCAが形成されている。レプリカメモリセルRMCは、最も端のメモリセルMC(図4の上側)の列に隣接して、ワード線WL1の配線方向に沿って配置されている。   The semiconductor memory MEM has a plurality of memory cells MC arranged in a matrix and a plurality of precharge circuits PRE each including replica memory cells RMC. The columns of memory cells MC arranged in the horizontal direction in FIG. 3 are connected to a common word line WL (WL1 or WL2), and a memory cell array MCA is formed by the plurality of columns of memory cells MC. Replica memory cell RMC is arranged along the wiring direction of word line WL1 adjacent to the column of the endmost memory cell MC (upper side in FIG. 4).

レプリカメモリセルRMCの列は、共通のプリチャージワード線PWLに接続されており、レプリカメモリセルRMCの列によりプリチャージ電圧生成部PVGENが形成されている。プリチャージ回路PREは、レプリカメモリセルRMCと同様に、ワード線WL1の配線方向に沿って配置されている。   A column of replica memory cells RMC is connected to a common precharge word line PWL, and a column of replica memory cells RMC forms a precharge voltage generation unit PVGEN. Similar to the replica memory cell RMC, the precharge circuit PRE is arranged along the wiring direction of the word line WL1.

メモリセルMCは、一般的なSRAMのメモリセルであり、負荷トランジスタL1、L2(pMOSトランジスタ)、駆動トランジスタD1、D2(nMOSトランジスタ)および転送トランジスタT1、T2(nMOSトランジスタ)を有している。負荷トランジスタL1および駆動トランジスタD1によるインバータと、負荷トランジスタL2および駆動トランジスタD2によるインバータによりラッチが形成されている。なお、負荷トランジスタL1、L2の代わりに高抵抗素子が配置されてもよい。ラッチの各インバータの2つの電源端子は、電源線VDDと接地線VSSにそれぞれ接続されている。ラッチの一対の入出力ノードは、転送トランジスタT1、T2を介して、ビット線BIT(BIT1またはBIT2)、BITX(BIT1XまたはBIT2X)にそれぞれ接続されている。転送トランジスタT1、T2のゲートは、ワード線WL(WL1またはWL2)に接続されている。   The memory cell MC is a general SRAM memory cell, and includes load transistors L1 and L2 (pMOS transistors), drive transistors D1 and D2 (nMOS transistors), and transfer transistors T1 and T2 (nMOS transistors). A latch is formed by an inverter made up of the load transistor L1 and the drive transistor D1 and an inverter made up of the load transistor L2 and the drive transistor D2. A high resistance element may be arranged instead of the load transistors L1 and L2. Two power supply terminals of each inverter of the latch are connected to the power supply line VDD and the ground line VSS, respectively. A pair of input / output nodes of the latch are connected to bit lines BIT (BIT1 or BIT2) and BITX (BIT1X or BIT2X) via transfer transistors T1 and T2, respectively. The gates of the transfer transistors T1 and T2 are connected to the word line WL (WL1 or WL2).

レプリカメモリセルRMCは、メモリセルMCと同じ素子構造を有しており、負荷トランジスタL1、L2、駆動トランジスタD1、D2およびレプリカ転送トランジスタRT1、RT2を有している。例えば、レプリカメモリセルRMCのレイアウトパターンは、素子を接続する配線パターンを除いてメモリセルMCのレイアウトパターンと同じに設計されている。換言すれば、メモリセルMCに隣接するメモリセルアレイMCAの端のメモリセルの列が、レプリカメモリセルRMCとして利用される。   Replica memory cell RMC has the same element structure as memory cell MC, and includes load transistors L1 and L2, drive transistors D1 and D2, and replica transfer transistors RT1 and RT2. For example, the layout pattern of the replica memory cell RMC is designed to be the same as the layout pattern of the memory cell MC except for the wiring pattern that connects the elements. In other words, the column of memory cells at the end of the memory cell array MCA adjacent to the memory cell MC is used as the replica memory cell RMC.

例えば、レプリカメモリセルRMCのレプリカ転送トランジスタRT1、RT2のチャネルの向きは、メモリセルMCの転送トランジスタT1、T2のチャネルの向きと同じになる。ここで、チャネルの向きが同じとは、トランジスタのゲート配線の延在方向を同じにすることである。ゲート配線の延在方向を同じにすることで、トランジスタの電気的特性を等しくできる。これにより、レプリカメモリセルRMCのトランジスタの大きさ、閾値電圧、膜厚、材質、配線層等は、メモリセルMCのそれ等と同じにでき、レプリカメモリセルRMCの電気的特性は、メモリセルMCの電気的特性と等しくできる。したがって、半導体メモリMEMの製造条件の変動、電源電圧VDDの変動、動作温度の変動が発生したときに、レプリカメモリセルRMCおよびメモリセルMCの電気的特性は、同じ向きに同じ値だけ変化する。すなわち、転送トランジスタT1、T2およびレプリカ転送トランジスタRT1、RT2の閾値電圧を、常に互いに等しくできる。   For example, the channel direction of the replica transfer transistors RT1 and RT2 of the replica memory cell RMC is the same as the channel direction of the transfer transistors T1 and T2 of the memory cell MC. Here, the same channel direction means that the extending direction of the gate wiring of the transistor is the same. By making the extending direction of the gate wiring the same, the electrical characteristics of the transistors can be made equal. Thereby, the transistor size, threshold voltage, film thickness, material, wiring layer, etc. of the replica memory cell RMC can be made the same as those of the memory cell MC, and the electrical characteristics of the replica memory cell RMC are the memory cell MC. Can be equal to the electrical characteristics of Therefore, when the manufacturing conditions of the semiconductor memory MEM, the power supply voltage VDD, and the operating temperature vary, the electrical characteristics of the replica memory cell RMC and the memory cell MC change by the same value in the same direction. That is, the threshold voltages of the transfer transistors T1, T2 and the replica transfer transistors RT1, RT2 can always be equal to each other.

レプリカメモリセルRMCにおいても、ラッチの各インバータの2つの電源端子は、電源線VDDと接地線VSSにそれぞれ接続されている。レプリカメモリセルRMCでは、ラッチのインバータの一方を形成する負荷トランジスタL1(またはL2)および駆動トランジスタD1(またはD2)のゲートは、接地線VSSに接続されている。これにより、ラッチの入出力ノードに接続されるレプリカ転送トランジスタRT1、RT2のドレインは、オンする負荷トランジスタL1、L2を介して電源線VDDに接続される。なお、レプリカ転送トランジスタRT1、RT2のドレインは、ラッチに接続せずに、電源線VDDに直接接続してもよい。   Also in the replica memory cell RMC, the two power terminals of each inverter of the latch are connected to the power line VDD and the ground line VSS, respectively. In the replica memory cell RMC, the gates of the load transistor L1 (or L2) and the drive transistor D1 (or D2) that form one of the inverters of the latch are connected to the ground line VSS. As a result, the drains of the replica transfer transistors RT1 and RT2 connected to the input / output nodes of the latch are connected to the power supply line VDD via the load transistors L1 and L2 that are turned on. Note that the drains of the replica transfer transistors RT1 and RT2 may be directly connected to the power supply line VDD without being connected to the latch.

レプリカ転送トランジスタRT1、RT2のソースは、プリチャージ電圧線VPRに接続されている。例えば、プリチャージ電圧線VPRと接地線VSSの間に電荷を保持するためのキャパシタを配置することで、プリチャージ電圧VPRのビット線BIT、BITXへの供給能力を安定させることができる。レプリカ転送トランジスタRT1、RT2のゲートに接続されるプリチャージワード線PWLは、ワード線WLのハイレベル電圧と同じハイレベル電圧に設定される。例えば、ワード線WLおよびプリチャージワード線PWLのハイレベル電圧は、電源電圧VDDより低く設定される。   The sources of the replica transfer transistors RT1 and RT2 are connected to the precharge voltage line VPR. For example, the ability to supply the precharge voltage VPR to the bit lines BIT and BITX can be stabilized by disposing a capacitor for holding charges between the precharge voltage line VPR and the ground line VSS. The precharge word line PWL connected to the gates of the replica transfer transistors RT1 and RT2 is set to the same high level voltage as the high level voltage of the word line WL. For example, the high level voltage of the word line WL and the precharge word line PWL is set lower than the power supply voltage VDD.

プリチャージ回路PREは、プリチャージ電圧線VPRをビット線BIT、BITXにそれぞれ接続するpMOSトランジスタP1、P2と、ビット線対BIT、BITXを互いに接続するpMOSトランジスタP3とを有している。pMOSトランジスタP1、P2は、メモリセルMCの非アクセス時にオンし、メモリセルMCのアクセス時にオフするプリチャージスイッチの一例である。pMOSトランジスタP1、P2、P3は、インバータIVを介してカラム選択信号COLX(COL1XまたはCOL2X)の反転信号を受けて動作する。pMOSトランジスタP1、P2、P3は、カラム選択信号COLXがハイレベルのときにオンし、ビット線対BIT、BITXにプリチャージ電圧VPRを供給する。pMOSトランジスタP1、P2、P3は、カラム選択信号COLXがロウレベルのときにオフし、ビット線対BIT、BITXとプリチャージ電圧線VPRとの接続を解除する。   The precharge circuit PRE includes pMOS transistors P1 and P2 that connect the precharge voltage line VPR to the bit lines BIT and BITX, respectively, and a pMOS transistor P3 that connects the bit line pair BIT and BITX to each other. The pMOS transistors P1 and P2 are an example of a precharge switch that is turned on when the memory cell MC is not accessed and turned off when the memory cell MC is accessed. The pMOS transistors P1, P2, and P3 operate by receiving an inverted signal of the column selection signal COLX (COL1X or COL2X) via the inverter IV. The pMOS transistors P1, P2, and P3 are turned on when the column selection signal COLX is at a high level, and supply the precharge voltage VPR to the bit line pair BIT and BITX. The pMOS transistors P1, P2, and P3 are turned off when the column selection signal COLX is at a low level, and the connection between the bit line pair BIT and BITX and the precharge voltage line VPR is released.

この実施形態では、カラム選択信号COL1X、COL2Xのアドレスの割り当ては、互いに異なっており、カラム選択信号COL1X、COL2Xが同時にロウレベルに変化することはない。換言すれば、ビット線対BIT1、BIT1Xに接続されたメモリセルMCと、ビット線対BIT2、BIT2Xに接続されたメモリセルMCとは、アドレスの割り当てが互いに異なっており、同時にアクセス動作(ライト動作、リード動作)が実行されることはない。   In this embodiment, the address assignments of the column selection signals COL1X and COL2X are different from each other, and the column selection signals COL1X and COL2X do not change to the low level at the same time. In other words, the memory cell MC connected to the bit line pair BIT1 and BIT1X and the memory cell MC connected to the bit line pair BIT2 and BIT2X have different address assignments, and access operation (write operation) simultaneously. , Read operation) is not executed.

例えば、ワード線WL1およびカラム選択信号COL1Xにより選択されるメモリセルMCにデータを書き込むとき(ライト動作)、カラム選択信号COL1Xがロウレベルに変化され、ビット線対BIT1、BIT1Xとプリチャージ電圧線VPRとの接続が解除される。これにより、ビット線対BIT1、BIT1Xは、ハイレベルのフローティング状態に設定される。また、ビット線BIT1、BIT1Xの一方がライトアンプ等によりロウレベルに設定され、ワード線WL1が電源電圧VDDより低いハイレベル電圧に設定される。これにより、転送トランジスタT1、T2の一方がオンし、メモリセルMCのラッチの入出力ノードの一方の電荷は、ビット線BIT1、BIT1Xの一方に引き抜かれ、メモリセルMCにデータが書き込まれる。   For example, when data is written to the memory cell MC selected by the word line WL1 and the column selection signal COL1X (write operation), the column selection signal COL1X is changed to the low level, and the bit line pair BIT1, BIT1X and the precharge voltage line VPR Is disconnected. Thereby, the bit line pair BIT1, BIT1X is set to a high level floating state. One of the bit lines BIT1 and BIT1X is set to a low level by a write amplifier or the like, and the word line WL1 is set to a high level voltage lower than the power supply voltage VDD. As a result, one of the transfer transistors T1 and T2 is turned on, one charge at the input / output node of the latch of the memory cell MC is extracted to one of the bit lines BIT1 and BIT1X, and data is written into the memory cell MC.

ワード線WL1およびカラム選択信号COL1Xにより選択されるメモリセルMCのライト動作中に、ワード線WL1およびカラム選択信号COL2Xに対応するメモリセルMCの転送トランジスタT1、T2のゲートは、ハイレベル電圧を受ける。例えば、ワード線WL1に接続され、ライト動作が実行されないメモリセルMCにおいて、転送トランジスタT1側の入出力ノードがハイレベル電圧であり、転送トランジスタT2側の入出力ノードがロウレベルであるとする。転送トランジスタT2側の入出力ノードには、オンする転送トランジスタT2によりビット線BIT2Xから電荷が供給される。しかし、ワード線WL1のハイレベル電圧は電源電圧VDDより低いため、転送トランジスタT2のオン抵抗は高く、転送トランジスタT2側の入出力ノードの電圧は、ほとんど上昇しない。   During the write operation of the memory cell MC selected by the word line WL1 and the column selection signal COL1X, the gates of the transfer transistors T1 and T2 of the memory cell MC corresponding to the word line WL1 and the column selection signal COL2X receive a high level voltage. . For example, in the memory cell MC that is connected to the word line WL1 and in which the write operation is not performed, the input / output node on the transfer transistor T1 side is at a high level voltage and the input / output node on the transfer transistor T2 side is at a low level. Charge is supplied from the bit line BIT2X to the input / output node on the transfer transistor T2 side by the transfer transistor T2 that is turned on. However, since the high level voltage of the word line WL1 is lower than the power supply voltage VDD, the on-resistance of the transfer transistor T2 is high, and the voltage at the input / output node on the transfer transistor T2 side hardly increases.

上述した実施形態と同様に、ビット線BIT2のプリチャージ電圧は、ワード線WLのハイレベル電圧に対して転送トランジスタT1の閾値電圧Vthだけ低い値に設定される。このため、転送トランジスタT1はオンすることはなく、ハイレベルに設定される転送トランジスタT1側の入出力ノードからビット線BITにリーク電流が流れることはない。したがって、ハイレベル電圧のワード線WL1に接続され、ライト動作が実行されないメモリセルMCに保持されているデータが破壊されることはない。すなわち、メモリセルMCのスタティックノイズマージンが低下することを防止できる。   Similar to the embodiment described above, the precharge voltage of the bit line BIT2 is set to a value lower than the high level voltage of the word line WL by the threshold voltage Vth of the transfer transistor T1. For this reason, the transfer transistor T1 is not turned on, and no leak current flows from the input / output node on the transfer transistor T1 side set to the high level to the bit line BIT. Therefore, data held in the memory cell MC connected to the high-level voltage word line WL1 and not performing the write operation is not destroyed. That is, it is possible to prevent the static noise margin of the memory cell MC from being lowered.

一方、ワード線WL1およびカラム選択信号COL1Xにより選択されるメモリセルMCからデータを読み出すとき(リード動作)、カラム選択信号COL1Xがロウレベルに変化される。ワード線WL1は、ビット線対BIT1、BIT1Xがハイレベルのフローティング状態に設定された状態でハイレベル電圧に設定される。例えば、ワード線WL1に接続され、リード動作が実行されるメモリセルMCにおいて、転送トランジスタT1側の入出力ノードがハイレベル電圧であり、転送トランジスタT2側の入出力ノードがロウレベルであるとする。メモリセルMCのラッチにおけるロウレベルの入出力ノードに接続された転送トランジスタT2がオンし、ビット線BIT1Xの電荷は、駆動トランジスタD2を介して引き抜かれる。そして、ハイレベルを維持するビット線BIT1と電圧が低下したビット線BIT1Xの電圧差に応じて、メモリセルMCに保持されているデータの論理が読み出される。   On the other hand, when data is read from the memory cell MC selected by the word line WL1 and the column selection signal COL1X (read operation), the column selection signal COL1X is changed to the low level. The word line WL1 is set to a high level voltage in a state where the bit line pair BIT1, BIT1X is set to a high level floating state. For example, in the memory cell MC connected to the word line WL1 and performing a read operation, the input / output node on the transfer transistor T1 side is at a high level voltage, and the input / output node on the transfer transistor T2 side is at a low level. The transfer transistor T2 connected to the low-level input / output node in the latch of the memory cell MC is turned on, and the charge of the bit line BIT1X is extracted through the drive transistor D2. Then, the logic of the data held in the memory cell MC is read according to the voltage difference between the bit line BIT1 that maintains the high level and the bit line BIT1X whose voltage has decreased.

ライト動作時と同様に、ビット線BIT2のプリチャージ電圧は、ワード線WL1のハイレベル電圧に対して転送トランジスタT1の閾値電圧Vthだけ低い値に設定される。このため、転送トランジスタT1はオンすることはなく、ハイレベルに設定される転送トランジスタT1側の入出力ノードからビット線BITにリーク電流が流れることはない。したがって、ハイレベル電圧のワード線WL1に接続され、リード動作が実行されないメモリセルMCに保持されているデータが破壊されることはない。すなわち、メモリセルMCのスタティックノイズマージンが低下することを防止できる。   Similar to the write operation, the precharge voltage of the bit line BIT2 is set to a value lower than the high level voltage of the word line WL1 by the threshold voltage Vth of the transfer transistor T1. For this reason, the transfer transistor T1 is not turned on, and no leak current flows from the input / output node on the transfer transistor T1 side set to the high level to the bit line BIT. Therefore, data held in the memory cell MC connected to the high-level voltage word line WL1 and not performing the read operation is not destroyed. That is, it is possible to prevent the static noise margin of the memory cell MC from being lowered.

図5は、図4に示した半導体メモリMEMの全体ブロックの例を示している。半導体メモリMEMは、メモリセルアレイMCA、プリチャージ電圧生成部PVGEN、プリチャージ部PREU、ワードデコーダWDEC、カラムデコーダCDEC、カラムスイッチ部CSWU、センスアンプ部SAUおよび制御回路CNT1、CNT2を有している。網掛けの領域は、ダミー領域DMYを示している。   FIG. 5 shows an example of the entire block of the semiconductor memory MEM shown in FIG. The semiconductor memory MEM includes a memory cell array MCA, a precharge voltage generation unit PVGEN, a precharge unit PREU, a word decoder WDEC, a column decoder CDEC, a column switch unit CSWU, a sense amplifier unit SAU, and control circuits CNT1 and CNT2. The shaded area indicates a dummy area DMY.

ダミー領域DMYは、例えば、メモリセルアレイMCAの周囲、プリチャージ部PREUの左右両側、カラムスイッチ部CSWUの左右両側、およびセンスアンプ部SAUの左右両側に形成される。ダミー領域DMYは、半導体メモリMEMのアクセス動作に使用される各回路ブロックと同じ回路構成を有している。例えば、メモリセルアレイMCAの周囲のダミー領域DMYは、周囲の各辺に配置されたメモリセル(図4のメモリセルMCと同じ構造)の列を有している。   The dummy regions DMY are formed, for example, around the memory cell array MCA, on the left and right sides of the precharge unit PREU, on the left and right sides of the column switch unit CSWU, and on the left and right sides of the sense amplifier unit SAU. The dummy area DMY has the same circuit configuration as each circuit block used for the access operation of the semiconductor memory MEM. For example, the dummy area DMY around the memory cell array MCA has columns of memory cells (same structure as the memory cells MC in FIG. 4) arranged on each side of the circumference.

プリチャージ部PREUのダミー領域DMYは、図5に示すプリチャージ回路PREと同じ回路を有している。ダミー領域DMYは、アクセス動作(ライト動作、リード動作)に使用される回路ブロックのパターン形状を、位置に依存せず均一に製造するために形成される。ここで、パターン形状は、ゲート配線、拡散層、コンタクト等の形状と、パターン間の位置関係を含む。   The dummy area DMY of the precharge unit PREU has the same circuit as the precharge circuit PRE shown in FIG. The dummy area DMY is formed in order to uniformly manufacture the pattern shape of the circuit block used for the access operation (write operation, read operation) regardless of the position. Here, the pattern shape includes the shape of the gate wiring, the diffusion layer, the contact, and the like, and the positional relationship between the patterns.

プリチャージ部PREUは、図4に示したpMOSトランジスタP1、P2、P3を有している。プリチャージ部PREUおよびプリチャージ電圧生成部PVGENにより、図4に示したプリチャージ回路PREの各々が形成される。プリチャージ電圧生成部PVGEN(レプリカメモリセルRMC)は、メモリセルアレイMCAの端(図4の上側)のメモリセルの列を利用して形成される。なお、レプリカメモリセルRMCによるビット線BIT、BITXへのプリチャージ電圧の供給能力が足りない場合、プリチャージ電圧生成部PVGENに複数列にわたってレプリカメモリセルRMCを形成してもよい。   The precharge unit PREU includes the pMOS transistors P1, P2, and P3 shown in FIG. Each of the precharge circuit PRE shown in FIG. 4 is formed by the precharge unit PREU and the precharge voltage generation unit PVGEN. The precharge voltage generator PVGEN (replica memory cell RMC) is formed by using a memory cell column at the end (upper side in FIG. 4) of the memory cell array MCA. If the replica memory cell RMC does not have sufficient ability to supply the precharge voltage to the bit lines BIT and BITX, the replica memory cell RMC may be formed in a plurality of columns in the precharge voltage generator PVGEN.

プリチャージ電圧生成部PVGENをメモリセルアレイMCAのダミー領域DMYの内側に配置することで、レプリカメモリセルRMCのパターン形状が崩れることを防止できる。この結果、レプリカメモリセルRMCの電気的特性をメモリセルMCの電気的特性と一致させることができる。ここで、電気的特性は、トランジスタの閾値電圧、トランジスタのゲート電圧に対する電流特性等である。   By disposing the precharge voltage generator PVGEN inside the dummy area DMY of the memory cell array MCA, it is possible to prevent the pattern shape of the replica memory cell RMC from being destroyed. As a result, the electrical characteristics of the replica memory cell RMC can be matched with the electrical characteristics of the memory cell MC. Here, the electrical characteristics include a threshold voltage of the transistor, a current characteristic with respect to the gate voltage of the transistor, and the like.

カラムスイッチ部CSWUは、図4に示した各ビット線対BIT、BITXに接続されたカラムスイッチを含む。センスアンプ部SAUは、カラムスイッチを介してビット線対BIT、BITXの少なくとも一方に接続されるセンスアンプSAを含む。   The column switch unit CSWU includes a column switch connected to each bit line pair BIT and BITX shown in FIG. The sense amplifier unit SAU includes a sense amplifier SA connected to at least one of the bit line pair BIT and BITX via a column switch.

ワードデコーダWDECは、アクセス動作において、アドレス端子で受けるアドレス信号に応じて図4に示したワード線WLの1つを選択するデコード部と、選択したワード線WLをハイレベル電圧に設定するドライバ部とを有している。また、ワードデコーダWDECは、図4に示したプリチャージワード線PWLをハイレベル電圧に設定するための回路を有している。ワードデコーダWDECの例は、図6に示す。カラムデコーダCDECは、アクセス動作において、アクセスするメモリセルMCを選択するために、アドレス端子で受けるアドレス信号に応じて図4に示したカラム選択信号COLXの1つを活性化する。   The word decoder WDEC includes a decoding unit that selects one of the word lines WL shown in FIG. 4 according to an address signal received at an address terminal in an access operation, and a driver unit that sets the selected word line WL to a high level voltage. And have. The word decoder WDEC has a circuit for setting the precharge word line PWL shown in FIG. 4 to a high level voltage. An example of the word decoder WDEC is shown in FIG. In the access operation, the column decoder CDEC activates one of the column selection signals COLX shown in FIG. 4 according to the address signal received at the address terminal in order to select the memory cell MC to be accessed.

制御回路CNT1は、例えば、カラム選択信号COLXを伝達するバッファを有している。制御回路CNT2は、例えば、コマンド端子で受けるコマンド信号CMDをデコードするコマンドデコーダを有しており、リード動作またはライト動作を実行するためのタイミング信号を生成する。また、制御回路CNT2は、データ信号をデータ端子I/Oに対して出力または入力するデータ入出力回路を有している。なお、データ端子は、出力用と入力用に分けて形成してもよい。   The control circuit CNT1 has, for example, a buffer that transmits a column selection signal COLX. For example, the control circuit CNT2 includes a command decoder that decodes a command signal CMD received at a command terminal, and generates a timing signal for executing a read operation or a write operation. The control circuit CNT2 has a data input / output circuit that outputs or inputs a data signal to the data terminal I / O. The data terminals may be formed separately for output and input.

図6は、図5に示したワードデコーダWDECの例を示している。ここでは、説明を簡単にするために、ワードデコーダWDECが3ビットのアドレス信号RA(RA0、RA1、RA2)を受けるものとする。ワードデコーダWDECは、デコード部DECと、デコード部DECからの出力信号に応じてワード線WLを駆動するドライバ部DRVとを有している。   FIG. 6 shows an example of the word decoder WDEC shown in FIG. Here, for simplicity of explanation, it is assumed that the word decoder WDEC receives a 3-bit address signal RA (RA0, RA1, RA2). The word decoder WDEC includes a decoding unit DEC and a driver unit DRV that drives the word line WL according to an output signal from the decoding unit DEC.

デコード部DECは、デコード回路として機能する8つの4入力のアンド回路AND1と、プリチャージワード線PWLをハイレベル電圧に設定するための4入力のアンド回路AND2とを有している。デコード部DECは、電源電圧VDDおよび接地電圧VSSを受けて動作する。   The decode unit DEC has eight 4-input AND circuits AND1 functioning as a decode circuit, and a 4-input AND circuit AND2 for setting the precharge word line PWL to a high level voltage. The decode unit DEC operates by receiving the power supply voltage VDD and the ground voltage VSS.

アンド回路AND1は、アドレス信号RA(RA0、RA1、RA2)およびアドレス信号RAを反転した信号のうちの3ビットを受け、全てのビットがハイレベルのとき、ワード駆動信号WLONのハイレベル期間にハイレベルを出力する。アドレス信号RAは、図5に示したアドレス端子ADで受けるアドレス信号のうち、ワード線WLを選択するために使用されるロウアドレスである。   The AND circuit AND1 receives three bits of the address signal RA (RA0, RA1, RA2) and a signal obtained by inverting the address signal RA, and when all the bits are at a high level, the AND circuit AND1 is high during the high level period of the word drive signal WLON. Output level. Address signal RA is a row address used for selecting word line WL among the address signals received at address terminal AD shown in FIG.

アクセス動作において、8つのアンド回路AND1のうち、全ての入力でハイレベルを受ける1つのアンド回路AND1がハイレベルを出力し、他のアンド回路AND1はロウレベルを出力する。アンド回路AND2は、全ての入力でハイレベル(VDD)を受け、ハイレベルを常に出力する。   In the access operation, of the eight AND circuits AND1, one AND circuit AND1 that receives a high level at all inputs outputs a high level, and the other AND circuit AND1 outputs a low level. The AND circuit AND2 receives a high level (VDD) at all inputs and always outputs a high level.

ドライバ部DRVは、アンド回路AND1の出力に接続されたワードドライバDRV1と、アンド回路AND2の出力に接続されたワードドライバDRV2とを有している。ドライバ部DRVは、電源電圧WVDDおよび接地電圧VSSを受けて動作する。ワードドライバDRV1、DRV2は互いに同じ回路であり、電気的特性は同じである。電源電圧WVDDは、第1ハイレベル電圧の一例であり、電源電圧VDDより低い値である。例えば、電源電圧WVDDは、半導体メモリMEMの内部に形成される内部電圧生成回路により生成される。   The driver unit DRV includes a word driver DRV1 connected to the output of the AND circuit AND1, and a word driver DRV2 connected to the output of the AND circuit AND2. Driver unit DRV operates by receiving power supply voltage WVDD and ground voltage VSS. The word drivers DRV1 and DRV2 are the same circuit and have the same electrical characteristics. The power supply voltage WVDD is an example of a first high-level voltage and has a value lower than the power supply voltage VDD. For example, the power supply voltage WVDD is generated by an internal voltage generation circuit formed inside the semiconductor memory MEM.

ワードドライバDRV1は、アンド回路AND1からハイレベルを受けたときに、対応するワード線WL(WL1−WL8のいずれか)をハイレベル電圧WVDDに設定する。ワードドライバDRV2は、アンド回路AND2からのハイレベルを受け、プリチャージワード線PWLを常にハイレベル電圧WVDDに設定する。ワードドライバDRV2は、レプリカ転送トランジスタRT1、RT2のゲートに供給されるハイレベル電圧WVDDを生成する電圧生成回路の一例である。各ワードドライバDRV1、DRV2は、ハイレベルの入力電圧VDDをハイレベルの出力電圧WVDDに変換するレベルシフタの機能を有している。なお、デコード部DECにアンド回路AND2を形成せずに、ドライバ部DRVのワードドライバDRV2の入力を電源線VDDに直接接続してもよい。   When receiving a high level from the AND circuit AND1, the word driver DRV1 sets the corresponding word line WL (any one of WL1-WL8) to the high level voltage WVDD. The word driver DRV2 receives the high level from the AND circuit AND2, and always sets the precharge word line PWL to the high level voltage WVDD. The word driver DRV2 is an example of a voltage generation circuit that generates a high level voltage WVDD supplied to the gates of the replica transfer transistors RT1 and RT2. Each of the word drivers DRV1 and DRV2 has a function of a level shifter that converts the high level input voltage VDD into the high level output voltage WVDD. Note that the input of the word driver DRV2 of the driver unit DRV may be directly connected to the power supply line VDD without forming the AND circuit AND2 in the decoding unit DEC.

プリチャージワード線PWLのハイレベル電圧は、ワード線WLを駆動するワードドライバDRV1と同じ回路構成のワードドライバDRV2を用いて生成される。また、ワードドライバDRV1、DRV2は、1つの会路ブロックであるドライバ部DRV内に隣接して形成され、共通の電源電圧WVDDを受けて動作する。これにより、プリチャージワード線PWLのハイレベル電圧を、ワード線WLのハイレベル電圧と同じ値に設定できる。例えば、半導体メモリMEMの製造条件が変動するとき、ワードドライバDRV1、DRV2の電気的特性は、一緒に変化し、常に同じになる。したがって、ワードドライバDRV1、DRV2が出力するハイレベル電圧は互いに同じになる。電源電圧VDD、WVDDの変動または動作温度の変動が発生したときにも、ワードドライバDRV1、DRV2が出力するハイレベル電圧は互いに同じになる。   The high level voltage of the precharge word line PWL is generated using the word driver DRV2 having the same circuit configuration as the word driver DRV1 that drives the word line WL. Further, the word drivers DRV1 and DRV2 are formed adjacent to each other in the driver unit DRV which is one route block, and operate by receiving a common power supply voltage WVDD. Thereby, the high level voltage of the precharge word line PWL can be set to the same value as the high level voltage of the word line WL. For example, when the manufacturing conditions of the semiconductor memory MEM vary, the electrical characteristics of the word drivers DRV1, DRV2 change together and are always the same. Accordingly, the high level voltages output from the word drivers DRV1 and DRV2 are the same. The high level voltages output from the word drivers DRV1 and DRV2 are the same even when the power supply voltages VDD and WVDD vary or the operating temperature varies.

以上、この実施形態においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、レプリカメモリセルRMCは、メモリセルMCと同じ素子構造を有しており、メモリセルMCが形成されるメモリセルアレイMCAとダミー領域DMYとの間に、メモリセルMCに隣接して配置される。これにより、レプリカメモリセルRMCの電気的特性をメモリセルMCの電気的特性と等しくでき、レプリカ転送トランジスタRT1、RT2の閾値電圧を転送トランジスタT1、T2の閾値電圧と等しくできる。例えば、半導体メモリMEMの製造条件の変動、電源電圧VDDの変動、動作温度の変動が発生したときにも、レプリカメモリセルRMCとメモリセルMCの電気的特性の変動量を同じにできる。さらに、互いに隣接して形成され、同じ回路構成のワードドライバDRV1、DRV2を用いることで、ワード船WLおよびプリチャージワード線PWLのハイレベル電圧WVDDを互いに同じ値に設定できる。この結果、ワード線WLがハイレベル電圧に維持されるときにも、メモリセルMCの入出力ノードのハイレベル電圧が転送トランジスタT1のオンにより低下することを防止でき、メモリセルMCのスタティックノイズマージンが悪化することを防止できる。   As described above, also in this embodiment, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained. Further, replica memory cell RMC has the same element structure as memory cell MC, and is arranged adjacent to memory cell MC between memory cell array MCA in which memory cell MC is formed and dummy area DMY. . Thereby, the electrical characteristics of the replica memory cell RMC can be made equal to the electrical characteristics of the memory cell MC, and the threshold voltages of the replica transfer transistors RT1 and RT2 can be made equal to the threshold voltages of the transfer transistors T1 and T2. For example, even when the manufacturing conditions of the semiconductor memory MEM, the power supply voltage VDD, and the operating temperature vary, the amount of variation in the electrical characteristics of the replica memory cell RMC and the memory cell MC can be made the same. Furthermore, by using the word drivers DRV1 and DRV2 that are formed adjacent to each other and have the same circuit configuration, the high level voltage WVDD of the word ship WL and the precharge word line PWL can be set to the same value. As a result, even when the word line WL is maintained at a high level voltage, it is possible to prevent the high level voltage at the input / output node of the memory cell MC from being lowered by the turn-on of the transfer transistor T1, and the static noise margin of the memory cell MC Can be prevented from deteriorating.

図7は、別の実施形態における半導体メモリMEMの要部の例を示している。図4と同じ要素については、詳細な説明は省略する。この実施形態では、プリチャージ回路PREは、図4に示したプリチャージ回路PREからpMOSトランジスタP1、P2、P3を削除して形成されている。このため、レプリカメモリセルRMCの転送トランジスタRT1、RT2のソースは、ビット線BIT、BITXに直接接続されている。   FIG. 7 shows an example of a main part of a semiconductor memory MEM in another embodiment. Detailed description of the same elements as those in FIG. 4 is omitted. In this embodiment, the precharge circuit PRE is formed by deleting the pMOS transistors P1, P2, and P3 from the precharge circuit PRE shown in FIG. For this reason, the sources of the transfer transistors RT1 and RT2 of the replica memory cell RMC are directly connected to the bit lines BIT and BITX.

例えば、プリチャージワード線PWLは、図3と同様に、ワード線WLと反対のレベルに設定される。但し、この実施形態では、複数のワード線WL(WL1、WL2)が形成される。このため、プリチャージワード線PWLは、ワード線WLの1つがハイレベルに設定されているときに、ロウレベルに設定され、全てのワード線WLがロウレベルに設定されているときにハイレベルに設定される。   For example, the precharge word line PWL is set to a level opposite to that of the word line WL, as in FIG. However, in this embodiment, a plurality of word lines WL (WL1, WL2) are formed. Therefore, the precharge word line PWL is set to the low level when one of the word lines WL is set to the high level, and is set to the high level when all the word lines WL are set to the low level. The

この実施形態では、ビット線対BIT1、BIT1Xに接続されるメモリセルMCの1つと、ビット線対BIT2、BIT2Xに接続されるメモリセルMCの1つとは、同時にライト動作またはリード動作が実行される。プリチャージ回路PREは、図3に示したプリチャージ回路PREと同様に動作する。以上、この実施形態においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。   In this embodiment, one of the memory cells MC connected to the bit line pair BIT1, BIT1X and one of the memory cells MC connected to the bit line pair BIT2, BIT2X are simultaneously subjected to a write operation or a read operation. . The precharge circuit PRE operates in the same manner as the precharge circuit PRE shown in FIG. As described above, also in this embodiment, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained.

図8は、上述した実施形態の半導体メモリMEMが搭載されるシステムSYSの例を示している。システムSYS(ユーザシステム)は、例えば、携帯機器等のマイクロコンピュータシステムの少なくとも一部を形成する。システムSYSは、シリコン基板上に複数のマクロが集積されたシステムオンチップSoCを有している。あるいは、システムSYSは、パッケージ基板上に複数のチップが積層されたマルチチップパッケージMCPを有している。あるいは、システムSYSは、リードフレーム等のパッケージ基板上に複数のチップが搭載されたシステムインパッケージSiPを有している。さらに、システムSYSは、チップオンチップCoCあるいはパッケージオンパッケージPoPの形態で形成されてもよい。   FIG. 8 shows an example of a system SYS on which the semiconductor memory MEM of the above-described embodiment is mounted. The system SYS (user system) forms at least a part of a microcomputer system such as a portable device, for example. The system SYS has a system-on-chip SoC in which a plurality of macros are integrated on a silicon substrate. Alternatively, the system SYS has a multi-chip package MCP in which a plurality of chips are stacked on a package substrate. Alternatively, the system SYS has a system-in-package SiP in which a plurality of chips are mounted on a package substrate such as a lead frame. Furthermore, the system SYS may be formed in the form of chip-on-chip CoC or package-on-package PoP.

例えば、システムSYSは、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、周辺回路I/Oおよび半導体メモリMEMを有している。CPU、ROM、周辺回路I/Oおよび半導体メモリMEMは、システムバスSBUSにより互いに接続されている。CPUは、ROM、周辺回路I/Oおよび半導体メモリMEMをアクセスするとともにシステム全体の動作を制御する。CPUは、ライト動作を実行させるためにコマンド信号CMD、アドレス信号AD、ライトデータ信号I/Oを半導体メモリMEMに出力する。CPUは、リード動作を実行させるためにコマンド信号CMD、アドレス信号ADを半導体メモリMEMに出力し、半導体メモリMEMからリードデータ信号I/Oを受ける。システムSYSの最小構成は、CPUと半導体メモリMEMである。   For example, the system SYS includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a peripheral circuit I / O, and a semiconductor memory MEM. The CPU, ROM, peripheral circuit I / O, and semiconductor memory MEM are connected to each other by a system bus SBUS. The CPU accesses the ROM, the peripheral circuit I / O, and the semiconductor memory MEM and controls the operation of the entire system. The CPU outputs a command signal CMD, an address signal AD, and a write data signal I / O to the semiconductor memory MEM in order to execute a write operation. The CPU outputs a command signal CMD and an address signal AD to the semiconductor memory MEM to execute a read operation, and receives a read data signal I / O from the semiconductor memory MEM. The minimum configuration of the system SYS is a CPU and a semiconductor memory MEM.

以上の実施形態において説明した発明を整理して、付記として開示する。
(付記1)
データを記憶するラッチと、前記ラッチの入出力ノードに接続されたリアル転送トランジスタとを有するリアルメモリセルと、
前記リアル転送トランジスタを介して前記入出力ノードに接続されたビット線と、
前記リアル転送トランジスタのゲートに接続されたワード線と、
前記ビット線をプリチャージするプリチャージ回路と
を備え、
前記プリチャージ回路は、少なくとも前記リアルメモリセルの非アクセス時に、ゲートで前記ワード線のハイレベル電圧と同じ値の第1ハイレベル電圧を受け、ドレインで第2ハイレベル電圧を受け、ソースに生成されるプリチャージ電圧を前記ビット線に供給するレプリカ転送トランジスタを含み、前記リアルメモリセルと同じ構造を有するレプリカメモリセルを備えていること
を特徴とする半導体メモリ。
(付記2)
マトリックス状に配置された前記リアルメモリセルを含むメモリセルアレイと、
前記メモリセルアレイの周囲に配置されるダミーメモリセルの列と
を備え、
前記レプリカメモリセルは、前記メモリセルアレイと前記ダミーメモリセルの列との間であって、前記ワード線の配線方向に並び、前記メモリセルアレイの外側に配置された前記リアルメモリセルの各々に隣接して配置されること
を特徴とする付記1に記載の半導体メモリ。
(付記3)
前記第1ハイレベル電圧を受けて動作し、前記ワード線を前記第1ハイレベル電圧に設定する第1ワードドライバと、
前記第1ワードドライバと同じ構造を有し、前記第1ハイレベル電圧を受けて動作し、前記レプリカ転送トランジスタのゲートに接続される信号線を前記第1ハイレベル電圧に設定する第2ワードドライバと
を備えていることを特徴とする付記1または付記2に記載の半導体メモリ。
(付記4)
前記レプリカ転送トランジスタのゲートに供給される前記第1ハイレベル電圧を、前記リアルメモリセルのアクセス/非アクセスに拘わりなく生成する電圧生成回路を備え、
前記プリチャージ回路は、前記レプリカメモリセルと前記ビット線の間に配置され、前記リアルメモリセルの非アクセス時にオンし、前記リアルメモリセルのアクセス時にオフするプリチャージスイッチを含むこと
を特徴とする付記1または付記2に記載の半導体メモリ。
(付記5)
前記リアルメモリセルのアクセス時に前記ワード線を前記第1ハイレベル電圧に設定し、前記リアルメモリセルの非アクセス時に前記ワード線をロウレベル電圧に設定する第1ワードドライバと、
前記第1ワードドライバが前記第1ハイレベル電圧を出力するときに前記レプリカ転送トランジスタのゲートをロウレベル電圧に設定し、前記第1ワードドライバがロウレベル電圧を出力するときに前記レプリカ転送トランジスタのゲートを前記第1ハイレベル電圧に設定する第2ワードドライバと
を備えていることを特徴とする付記1または付記2に記載の半導体メモリ。
(付記6)
付記1ないし付記5のいずれか1項に記載の半導体メモリと、
前記半導体メモリにアクセスするコントローラと
を備えていることを特徴とするシステム。
The invention described in the above embodiments is organized and disclosed as an appendix.
(Appendix 1)
A real memory cell having a latch for storing data and a real transfer transistor connected to an input / output node of the latch;
A bit line connected to the input / output node via the real transfer transistor;
A word line connected to the gate of the real transfer transistor;
A precharge circuit for precharging the bit line,
The precharge circuit receives a first high level voltage having the same value as the high level voltage of the word line at the gate, and receives a second high level voltage at the drain, at least when the real memory cell is not accessed, and is generated at the source A semiconductor memory comprising: a replica transfer transistor that supplies a precharge voltage to the bit line, and having a replica memory cell having the same structure as the real memory cell.
(Appendix 2)
A memory cell array including the real memory cells arranged in a matrix;
A column of dummy memory cells arranged around the memory cell array, and
The replica memory cell is adjacent to each of the real memory cells arranged between the memory cell array and the column of the dummy memory cells, arranged in the wiring direction of the word line, and arranged outside the memory cell array. The semiconductor memory according to appendix 1, wherein the semiconductor memory is arranged as follows.
(Appendix 3)
A first word driver which operates in response to the first high level voltage and sets the word line to the first high level voltage;
A second word driver having the same structure as that of the first word driver, operating upon receiving the first high level voltage, and setting a signal line connected to the gate of the replica transfer transistor to the first high level voltage The semiconductor memory according to appendix 1 or appendix 2, characterized by comprising:
(Appendix 4)
A voltage generation circuit that generates the first high-level voltage supplied to the gate of the replica transfer transistor regardless of whether the real memory cell is accessed or not;
The precharge circuit includes a precharge switch that is disposed between the replica memory cell and the bit line and is turned on when the real memory cell is not accessed and turned off when the real memory cell is accessed. The semiconductor memory according to appendix 1 or appendix 2.
(Appendix 5)
A first word driver that sets the word line to the first high level voltage when the real memory cell is accessed and sets the word line to a low level voltage when the real memory cell is not accessed;
The gate of the replica transfer transistor is set to a low level voltage when the first word driver outputs the first high level voltage, and the gate of the replica transfer transistor is set to a low level voltage when the first word driver outputs a low level voltage. The semiconductor memory according to appendix 1 or appendix 2, further comprising: a second word driver that sets the first high-level voltage.
(Appendix 6)
The semiconductor memory according to any one of appendix 1 to appendix 5,
And a controller for accessing the semiconductor memory.

以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点および利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲がその精神および権利範囲を逸脱しない範囲で前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図するものである。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更に容易に想到できるはずであり、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物に拠ることも可能である。   From the above detailed description, features and advantages of the embodiments will become apparent. This is intended to cover the features and advantages of the embodiments described above without departing from the spirit and scope of the claims. Further, any person having ordinary knowledge in the technical field should be able to easily come up with any improvements and modifications, and there is no intention to limit the scope of the embodiments having the invention to those described above. It is also possible to rely on suitable improvements and equivalents within the scope disclosed in.

BIT、BITX‥ビット線;CDEC‥カラムデコーダ;COL‥制御信号;CNT1、CNT2‥制御回路;CSWU‥カラムスイッチ部;DEC‥デコード部;DMY‥ダミー領域;DRV‥ドライバ部;DRV1、DRV2‥ワードドライバ;I/O‥周辺回路;LT‥ラッチ;MC‥メモリセル;MCA‥メモリセルアレイ;MEM‥半導体メモリ;ND1、ND2‥入出力ノード;PRE‥プリチャージ回路;PREU‥プリチャージ部;PSW‥プリチャージスイッチ;PVGEN‥プリチャージ電圧生成部;PWL‥プリチャージワード線;RLT‥レプリカラッチ;RMC‥レプリカメモリセル;RND1、RND2‥入出力ノード;RT1‥レプリカ転送トランジスタ;SAU‥センスアンプ部;SYS‥システム;T1、T2‥転送トランジスタ;VGEN‥電圧生成回路;VPR‥プリチャージ電圧線;WDEC‥ワードデコーダ;WL‥ワード線;WVDD‥電源電圧   BIT, BITX bit line; CDEC column decoder; COL control signal; CNT1, CNT2 control circuit; CSWU column switch part; DEC decode part; DMY ... dummy area; DRV driver part; DRV1, DRV2 word Driver; I / O Peripheral circuit; LT Latch; MC Memory cell; MCA Memory cell array; MEM Semiconductor memory; ND1, ND2 Input / output node; PRE Precharge circuit; PREU Precharge unit; Precharge switch; PVGEN, precharge voltage generation unit; PWL, precharge word line; RLT, replica latch; RMC, replica memory cell; RND1, RND2, input / output node; RT1, replica transfer transistor; SAU, sense amplifier unit; SYS ... System; T , T2 ‥ transfer transistor; VGEN ‥ voltage generating circuit; VPR ‥ precharge voltage line; WDEC ‥ word decoder; WL ‥ word line; WVDD ‥ supply voltage

Claims (5)

データを記憶するラッチと、前記ラッチの入出力ノードに接続されたリアル転送トランジスタとを有するリアルメモリセルと、
前記リアル転送トランジスタを介して前記入出力ノードに接続されたビット線と、
前記リアル転送トランジスタのゲートに接続されたワード線と、
前記ビット線をプリチャージするプリチャージ回路と
を備え、
前記プリチャージ回路は、少なくとも前記リアルメモリセルの非アクセス時に、ゲートで前記ワード線のハイレベル電圧と同じ値の第1ハイレベル電圧を受け、ドレインで第2ハイレベル電圧を受け、ソースに生成されるプリチャージ電圧を前記ビット線に供給するレプリカ転送トランジスタを含み、前記リアルメモリセルと同じ構造を有するレプリカメモリセルを備えていること
を特徴とする半導体メモリ。
A real memory cell having a latch for storing data and a real transfer transistor connected to an input / output node of the latch;
A bit line connected to the input / output node via the real transfer transistor;
A word line connected to the gate of the real transfer transistor;
A precharge circuit for precharging the bit line,
The precharge circuit receives a first high level voltage having the same value as the high level voltage of the word line at the gate, and receives a second high level voltage at the drain, at least when the real memory cell is not accessed, and is generated at the source A semiconductor memory comprising: a replica transfer transistor that supplies a precharge voltage to the bit line, and having a replica memory cell having the same structure as the real memory cell.
マトリックス状に配置された前記リアルメモリセルを含むメモリセルアレイと、
前記メモリセルアレイの周囲に配置されるダミーメモリセルの列と
を備え、
前記レプリカメモリセルは、前記メモリセルアレイと前記ダミーメモリセルの列との間であって、前記ワード線の配線方向に並び、前記メモリセルアレイの外側に配置された前記リアルメモリセルの各々に隣接して配置されること
を特徴とする請求項1に記載の半導体メモリ。
A memory cell array including the real memory cells arranged in a matrix;
A column of dummy memory cells arranged around the memory cell array, and
The replica memory cell is adjacent to each of the real memory cells arranged between the memory cell array and the column of the dummy memory cells, arranged in the wiring direction of the word line, and arranged outside the memory cell array. The semiconductor memory according to claim 1, wherein the semiconductor memory is arranged.
前記第1ハイレベル電圧を受けて動作し、前記ワード線を前記第1ハイレベル電圧に設定する第1ワードドライバと、
前記第1ワードドライバと同じ構造を有し、前記第1ハイレベル電圧を受けて動作し、前記レプリカ転送トランジスタのゲートに接続される信号線を前記第1ハイレベル電圧に設定する第2ワードドライバと
を備えていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体メモリ。
A first word driver which operates in response to the first high level voltage and sets the word line to the first high level voltage;
A second word driver having the same structure as that of the first word driver, operating upon receiving the first high level voltage, and setting a signal line connected to the gate of the replica transfer transistor to the first high level voltage The semiconductor memory according to claim 1, further comprising:
前記レプリカ転送トランジスタのゲートに供給される前記第1ハイレベル電圧を、前記リアルメモリセルのアクセス/非アクセスに拘わりなく生成する電圧生成回路を備え、
前記プリチャージ回路は、前記レプリカメモリセルと前記ビット線の間に配置され、前記リアルメモリセルの非アクセス時にオンし、前記リアルメモリセルのアクセス時にオフするプリチャージスイッチを含むこと
を特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体メモリ。
A voltage generation circuit that generates the first high-level voltage supplied to the gate of the replica transfer transistor regardless of whether the real memory cell is accessed or not;
The precharge circuit includes a precharge switch that is disposed between the replica memory cell and the bit line and is turned on when the real memory cell is not accessed and turned off when the real memory cell is accessed. The semiconductor memory according to claim 1 or 2.
請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の半導体メモリと、
前記半導体メモリにアクセスするコントローラと
を備えていることを特徴とするシステム。
A semiconductor memory according to any one of claims 1 to 4, and
And a controller for accessing the semiconductor memory.
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