JPS6019596B2 - semiconductor memory - Google Patents
semiconductor memoryInfo
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- JPS6019596B2 JPS6019596B2 JP54111765A JP11176579A JPS6019596B2 JP S6019596 B2 JPS6019596 B2 JP S6019596B2 JP 54111765 A JP54111765 A JP 54111765A JP 11176579 A JP11176579 A JP 11176579A JP S6019596 B2 JPS6019596 B2 JP S6019596B2
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- G11C11/403—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells with charge regeneration common to a multiplicity of memory cells, i.e. external refresh
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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- Semiconductor Memories (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体メモリにおけるメモリアレーの構成に関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a structure of a memory array in a semiconductor memory.
従来1ケのトランジスタで1ビットを構成するメモリ、
たとえばMOS(Metal一Odde一Semie−
ond比tor)メモリでは第1図、第2図のような回
路が採用されていた。Conventional memory consists of one bit with one transistor,
For example, MOS (Metal-Odde-Semi-
Ond ratio (tor) memory employed circuits as shown in FIGS. 1 and 2.
すなわち第1図において、たとえばメモリセルMCoを
読み出す場合には、ワード線Woと、他のデータ線Do
に属するダミーワード線DW,に同時にパルスを印加
し、メモリセルMCoとDM,からの読み出し信号とし
て、2本のデータ線Do,Do に現われる微少な差動
信号出力を、プリアンブPAoのセット信号Setをオ
ンにすることによってブリアンプPへの動作させて増幅
し、Do,Do のいずれか一方のデータ線に現われた
電圧を検出して情報“1”、“0”を弁別していた。こ
こで差動信号出力が発生する理由は以下の通りである。
ダミーセルDM,の容量Coに記憶されている電圧は、
メモリセルCoに記憶されている情報“1”,“0”に
対応した電圧のほぼ中間に設定されるから、ダミーセル
の読み出いこよりデータ線に現われる電圧はメモ0リセ
ルの“1”,“0”読み出しによるデータ線電圧のほぼ
中間となる。従って、この中間値と“1”,“0”出力
との差が極性の異なる差動信号出力となる。That is, in FIG. 1, when reading out a memory cell MCo, for example, a word line Wo and another data line Do are connected.
A pulse is simultaneously applied to the dummy word line DW, belonging to the memory cells MCo and DM, and the minute differential signal output appearing on the two data lines Do, Do is used as the read signal from the memory cells MCo and DM, to the set signal Set of the preamble PAo. By turning on the pre-amplifier P, it is operated and amplified, and the voltage appearing on either the data line Do or Do is detected to discriminate between information "1" and "0". The reason why differential signal output is generated here is as follows.
The voltage stored in the capacitor Co of the dummy cell DM is
Since the voltage is set to approximately the middle of the voltages corresponding to the information "1" and "0" stored in the memory cell Co, the voltage appearing on the data line after reading the dummy cell is the "1" and "0" of the memory cell Co. This is approximately the middle of the data line voltage when reading 0''. Therefore, the difference between this intermediate value and the "1" and "0" outputs becomes a differential signal output with different polarity.
第2図は第1図に示す回路を複数個(例えばこ夕こでは
64ケ)は1チップ内に実装してBIメモリを構成した
場合の幾何学的配置を考慮した回路の概略を示す図であ
る。Figure 2 is a schematic diagram of a circuit that takes into account the geometrical arrangement when a BI memory is configured by mounting a plurality of the circuits shown in Figure 1 (for example, 64 circuits in this example) in one chip. It is.
図中白丸印がメモリセル、黒;丸印やダミータルである
。たとえば、前記のようにしてデータ線Doに現われた
信号を外部に取0り出すには、アドレス信号Aoによっ
てトランジスタQoをオンにして、データ線Doの信号
をメインアンプMAに入力して増幅し、データ出力Do
utとして、チップ外にとり出す。さてこのような構成
での欠点は次の点に要約される。すなわ夕ち■データ線
Do,Do に現われた差動の信号の片方のみをメイン
アンプMAで増幅することになるので高速性の点で劣る
。■片方の信号をとり出すためにDo,Do の電気的
不平衡が生じやすく誤動作の原因となる。In the figure, the white circles are memory cells, and the black circles are circles and dummy cells. For example, in order to extract the signal appearing on the data line Do to the outside as described above, the transistor Qo is turned on by the address signal Ao, and the signal on the data line Do is input to the main amplifier MA and amplified. , data output Do
Take it out of the chip as ut. Now, the drawbacks of such a configuration can be summarized as follows. That is, in the evening, only one of the differential signals appearing on the data lines Do and Do is amplified by the main amplifier MA, which is inferior in terms of high speed. ■Since one signal is taken out, electrical imbalance between Do and Do tends to occur, causing malfunction.
■電気的特性を平衡させるべきデータ線Do,Doが、
チップ内で幾何学的に近接していないために、Do,D
o に不平衡雑音が結合しやすく、プリアンプをオンに
した場合に誤動作の原因となる。これらの欠点により、
高速にして、高安定なBIメモリの設計には従来限界が
あった。本発明の一つの目的は、セルの高密度充填が可
能なメモリ・セル・レイアウトを提供することにある。
本発明の一つの目的は、ノイズ・マージンの大きい半導
体メモリを提供することにある。このために、本発明の
一実施例は、近接した対のデータ線を比較して読出すダ
イナミック・ランダム・アクセス・メモIJ‘こおいて
、キヤパシタ領域上において、キャパシタ・プレート上
にデータ線を延在すなわち重畳させることによって、セ
ルを構成する能動領域の高密度充填を可能にしたもので
ある。■The data lines Do, Do whose electrical characteristics should be balanced are
Due to the lack of geometrical proximity within the chip, Do,D
Unbalanced noise is likely to couple to the preamplifier, causing malfunction when the preamplifier is turned on. Due to these drawbacks,
Conventionally, there were limits to the design of high-speed, highly stable BI memory. One object of the present invention is to provide a memory cell layout that allows for dense packing of cells.
One object of the present invention is to provide a semiconductor memory with a large noise margin. To this end, one embodiment of the present invention provides a dynamic random access memory IJ' that compares and reads adjacent pairs of data lines, in which the data lines are placed on the capacitor plate in the capacitor area. By extending or overlapping them, it is possible to densely pack the active regions constituting the cell.
以下実施例で詳細に説明する。This will be explained in detail in Examples below.
第3図は、その回路例を示すものである。FIG. 3 shows an example of the circuit.
すなわち差動読み出し信号が現われるデータ線対Do,
Dolを図中のように近援して平行に配置し、かつワー
ド線Wo〜W母,DWo,DW.の各々1本とD。,D
o の交点の中で、一方の交点のみにメモリセルを接続
する。あるメモリセル(たとえばMC斑)読み出す場合
には、そのセルが接続されていないデータ線Doに接続
されているダミーセルDMoを同時に読み出して、デー
タ線Do,Do に現われた差動電圧をプリアンプPA
oで有効に利用する。またプリァンプPへで増幅された
差動信号は、デコーダの出力であるアドレス信号Aoの
印加によってトランジスタQo,Qoを通り差動のアン
プMAに入力し、再び差動で増幅される。このように本
発明では、第2図の場合とはまったくDo,Do の電
気的平衡度は何ら阻害されることはない。第4図は、D
o,Doの電気的平衡度を保つたままでのメモリセル(
8ビット)の接続法の概略図である。図中a,b,cは
Do,Doにそれぞれ1ケおき、2ケおき、4ケおきに
メモリセルを接続する方法である。第5図a,第6図は
シリコンゲートプロセスを用いで第4図b,cを実現す
るレイアウト側である。第5図bは第5図aのA,A′
部の断面図である。That is, the data line pair Do, where differential read signals appear,
Dol are arranged close to each other in parallel as shown in the figure, and the word lines Wo to W, DWo, DW. One each and D. ,D
A memory cell is connected to only one of the intersections of o. When reading a certain memory cell (for example, an MC spot), the dummy cell DMo connected to the data line Do to which that cell is not connected is read out at the same time, and the differential voltage appearing on the data lines Do and Do is sent to the preamplifier PA.
Make effective use of o. The differential signal amplified by the preamplifier P passes through transistors Qo and Qo by application of an address signal Ao, which is the output of the decoder, and is input to the differential amplifier MA, where it is differentially amplified again. As described above, in the present invention, the electrical balance between Do and Do is not disturbed in any way as compared to the case of FIG. Figure 4 shows D
A memory cell that maintains the electrical balance of o and Do (
8 bits) is a schematic diagram of a connection method. In the figure, a, b, and c are methods of connecting memory cells to Do and Do every every other, every second, and every fourth memory cell, respectively. FIGS. 5a and 6 are layouts for realizing FIGS. 4b and 4c using a silicon gate process. Figure 5b is A, A' in Figure 5a.
FIG.
図中、ポリシリコンで形成された記憶容量形成電極cp
は、第1図のような、メモリセル内の記憶容量Coを形
成するためのものである。In the figure, a storage capacitor forming electrode cp made of polysilicon
is for forming the storage capacitance Co in the memory cell as shown in FIG.
400,410はシリコン基板600内に形成され、ト
ランジスタQを形成するためのドレィンとソース(又は
ソースとドレィン)であり420は410に対応して、
Coを形成するためのドレィン(又はソース)である。400 and 410 are drains and sources (or sources and drains) formed in the silicon substrate 600 to form the transistor Q; 420 corresponds to 410;
This is a drain (or source) for forming Co.
記憶容量形成電極Cpおよびワード線W斑,W59,等
はポリシリコンで形成され、データ線D,等はアルミニ
ウムで形成されている。データ線○,等とワード線W5
9等は絶縁膜200により分離されている。100はデ
ータ線Do,Do等と拡散層400とのコンタクト部で
ある。The storage capacitor forming electrode Cp and the word line W, W59, etc. are formed of polysilicon, and the data line D, etc. are formed of aluminum. Data line ○, etc. and word line W5
9 etc. are separated by an insulating film 200. 100 is a contact portion between the data lines Do, Do, etc. and the diffusion layer 400.
記憶容量Coの形成は、NーチャネルMOSでは、cp
に高電圧を加えると、その直下に形成されるチャネルと
cp間の容量カミC。In N-channel MOS, the storage capacity Co is formed by cp
When a high voltage is applied to C, a capacitance C is formed between the channel and cp.
となる。第5図を用いて動作を簡単に説明すると、ワー
ド線たとえばW6oにパルス電圧を印加するとトランジ
スタQ(第1図MCo内のQに相当)はオンとなり、C
oの記憶電圧はデータ線Doの容量とCoで分圧された
形でDoに電圧が現われることになる。一方、これと対
になるデ−タ線Doには、トランジスタQが存在しない
から、出力は現われない。Doに現われる出力は、前述
したようにダミーセル(図中省略)からの出力だけとな
る。なお第5図から明らかなようにDoとD,における
コンタクト部の拡散層間の距離を中間にAI配線が存在
するために、大にできる。そのためDo,D,間のパン
チスルーが避けられる利点もある。さりこ第3図の他の
利点はプリアンプPへのレイアウトが従来に比べ容易と
なることである。すなわち従来の第1図、第2図では、
互いに一直線上にレイアウトされているDo,Doの中
間に、メモリセルよりもはるかに占有面積大でしかも回
路構成の複雑なPAoをレイアウトしなければならず、
データ線のピッチを考えるとこれはきわめて困難であっ
た。しかし第3図では、データ線のピッチ方向に対して
、従来のほぼ2倍のレイアウト上の面積的余裕がでてく
るので、レイアウトがきわめて容易となる。またプリア
ンプPAoの配置は第3図のようにMA側でもよいし、
あるいはDo,Do 上の池端(W63側)でもよい。becomes. To briefly explain the operation using FIG. 5, when a pulse voltage is applied to the word line, for example, W6o, the transistor Q (corresponding to Q in MCo in FIG. 1) turns on, and C
The storage voltage of o is divided by the capacitance of data line Do and Co, and a voltage appears on Do. On the other hand, since the transistor Q does not exist on the data line Do paired with this, no output appears. The output appearing at Do is only the output from the dummy cell (not shown), as described above. As is clear from FIG. 5, the distance between the diffusion layers of the contact portions Do and D can be increased due to the presence of the AI wiring in the middle. Therefore, there is an advantage that punch-through between Do and D can be avoided. Another advantage of the circuit shown in FIG. 3 is that the layout to the preamplifier P is easier than in the past. In other words, in the conventional figures 1 and 2,
PAo, which occupies a much larger area than the memory cell and has a complicated circuit configuration, must be laid out between Do and Do, which are laid out in a straight line with each other.
This was extremely difficult considering the pitch of the data lines. However, in FIG. 3, there is an area margin approximately twice as large as that of the conventional layout in the data line pitch direction, making the layout extremely easy. Also, the preamplifier PAo may be placed on the MA side as shown in Figure 3, or
Alternatively, it may be at the pond edge (W63 side) above Do, Do.
W63側にPへを配置すると第3図のごとき、片端にの
みレイアウトの比較的困難な制御回路(PAo,Qoな
ど)が集中することはなくなる。場合によってはプリア
ンプをデータ線上のMA側とW63側とで交互に配置す
ることもできる。このように本発明によればレイアウト
の自由度を大幅に増すことができるまた第5図、第6図
では、ワード線がポリSiの例であるが、ワード線が山
の場合にも同様にレイアウト可能で、またAIゲートの
場合にも同機である。By arranging P on the W63 side, control circuits whose layout is relatively difficult (PAo, Qo, etc.) are not concentrated only at one end, as shown in FIG. Depending on the case, preamplifiers may be arranged alternately on the MA side and the W63 side on the data line. In this way, according to the present invention, the degree of freedom in layout can be greatly increased. In addition, although the word lines in FIGS. It can be laid out, and it is also the same machine in the case of an AI gate.
また本例では1ケのトランジスタで1ビットを構成する
例であったが、データ対綾から差動に信号を取り出すた
めに、ワード線との2交点の一方にのみメモリセルを接
続し、かつダミーセルを利用した第3図、第4図の考え
方を応用すれば、すべてのメモリは1に適用できること
は明らかである。Also, in this example, one bit is configured with one transistor, but in order to extract signals differentially from the data pairs, a memory cell is connected only to one of the two intersections with the word line, and It is clear that all memories can be applied to 1 by applying the concept shown in FIGS. 3 and 4 using dummy cells.
第3図において、CD,CDはデータの書込み、議出し
のための共通のデータ線である。以上から高速、高安定
動作のメモリは1が実現できることになるIn FIG. 3, CD and CD are common data lines for writing and outputting data. From the above, it is possible to realize memory with high speed and high stability operation.
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は1ケのトランジスタで1ビットを構成
する従来のメモリ構成、第3図はデータ対線の片側から
だけ読み出し信号が出力する本発明の実施例、第4図は
メモリセルの結線法、第5図、第6図はSiゲートを例
にしたレイアウトの実施例である。
Do,Do ,D,:データ線、Wo・”W62:ワー
ド線、DWo,DW,:ダミーセルのワード線、MC。
,MC,:メモリセル、DMo,DM,:ダミーセル、
Co:記憶容量、Q:メモリセル内トランジタスタ、W
D:ワードドライバ、Q〇,Q。〜Q63:データ線選
択用トランジスタ、Ao〜ん3:アドレス信号、Pへ〜
Pん3:プリァンプ、MA:メインアンプ、Set:セ
ット信号、CP:Co形成用電極。第1図第2図
第3図
第4図
第5図
第6図[Brief Description of the Drawings] Figures 1 and 2 show a conventional memory configuration in which one bit is configured with one transistor, and Figure 3 shows an implementation of the present invention in which a read signal is output from only one side of a pair of data lines. For example, FIG. 4 shows a memory cell connection method, and FIGS. 5 and 6 show an example of a layout using a Si gate. Do, Do, D,: data line, Wo・”W62: word line, DWo, DW,: word line of dummy cell, MC., MC,: memory cell, DMo, DM,: dummy cell,
Co: storage capacity, Q: transistor in memory cell, W
D: Word driver, Q〇,Q. ~Q63: Data line selection transistor, Ao~3: Address signal, to P~
Pn3: Preamplifier, MA: Main amplifier, Set: Set signal, CP: Co forming electrode. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6
Claims (1)
なくとも行方向に一体的に連結された電極と上記電極下
の上記半導体基体表面とからなるコンデンサと、上記コ
ンデンサに結合されたトランジスタとを具備するメモリ
・セルの複数個を行列に配置してなる半導体メモリであ
つて、上記メモリ・セルのデータ線を列方向に走らせる
とともに上記データ線を絶縁物を介して上記電極上に重
畳配置させてなり、互いに平行に走らせられかつ互いに
隣接する一対のデータ線D_0,■が差動型のセンス・
アンプPA_0に結合されてなることを特徴とする半導
体メモリ。1. A capacitor comprising an electrode formed on a surface region of a semiconductor substrate through an insulating film and integrally connected at least in the row direction and the surface of the semiconductor substrate below the electrode, and a transistor coupled to the capacitor. A semiconductor memory comprising a plurality of memory cells arranged in rows and columns, the data lines of the memory cells running in the column direction, and the data lines overlapping the electrodes via an insulator. A pair of data lines D_0,
A semiconductor memory characterized by being coupled to an amplifier PA_0.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54111765A JPS6019596B2 (en) | 1979-09-03 | 1979-09-03 | semiconductor memory |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54111765A JPS6019596B2 (en) | 1979-09-03 | 1979-09-03 | semiconductor memory |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14805674A Division JPS5539073B2 (en) | 1974-12-25 | 1974-12-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5534395A JPS5534395A (en) | 1980-03-10 |
| JPS6019596B2 true JPS6019596B2 (en) | 1985-05-16 |
Family
ID=14569609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54111765A Expired JPS6019596B2 (en) | 1979-09-03 | 1979-09-03 | semiconductor memory |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6019596B2 (en) |
-
1979
- 1979-09-03 JP JP54111765A patent/JPS6019596B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5534395A (en) | 1980-03-10 |
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