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JP2002269976A - Semiconductor storage device - Google Patents

Semiconductor storage device

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Publication number
JP2002269976A
JP2002269976A JP2001066444A JP2001066444A JP2002269976A JP 2002269976 A JP2002269976 A JP 2002269976A JP 2001066444 A JP2001066444 A JP 2001066444A JP 2001066444 A JP2001066444 A JP 2001066444A JP 2002269976 A JP2002269976 A JP 2002269976A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
data line
voltage
memory cell
information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001066444A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Ito
伊藤  豊
Masaya Muranaka
雅也 村中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi Solutions Technology Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi ULSI Systems Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Hitachi ULSI Systems Co Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2001066444A priority Critical patent/JP2002269976A/en
Publication of JP2002269976A publication Critical patent/JP2002269976A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Dram (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゲインセルを含む半導体記憶装置においてD
RAM互換性を満足させる。 【解決手段】 ワード線(WL)の電圧レベルに応じて
導通される第1トランジスタ(101)と、この第1ト
ランジスタを介してデータ線から伝達された情報電圧を
保持するとともにその情報電圧に基づく情報出力を可能
とする第2トランジスタ(102)とを含んでメモリセ
ルが構成されるとき、上記第2トランジスタをソースフ
ォロワとする。それによりデータ線への読み出し情報
は、上記記憶ノードへの書き込みの場合の論理値と一致
するため、そのまま記憶ノードへの再書き込みが可能と
なり、DRAM互換性を満足する。
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor memory device including a gain cell,
Satisfy RAM compatibility. SOLUTION: A first transistor (101) which is turned on according to the voltage level of a word line (WL) holds an information voltage transmitted from a data line via the first transistor and is based on the information voltage. When the memory cell is configured to include the second transistor (102) capable of outputting information, the second transistor is used as a source follower. As a result, the read information to the data line matches the logical value in the case of writing to the storage node, so that the data can be rewritten to the storage node as it is and DRAM compatibility is satisfied.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体記憶装置に
関し、例えばPLED(Phase stateLow
Electoron number Drive)ト
ランジスタを含んでメモリセルが構成された半導体記憶
装置に適用して有効な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, for example, a PLED (Phase State Low).
The present invention relates to a technique effective when applied to a semiconductor memory device having a memory cell including an Electron number Drive) transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体記憶装置の一例としてRAM(ラ
ンダムアクセスメモリ)を挙げることができる。なかで
も計算機の主記憶として最も大量に使われるのはダイナ
ミックRAM(DRAM)である。記憶を蓄えるメモリ
セルは、一つの蓄積静電容量(キャパシタ)とそれに蓄
えた電荷を読み出す読み出しトランジスタから構成され
る。このメモリはRAMとして最小の構成要素で実現さ
れるため、大規模化に適している。従って相対的に安価
で大量に生産されてきた。しかし、DRAMの問題点は
動作が不安定になり易いことである。最も大きな不安定
要因はメモリセル自体に増幅作用がなく、従ってメモリ
セルからの読み出し信号電圧が小さく、メモリセルの動
作が各種の雑音の影響を受け易いことである。さらには
メモリセル内に存在するpn接合(リーク)電流によっ
てキャパシタに蓄えられた情報電荷は消失してしまう。
そこで消失する前にメモリセルを周期的にリフレッシュ
(再生書き込み)動作をさせて記憶情報を保持させる。
この周期はリフレッシュ時間と称し、現状では100m
s程度であるが、記憶容量が増大するにつれてますま長
くする必要がある。
2. Description of the Related Art A random access memory (RAM) can be given as an example of a semiconductor memory device. Among them, a dynamic RAM (DRAM) is most widely used as a main memory of a computer. A memory cell for storing data is composed of one storage capacitance (capacitor) and a read transistor for reading out the charge stored therein. Since this memory is realized with the minimum components as a RAM, it is suitable for increasing the scale. Therefore, it has been produced in large quantities at relatively low cost. However, the problem of the DRAM is that the operation tends to be unstable. The biggest instability factor is that the memory cell itself does not have an amplifying effect, the read signal voltage from the memory cell is small, and the operation of the memory cell is easily affected by various noises. Furthermore, the information charge stored in the capacitor is lost due to a pn junction (leak) current existing in the memory cell.
Therefore, the memory cell is periodically refreshed (reproduced and written) before the memory cell disappears to retain the stored information.
This period is called a refresh time, and is 100 m at present.
s, but it is necessary to increase the length as the storage capacity increases.

【0003】PLED(Phase state Lo
w Electoron number Drive)
トランジスタは、シリコンを薄い絶縁膜で隔てるサンド
イッチ構造に積み重ねる多相構造とされ、それを用いた
メモリでは、PLEDトランジスタをMOSトランジス
タのゲート上に積層するセル構造を採用することによ
り、メモリセルサイズの縮小を図ることができる。PL
EDトランジスタはプロセス技術も最先端のもを使わず
に集積度を高めることができるため、現状の加工技術の
転用が可能とされ、製造ラインへの巨額の設備投資を避
けることができる。
[0003] PLED (Phase state Lo)
w Electron number number Drive)
The transistor has a multi-phase structure in which silicon is stacked in a sandwich structure in which silicon is separated by a thin insulating film.In a memory using the same, a cell structure in which a PLED transistor is stacked on the gate of a MOS transistor is employed to reduce the memory cell size. Reduction can be achieved. PL
ED transistors can increase the degree of integration without using a process technology or a state-of-the-art technology, so that the current processing technology can be diverted, and a large capital investment in a production line can be avoided.

【0004】PLEDトランジスタを用いて成る半導体
記憶装置としては、例えば、特開2000−11368
3号公報に記載されているように、メモリセルを2個の
トランジスタと1個のキャパシタで構成することができ
る。このような構成のメモリセルは、所定のゲインを持
つことからゲインセルなどと称される。すなわちメモリ
セルは、読み出し用のトランジスタ、書き込み用のトラ
ンジスタ、ならびにメモリセルノードの電圧を制御する
結合容量から構成される。結合容量の電極の一端と書き
込み用のトランジスタのゲートはワード線WLに接続さ
れ、読み出し用のトランジスタと書き込み用のトランジ
スタのそれぞれの一端はデータ線に共通接続される。
A semiconductor memory device using a PLED transistor is disclosed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-11368.
As described in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 3 (1999) -2003, a memory cell can be composed of two transistors and one capacitor. A memory cell having such a configuration is called a gain cell or the like because it has a predetermined gain. That is, the memory cell includes a read transistor, a write transistor, and a coupling capacitor that controls the voltage of the memory cell node. One end of the electrode of the coupling capacitor and the gate of the writing transistor are connected to a word line WL, and one end of each of the reading transistor and the writing transistor is commonly connected to a data line.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】PLEDトランジスタ
を用いたゲインセルについて本願発明者が検討したとこ
ろ、当該ゲインセルは、DRAMとの互換性の規格が十
分に満足されていないことが見いだされた。例えば、P
LEDトランジスタを用いて成るメモリセルに論理値
“1”の情報電圧を書き込んだ場合、その情報電圧は当
該メモリセルから論理値“0”の電圧として読み出され
る。
The inventors of the present invention have studied a gain cell using a PLED transistor, and found that the gain cell does not sufficiently satisfy the standard for compatibility with a DRAM. For example, P
When an information voltage of a logical value “1” is written in a memory cell using an LED transistor, the information voltage is read from the memory cell as a voltage of a logical value “0”.

【0006】DRAMにおいては、メモリセルから読み
出された情報電圧はデータ線を介して外部に読み出され
るが、その場合、データ線に結合されているセンスアン
プによってデータ線の情報が増幅され、メモリセルデー
タの再書き込みが行われる。
In a DRAM, an information voltage read from a memory cell is read to the outside via a data line. In this case, information on the data line is amplified by a sense amplifier coupled to the data line, and the data voltage is read from the memory. The cell data is rewritten.

【0007】しかしながら、PLEDトランジスタを用
いて成るメモリセルにハイレベルの情報電圧を書き込ん
だ場合、その情報電圧は当該メモリセルからローレベル
の電圧として読み出され、それがデータ線に伝達される
ため、上記センスアンプで増幅された信号電圧は、その
ままの論理状態ではメモリセルへの再書き込みができな
いため、DRAMとの互換性の規格、特にリフレッシュ
動作を満できない。
However, when a high-level information voltage is written in a memory cell using a PLED transistor, the information voltage is read from the memory cell as a low-level voltage, and is transmitted to a data line. On the other hand, the signal voltage amplified by the sense amplifier cannot be rewritten to the memory cell in the logical state as it is, and therefore cannot satisfy the DRAM compatibility standard, especially the refresh operation.

【0008】本発明の目的は、ゲインセルを含む半導体
記憶装置において、DRAM互換性を満足させるための
技術を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a technique for satisfying DRAM compatibility in a semiconductor memory device including a gain cell.

【0009】本発明の前記並びにその他の目的と新規な
特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるで
あろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記
の通りである。
The following is a brief description of an outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application.

【0011】すなわち、ワード線の電圧レベルに応じて
導通される第1トランジスタと、この第1トランジスタ
を介してデータ線から伝達された情報電圧を保持すると
ともにその情報電圧に基づく情報出力を可能とする第2
トランジスタとを含んでメモリセルが構成されるとき、
上記第2トランジスタはソースフォロワとされる。
That is, a first transistor that is turned on in accordance with the voltage level of a word line, an information voltage transmitted from a data line via the first transistor is held, and information can be output based on the information voltage. Second
When a memory cell is configured including a transistor,
The second transistor is a source follower.

【0012】上記手段によれば、上記第2トランジスタ
はソースフォロワとされているため、例えばデータ線が
論理値“1”とされてメモリセルに書き込まれた情報電
圧を論理値“1”としてデータ線に読み出すことがで
き、データ線が論理値“0”とされてメモリセルに書き
込まれた情報電圧を論理値“0”としてデータ線に読み
出すことができる。このように上記記憶ノードへの書き
込みの場合の論理値と一致するため、そのまま記憶ノー
ドへの再書き込みが可能となり、DRAM互換性を満足
する。
According to the above means, since the second transistor is a source follower, for example, the data line is set to the logical value "1" and the information voltage written in the memory cell is set to the logical value "1". The data line can be read as a logical value "0" and the information voltage written to the memory cell can be read as a logical value "0" to the data line. As described above, since the logical value matches the logical value in the case of writing to the storage node, rewriting to the storage node can be performed as it is, and DRAM compatibility is satisfied.

【0013】また、ワード線の電圧レベルに応じて導通
される第1トランジスタと、上記第1トランジスタを介
して上記データ線から伝達された情報電圧を保持すると
ともにその情報電圧に基づく情報出力を可能とする第2
トランジスタと、上記データ線をローレベルにプリチャ
ージ可能なプリチャージ回路とを含んで半導体記憶装置
が構成されるとき、上記第2トランジスタは、nチャネ
ル型とされ、且つ、上記第1トランジスタに結合される
ことで記憶ノードを形成するための第1電極と、上記デ
ータ線をプルアップ可能な電圧が供給される第2電極
と、上記情報電圧に基づく情報出力を可能とする第3電
極とを含んで成る。
A first transistor which is turned on according to the voltage level of a word line, and an information voltage transmitted from the data line via the first transistor are held and an information output based on the information voltage is enabled. The second
When a semiconductor memory device is configured to include a transistor and a precharge circuit capable of precharging the data line to a low level, the second transistor is an n-channel type and is coupled to the first transistor. A first electrode for forming a storage node, a second electrode to which a voltage capable of pulling up the data line is supplied, and a third electrode for enabling information output based on the information voltage. Comprising.

【0014】上記手段によれば、プリチャージ回路は、
上記データ線をローレベルにプリチャージする。上記第
2トランジスタは、nチャネル型とされ、且つ、上記第
1トランジスタに結合されることで記憶ノードを形成す
るための第1電極と、上記データ線をプルアップ可能な
電圧が供給される第2電極と、上記情報電圧に基づく情
報出力を可能とする第3電極とを含むことから、例えば
データ線が論理値“1”とされてメモリセルに書き込ま
れた情報電圧を論理値“1”としてデータ線に読み出す
ことができ、データ線が論理値“0”とされてメモリセ
ルに書き込まれた情報電圧を論理値“0”としてデータ
線に読み出すことができる。このように上記記憶ノード
への書き込みの場合の論理値と一致するため、そのまま
メモリセルへの再書き込みが可能となり、DRAM互換
性を満足する。
According to the above means, the precharge circuit comprises:
The data line is precharged to a low level. The second transistor is an n-channel transistor, and is supplied with a first electrode for forming a storage node by being coupled to the first transistor, and a voltage capable of pulling up the data line. Since it includes two electrodes and a third electrode capable of outputting information based on the information voltage, for example, the data line is set to the logical value “1” and the information voltage written to the memory cell is changed to the logical value “1”. , And the information voltage written to the memory cell with the data line set to the logical value “0” can be read out to the data line as the logical value “0”. As described above, since the logical value matches the logical value in the case of writing to the storage node, rewriting to the memory cell can be performed as it is, and DRAM compatibility is satisfied.

【0015】上記ワード線の電圧レベルに応じて導通さ
れる第1トランジスタと、上記第1トランジスタを介し
て上記データ線から伝達された情報電圧を保持するとと
もにその情報電圧に基づく情報出力を可能とする第2ト
ランジスタと、上記データ線をハイレベルにプリチャー
ジ可能なプリチャージ回路とを含んで半導体記憶装置が
構成されるとき、上記第2トランジスタは、pチャネル
型とされ、且つ、上記第1トランジスタに結合されるこ
とで記憶ノードを形成するための第1電極と、上記デー
タ線をプルダウン可能な電圧が供給される第2電極と、
上記情報電圧に基づく情報出力を可能とする第3電極と
を含んで成る。
A first transistor which is turned on in accordance with the voltage level of the word line, and an information voltage transmitted from the data line via the first transistor is held, and information can be output based on the information voltage. When a semiconductor memory device is configured to include a second transistor to perform a precharge circuit capable of precharging the data line to a high level, the second transistor is a p-channel type and the first transistor is a p-channel type. A first electrode coupled to the transistor to form a storage node, a second electrode supplied with a voltage capable of pulling down the data line,
And a third electrode capable of outputting information based on the information voltage.

【0016】上記手段によれば、プリチャージ回路は、
上記データ線をハイレベルにプリチャージする。上記第
2トランジスタは、nチャネル型とされ、且つ、上記第
1トランジスタに結合されることで記憶ノードを形成す
るための第1電極と、上記データ線をプルアップ可能な
電圧が供給される第2電極と、上記情報電圧に基づく情
報出力を可能とする第3電極とを含むことから、例えば
データ線が論理値“1”とされてメモリセルに書き込ま
れた情報電圧を論理値“1”としてデータ線に読み出す
ことができ、データ線が論理値“0”とされてメモリセ
ルに書き込まれた情報電圧を論理値“0”としてデータ
線に読み出すことができる。このように上記記憶ノード
への書き込みの場合の論理値と一致するため、そのまま
メモリセルへの再書き込みが可能となり、DRAM互換
性を満足する。
According to the above means, the precharge circuit comprises:
The data line is precharged to a high level. The second transistor is an n-channel transistor, and is supplied with a first electrode for forming a storage node by being coupled to the first transistor, and a voltage capable of pulling up the data line. Since it includes two electrodes and a third electrode capable of outputting information based on the information voltage, for example, the data line is set to the logical value “1” and the information voltage written to the memory cell is changed to the logical value “1”. , And the information voltage written to the memory cell with the data line set to the logical value “0” can be read out to the data line as the logical value “0”. As described above, since the logical value matches the logical value in the case of writing to the storage node, rewriting to the memory cell can be performed as it is, and DRAM compatibility is satisfied.

【0017】また、メモリセルサイズの低減を図るに
は、上記第1トランジスタは、上記第2トランジスタ上
に積層された真性半導体領域を含んで成るPLEDトラ
ンジスタとするのが良い。
In order to reduce the memory cell size, the first transistor is preferably a PLED transistor including an intrinsic semiconductor region stacked on the second transistor.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】図2には、本発明にかかる半導体
記憶装置の一例であるRAMの全体的な構成例が示され
る。
FIG. 2 shows an overall configuration example of a RAM which is an example of a semiconductor memory device according to the present invention.

【0019】図2に示されるRAM200は、特に制限
されないが、公知の半導体集積回路製造技術により単結
晶シリコン基板などの一つの半導体基板に形成されたメ
モリLSIとされる。
Although not particularly limited, the RAM 200 shown in FIG. 2 is a memory LSI formed on one semiconductor substrate such as a single crystal silicon substrate by a known semiconductor integrated circuit manufacturing technique.

【0020】12は複数個のメモリセルをマトリクス配
置して成るメモリセルアレイであり、複数のワード線と
複数のデータ線とが設けられている。そしてそれぞれの
データ線は、データ線に1対1で結合された複数個のカ
ラム選択スイッチを含むY選択スイッチ回路14を介し
て相補コモンデータ線に共通接続される。特に制限され
ないが、アドレスマルチプレクス方式が採用され、ロウ
及びカラムアドレス入力信号を、それらのタイミングを
ずらすことにより共通のアドレス端子から取込むように
している。すなわち、Xアドレスラッチ及びXデコーダ
11と、Yアドレスラッチ及びYデコーダ20の前段に
はマルチプレクサ21が配置され、外部から取込まれた
アドレス信号Adrが、マルチプレクサ21によりXア
ドレスラッチ及びXデコーダ11と、Yアドレスラッチ
及びYデコーダ20とに振分けられる。このようなアド
レス入力を円滑に行うためロウアドレスストローブ信号
RAS*(*はローアクティブ又は信号反転を意味す
る)及びカラムアドレスストローブ信号CAS*の2種
類のクロック信号が外部から与えられる。一つのメモリ
サイクル(RAS*クロックの1周期)中に読み出しあ
るいは書き込みの一方の動作のみを可能とするため、R
AS*クロックの立下り時点でロウアドレスを、CAS
*クロックの立下り時点でカラムアドレスをそれぞれ内
部回路に取込むようにし、ライトイネーブル信号WE*
の状態によって当該サイクルが書き込みサイクルか読み
出しサイクルかの判断を可能としている。このような判
断並びに各部の動作制御は制御部19によって行われ
る。
Reference numeral 12 denotes a memory cell array formed by arranging a plurality of memory cells in a matrix, and is provided with a plurality of word lines and a plurality of data lines. Each data line is commonly connected to a complementary common data line via a Y selection switch circuit 14 including a plurality of column selection switches coupled one-to-one to the data lines. Although not particularly limited, an address multiplex system is adopted, and row and column address input signals are taken in from a common address terminal by shifting their timing. That is, a multiplexer 21 is arranged at a stage preceding the X address latch and the X decoder 11 and the Y address latch and the Y decoder 20, and the address signal Adr fetched from the outside is supplied to the X address latch and the X decoder 11 by the multiplexer 21. , Y address latch and Y decoder 20. To facilitate such address input, two types of clock signals, a row address strobe signal RAS * (* means low active or signal inversion) and a column address strobe signal CAS *, are externally applied. Since only one operation of reading or writing can be performed during one memory cycle (one cycle of RAS * clock), R
When the AS * clock falls, the row address is
* At the falling edge of the clock, the column address is taken into the internal circuit, and the write enable signal WE *
Can determine whether the cycle is a write cycle or a read cycle. Such determination and operation control of each unit are performed by the control unit 19.

【0021】ワードドライバ22は、それの前段に配置
されたXアドレスラッチ及びXデコーダ11のデコード
出力に基づいてワード線を選択レベルに駆動する。メモ
リセルアレイ12にはカラム系直接周辺回路13が結合
される。後述するようにこのカラム系直接周辺回路13
には、Y選択スイッチ回路や、センスアンプ、プリチャ
ージ回路、イコライズ回路などが含まれる。メモリセル
情報は上記センスアンプで増幅され、Yアドレスラッチ
及びYデコーダ20のデコード出力に基づいてY選択ス
イッチ回路が駆動され、これによりメモリセルからのデ
ータ読み出し、若しくはメモリセルへのデータ書き込み
が可能とされる。カラム系直接周辺回路13の後段に
は、入出力バッファ16が配置され、この入出力バッフ
ァ16を介して外部との間でデータのやり取りが行われ
る。
The word driver 22 drives a word line to a selected level based on the X address latch and the decode output of the X decoder 11 disposed at the preceding stage. A column direct peripheral circuit 13 is coupled to the memory cell array 12. As will be described later, this column system direct peripheral circuit 13
Includes a Y selection switch circuit, a sense amplifier, a precharge circuit, an equalize circuit, and the like. The memory cell information is amplified by the above-described sense amplifier, and the Y selection switch circuit is driven based on the Y address latch and the decode output of the Y decoder 20, thereby enabling data to be read from or written to the memory cell. It is said. An input / output buffer 16 is arranged downstream of the column-system direct peripheral circuit 13, and data is exchanged with the outside via the input / output buffer 16.

【0022】次に、各部の詳細な構成について説明す
る。
Next, a detailed configuration of each section will be described.

【0023】メモリセルアレイ12は、図3に示される
ように、複数のメモリセルMC1,MC2が配列されて
成る。この複数のメモリセルMC1,MC2は互いに同
一構成とされる。上記メモリセルMC1は、図1に拡大
して示されるように、PLEDトランジスタ101、n
チャネル型MOSトランジスタ102、及びキャパシタ
Cとが結合されて成るゲインセルとされる。このPLE
Dトランジスタ101は、nチャネル型であり、ドレイ
ン電極D、ゲート電極G、及びソース電極Sを有する。
PLEDトランジスタ101において、ドレイン電極は
データ線DLに結合され、ゲート電極はワード線WLに
結合される。ソース電極は、結合容量103を介してワ
ード線WL及びnチャネル型MOSトランジスタ102
のゲート電極に結合される。nチャネル型MOSトラン
ジスタQ102は、上記PLEDトランジスタ101を
介してデータ線DLから伝達された情報電圧を保持する
とともに、その情報電圧に基づく情報出力を可能とす
る。nチャネル型MOSトランジスタ102のゲート電
極が上記PLEDトランジスタ101に結合されること
で、記憶ノードNが形成される。nチャネル型MOSト
ランジスタ102の一方の電極(ドレイン)が高電位側
電源VCCに結合され、他方の電極(ソース)がデータ
線DLに結合されており、上記記憶ノードNの情報はソ
ース電極からデータ線DLに供給される。すなわち、n
チャネル型MOSトランジスタ102は、ソースフォロ
ワとされ、このことが、このRAM200の特徴点の一
つとなっている。上記結合容量103は、記憶ノードN
の電圧を制御するために設けられる。PLEDトランジ
スタは縦型構造であり、このPLEDトランジスタ10
1は、nチャネル型MOSトランジスタ102の上に積
層されるように形成されることで、チップ占有面積の縮
小化を図っている。
As shown in FIG. 3, the memory cell array 12 includes a plurality of memory cells MC1, MC2 arranged. The plurality of memory cells MC1 and MC2 have the same configuration. The memory cell MC1 has a PLED transistor 101, n as shown in an enlarged view in FIG.
A gain cell is formed by combining the channel type MOS transistor 102 and the capacitor C. This PLE
The D transistor 101 is an n-channel type and has a drain electrode D, a gate electrode G, and a source electrode S.
In PLED transistor 101, the drain electrode is coupled to data line DL, and the gate electrode is coupled to word line WL. The source electrode is connected to the word line WL and the n-channel MOS transistor 102 via the coupling capacitor 103.
To the gate electrode. The n-channel MOS transistor Q102 holds the information voltage transmitted from the data line DL via the PLED transistor 101, and enables information output based on the information voltage. The storage node N is formed by coupling the gate electrode of the n-channel MOS transistor 102 to the PLED transistor 101. One electrode (drain) of the n-channel MOS transistor 102 is coupled to the high potential side power supply VCC, and the other electrode (source) is coupled to the data line DL. It is supplied to the line DL. That is, n
The channel type MOS transistor 102 is a source follower, which is one of the features of the RAM 200. The coupling capacitor 103 is connected to the storage node N
Is provided to control the voltage of The PLED transistor has a vertical structure.
1 is formed so as to be stacked on the n-channel MOS transistor 102, thereby reducing the chip occupation area.

【0024】ワードドライバ22は、上記メモリセルア
レイ12における複数のワード線WLに1対1で対応す
る複数の駆動回路が設けられる。この複数の駆動回路は
互いに同一構成とされ、ワード線WLを3値レベルに選
択的に駆動することができる。ここで、上記3値レベル
は、特に制限されないが、スタンバイ時のVBB(−3
V)、リード時のVDL2(=0.5V)、書込み時の
VPP(=3.0Vとされる)。上記複数の駆動回路の
うちのひとつである駆動回路WDは、pチャネル型MO
SトランジスタQ20〜Q23、nチャネル型MOSト
ランジスタQ24〜Q27が結合されて成る。pチャネ
ル型MOSトランジスタQ23とnチャネル型MOSト
ランジスタQ27とが直列接続されることでインバータ
が形成され、このインバータによってリードライト信号
R/Wが論理反転されるようになっている。また、pチ
ャネル型MOSトランジスタQ20とnチャネル型MO
SトランジスタQ24とが直列接続され、pチャネル型
MOSトランジスタQ21とnチャネル型MOSトラン
ジスタQ25とが直列接続され、pチャネル型MOSト
ランジスタQ22とnチャネル型MOSトランジスタQ
26とが直列接続される。pチャネル型MOSトランジ
スタQ20のソース電極及びpチャネル型MOSトラン
ジスタQ21のゲート電極にアドレス信号ADが伝達さ
れるようになっている。
The word driver 22 is provided with a plurality of drive circuits corresponding to the plurality of word lines WL in the memory cell array 12 on a one-to-one basis. The plurality of driving circuits have the same configuration, and can selectively drive the word line WL to a ternary level. Here, the ternary level is not particularly limited, but the VBB (−3) at the time of standby is used.
V), VDL2 (= 0.5 V) at the time of reading, and VPP (= 3.0 V) at the time of writing. The driving circuit WD, which is one of the plurality of driving circuits, is a p-channel type MO.
S transistors Q20 to Q23 and n-channel MOS transistors Q24 to Q27 are combined. An inverter is formed by connecting the p-channel type MOS transistor Q23 and the n-channel type MOS transistor Q27 in series, and the read / write signal R / W is logically inverted by the inverter. Further, a p-channel type MOS transistor Q20 and an n-channel type
An S transistor Q24 is connected in series, a p-channel MOS transistor Q21 and an n-channel MOS transistor Q25 are connected in series, and a p-channel MOS transistor Q22 and an n-channel MOS transistor Q
26 are connected in series. The address signal AD is transmitted to the source electrode of the p-channel MOS transistor Q20 and the gate electrode of the p-channel MOS transistor Q21.

【0025】リードライト信号R/Wがハイレベルのと
き、nチャネル型MOSトランジスタがオンされること
で、リード用の電圧VDL2が選択的にpチャネル型M
OSトランジスタQ21,Qのソース電極伝達される。
このとき、アドレスデコード信号ADがハイレベルにさ
れたとき、ワード線WLは電圧VDL2レベルとされ
る。また、リードライト信号R/Wがハイレベルのとき
は、pチャネル型MOSトランジスタQ23がオンされ
ることで、pチャネル型MOSトランジスタQ21,Q
22のソース電極に書込み用の高電圧VPPが供給され
る。このとき、アドレスデコード信号ADがローレベル
にされたとき、ワード線WLは高電圧Vppレベルとさ
れる。尚、アドレスのデーコード信号ADがローレベル
の場合、ワード線は非選択のVBBレベルとされる。
When the read / write signal R / W is at the high level, the n-channel MOS transistor is turned on, so that the read voltage VDL2 is selectively changed to the p-channel M transistor.
The source electrodes of the OS transistors Q21 and Q are transmitted.
At this time, when the address decode signal AD is set to the high level, the word line WL is set to the voltage VDL2 level. When the read / write signal R / W is at a high level, the p-channel MOS transistor Q23 is turned on, thereby turning on the p-channel MOS transistors Q21 and Q21.
The high voltage VPP for writing is supplied to the source electrodes 22. At this time, when the address decode signal AD is set to the low level, the word line WL is set to the high voltage Vpp level. When the address data signal AD is at a low level, the word line is set to an unselected VBB level.

【0026】カラム系直接周辺回路13は次のように構
成される。
The column system direct peripheral circuit 13 is configured as follows.

【0027】カラム系直接周辺回路13は、特に制限さ
れないが、プリチャージ制御信号PREに基づいてデー
タ線DL,DLBをローレベルにプリチャージするため
のプリチャージ回路15、カラム選択信号YSに基づい
てデータ線DL,DLBを選択的にコモン線LIOに結
合させるためのY選択スイッチ回路14、データ線D
L,DLBをイコライズするためのイコライズ回路13
3、データ線DL,DLBの信号を増幅するためのセン
スアンプ132を含む。上記nチャネル型MOSトラン
ジスタQ11,Q12のソース電極は低電位側電源VS
Sに結合される。
Although not particularly limited, the column-related direct peripheral circuit 13 is based on a precharge circuit 15 for precharging the data lines DL and DLB to a low level based on a precharge control signal PRE, and a column selection signal YS. A Y selection switch circuit for selectively coupling the data lines DL and DLB to the common line LIO;
Equalizing circuit 13 for equalizing L and DLB
3. Includes a sense amplifier 132 for amplifying signals on data lines DL and DLB. The source electrodes of the n-channel MOS transistors Q11 and Q12 are connected to the low-potential-side power supply VS.
Combined with S.

【0028】上記プリチャージ制御信号PREは、pチ
ャネル型MOSトランジスタQ13とnチャネル型MO
SトランジスタQ14との直列回路や、pチャネル型M
OSトランジスタQ17とnチャネル型MOSトランジ
スタQ18との直列回路を介して供給される。カラム選
択信号YSは、Yアドレスラッチ及びYデコーダ20に
おいてYアドレス信号がデコードされることによって生
成される。
The precharge control signal PRE is supplied to the p-channel type MOS transistor Q13 and the n-channel type
A series circuit with the S transistor Q14 and a p-channel type M
It is supplied through a series circuit of an OS transistor Q17 and an n-channel MOS transistor Q18. The column selection signal YS is generated by decoding the Y address signal in the Y address latch and Y decoder 20.

【0029】プリチャージ回路15は、nチャネル型M
OSトランジスタQ11,Q12を含んで成る。Y選択
スイッチ回路14は、nチャネル型MOSトランジスタ
Q1,Q2を含んで成る。イコライズ回路133は、イ
コライズ信号BLEQによって動作制御されるnチャネ
ル型MOSトランジスタQ7〜Q9によって構成され
る。イコライズ信号BLEQがハイレベルのとき、nチ
ャネル型MOSトランジスタQ7〜Q9がオンされるこ
とによってデータ線DL,DLBがイコライズされる。
イコライズ信号BLEQは、pチャネル型MOSトラン
ジスタQ15とnチャネル型MOSトランジスタQ16
との直列回路を介して供給される。センスアンプ132
は、pチャネル型MOSトランジスタQ3,Q4、nチ
ャネル型MOSトランジスタQ5,Q6とが結合されて
成る。pチャネル型MOSトランジスタQ3,Q4は直
列接続され、その直列接続ノードには、センスアンプ制
御信号SAPがローレベルにアサートされているとき
に、pチャネル型MOSトランジスタQ28を介して電
圧VDLが供給される。電圧VDLは特に制限されない
が、、高電圧VPP(3V)、高電圧VPP(=3V)
と低電位側電源VSS(=0V)との中間電圧レベル
(=1.5Vとされる)とされる。nチャネル型MOS
トランジスタQ5,Q6が直列接続され、その直列接続
ノードは、センスアンプ制御信号SANがハイレベルに
アサートされているときに低電位側電源VSSレベルに
される。
The precharge circuit 15 is an n-channel type M
It comprises OS transistors Q11 and Q12. The Y selection switch circuit 14 includes n-channel MOS transistors Q1 and Q2. The equalizing circuit 133 includes n-channel MOS transistors Q7 to Q9 whose operation is controlled by an equalizing signal BLEQ. When the equalizing signal BLEQ is at a high level, the data lines DL and DLB are equalized by turning on the n-channel MOS transistors Q7 to Q9.
Equalize signal BLEQ is supplied to p-channel MOS transistor Q15 and n-channel MOS transistor Q16.
Is supplied through a series circuit. Sense amplifier 132
Is formed by combining p-channel MOS transistors Q3 and Q4 and n-channel MOS transistors Q5 and Q6. The p-channel MOS transistors Q3 and Q4 are connected in series, and a voltage VDL is supplied to the series connection node via the p-channel MOS transistor Q28 when the sense amplifier control signal SAP is asserted to a low level. You. Although the voltage VDL is not particularly limited, the high voltage VPP (3 V) and the high voltage VPP (= 3 V)
And a low-potential-side power supply VSS (= 0 V). n-channel type MOS
The transistors Q5 and Q6 are connected in series, and the series connection node is set to the low-potential-side power supply VSS level when the sense amplifier control signal SAN is asserted to the high level.

【0030】次に、このRAM200の動作を説明す
る。
Next, the operation of the RAM 200 will be described.

【0031】ワード線WLには3値レベルのワード電圧
パルスが印加される。すなわち非選択時には負電圧VB
B、読み出し時にVRL2、書き込みあるいは再書き込
み時にはVWが印加される。読み出し動作は、書き込み
用のPLEDトランジスタ101を非導通のままで行な
う。従って読み出し電圧VDL2は、PELDトランジ
スタ101のしきい値電圧VTWよりも小さな値に選ば
れる。また書き込み用電圧VPPはVCC+VTW以上
に選ばれる。2値情報(1,0)に対応した書き込み電
圧(VCC,0V)をVTWの影響を受けずに記憶ノー
ドNに書き込むためである。
A ternary level word voltage pulse is applied to the word line WL. That is, when not selected, the negative voltage VB
B, VRL2 is applied at the time of reading, and VW is applied at the time of writing or rewriting. The read operation is performed while the PLED transistor 101 for writing is kept off. Therefore, the read voltage VDL2 is selected to be smaller than the threshold voltage VTW of the PELD transistor 101. The write voltage VPP is selected to be equal to or higher than VCC + VTW. This is for writing the write voltage (VCC, 0 V) corresponding to the binary information (1, 0) to the storage node N without being affected by VTW.

【0032】結合容量Cは、書き込み動作を終了し、ワ
ードWLの電圧をVWからVBBに変化させて非選択状
態に移行するときに、記憶ノードNに書き込まれた電圧
(VCCあるいは0V)を負側にシフトさせる役目をす
る。ここで非選択状態のワード電圧をVBB(負の値)
に設定しているのは、ワード電圧の電圧振幅を大きくし
てノードNの電圧をより大きく負側にシフトさせるため
である。この負側にシフトした記憶ノードNの電圧がM
OSトランジスタ102のしきい値電圧VTRよりも小
さく設定されるならば、非選択セルにおけるMOSトラ
ンジスタ102は非導通となる。もちろんPLEDトラ
ンジスタ101のゲート電圧はVBBとされているか
ら、このPLEDトランジスタ101も非導通とされ
る。従って同じデータ線DLに接続された他のメモリセ
ルが選択されて、そのデータ線がVCCと0Vの間のい
かなる電圧になっても、複数の非選択セルにおけるMO
Sトランジスタ102が非導通とされているため、非選
択セルが選択セルの動作に悪影響を与えることはない。
When the write operation is completed and the voltage of the word WL is changed from VW to VBB to shift to the non-selection state, the coupling capacitance C changes the voltage (VCC or 0 V) written to the storage node N to a negative value. Serves to shift to the side. Here, the unselected word voltage is VBB (negative value)
The reason is that the voltage amplitude of the word voltage is increased to shift the voltage of the node N to the negative side more. The voltage of the storage node N shifted to the negative side becomes M
If the threshold voltage VTR of the OS transistor 102 is set smaller than the threshold voltage VTR, the MOS transistor 102 in the non-selected cell becomes non-conductive. Of course, since the gate voltage of the PLED transistor 101 is set to VBB, the PLED transistor 101 is also turned off. Therefore, even if another memory cell connected to the same data line DL is selected and the data line is at any voltage between VCC and 0 V, the MO in a plurality of unselected cells is
Since the S-transistor 102 is turned off, the unselected cell does not adversely affect the operation of the selected cell.

【0033】図4には、メモリセルMC1からの論理値
“1”の読み出しの際の動作タイミングが示される。
FIG. 4 shows the operation timing when reading the logical value "1" from the memory cell MC1.

【0034】イコライズ制御信号BLEQがハイレベル
の期間にデータDL,DLBがイコライズされる。そし
て、プリチャージ信号PREがパルス状にハイレベルさ
れることでデータ線がプリチャージされる。このプリチ
ャージレベルは、イコライズ完了時におけるデータ線D
L,DLBのレベルを論理しきい値としたときにローレ
ベルとされる。
The data DL and DLB are equalized while the equalization control signal BLEQ is at a high level. Then, the data line is precharged by the precharge signal PRE being pulsed to a high level. This precharge level corresponds to the data line D at the time of completion of equalization.
When the levels of L and DLB are set to the logic threshold, the level is set to the low level.

【0035】メモリセルMC1に論理値“1”の書き込
みが行われている場合の読み出しは次にように行われ
る。
Reading when the logical value "1" is being written to the memory cell MC1 is performed as follows.

【0036】ワード線WLが読み出しのための電圧VD
L2にされた場合において、記憶ノードNの電圧がMO
Sトランジスタ102のしきい値電圧VTRよりも大き
く設定されているならば、MOSトランジスタ102が
導通される。このとき、MOSトランジスタ102の一
方の電極が高電位側電源VCCに結合されているため、
データ線DLの電位は、プルアップにより、それまでの
プリチャージレベル(ローレベル)からわずかに上昇さ
れる。このとき、センスアンプ制御信号SAP,SAN
がアサートされてセンスアンプ132の動作が開始され
ることにより、データ線DL,DLBの微小電位差が増
幅される。そして、データ線DLのハイレベルの電位
は、データ読み出しのためにY選択スイッチ回路14介
してコモン線LIOに伝達される。
The word line WL has a voltage VD for reading.
When L2 is set to L2, the voltage of storage node N is set to MO
If the threshold voltage VTR of S transistor 102 is set higher, MOS transistor 102 is turned on. At this time, since one electrode of the MOS transistor 102 is coupled to the high potential side power supply VCC,
The potential of the data line DL is slightly increased from the precharge level (low level) by pull-up. At this time, the sense amplifier control signals SAP, SAN
Is asserted and the operation of the sense amplifier 132 is started, whereby the minute potential difference between the data lines DL and DLB is amplified. Then, the high-level potential of the data line DL is transmitted to the common line LIO via the Y selection switch circuit 14 for reading data.

【0037】次に、ワード線WLが高電圧VPP(3
V)レベルにされることで、PLEDトランジスタ10
1がオンされ、データ線DLのハイレベルがPLEDト
ランジスタ101を介して記憶ノードNに伝達されるこ
とによって再書き込みが行われる。
Next, the word line WL is connected to the high voltage VPP (3
V), the PLED transistor 10
1 is turned on, and the high level of the data line DL is transmitted to the storage node N via the PLED transistor 101, whereby rewriting is performed.

【0038】図5には、メモリセルMC1からの論理値
“0”の読み出しの際の動作タイミングが示される。
FIG. 5 shows the operation timing at the time of reading the logical value "0" from the memory cell MC1.

【0039】メモリセルMC1に論理値“0”の書き込
みが行われている場合の読み出しは次にように行われ
る。
Reading when the logical value "0" is being written to the memory cell MC1 is performed as follows.

【0040】ワード線WLが読み出しのための電圧VD
L2にされた場合において、記憶ノードNの電圧がMO
Sトランジスタ102のしきい値電圧VTRよりも小さ
く設定されているならば、MOSトランジスタ102は
非導通とされる。このとき、データ線DLの電位は、プ
リチャージレベル(ローレベル)であるが、やがて、セ
ンスアンプ制御信号SAP,SANがアサートされてセ
ンスアンプ132の動作が開始されることにより、デー
タ線DL,DLBの微小電位差が増幅されることによっ
てデータ線DLが低電位側電源VSSレベルにされる。
このとき、データ線DLのローレベルの電位は、データ
読み出しのためにY選択スイッチ回路14介してコモン
線LIOに伝達されるとともに、ワード線WLの電位が
VPPレベルにされてPLEDトランジスタ101がオ
ンされたとき、この再書き込みのためにPLEDトラン
ジスタ101を介して記憶ノードNに伝達されることで
再書き込みが行われる。
The word line WL has a voltage VD for reading.
When L2 is set to L2, the voltage of storage node N is set to MO
If the threshold voltage VTR of S transistor 102 is set lower than VTR, MOS transistor 102 is turned off. At this time, the potential of the data line DL is at the precharge level (low level). However, the sense amplifier control signals SAP and SAN are asserted and the operation of the sense amplifier 132 is started. The data line DL is set to the low-potential-side power supply VSS level by amplifying the minute potential difference of the DLB.
At this time, the low-level potential of the data line DL is transmitted to the common line LIO via the Y selection switch circuit 14 for reading data, and the potential of the word line WL is set to the VPP level to turn on the PLED transistor 101. When this is done, the data is transmitted to the storage node N via the PLED transistor 101 for this rewriting, so that the rewriting is performed.

【0041】上記例によれば、以下の作用効果を得るこ
とができる。
According to the above example, the following functions and effects can be obtained.

【0042】(1)このようにnチャネル型MOSトラ
ンジスタ102がソースフォロワとされることにより、
メモリセルMC1の書き込み論理値と、当該メモリセル
MC1からの読み出し論理値とが一致するため、通常の
DRAMの場合と同様に、データ線DLの電位をそのま
ま利用してメモりセルMC1への再書き込みを行うこと
ができる。
(1) By using the n-channel MOS transistor 102 as a source follower,
Since the write logical value of the memory cell MC1 matches the read logical value of the memory cell MC1, the potential of the data line DL is used as it is to transfer the data to the memory cell MC1 in the same manner as in a normal DRAM. Writing can be performed.

【0043】(2)nチャネル型MOSトランジスタ1
02のゲート電極の位置に、真性半導体領域が積層され
ることでPLEDトランジスタ101が縦型に形成され
ることにより、メモリセルMC1のチップ占有面積の縮
小化を図ることができる。
(2) N-channel MOS transistor 1
The PLED transistor 101 is formed vertically by stacking the intrinsic semiconductor region at the position of the gate electrode 02, so that the chip occupation area of the memory cell MC1 can be reduced.

【0044】以上本発明者によってなされた発明を具体
的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であるこ
とはいうまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described above, the present invention is not limited to this, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist of the invention.

【0045】例えば、図1に示されるメモリセルMC1
は、2個のトランジスタと結合容量Cとによって構成さ
れ、読み出しのためのデータ線と書き込みのためのデー
タ線とが共通化されたものについて説明したが、これに
ついては図6(A)〜(C)に示されるように種々の変
形が考えられる。
For example, the memory cell MC1 shown in FIG.
Has been described in which two transistors and a coupling capacitor C are used, and a data line for reading and a data line for writing are shared, which has been described with reference to FIGS. Various modifications are conceivable as shown in C).

【0046】図6(A)〜(C)には、メモリセルMC
1の別の構成例が示される。
FIGS. 6A to 6C show memory cells MC.
Another alternative configuration example is shown.

【0047】図6(A)に示されるメモリセルMC1
が、図1に示されるのと異なるのは、nチャネル型MO
Sトランジスタ102に代えて、pチャネル型MOSト
ランジスタ602をソースフォロワとして設けた点であ
る。このように読み出し用としてpチャネル型MOSト
ランジスタ602が採用される場合には、このpチャネ
ル型MOSトランジスタの一方の電極(ドレイン)は、
低電位側電源VSSに結合され、他方の電極(ソース)
がデータ線DLに結合される。pチャンネル型MOSト
ランジスタ602が使用される場合、図示されていない
が、データ線DL,DL*はプリチャージ回路によって
ハイレベルにプリチャージされる。
Memory cell MC1 shown in FIG.
Is different from that shown in FIG.
The difference is that a p-channel MOS transistor 602 is provided as a source follower instead of the S transistor 102. When the p-channel MOS transistor 602 is used for reading as described above, one electrode (drain) of the p-channel MOS transistor is
The other electrode (source) is coupled to the low potential side power supply VSS
Are coupled to data line DL. When the p-channel MOS transistor 602 is used, although not shown, the data lines DL and DL * are precharged to a high level by a precharge circuit.

【0048】上記の構成において、記憶ノードNに論理
値“1”が書き込まれている場合には、ワード線WLが
選択レベルにされた場合に、pチャネル型MOSトラン
ジスタ602はオフ状態とされるため、データ線DL
は、プリチャージレベル(ハイレベル)のままであり、
それがセンスアンプで増幅されてから、読み出しのため
にコモン線に伝達されるとともに、再書き込みのために
PLEDトランジスタ101を介して記憶ノードNに伝
達される。また、記憶ノードNに論理値“0”が書き込
まれている場合においては、ワード線WLが選択レベル
にされた場合に、pチャネル型MOSトランジスタ60
2がオン状態とされるため、データ線DLは、プルダウ
ンによりプリチャージレベルであるハイレベルが低下さ
れ、それがセンスアンプで増幅されてから、読み出しの
ためにコモン線に伝達されるとともに、再書き込みのた
めにPLEDトランジスタ101を介して記憶ノードN
に伝達される。このように、読み出し用のMOSトラン
ジスタ602としてpチャネル型を適用した場合には、
電源供給のための電極を低電位側電源VSSに結合し、
データ線DL,DLBをハイレベルにプリチャージする
ことによって、図1に示される回路構成の場合と同様
に、メモリセルMC1の書き込み論理値と、当該メモリ
セルMC1からの読み出し論理値とが一致するため、通
常のDRAMの場合と同様に、データ線DLの電位をそ
のまま利用してメモりセルMC1への再書き込みを行う
ことができる。
In the above configuration, when the logical value "1" is written to the storage node N, the p-channel MOS transistor 602 is turned off when the word line WL is set to the selected level. Therefore, the data line DL
Remains at the precharge level (high level),
After being amplified by the sense amplifier, it is transmitted to the common line for reading and transmitted to the storage node N via the PLED transistor 101 for rewriting. When the logical value “0” is written to the storage node N, when the word line WL is set to the selected level, the p-channel MOS transistor 60
2 is turned on, the data line DL is pulled down to a high level, which is a precharge level, which is amplified by a sense amplifier, transmitted to the common line for reading, and re-input. Storage node N via PLED transistor 101 for writing
Is transmitted to As described above, when the p-channel type is applied as the read MOS transistor 602,
The electrode for power supply is connected to the lower potential power supply VSS,
By precharging the data lines DL and DLB to a high level, the write logical value of the memory cell MC1 matches the logical value read from the memory cell MC1, as in the case of the circuit configuration shown in FIG. Therefore, as in the case of a normal DRAM, rewriting to the memory cell MC1 can be performed using the potential of the data line DL as it is.

【0049】図6(B)に示されるメモリセルMC1
が、図1に示されるのと異なるのは、PLEDトランジ
スタ601がpチャネル型とされ、nチャネル型MOS
トランジスタ102のソース電極には、電圧VDLが供
給される。データ線DL,DLBはローレベルにプリチ
ャージされる。
Memory cell MC1 shown in FIG.
1 is different from that shown in FIG. 1 in that a PLED transistor 601 is a p-channel type and an n-channel type MOS
The voltage VDL is supplied to a source electrode of the transistor 102. The data lines DL and DLB are precharged to a low level.

【0050】上記の構成において、記憶ノードNに論理
値“1”が書き込まれている場合には、ワード線WLが
選択レベルにされた場合に、nチャネル型MOSトラン
ジスタ102はオンされるため、データ線DLは、プル
アップによりプリチャージレベル(ローレベル)から上
昇され、それがセンスアンプで増幅されてから、読み出
しのためにコモン線に伝達されるとともに、再書き込み
のためにPLEDトランジスタ601を介して記憶ノー
ドNに伝達される。また、記憶ノードNに論理値“0”
が書き込まれている場合においては、ワード線WLが選
択レベルにされた場合に、nチャネル型MOSトランジ
スタ102はオフ状態であり、データ線DLは、プリチ
ャージレベルであるローレベルのままとされ、それがセ
ンスアンプで増幅されてから、読み出しのためにコモン
線に伝達されるとともに、再書き込みのためにPLED
トランジスタ601を介して記憶ノードNに伝達され
る。このように、読み出し用のMOSトランジスタ10
2としてnチャネル型を適用した場合には、電源供給の
ための電極を低電位側電源VDLに結合し、データ線D
L,DLBをローレベルにプリチャージすることによっ
て、図1に示される回路構成の場合と同様に、メモリセ
ルMC1の書き込み論理値と、当該メモリセルMC1か
らの読み出し論理値とが一致するため、通常のDRAM
の場合と同様に、データ線DLの電位をそのまま利用し
てメモりセルMC1への再書き込みを行うことができ
る。
In the above configuration, when the logical value "1" is written to the storage node N, the n-channel MOS transistor 102 is turned on when the word line WL is set to the selected level. The data line DL is raised from a precharge level (low level) by pull-up, amplified by a sense amplifier, transmitted to a common line for reading, and connected to a PLED transistor 601 for rewriting. Is transmitted to storage node N through The logical value “0” is stored in the storage node N.
Is written, when the word line WL is set to the selection level, the n-channel MOS transistor 102 is off, the data line DL is kept at the low level which is the precharge level, After it is amplified by the sense amplifier, it is transmitted to the common line for reading and PLED for rewriting.
The signal is transmitted to storage node N via transistor 601. Thus, the read MOS transistor 10
In the case where an n-channel type is applied as No. 2, the electrode for power supply is coupled to the low potential side power supply VDL and the data line D
By precharging L and DLB to low level, the write logical value of the memory cell MC1 and the read logical value from the memory cell MC1 match as in the case of the circuit configuration shown in FIG. Normal DRAM
As in the case of (1), rewriting to the memory cell MC1 can be performed using the potential of the data line DL as it is.

【0051】図6(C)に示されるメモリセルMC1
が、図1に示されるのと異なるのは、PLEDトランジ
スタ611がpチャネル型とされ、読み出し用のMOS
トランジスタ602がpチャネル型とされ、nチャネル
型MOSトランジスタ602の電源供給のための電極
が、低電位側電源VSSに結合されている点である。こ
の場合には、データ線DL,DLBはハイレベルにプリ
チャージされる。
Memory cell MC1 shown in FIG.
1 is different from that shown in FIG. 1 in that the PLED transistor 611 is a p-channel
The point is that the transistor 602 is a p-channel type, and an electrode for power supply of the n-channel type MOS transistor 602 is coupled to the lower potential power supply VSS. In this case, the data lines DL and DLB are precharged to a high level.

【0052】記憶ノードNに論理値“1”が書き込まれ
ている場合には、ワード線WLが選択レベルにされた場
合に、pチャネル型MOSトランジスタ602はオフ状
態とされるため、データ線DLは、プリチャージレベル
(ハイレベル)のままであり、それがセンスアンプで増
幅されてから、読み出しのためにコモン線に伝達される
とともに、再書き込みのためにPLEDトランジスタ1
01を介して記憶ノードNに伝達される。また、記憶ノ
ードNに論理値“0”が書き込まれている場合において
は、ワード線WLが選択レベルにされた場合に、pチャ
ネル型MOSトランジスタ602がオン状態とされるた
め、データ線DLは、プルダウンによりプリチャージレ
ベルから低下され、それがセンスアンプで増幅されてか
ら、読み出しのためにコモン線に伝達されるとともに、
再書き込みのためにPLEDトランジスタ601を介し
て記憶ノードNに伝達される。このように、読み出し用
のMOSトランジスタ602としてpチャネル型を適用
した場合には、電源供給のための電極を低電位側電源V
SSに結合し、データ線DL,DLBをハイレベルにプ
リチャージすることによって、図1に示される回路構成
の場合と同様に、メモリセルMC1の書き込み論理値
と、当該メモリセルMC1からの読み出し論理値とが一
致するため、通常のDRAMの場合と同様に、データ線
DLの電位をそのまま利用してメモりセルMC1への再
書き込みを行うことができる。
When the logical value "1" is written to the storage node N, the p-channel MOS transistor 602 is turned off when the word line WL is set to the selected level, so that the data line DL Remains at a precharge level (high level), which is amplified by a sense amplifier, transmitted to a common line for reading, and a PLED transistor 1 for rewriting.
01 to the storage node N. Further, when the logical value “0” is written to the storage node N, the p-channel MOS transistor 602 is turned on when the word line WL is set to the selection level. , It is lowered from the precharge level by pull-down, it is amplified by the sense amplifier, and then transmitted to the common line for reading,
It is transmitted to the storage node N via the PLED transistor 601 for rewriting. As described above, when the p-channel type is applied as the read MOS transistor 602, the electrode for power supply is connected to the low potential side power supply V.
SS, and the data lines DL and DLB are precharged to a high level, so that the write logic value of the memory cell MC1 and the read logic from the memory cell MC1 are similar to the case of the circuit configuration shown in FIG. Since the values match, the rewriting to the memory cell MC1 can be performed using the potential of the data line DL as it is, as in the case of a normal DRAM.

【0053】図7には、RAM200におけるメモリセ
ルアレイ12の別の構成例が示される。
FIG. 7 shows another configuration example of the memory cell array 12 in the RAM 200.

【0054】図7に示されるメモリセルアレイ12が、
図3に示されるのと異なるのは、ソースフォロワとされ
るnチャネル型MOSトランジスタ102のドレイン電
極がワード線WLに結合されている点、及び上記nチャ
ネル型MOSトランジスタ102の他方の電極が、メモ
リセル毎に配置されたダイオード701を介してデータ
線DLに結合されている点である。また、ワード線WL
の最低電圧レベルを低電位側電源Vssレベルにするた
め、ワードドライバ22におけるnチャネル型MOSト
ランジスタQ24,Q25,Q26のソース電極は低電
位側電源Vssに結合される。そして、nチャネル型M
OSトランジスタQ27のソース電極には電圧VDLが
供給される。
The memory cell array 12 shown in FIG.
3 differs from that shown in FIG. 3 in that the drain electrode of the n-channel MOS transistor 102 serving as a source follower is coupled to the word line WL, and that the other electrode of the n-channel MOS transistor 102 is The point is that it is coupled to the data line DL via a diode 701 arranged for each memory cell. Also, the word line WL
Of the n-channel MOS transistors Q24, Q25, and Q26 in the word driver 22 are coupled to the low-potential-side power supply Vss. And n-channel type M
The voltage VDL is supplied to the source electrode of the OS transistor Q27.

【0055】図8には、記憶ノードNに論理値“1”が
記憶されていてそれが読み出される場合の動作タイミン
グが示され、図9には、記憶ノードNに論理値“0”が
記憶されていてそれが読み出される場合の動作タイミン
グが示される。
FIG. 8 shows the operation timing when the logical value "1" is stored in the storage node N and is read out, and FIG. 9 stores the logical value "0" in the storage node N. The operation timing when the data is read out is shown.

【0056】記憶ノードNに論理値“1”が記憶されて
いる場合においてワード線WLが読み出し時の選択レベ
ル(VDL)にされると、nチャネル型MOSトランジ
スタQ102がオンされ、このnチャネル型MOSトラ
ンジスタQ102及びダイオード701を介してワード
線WLからデータ線DLに向かって電流が流れ、プルア
ップによりデータ線DLの電位が上昇される。それがセ
ンスアンプ132によって増幅されてから、読み出しの
ためにY選択スイッチ14を介してコモン線LIOに伝
達される。また、ワード線WLが書き込み時の選択レベ
ル(VPP)にまで上昇されると、PLEDトランジス
タ101が導通され、データ線DLのハイレベルがこの
PLEDトランジスタ101を介して記憶ノードNに伝
達されることによって再書き込みが行われる。
When the logical value "1" is stored in the storage node N and the word line WL is set to the read selection level (VDL), the n-channel MOS transistor Q102 is turned on, and the n-channel MOS transistor Q102 is turned on. A current flows from the word line WL to the data line DL via the MOS transistor Q102 and the diode 701, and the potential of the data line DL is increased by pull-up. After being amplified by the sense amplifier 132, it is transmitted to the common line LIO via the Y selection switch 14 for reading. When the word line WL is raised to the write selection level (VPP), the PLED transistor 101 is turned on, and the high level of the data line DL is transmitted to the storage node N via the PLED transistor 101. Performs rewriting.

【0057】ダイオード701は逆流防止のために設け
られている。すなわち、ダイオード701が省略されて
いる場合には、上記の再書き込み動作が行われている場
合において、非選択ワード線に結合されているメモリセ
ルの記憶ノードに論理値“1”が記憶されている場合に
は、データ線DLがハイレベルの際に、当該メモリセル
におけるnチャネル型MOSトランジスタ102が導通
され、データ線DLから、非選択レベルのワード線WL
に向かって貫通電流が流れてしまう。上記ダイオード7
01が設けられることによって、この場合の貫通電流が
阻止される。
The diode 701 is provided to prevent backflow. That is, when the diode 701 is omitted, the logical value “1” is stored in the storage node of the memory cell coupled to the unselected word line when the above-described rewrite operation is performed. When the data line DL is at the high level, the n-channel MOS transistor 102 in the memory cell is turned on, and the word line WL at the non-selected level is turned off from the data line DL.
The through current flows toward. The above diode 7
By providing 01, the through current in this case is prevented.

【0058】記憶ノードNに論理値“0”が記憶されて
いる場合には、ワード線WLが読み出し時の選択レベル
にされても、nチャネル型MOSトランジスタQ102
はオフ状態のままとされ、データ線DL,DLBはプリ
チャージレベル(ローレベル)のままであり、それがセ
ンスアンプ132によって増幅されてから、読み出しの
ためにY選択スイッチ14を介してコモン線LIOに伝
達される。また、ワード線WLが書き込み時の選択レベ
ルにまで上昇されると、PLEDトランジスタ101が
導通され、データ線DLのハイレベルがこのPLEDト
ランジスタ101を介して記憶ノードNに伝達されるこ
とによって再書き込みされる。
When the logical value "0" is stored in the storage node N, the n-channel MOS transistor Q102 is set even if the word line WL is set to the selected level at the time of reading.
Are kept in the off state, and the data lines DL and DLB remain at the precharge level (low level). After the data lines DL and DLB are amplified by the sense amplifier 132, the common lines are read through the Y selection switch 14 for reading. It is transmitted to the LIO. When the word line WL is raised to the selected level at the time of writing, the PLED transistor 101 is turned on, and the high level of the data line DL is transmitted to the storage node N via the PLED transistor 101 to perform rewriting. Is done.

【0059】従って、図7に示される構成が採用された
場合においても、図1に示される回路構成の場合と同様
に、メモリセルMC1の書き込み論理値と、当該メモリ
セルMC1からの読み出し論理値とが一致するため、通
常のDRAMの場合と同様に、データ線DLの電位をそ
のまま利用してメモりセルMC1への再書き込みが行わ
れる。
Therefore, even when the configuration shown in FIG. 7 is employed, as in the case of the circuit configuration shown in FIG. 1, the write logical value of memory cell MC1 and the logical value read from memory cell MC1 are read. Therefore, as in the case of a normal DRAM, rewriting to the memory cell MC1 is performed using the potential of the data line DL as it is.

【0060】図10(A)〜(D)には、メモリセルM
C1の別の構成例が示される。
FIGS. 10A to 10D show memory cells M
Another configuration example of C1 is shown.

【0061】図10(A)に示されるメモリセルMC1
が、図7に示されるのと相違するのは、PLEDトラン
ジスタ901をpチャネル型とした点、ソースフォロワ
とされるMOSトランジスタ902をpチャネル型とし
た点、貫通電流防止のためのダイオード701を、図7
に示される場合とは逆向きに配置した点である。ダイオ
ード701は、記憶ノードNに論理値“0”が記憶され
ている場合に、ワード線WLからデータ線DLに向かっ
て流れる電流を阻止する。
Memory cell MC1 shown in FIG.
However, what is different from that shown in FIG. 7 is that the PLED transistor 901 is a p-channel type, the MOS transistor 902 which is a source follower is a p-channel type, and a diode 701 for preventing a through current is provided. , FIG.
Are arranged in the opposite direction to the case shown in FIG. Diode 701 blocks current flowing from word line WL to data line DL when a logical value “0” is stored in storage node N.

【0062】また、貫通電流防止用のダイオード701
は、図10(B)に示されるように、ワード線WLとn
チャネル型MOSトランジスタ102との間に設けるよ
うにしても良い。かかる構成においても、非選択ワード
線に結合されているメモリセルの記憶ノードに論理値
“1”が記憶されている場合において、データ線DLが
ハイレベルの際に、当該メモリセルにおけるnチャネル
型MOSトランジスタ102が導通され、データ線DL
から、非選択レベルのワード線WLに向かって貫通電流
が流れるのを阻止することができる。
Further, a diode 701 for preventing a shoot-through current
Is, as shown in FIG. 10B, the word lines WL and n
It may be provided between the channel type MOS transistor 102. Also in this configuration, when the logical value “1” is stored in the storage node of the memory cell coupled to the unselected word line, when the data line DL is at the high level, the n-channel type The MOS transistor 102 is turned on and the data line DL
Therefore, it is possible to prevent a through current from flowing toward the non-selected level word line WL.

【0063】図11には、図10(B)に示される構成
を採用した場合におけるメモリセルアレイ12の平面図
が示される。また、図12には、図11における線分A
−Bの断面図が示される。
FIG. 11 is a plan view of the memory cell array 12 when the configuration shown in FIG. 10B is employed. FIG. 12 also shows a line segment A in FIG.
A sectional view of -B is shown.

【0064】4本のワード線WLと、2本のデータ線D
Lとが交差するように配置され、それらの交差箇所にメ
モリセルが形成される。ひとつのメモリセルMC1は次
のように構成される。
Four word lines WL and two data lines D
L are arranged so as to intersect, and a memory cell is formed at the intersection. One memory cell MC1 is configured as follows.

【0065】半導体基板(Psub)に半導体領域n+
が形成されることで、nチャネル型MOSトランジスタ
102が形成され、このnチャネル型MOSトランジス
タ102の上にPLEDトランジスタ101やダイオー
ド701が形成される。すなわち、nチャネル型MOS
トランジスタ102のゲート電極の位置に、真性半導体
領域(i−Poly)が積層されることで、PLEDト
ランジスタ101が縦型に形成される。真性半導体領域
(i−Poly)の上にはデータ線DL(DG)が設け
られ、その上にワード線WLが形成される。ワード線W
Lは、データ線DL(SG)に交差しながらそれを跨ぐ
ように形成される。そのような構成により、ワード線W
L(TG)は、PLEDトランジスタ101におけるゲ
ート電極としても機能する。ダイオード701は、上記
nチャネル型MOSトランジスタ102における一方の
半導体領域n+に、半導体領域p-が積層されることによ
って形成される。このダイオード701は、コンタクト
TCNTによってデータ線DL(SG)に結合される。
A semiconductor region (n + ) is formed on a semiconductor substrate (Psub).
Is formed, an n-channel MOS transistor 102 is formed, and a PLED transistor 101 and a diode 701 are formed on the n-channel MOS transistor 102. That is, an n-channel MOS
By stacking the intrinsic semiconductor region (i-Poly) at the position of the gate electrode of the transistor 102, the PLED transistor 101 is formed in a vertical type. A data line DL (DG) is provided on the intrinsic semiconductor region (i-Poly), and a word line WL is formed thereon. Word line W
L is formed so as to cross the data line DL (SG) while crossing it. With such a configuration, the word line W
L (TG) also functions as a gate electrode in the PLED transistor 101. The diode 701 is formed by stacking a semiconductor region p − on one semiconductor region n + in the n-channel MOS transistor 102. This diode 701 is coupled to data line DL (SG) by contact TCNT.

【0066】尚、図1やその他の図面に示されるPLE
Dトランジスタは、基本的には、図12に示される構成
を採用することができる。
The PLE shown in FIG. 1 and other drawings
The D transistor can basically adopt the configuration shown in FIG.

【0067】また、図10(C),(D)に示されるよ
うに、読み出し用のMOSトランジスタ102,103
をそれぞれ非対称構造のトランジスタとすることで、上
記ダイオード701を省略することもできる。すなわ
ち、図10(C)において、nチャネル型MOSトラン
ジスタ102のソース側しきい値及びドレイン側しきい
値をそれぞれVths,Vthdで示すとき、Vths
>Vthdの関係が成立する場合には、図7に示される
ようにダイオード701を設けた場合と同様にデータ線
DLからワード線WLに向かって流れる電流を阻止する
ことができる。また、図10(D)において、pチャネ
ル型MOSトランジスタ902のソース側しきい値及び
ドレイン側しきい値をそれぞれVths,Vthdで示
すとき、Vths<Vthdの関係が成立する場合に
は、図10(A)に示されるようにダイオード701を
設けた場合と同様にワード線WLからデータ線DLに向
かって流れる電流を阻止することができる。
As shown in FIGS. 10C and 10D, read MOS transistors 102 and 103
Are transistors having an asymmetric structure, the diode 701 can be omitted. That is, in FIG. 10C, when the source-side threshold value and the drain-side threshold value of the n-channel MOS transistor 102 are represented by Vths and Vthd, respectively, Vths
When the relationship of> Vthd is established, the current flowing from the data line DL to the word line WL can be blocked as in the case where the diode 701 is provided as shown in FIG. In FIG. 10D, when the source-side threshold value and the drain-side threshold value of the p-channel MOS transistor 902 are represented by Vths and Vthd, respectively, if the relationship of Vths <Vthd holds, As shown in (A), the current flowing from the word line WL to the data line DL can be blocked in the same manner as the case where the diode 701 is provided.

【0068】図13(A)〜(C)には、メモリセルM
C1の別の構成例が示される。
FIGS. 13A to 13C show memory cells M
Another configuration example of C1 is shown.

【0069】図13(A)〜(C)に示されるメモリセ
ルMC1では、書込み用のワード線WLWと読み出し用
のワード線WLRが別個に設けられ、さらに、記憶ノー
ドを形成するためのMOSトランジスタ102,902
と、読み出し用のMOSトランジスタ905,906と
が別個に設けられる。
In memory cell MC1 shown in FIGS. 13A to 13C, a word line WLW for writing and a word line WLR for reading are separately provided, and a MOS transistor for forming a storage node is provided. 102,902
And read MOS transistors 905 and 906 are separately provided.

【0070】すなわち、図13(A)に示されるメモリ
セルMC1は、書込み用のワード線WLWにpチャネル
型のPLEDトランジスタ901のゲート電極が結合さ
れ、このPLEDトランジスタ901とnチャネル型M
OSトランジスタ102との結合箇所に記憶ノードNが
形成される。このnチャネル型MOSトランジスタ10
2の一方の電極(ドレイン)には、電圧VDLが供給さ
れる。上記nチャネル型MOSトランジスタ102には
nチャネル型MOSトランジスタ905が直列接続され
る。このnチャネル型MOSトランジスタ905の他方
の電極(ソース)がデータ線DLに結合される。また、
nチャネル型MOSトランジスタ905のゲート電極は
読み出し用のワード線WLRに結合される。このように
MOSトランジスタ102,905が直列接続される場
合において当該MOSトランジスタ102,905はソ
ースフォロワとされる。データ線DL,DLBのプリチ
ャージレベルはローレベルとされる。
That is, in the memory cell MC1 shown in FIG. 13A, the gate electrode of the p-channel PLED transistor 901 is coupled to the write word line WLW, and the PLED transistor 901 and the n-channel M
A storage node N is formed at a position where the storage node N is connected to the OS transistor 102. This n-channel MOS transistor 10
The voltage VDL is supplied to one of the two electrodes (drain). An n-channel MOS transistor 905 is connected in series to the n-channel MOS transistor 102. The other electrode (source) of n-channel MOS transistor 905 is coupled to data line DL. Also,
The gate electrode of the n-channel MOS transistor 905 is coupled to a read word line WLR. When the MOS transistors 102 and 905 are connected in series as described above, the MOS transistors 102 and 905 serve as a source follower. The precharge level of the data lines DL and DLB is at a low level.

【0071】書込み用のワード線WLWが選択レベルに
され、PLEDトランジスタ901が導通されること
で、そのときのデータ線DLの電位に基づいて記憶ノー
ドNに情報書き込みを行うことができる。そして、書込
み用ワード線WLRが選択レベルにされた場合には、n
チャネル型MOSトランジスタ905が導通され、上記
記憶ノードNからの情報読み出しが可能とされる。例え
ば記憶ノードNに論理値“1”が書き込まれている場合
には、nチャネル型MOSトランジスタ102が導通さ
れるため、nチャネル型MOSトランジスタ905が導
通した際にデータ線DLがプルアップされることによっ
て、このデータ線DLの電位が上昇されるため、論理値
“1”のデータ読み出しが行われる。記憶ノードNに論
理値“0”が書き込まれている場合には、nチャネル型
MOSトランジスタ102が導通されないためデータ線
DLの電位は上昇されないため、論理値“0”の読み出
しが行われる。このようにメモリセルMC1の書き込み
論理値と、当該メモリセルMC1からの読み出し論理値
とが一致するため、通常のDRAMの場合と同様に、デ
ータ線DLの電位をそのまま利用してメモりセルMC1
への再書き込みを行うことができる。
When the write word line WLW is set to the selected level and the PLED transistor 901 is turned on, information can be written to the storage node N based on the potential of the data line DL at that time. When the write word line WLR is set to the selected level, n
The channel MOS transistor 905 is turned on, and information can be read from the storage node N. For example, when a logical value “1” is written to the storage node N, the n-channel MOS transistor 102 is turned on, and the data line DL is pulled up when the n-channel MOS transistor 905 is turned on. As a result, the potential of the data line DL is increased, so that data reading of the logical value “1” is performed. When the logical value “0” is written to the storage node N, the potential of the data line DL does not rise because the n-channel MOS transistor 102 is not turned on, so that the logical value “0” is read. Since the write logical value of the memory cell MC1 matches the logical value read from the memory cell MC1, the potential of the data line DL is used as it is in the same manner as in a normal DRAM.
Can be rewritten.

【0072】図13(B)に示されるメモリセルMC1
が、同図(A)に示されるのと相違するのは、ソースフ
ォロワとされるMOSトランジスタ902,906がp
チャネル型とされている点である。この場合、pチャネ
ル型MOSトランジスタ902の一方の電極(電源供給
用の端子)には低電位側電源電圧VSSが供給される。
データ線DLのプリチャージレベルはハイレベルとされ
る。
Memory cell MC1 shown in FIG.
However, what is different from that shown in FIG. 11A is that the MOS transistors 902 and 906 serving as the source followers are p-type transistors.
It is a channel type. In this case, one electrode (power supply terminal) of the p-channel MOS transistor 902 is supplied with the low-potential-side power supply voltage VSS.
The precharge level of the data line DL is set to a high level.

【0073】かかる構成において、記憶ノードに論理値
“1”が書き込まれている場合には、pチャネル型MO
Sトランジスタ902が非導通とされるため、データ線
DLのプリチャージレベル(ハイレベル)がセンスアン
プで増幅されることで論理値“1”の読み出しデータが
得られる。そして、記憶ノードに論理値“0”が書き込
まれている場合には、pチャネル型MOSトランジスタ
902が導通されることから、データ線DLはプルダウ
ンによりプリチャージレベル(ハイレベル)が低下さ
れ、それがセンスアンプで増幅されることにより論理値
“0”の読み出しデータが得られる。このようにメモリ
セルMC1の書き込み論理値と、当該メモリセルMC1
からの読み出し論理値とが一致するため、通常のDRA
Mの場合と同様に、データ線DLの電位をそのまま利用
してメモりセルMC1への再書き込みを行うことができ
る。
In this configuration, if a logical value "1" is written to the storage node, the p-channel type MO
Since the S transistor 902 is turned off, the precharge level (high level) of the data line DL is amplified by the sense amplifier, so that read data of the logical value “1” is obtained. When the logical value “0” is written in the storage node, the precharge level (high level) of the data line DL is lowered by pull-down because the p-channel MOS transistor 902 is turned on. Are amplified by the sense amplifier to obtain read data of a logical value “0”. As described above, the write logic value of the memory cell MC1 and the memory cell MC1
Since the logical value read from
As in the case of M, rewriting to the memory cell MC1 can be performed using the potential of the data line DL as it is.

【0074】図13(C)に示されるメモリセルMC1
が、同図(B)に示されるのと相違するのは、PLED
トランジスタ101がnチャネル型とされた点であり、
書き込み用のワード線WLWの選択レベルが同図(B)
の場合と異なるだけである。かかる構成においても、メ
モリセルMC1の書き込み論理値と、当該メモリセルM
C1からの読み出し論理値とが一致するため、通常のD
RAMの場合と同様に、データ線DLの電位をそのまま
利用してメモりセルMC1への再書き込みを行うことが
でき、DRAM互換性が満足される。
Memory cell MC1 shown in FIG.
However, what is different from that shown in FIG.
Transistor 101 is an n-channel transistor;
The selection level of the word line WLW for writing is shown in FIG.
The only difference is the case. Also in this configuration, the write logic value of the memory cell MC1 and the memory cell M1
Since the logical value read from C1 matches, the normal D
As in the case of the RAM, rewriting to the memory cell MC1 can be performed using the potential of the data line DL as it is, and DRAM compatibility is satisfied.

【0075】尚、上記の構成において、PLEDトラン
ジスタは通常のMOSトランジスタとすることができ
る。
In the above configuration, the PLED transistor can be a normal MOS transistor.

【0076】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるメモリ
LSIとしてのRAMに適用した場合について説明した
が、本発明はそれに限定されるものではなく、ひとつの
半導体チップに形成されたマイクロコンピュータなど各
種半導体集積回路に広く適用することができる。
In the above description, the case where the invention made by the present inventor is mainly applied to a RAM as a memory LSI, which is a field of application, has been described. However, the present invention is not limited to this. The present invention can be widely applied to various semiconductor integrated circuits such as a microcomputer formed on one semiconductor chip.

【0077】本発明は、少なくともデータ線やワード線
を含むことを条件に適用することができる。
The present invention can be applied on condition that at least a data line and a word line are included.

【0078】[0078]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
の通りである。
The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0079】すなわち、第2トランジスタはソースフォ
ロワとされているため、例えばデータ線が論理値“1”
とされてメモリセルに書き込まれた情報電圧を論理値
“1”としてデータ線に読み出すことができ、データ線
が論理値“0”とされてメモリセルに書き込まれた情報
電圧を論理値“0”としてデータ線に読み出すことがで
きる。このようにデータ線に読み出された論理が上記記
憶ノードへの書き込みの場合の論理値と一致するため、
そのままメモリセルへの再書き込みが可能となり、DR
AM互換性が満足される。
That is, since the second transistor is a source follower, for example, the data line has the logical value “1”.
And the information voltage written to the memory cell can be read out to the data line as the logical value "1". The data line is set to the logical value "0" and the information voltage written to the memory cell is changed to the logical value "0". "Can be read out to the data line. Since the logic read to the data line in this way matches the logic value in the case of writing to the storage node,
Rewriting to the memory cell becomes possible as it is, and DR
AM compatibility is satisfied.

【0080】また、上記プリチャージ回路によってデー
タ線がローレベルにプリチャージされる場合において、
第2トランジスタは、nチャネル型とされ、且つ、第1
トランジスタに結合されることで記憶ノードを形成する
ための第1電極と、上記データ線をプルアップ可能な電
圧が供給される第2電極と、上記情報電圧に基づく情報
出力を可能とする第3電極とを含むことから、例えばデ
ータ線が論理値“1”とされてメモリセルに書き込まれ
た情報電圧を論理値“1”としてデータ線に読み出すこ
とができ、データ線が論理値“0”とされてメモリセル
に書き込まれた情報電圧を論理値“0”としてデータ線
に読み出すことができる。このようにデータ線に読み出
された論理が上記記憶ノードへの書き込みの場合の論理
値と一致するため、そのままメモリセルへの再書き込み
が可能となり、DRAM互換性が満足される。
When the data line is precharged to a low level by the precharge circuit,
The second transistor is an n-channel type, and the first transistor
A first electrode coupled to the transistor to form a storage node; a second electrode supplied with a voltage capable of pulling up the data line; and a third electrode capable of outputting information based on the information voltage. Since the data line has the logic value "1", for example, the information voltage written in the memory cell can be read as the logic value "1" on the data line, and the data line can be read as the logic value "0". Thus, the information voltage written in the memory cell can be read out to the data line as a logical value “0”. Since the logic read to the data line matches the logic value in the case of writing to the storage node, rewriting to the memory cell can be performed as it is, and DRAM compatibility is satisfied.

【0081】そして、上記プリチャージ回路によってデ
ータ線がハイレベルにプリチャージされる場合におい
て、第2トランジスタは、pチャネル型とされ、且つ、
第1トランジスタに結合されることで記憶ノードを形成
するための第1電極と、上記データ線をプルダウン可能
な電圧が供給される第2電極と、上記情報電圧に基づく
情報出力を可能とする第3電極とを含むことから、例え
ばデータ線が論理値“1”とされてメモリセルに書き込
まれた情報電圧を論理値“1”としてデータ線に読み出
すことができ、データ線が論理値“0”とされてメモリ
セルに書き込まれた情報電圧を論理値“0”としてデー
タ線に読み出すことができる。このようにデータ線に読
み出された論理が上記記憶ノードへの書き込みの場合の
論理値と一致するため、そのままメモリセルへの再書き
込みが可能となり、DRAM互換性が満足される。
When the data line is precharged to a high level by the precharge circuit, the second transistor is of a p-channel type, and
A first electrode coupled to the first transistor to form a storage node, a second electrode supplied with a voltage capable of pulling down the data line, and a second electrode capable of outputting information based on the information voltage. Since the data line includes three electrodes, for example, the data line is set to the logical value “1”, and the information voltage written to the memory cell can be read to the data line as the logical value “1”. And the information voltage written to the memory cell as "0" can be read out to the data line. Since the logic read to the data line matches the logic value in the case of writing to the storage node, rewriting to the memory cell can be performed as it is, and DRAM compatibility is satisfied.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明にかかる半導体記憶装置におけるメモリ
セルの構成例回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a memory cell in a semiconductor memory device according to the present invention.

【図2】上記半導体記憶装置の全体的な構成例ブロック
図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an overall configuration example of the semiconductor memory device.

【図3】図1に示されるメモリセルを含むメモリセルア
レイ部及びその周辺の詳細な構成例回路図である。
3 is a detailed configuration example circuit diagram of a memory cell array section including the memory cell shown in FIG. 1 and its periphery.

【図4】図3に示される構成における主要部の動作タイ
ミング図である。
FIG. 4 is an operation timing chart of a main part in the configuration shown in FIG. 3;

【図5】図3に示される構成における主要部の動作タイ
ミング図である。
FIG. 5 is an operation timing chart of a main part in the configuration shown in FIG. 3;

【図6】上記メモリセルの別の構成例回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram illustrating another configuration example of the memory cell;

【図7】上記メモリセル及びその周辺部についての別の
構成例を示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing another configuration example of the memory cell and its peripheral part.

【図8】図7に示される構成における主要部の動作タイ
ミング図である。
8 is an operation timing chart of a main part in the configuration shown in FIG. 7;

【図9】図7に示される構成における主要部の動作タイ
ミング図である。
9 is an operation timing chart of a main part in the configuration shown in FIG. 7;

【図10】上記メモリセルの別の構成例回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram illustrating another configuration example of the memory cell.

【図11】図10に示されるメモリセルを含むメモリセ
ルアレイの平面図である。
11 is a plan view of a memory cell array including the memory cells shown in FIG.

【図12】図11における線分ABの切断断面図であ
る。
FIG. 12 is a sectional view taken along line AB in FIG. 11;

【図13】上記メモリセルの別の構成例回路図である。FIG. 13 is a circuit diagram illustrating another configuration example of the memory cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 Xアドレスラッチ及びXデコーダ 12 メモリセルアレイ 13 カラム系直接周辺回路 14 Y選択スイッチ回路 15 プリチャージ回路 16 入出力バッファ 19 制御部 20 Yアドレスラッチ及びYアドレスデコーダ 21 マルチプレクサ 22 ワードドライバ 132 センスアンプ 133 イコライズ回路 101,601,901 PLEDトランジスタ 200 RAM DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 X address latch and X decoder 12 Memory cell array 13 Column direct peripheral circuit 14 Y selection switch circuit 15 Precharge circuit 16 I / O buffer 19 Control unit 20 Y address latch and Y address decoder 21 Multiplexer 22 Word driver 132 Sense amplifier 133 Equalize Circuit 101, 601, 901 PLED transistor 200 RAM

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村中 雅也 東京都小平市上水本町5丁目22番1号 株 式会社日立超エル・エス・アイ・システム ズ内 Fターム(参考) 5F083 AD01 AD69 5M024 AA91 BB02 BB39 CC02 CC25 CC27 CC35 CC64 EE05 HH20 KK20 LL11 PP01 PP03 PP05 PP07  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Masaya Murana 5-22-1, Josuihoncho, Kodaira-shi, Tokyo F-term in Hitachi Super LSI Systems Co., Ltd. 5F083 AD01 AD69 5M024 AA91 BB02 BB39 CC02 CC25 CC27 CC35 CC64 EE05 HH20 KK20 LL11 PP01 PP03 PP05 PP07

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ワード線とデータ線とに結合された複数
のメモリセルを含む半導体記憶装置であって、 上記メモリセルは、上記ワード線の電圧レベルに応じて
導通される第1トランジスタと、 上記第1トランジスタを介して上記データ線から伝達さ
れた情報電圧を保持するとともにその情報電圧に基づく
情報出力を可能とする第2トランジスタと、を含み、 上記第2トランジスタはソースフォロワとされたことを
特徴とする半導体記憶装置。
1. A semiconductor memory device including a plurality of memory cells coupled to a word line and a data line, wherein the memory cell includes a first transistor that is turned on according to a voltage level of the word line; A second transistor for holding an information voltage transmitted from the data line via the first transistor and enabling information output based on the information voltage, wherein the second transistor is a source follower. A semiconductor memory device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 ワード線とデータ線とに結合された複数
のメモリセルを含む半導体記憶装置であって、 上記ワード線の電圧レベルに応じて導通される第1トラ
ンジスタと、 上記第1トランジスタを介して上記データ線から伝達さ
れた情報電圧を保持するとともにその情報電圧に基づく
情報出力を可能とする第2トランジスタと、 上記データ線をローレベルにプリチャージ可能なプリチ
ャージ回路と、を含み、 上記第2トランジスタは、nチャネル型とされ、且つ、
上記第1トランジスタに結合されることで記憶ノードを
形成するための第1電極と、 上記データ線をプルアップ可能な電圧が供給される第2
電極と、 上記情報電圧に基づく情報出力を可能とする第3電極
と、を含んで成ることを特徴とする半導体記憶装置。
2. A semiconductor memory device including a plurality of memory cells coupled to a word line and a data line, wherein the first transistor is turned on according to a voltage level of the word line; A second transistor that holds an information voltage transmitted from the data line via the data line and enables information output based on the information voltage, and a precharge circuit that can precharge the data line to a low level; The second transistor is an n-channel type, and
A first electrode coupled to the first transistor to form a storage node; and a second electrode supplied with a voltage capable of pulling up the data line.
A semiconductor memory device comprising: an electrode; and a third electrode capable of outputting information based on the information voltage.
【請求項3】 ワード線とデータ線とに結合された複数
のメモリセルを含む半導体記憶装置であって、 上記ワード線の電圧レベルに応じて導通される第1トラ
ンジスタと、 上記第1トランジスタを介して上記データ線から伝達さ
れた情報電圧を保持するとともにその情報電圧に基づく
情報出力を可能とする第2トランジスタと、 上記データ線をハイレベルにプリチャージ可能なプリチ
ャージ回路と、を含み、 上記第2トランジスタは、pチャネル型とされ、且つ、
上記第1トランジスタに結合されることで記憶ノードを
形成するための第1電極と、 上記データ線をプルダウン可能な電圧が供給される第2
電極と、 上記情報電圧に基づく情報出力を可能とする第3電極
と、を含んで成ることを特徴とする半導体記憶装置。
3. A semiconductor memory device including a plurality of memory cells coupled to a word line and a data line, wherein the first transistor is turned on in accordance with a voltage level of the word line; A second transistor that holds an information voltage transmitted from the data line via the data line and enables information output based on the information voltage, and a precharge circuit that can precharge the data line to a high level; The second transistor is a p-channel type, and
A first electrode coupled to the first transistor to form a storage node; and a second electrode supplied with a voltage capable of pulling down the data line.
A semiconductor memory device comprising: an electrode; and a third electrode capable of outputting information based on the information voltage.
【請求項4】 上記第1トランジスタは、上記第2トラ
ンジスタ上に積層された真性半導体領域を含んで成るP
LEDトランジスタとされた請求項1乃至3の何れか1
項記載の半導体記憶装置。
4. The P-type semiconductor device according to claim 1, wherein the first transistor includes an intrinsic semiconductor region stacked on the second transistor.
4. An LED transistor according to claim 1, wherein the LED transistor is an LED transistor.
13. The semiconductor memory device according to claim 1.
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