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JP2010157297A - Arrangement of half-select-prevention cell of semiconductor memory - Google Patents

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JP2010157297A
JP2010157297A JP2009000012A JP2009000012A JP2010157297A JP 2010157297 A JP2010157297 A JP 2010157297A JP 2009000012 A JP2009000012 A JP 2009000012A JP 2009000012 A JP2009000012 A JP 2009000012A JP 2010157297 A JP2010157297 A JP 2010157297A
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  • Static Random-Access Memory (AREA)

Abstract

【課題】アプリケーションやメモリ状況に応じてメモリセルのビット信頼性を動的に変化させることができ、動作の安定性を確保して低消費電力化および高信頼性化を実現できる半導体メモリにおいて、高信頼モードの書込み動作時に懸念される、ハーフセレクト状態のメモリセルペアにおけるデータ破壊を防止するセル配置を提供する。
【解決手段】1ビットが2個のメモリセルを連結して構成されるメモリセルペアを2次元アレイ状に並べたメモリセルアレイにおいて、奇数列と偶数列で前記メモリセルペアが1個分のメモリセルだけずらされるようにレイアウト配置され、同行においてワードラインが2本設けられ、同列においてビットラインが2組設けられ、8列までのメモリセルペアに対して、ワードラインの組合せで4種類、奇数列および偶数列で2種類の選択自由度を提供し、書込み選択されたメモリセルペアのみ、ワードラインが2本立ち上げる。
【選択図】図9
In a semiconductor memory capable of dynamically changing the bit reliability of a memory cell according to an application and a memory condition, ensuring operation stability and realizing low power consumption and high reliability, Provided is a cell arrangement for preventing data destruction in a memory cell pair in a half-selected state, which is a concern during a write operation in a high reliability mode.
In a memory cell array in which memory cell pairs each formed by connecting two memory cells in one bit are arranged in a two-dimensional array, a memory corresponding to one memory cell pair in odd and even columns The layout is arranged so as to be shifted by the cells, two word lines are provided in the same row, two bit lines are provided in the same column, and four types of word line combinations are provided for up to eight memory cell pairs. Two kinds of freedom of selection are provided in the columns and even columns, and only two word lines are set up only in the memory cell pair selected for writing.
[Selection] Figure 9

Description

本発明は、半導体メモリのハーフセレクト防止のためのセル配置に関する技術である。   The present invention relates to a cell arrangement for preventing half-selection of a semiconductor memory.

近年のSRAM(Static Random Access Memory)やDRAM(Dynamic Random Access Memory)等のメモリは、SoCに搭載されるCMOSプロセス技術が進展し、集積回路の加工寸法(スケーリングサイズ)が縮小され、より高いチップ密度と低いチップコストが実現され、メモリ容量が増大している。このようなスケーリングサイズの縮小は、SRAM等のメモリセルを構成するトランジスタのしきい値電圧のばらつきを拡大し、メモリセルにおける読み出しや書き込みのノイズマージンを低下させ、メモリセル動作を不安定性化し、ビット誤り率(BER;Bit Error Rate)を増大させている。   In recent years, memories such as SRAM (Static Random Access Memory) and DRAM (Dynamic Random Access Memory) have progressed with CMOS process technology mounted on SoC, and the processing dimensions (scaling size) of integrated circuits have been reduced, and higher chips. Density and low chip cost are realized and memory capacity is increasing. Such reduction of the scaling size expands the variation in threshold voltage of the transistors constituting the memory cell such as SRAM, reduces the noise margin of reading and writing in the memory cell, destabilizes the memory cell operation, The bit error rate (BER) is increased.

上記状況に鑑みて、既に、発明者らは、アプリケーションやメモリ状況に応じてメモリセルのビット信頼性を動的に変化させることができ、動作の安定性を確保して低消費電力化および高信頼性化を実現できるメモリを提供することを目的として、1ビットが1個のメモリセルで構成されるモード(1ビット/1セルモード)と、1ビットがn(nは2以上)個のメモリセルを連結して構成されるモード(1ビット/nセルモード)とを動的に切り替えることができ、前記1ビット/nセルモードに切り替えることにより、1ビットの動作安定性の増大および読出し動作のセル電流の増大(読出し動作の高速化)を行い、またビットエラーの自己修復が行える新規な半導体メモリを提案している(特許文献1)。   In view of the above situation, the inventors have already been able to dynamically change the bit reliability of the memory cell according to the application and the memory situation, ensuring the stability of the operation, reducing the power consumption and increasing the power. For the purpose of providing a memory capable of realizing reliability, a mode in which 1 bit is composed of one memory cell (1 bit / 1 cell mode) and n bits (n is 2 or more) A mode (1 bit / n cell mode) configured by connecting memory cells can be dynamically switched. By switching to the 1 bit / n cell mode, the operation stability of 1 bit is increased and reading is performed. A novel semiconductor memory has been proposed in which the cell current of the operation is increased (the read operation is speeded up) and the bit error can be self-corrected (Patent Document 1).

かかる提案の半導体メモリの一実施例は、図1に示すように、各々の出力がメモリセルの列に対応して配置される一対のビットラインの各々に至る経路に接続されるクロスカップル接続された一対のインバータと、ビットラインとインバータの出力との間に設けられた一対のスイッチ部と、スイッチ部の導通が制御し得る1本のワードラインとから構成されるメモリセルにおいて、隣接する2つのメモリセルのデータ保持ノード間に、1対のP型MOSトランジスタと、該P型MOSトランジスタが導通するように制御し得る1本の制御ラインを追加した構成とされる。   One embodiment of such a proposed semiconductor memory is cross-coupled as shown in FIG. 1, in which each output is connected to a path leading to each of a pair of bit lines arranged corresponding to a column of memory cells. In a memory cell comprising a pair of inverters, a pair of switch portions provided between the bit line and the output of the inverter, and one word line whose conduction can be controlled, two adjacent A pair of P-type MOS transistors and one control line that can be controlled so that the P-type MOS transistors are made conductive are added between data holding nodes of two memory cells.

ここで、図1のメモリセルの回路動作を簡単に説明する。図1に示すメモリセル(MC01)は、電源電位VDDおよび接地電位の間に直列に接続されるP型MOSトランジスタ(M00)およびN型MOSトランジスタ(M02)と、電源電位VDDおよび接地電位の間に直列に接続されるP型MOSトランジスタ(M01)およびN型MOSトランジスタ(M03)とからなるラッチ回路を構成している。メモリセル(MC10)も同様である。   Here, the circuit operation of the memory cell of FIG. 1 will be briefly described. The memory cell (MC01) shown in FIG. 1 includes a P-type MOS transistor (M00) and an N-type MOS transistor (M02) connected in series between the power supply potential VDD and the ground potential, and between the power supply potential VDD and the ground potential. A latch circuit including a P-type MOS transistor (M01) and an N-type MOS transistor (M03) connected in series to each other is formed. The same applies to the memory cell (MC10).

メモリセル(MC01)では、P型MOSトランジスタ(M00)およびN型MOSトランジスタ(M02)のゲート端子は、共にP型MOSトランジスタ(M01)およびN型MOSトランジスタ(M03)のノード(N01)に接続されている。また、P型MOSトランジスタ(M01)およびN型MOSトランジスタ(M03)のゲート端子は、共にP型MOSトランジスタ(M00)およびN型MOSトランジスタ(M02)のノード(N00)に接続されている。このようにM00〜M03のトランジスタはクロスカップル接続されているため、P型MOSトランジスタ(M00,M01)は負荷トランジスタとして動作し、N型MOSトランジスタ(M02,M03)は駆動トランジスタとして動作する。メモリセル(MC10)も同様である。   In the memory cell (MC01), the gate terminals of the P-type MOS transistor (M00) and the N-type MOS transistor (M02) are both connected to the node (N01) of the P-type MOS transistor (M01) and the N-type MOS transistor (M03). Has been. The gate terminals of the P-type MOS transistor (M01) and the N-type MOS transistor (M03) are both connected to the node (N00) of the P-type MOS transistor (M00) and the N-type MOS transistor (M02). Since the transistors M00 to M03 are thus cross-coupled, the P-type MOS transistors (M00, M01) operate as load transistors, and the N-type MOS transistors (M02, M03) operate as drive transistors. The same applies to the memory cell (MC10).

またメモリセル(MC01)は、相補なビットライン(BL,/BL)と、ノード(N00,N01)との間にそれぞれ接続されたN型MOSトランジスタ(M04、M05)のスイッチ部を備える。N型MOSトランジスタ(M04,M05)のゲート端子は、共に共通のワードライン(WL)に接続されており、N型MOSトランジスタ(M04,M05)のゲート電位はワードライン(WL)により制御される。
すわなち、メモリセル(MC01)においては、P型MOSトランジスタ(M00,M01)を負荷トランジスタとし、N型MOSトランジスタ(M02,M03)を駆動トランジスタし、N型MOSトランジスタ(M04,M05)をスイッチ部として動作するのである。メモリセル(MC10)も同様である。
The memory cell (MC01) includes a switch portion of N-type MOS transistors (M04, M05) connected between the complementary bit lines (BL, / BL) and the nodes (N00, N01). The gate terminals of the N-type MOS transistors (M04, M05) are both connected to a common word line (WL), and the gate potential of the N-type MOS transistors (M04, M05) is controlled by the word line (WL). .
That is, in the memory cell (MC01), the P-type MOS transistors (M00, M01) are used as load transistors, the N-type MOS transistors (M02, M03) are driven transistors, and the N-type MOS transistors (M04, M05) are used. It operates as a switch unit. The same applies to the memory cell (MC10).

そして、メモリセル(MC01,MC10)のデータ保持ノード間(N00とN10の間、N01とN11の間)に、1対のP型MOSトランジスタ(M20、M21)と、該P型MOSトランジスタ(M20、M21)が導通するように制御し得る1本の制御ライン(/CTRL)が追加されている。   A pair of P-type MOS transistors (M20, M21) and the P-type MOS transistor (M20) are arranged between the data holding nodes (between N00 and N10, between N01 and N11) of the memory cell (MC01, MC10). , M21) is added with one control line (/ CTRL) that can be controlled to conduct.

以上のような回路構成のメモリセルでは、制御ライン(/CTRL)がローレベル”L”の時に、追加された一対のP型MOSトランジスタ(M20、M21)が作動し、データ保持ノード間(N00とN10の間、N01とN11の間)が直接つながることになり、読出し/書き込み動作時のメモリセルのばらつきを補正することができる。
また、制御ライン(/CTRL)がローレベル”L”で、1つのワードライン(WL)が立ち上がると(WL[0]=”H”,WL[1]=”L”)、読出し安定性が増大する。また、2つのワードライン(WL)が立ち上がると(WL[0]=”H”,WL[1]=”H”)、セル電流が改善されるため高速動作が可能となり、また書き込み安定性も増大する。
In the memory cell having the circuit configuration as described above, when the control line (/ CTRL) is at the low level “L”, the pair of added P-type MOS transistors (M20, M21) operate, and between the data holding nodes (N00) And N10, and between N01 and N11) are directly connected, so that variations in memory cells during read / write operations can be corrected.
When the control line (/ CTRL) is at the low level “L” and one word line (WL) rises (WL [0] = “H”, WL [1] = “L”), the read stability is improved. Increase. In addition, when two word lines (WL) rise (WL [0] = “H”, WL [1] = “H”), the cell current is improved so that high-speed operation is possible and write stability is also improved. Increase.

上述したように、高い読み出し安定性や書き込み安定性を有する提案中の半導体メモリにおいては、高信頼モードの読出し動作方法と書込み動作方法が異なることとなる。すなわち、高信頼モードの読出し動作の場合、追加された一対のP型MOSトランジスタ(M20、M21)はオン状態、ワードラインを1本だけ立ち上げて保持データを読出すことになる(図2(1)を参照)。また、高信頼モードの書込み動作の場合、追加された一対のP型MOSトランジスタ(M20、M21)はオン状態、ワードラインを2本とも立ち上げてデータの書込みを行うことになる(図2(2)を参照)。   As described above, in the proposed semiconductor memory having high read stability and write stability, the read operation method and the write operation method in the high reliability mode are different. That is, in the high-reliability mode read operation, the added pair of P-type MOS transistors (M20, M21) are in the on state, and only one word line is raised to read the held data (FIG. 2 ( See 1)). In addition, in the high-reliability mode write operation, the added pair of P-type MOS transistors (M20, M21) is in an on state, and both word lines are raised to write data (FIG. 2 ( See 2)).

このように、提案中の半導体メモリでは、高信頼モードの読出し動作方法と書込み動作方法が異なるため、従来のようなセル配置では、書込み動作時において、書込みを行う必要のないメモリセルまで、ワードラインが2本立ち上がってしまうため、データが破壊される危険があるといったハーフセレクト問題がある(非特許文献1を参照)。   As described above, since the proposed semiconductor memory has a different read operation method and write operation method in the high-reliability mode, the conventional cell arrangement has a memory cell that does not need to be written during the write operation. There is a half-select problem in which there is a risk of data destruction because two lines rise (see Non-Patent Document 1).

図3に、提案中の半導体メモリの場合に生じる、高信頼モードの書込み動作時にハーフセレクト問題が発生する従来のセル配置を示す。図3に示すように、縦に2段、横に3列の6個のメモリセルペア(MC1〜MC6)が存在する場合において、例えば、MC5のメモリセルに対する書込み動作時に、ワードライン2本(WL[3],WL[3])が立ち上がるため、書込みを行う必要のないメモリセル(MC4とMC6)まで、ワードラインが2本(WL[3],WL[3])立ち上がってしまうことになり、ハーフセレクト状態となり、データが破壊される危険がある。   FIG. 3 shows a conventional cell arrangement in which a half-select problem occurs during a high-reliability mode write operation that occurs in the proposed semiconductor memory. As shown in FIG. 3, in the case where there are six memory cell pairs (MC1 to MC6) in two columns vertically and three columns horizontally, for example, in the write operation to the memory cell of MC5, two word lines ( WL [3], WL [3]) rises, and two word lines (WL [3], WL [3]) rise to memory cells (MC4 and MC6) that do not need to be written. Therefore, there is a risk that the data will be destroyed due to the half-select state.

ここで、従来のハーフセレクト回避方法を説明する前に、2種類のセル配置の方法について説明する。図4は、8bitのデータを8つのアドレス(A〜H)に保持していると仮定した場合のアドレスとデータの構成を示している。このアドレスとデータの構成を前提にして、提案中の半導体メモリにおいて、アドレスA〜Hを同じ行に並べる場合には、2つの並べ方が存在することになる。   Here, before describing the conventional half-select avoidance method, two types of cell arrangement methods will be described. FIG. 4 shows an address and data configuration when it is assumed that 8-bit data is held at eight addresses (A to H). If the addresses A to H are arranged in the same row in the proposed semiconductor memory on the premise of the address and data configuration, there are two arrangements.

1つ目の方法は、図5(1)に示すように、アドレスごとに分けて並べる方法である。アドレスごとに分けて並べる方法では、横方向に隣接する2ビットにソフトエラーが生じた場合(マルチビットエラー)、同一アドレス内に2bitのエラーが発生することになるので、ECC(Error Check and Correct)ではエラーを救済することができないといった問題がある。   The first method is a method of arranging each address separately as shown in FIG. In the method of arranging each address separately, if a soft error occurs in two adjacent bits in the horizontal direction (multi-bit error), a 2-bit error occurs in the same address, so ECC (Error Check and Correct) ) Has a problem that the error cannot be remedied.

2つ目の方法は、図5(2)に示すように、ビットごとに分けて並べる方法である。このアドレスごとに分けて並べる方法では、横方向に隣接する2ビットにソフトエラーが生じた場合でも、アドレスごとに分けて並べる方法と異なり、同一アドレス内に1ビットのエラーしか発生しないことになるので、ECCによりソフトエラーを救済することができる。   The second method is a method in which each bit is arranged separately as shown in FIG. In this method of sorting and arranging for each address, even when a soft error occurs in two adjacent bits in the horizontal direction, unlike the method of arranging and sorting for each address, only a 1-bit error occurs in the same address. Therefore, soft errors can be remedied by ECC.

かかる2種類のセル配置の方法がある中で、従来のハーフセレクト回避方法について説明する。従来のハーフセレクト回避方法の1つは、分割ワードライン構造を用いることである。分割ワードライン構造とは、図6に示すように、選択された行アドレス(WL[0],WL[1])と選択された列アドレスのANDをとることにより、選択されたアドレスのワードラインのみが立ち上がるような構造である。図6に示す場合、例えば、アドレスBに対応する列アドレス(CLB)が選択されており、アドレスBの8Bitのデータ(0〜7)にアクセスしている。しかしながら、分割ワードライン構造を用いる場合は、メモリセルのアレイ内にAND回路を配置する必要があるため、面積オーバヘッドが発生するといったデメリットが生じる。また、分割ワードライン構造を用いる場合は、図5(1)に示したアドレスごとに分けて並べる方法のセル配置構造をとる必要があるため、ソフトエラーに弱いといったデメリットもある。   Among the two types of cell arrangement methods, a conventional half-select avoidance method will be described. One conventional half-select avoidance method is to use a divided word line structure. As shown in FIG. 6, the divided word line structure is a word line of a selected address by ANDing selected row addresses (WL [0], WL [1]) and selected column addresses. It is a structure that only stands up. In the case illustrated in FIG. 6, for example, the column address (CLB) corresponding to the address B is selected, and the 8-bit data (0 to 7) of the address B is accessed. However, when the divided word line structure is used, it is necessary to arrange an AND circuit in the array of memory cells, which causes a demerit that an area overhead occurs. In addition, when the divided word line structure is used, since it is necessary to adopt the cell arrangement structure of the method of arranging for each address shown in FIG. 5A, there is a demerit that it is vulnerable to soft errors.

また、従来のハーフセレクト回避の他の方法は、ライトバックを用いることである。ここで、提案中の半導体メモリのライトバックの手順は、先ず、図7(1)に示すように、ワードラインを1本だけ立ち上げ、高信頼モードの読出しを行い、読出したデータをフリップフロップ(FF)に保持する。
次に、ワードラインを2本立ち上げ、高信頼モードの書込みを行うのである。図7(2)に示すように、アクセスされている列のメモリセルでは、入力データ(DI)の書込みを行う。一方、ハーフセレクト状態のメモリセル(アクセスされていない列のメモリセル)では、フリップフロップ(FF)に保持されたデータの書込みを行い、ハーフセレクト問題を回避するのである。
Another method for avoiding conventional half-selection is to use write back. Here, the proposed semiconductor memory write-back procedure is as follows. First, as shown in FIG. 7 (1), only one word line is set up, high-reliability mode reading is performed, and the read data is flip-flopped. (FF).
Next, two word lines are started up and writing in the high reliability mode is performed. As shown in FIG. 7B, the input data (DI) is written in the memory cell in the column being accessed. On the other hand, in the memory cell in the half-selected state (the memory cell in the column not accessed), the data held in the flip-flop (FF) is written to avoid the half-select problem.

しかし、上記のライトバックを用いる場合、最初に高信頼モードの読出しを行う必要があるため、速度オーバヘッドが生じるといった問題がある。   However, when the above write back is used, there is a problem that a speed overhead occurs because it is necessary to read in the high reliability mode first.

特願2008−000357号Japanese Patent Application No. 2008-000357

H. Yamauchi, T. Suzuki, and Y. Yamagami, “A 1R/1W SRAMCell Design to Keep Cell Current and Area Saving against SimultaneousRead/Write Disturbed Accesses,” IEICE Trans. Electronics, vol.E90-C, no. 4, pp. 749-757, April 2007.H. Yamauchi, T. Suzuki, and Y. Yamagami, “A 1R / 1W SRAM Cell Design to Keep Cell Current and Area Saving against SimultaneousRead / Write Disturbed Accesses,” IEICE Trans. Electronics, vol.E90-C, no. 4, pp. 749-757, April 2007.

上述したように、提案中の半導体メモリでは、高信頼モードの読出し動作方法と書込み動作方法が異なるため、従来のようなセル配置では、書込み動作時において、書込みを行う必要のないメモリセルまで、ワードラインが2本立ち上がってしまうため、データが破壊される危険がある。提案中の半導体メモリを使用する場合、このようなハーフセレクト問題を回避・防止するセル配置技術が必要とされる。   As described above, in the proposed semiconductor memory, since the read operation method and the write operation method in the high-reliability mode are different, in the conventional cell arrangement, until the memory cell that does not need to be written in the write operation, Since there are two word lines standing up, there is a risk of data corruption. When using the proposed semiconductor memory, a cell placement technique that avoids and prevents such a half-select problem is required.

本発明は、上述したアプリケーションやメモリ状況に応じてメモリセルのビット信頼性QoB(Quality of Bit)を動的に変化させることができ、動作の安定性を確保して低消費電力化および高信頼性化を実現できる半導体メモリにおいて、高信頼モードの書込み動作時に懸念される、ハーフセレクト状態のメモリセルペアにおけるデータ破壊(ハーフセレクト問題)を防止するセル配置技術を提供することを目的とする。   According to the present invention, the bit reliability QoB (Quality of Bit) of a memory cell can be dynamically changed according to the above-described application and memory conditions, and the operation stability is ensured to reduce power consumption and high reliability. An object of the present invention is to provide a cell placement technique for preventing data destruction (half-select problem) in a memory cell pair in a half-selected state, which is a concern during a high-reliability mode write operation in a semiconductor memory that can be realized.

上記目的を達成するため、本発明の第1の観点の半導体メモリのセル配置は、1ビットが2個のメモリセルを連結して構成されるメモリセルペアを2次元アレイ状に並べたメモリセルアレイにおいて、
・奇数列と偶数列で前記メモリセルペアが1個分のメモリセルだけずらされるようにレイアウト配置され、
・同行においてワードラインが2本(WLA,WLB)設けられ、
・同列においてビットラインが2組(BLA,/BLA,BLB,/BLB)設けられ、
8列(4×2)までのメモリセルペアに対して、ワードラインの組合せで4種類、奇数列および偶数列で2種類の選択自由度を提供し、書込み選択されたメモリセルペアのみ、ワードラインが2本立ち上がることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the cell arrangement of the semiconductor memory according to the first aspect of the present invention is a memory cell array in which memory cell pairs each formed by connecting two memory cells in one bit are arranged in a two-dimensional array. In
The layout is arranged so that the memory cell pair is shifted by one memory cell in the odd and even columns,
・ Two word lines (WLA, WLB) are provided in the same line,
・ Two bit lines (BLA, / BLA, BLB, / BLB) are provided in the same column,
For memory cell pairs of up to 8 columns (4 × 2), 4 types of word line combinations and 2 types of freedom of selection in odd and even columns are provided. Only memory cell pairs selected for writing are provided with word It is characterized by two lines rising up.

上記構成によれば、上述した提案中の半導体メモリにおいて、書込み動作時にセレクトされたメモリセルペア(書込み対象のメモリセルペア)はワードラインが2本とも立ち上がることになるが、ハーフセレクト状態の同行乃至は隣接する行のメモリセルペアにおいてはワードラインが1本のみ立ち上がることになる。すなわち、提案中の半導体メモリにおいて、高信頼モードの書込み動作時に懸念される、ハーフセレクト状態のメモリセルペアにおけるデータ破壊(ハーフセレクト問題)を防止することが可能となる。
また、書込みが行われない列において、2つのメモリセルペアがハーフセレクト状態となる場合に、ビットラインを2組用意していることから、異なるビットライン上のメモリセルペアがアクセスされることになる。
さらに、ワードラインのマッピング方法において、ワードラインの組合せで4種類、奇数列および偶数列で2種類の選択方法があることから、8列×1ワードの語長(bit/ward)までハーフセレクト問題を回避することができることになる。
According to the above configuration, in the proposed semiconductor memory, the memory cell pair selected at the time of the write operation (the memory cell pair to be written) rises in two word lines, but the half-selected state is the same. Or, only one word line rises in the memory cell pair in the adjacent row. That is, in the proposed semiconductor memory, it is possible to prevent data destruction (half-select problem) in the memory cell pair in the half-selected state, which is a concern during the write operation in the high reliability mode.
In addition, when two memory cell pairs are in a half-selected state in a column where writing is not performed, two bit lines are prepared, so that memory cell pairs on different bit lines are accessed. Become.
Furthermore, in the word line mapping method, there are four types of word line combinations and two types of selection methods for odd columns and even columns, so the half-select problem up to a word length (bit / ward) of 8 columns × 1 word. Can be avoided.

また、本発明の第2の観点の半導体メモリのセル配置は、1ビットが2個のメモリセルを連結して構成されるメモリセルペアを2次元アレイ状に並べたメモリセルアレイにおいて、
・奇数列と偶数列で前記メモリセルペアが1個分のメモリセルだけずらされるようにレイアウト配置され、
・同行においてワードラインが3本(WLA,WLB,WLC)設けられ、
・同列においてビットラインが2組(BLA,/BLA,BLB,/BLB)設けられ、
18列(9×2)までのメモリセルペアに対して、ワードラインの組合せで9種類、奇数列および偶数列で2種類の選択自由度を提供し、書込み選択されたメモリセルペアのみ、ワードラインが2本立ち上がることを特徴とする。
The cell arrangement of the semiconductor memory according to the second aspect of the present invention is a memory cell array in which memory cell pairs each formed by connecting two memory cells in one bit are arranged in a two-dimensional array.
The layout is arranged so that the memory cell pair is shifted by one memory cell in the odd and even columns,
-Three word lines (WLA, WLB, WLC) are provided in the same line,
・ Two bit lines (BLA, / BLA, BLB, / BLB) are provided in the same column,
For memory cell pairs of up to 18 columns (9 × 2), 9 types of word line combinations and 2 types of freedom of selection in odd and even columns are provided. Only memory cell pairs selected for writing are provided with word It is characterized by two lines rising up.

上記構成によれば、上述した提案中の半導体メモリにおいて、書込み動作時にセレクトされたメモリセルペア(書込み対象のメモリセルペア)はワードラインが2本とも立ち上がることになるが、ハーフセレクト状態の同行乃至は隣接する行のメモリセルペアにおいてはワードラインが1本のみ立ち上がることになる。すなわち、提案中の半導体メモリにおいて、高信頼モードの書込み動作時に懸念される、ハーフセレクト状態のメモリセルペアにおけるデータ破壊(ハーフセレクト問題)を防止することが可能となる。
また、書込みが行われない列において、2つのメモリセルペアがハーフセレクト状態となる場合に、ビットラインを2組用意していることから、異なるビットライン上のメモリセルペアがアクセスされることになる。
さらに、ワードラインのマッピング方法において、ワードラインの組合せで9種類、奇数列および偶数列で2種類の選択方法があることから、18列×1ワードの語長(bit/ward)までハーフセレクト問題を回避することができることになる。
According to the above configuration, in the proposed semiconductor memory, the memory cell pair selected at the time of the write operation (the memory cell pair to be written) rises in two word lines, but the half-selected state is the same. Or, only one word line rises in the memory cell pair in the adjacent row. That is, in the proposed semiconductor memory, it is possible to prevent data destruction (half-select problem) in the memory cell pair in the half-selected state, which is a concern during the write operation in the high reliability mode.
In addition, when two memory cell pairs are in a half-selected state in a column where writing is not performed, two bit lines are prepared, so that memory cell pairs on different bit lines are accessed. Become.
Furthermore, in the word line mapping method, there are nine types of word line combinations and two types of selection methods for odd columns and even columns, so the half-select problem up to a word length (bit / ward) of 18 columns × 1 word. Can be avoided.

また、本発明の第3の観点の半導体メモリのセル配置は、1ビットが2個のメモリセルを連結して構成されるメモリセルペアを2次元アレイ状に並べたメモリセルアレイにおいて、
・奇数列と偶数列で前記メモリセルペアが1個分のメモリセルだけずらされるようにレイアウト配置され、
・同行においてワードラインが4本(WLA,WLB,WLC,WLD)設けられ、
・同列においてビットラインが2組(BLA,/BLA,BLB,/BLB)設けられ、
32列(16×2)までのメモリセルペアに対して、ワードラインの組合せで16種類、奇数列および偶数列で2種類の選択自由度を提供し、書込み選択されたメモリセルペアのみ、ワードラインが2本立ち上がることを特徴とする。
The cell arrangement of the semiconductor memory according to the third aspect of the present invention is a memory cell array in which memory cell pairs configured by connecting two memory cells in one bit are arranged in a two-dimensional array.
The layout is arranged so that the memory cell pair is shifted by one memory cell in the odd and even columns,
-Four word lines (WLA, WLB, WLC, WLD) are provided in the same line,
・ Two bit lines (BLA, / BLA, BLB, / BLB) are provided in the same column,
Provides 16 types of word line combinations for memory cell pairs up to 32 columns (16 × 2), and 2 types of freedom for selection in odd and even columns. It is characterized by two lines rising up.

上記構成によれば、上述した提案中の半導体メモリにおいて、書込み動作時にセレクトされたメモリセルペア(書込み対象のメモリセルペア)はワードラインが2本とも立ち上がることになるが、ハーフセレクト状態の同行乃至は隣接する行のメモリセルペアにおいてはワードラインが1本のみ立ち上がることになる。すなわち、提案中の半導体メモリにおいて、高信頼モードの書込み動作時に懸念される、ハーフセレクト状態のメモリセルペアにおけるデータ破壊(ハーフセレクト問題)を防止することが可能となる。
また、書込みが行われない列において、2つのメモリセルペアがハーフセレクト状態となる場合に、ビットラインを2組用意していることから、異なるビットライン上のメモリセルペアがアクセスされることになる。
さらに、ワードラインのマッピング方法において、ワードラインの組合せで16種類、奇数列および偶数列で2種類の選択方法があることから、32列×1ワードの語長(bit/ward)までハーフセレクト問題を回避することができることになる。
According to the above configuration, in the proposed semiconductor memory, the memory cell pair selected at the time of the write operation (the memory cell pair to be written) rises in two word lines, but the half-selected state is the same. Or, only one word line rises in the memory cell pair in the adjacent row. That is, in the proposed semiconductor memory, it is possible to prevent data destruction (half-select problem) in the memory cell pair in the half-selected state, which is a concern during the write operation in the high reliability mode.
In addition, when two memory cell pairs are in a half-selected state in a column where writing is not performed, two bit lines are prepared, so that memory cell pairs on different bit lines are accessed. Become.
Furthermore, in the word line mapping method, there are 16 types of word line combinations and 2 types of selection methods for odd columns and even columns, so the half-select problem up to word length (bit / ward) of 32 columns × 1 word Can be avoided.

また、本発明の第4の観点の半導体メモリのセル配置は、1ビットが2個のメモリセルを連結して構成されるメモリセルペアを2次元アレイ状に並べたメモリセルアレイにおいて、
・奇数列と偶数列で前記メモリセルペアが1個分のメモリセルだけずらされるようにレイアウト配置され、
・同行においてワードラインがN本(Nは5以上の自然数)設けられ、
・同列においてビットラインが2組(BLA,/BLA,BLB,/BLB)設けられ、
2N列(N×2)までのメモリセルペアに対して、ワードラインの組合せでN種類、奇数列および偶数列で2種類の選択自由度を提供し、書込み選択されたメモリセルペアのみ、ワードラインが2本立ち上がることを特徴とする。
The cell arrangement of the semiconductor memory according to the fourth aspect of the present invention is a memory cell array in which memory cell pairs each formed by connecting two memory cells in one bit are arranged in a two-dimensional array.
The layout is arranged so that the memory cell pair is shifted by one memory cell in the odd and even columns,
・ There are N word lines (N is a natural number of 5 or more)
・ Two bit lines (BLA, / BLA, BLB, / BLB) are provided in the same column,
The memory cell pairs 2N to column (N × 2), a combination of the word line N 2 types, provides two selection freedom in odd and even columns, only the memory cell pairs which are write select, Two word lines stand up.

上記構成によれば、上述した提案中の半導体メモリにおいて、書込み動作時にセレクトされたメモリセルペア(書込み対象のメモリセルペア)はワードラインが2本とも立ち上がることになるが、ハーフセレクト状態の同行乃至は隣接する行のメモリセルペアにおいてはワードラインが1本のみ立ち上がることになる。すなわち、提案中の半導体メモリにおいて、高信頼モードの書込み動作時に懸念される、ハーフセレクト状態のメモリセルペアにおけるデータ破壊(ハーフセレクト問題)を防止することが可能となる。
また、書込みが行われない列において、2つのメモリセルペアがハーフセレクト状態となる場合に、ビットラインを2組用意していることから、異なるビットライン上のメモリセルペアがアクセスされることになる。
さらに、ワードラインのマッピング方法において、ワードラインの組合せでN種類(Nは5以上の自然数)、奇数列および偶数列で2種類の選択方法があることから、2N列×1ワードの語長(bit/ward)までハーフセレクト問題を回避することができることになる。
According to the above configuration, in the proposed semiconductor memory, the memory cell pair selected at the time of the write operation (the memory cell pair to be written) rises in two word lines, but the half-selected state is the same. Or, only one word line rises in the memory cell pair in the adjacent row. That is, in the proposed semiconductor memory, it is possible to prevent data destruction (half-select problem) in the memory cell pair in the half-selected state, which is a concern during the write operation in the high reliability mode.
In addition, when two memory cell pairs are in a half-selected state in a column where writing is not performed, two bit lines are prepared, so that memory cell pairs on different bit lines are accessed. Become.
Further, in the word line mapping method, there are N types (N is a natural number of 5 or more) for combinations of word lines, and two types of selection methods for odd columns and even columns. Therefore, a word length of 2N columns × 1 word ( bit / word) can be avoided.

ここで、上記のメモリセルペアは、隣接する2個のメモリセルのデータ保持ノード間に、1対のN型MOSトランジスタと、該N型MOSトランジスタが導通するように制御し得る1本の制御ラインを追加した構成とされるものである。
または、上記のメモリセルペアは、隣接する2個のメモリセルのデータ保持ノード間に、1対のP型MOSトランジスタと、該P型MOSトランジスタが導通するように制御し得る1本の制御ラインを追加した構成とされるものである。
または、上記のメモリセルペアは、隣接する2個のメモリセルのデータ保持ノード間に、1対のCMOSスイッチと、該CMOSスイッチが導通するように制御し得る1本の制御ラインを追加した構成とされるものである。
Here, the memory cell pair includes a pair of N-type MOS transistors and one control that can be controlled so that the N-type MOS transistors are conductive between data holding nodes of two adjacent memory cells. The configuration is such that a line is added.
Alternatively, the memory cell pair includes a pair of P-type MOS transistors and one control line that can be controlled so that the P-type MOS transistors are conductive between data holding nodes of two adjacent memory cells. It is set as the structure which added.
Alternatively, the memory cell pair has a configuration in which a pair of CMOS switches and one control line capable of controlling the CMOS switches to be conductive are added between data holding nodes of two adjacent memory cells. It is supposed to be.

本発明に係る半導体メモリのセル配置によれば、アプリケーションやメモリ状況に応じてメモリセルのビット信頼性QoB(Quality of Bit)を動的に変化させることができ、動作の安定性を確保して低消費電力化および高信頼性化を実現できる半導体メモリにおいて、高信頼モードの書込み動作時に懸念される、ハーフセレクト状態のメモリセルペアにおけるデータ破壊(ハーフセレクト問題)を防止することができる。   According to the cell arrangement of the semiconductor memory according to the present invention, the bit reliability QoB (Quality of Bit) of the memory cell can be dynamically changed according to the application and the memory situation, and the stability of the operation is ensured. In a semiconductor memory capable of realizing low power consumption and high reliability, it is possible to prevent data destruction (half-select problem) in a memory cell pair in a half-selected state, which is a concern during a high-reliability mode write operation.

提案中の半導体メモリのメモリセルの回路動作の説明図Explanatory diagram of the circuit operation of the memory cell of the proposed semiconductor memory 提案中の半導体メモリのメモリセルの高信頼モードの読出し動作と書込み動作の説明図Explanatory drawing of read operation and write operation of high reliability mode of proposed memory cell of semiconductor memory 提案中の半導体メモリの場合に生じる、高信頼モードの書込み動作時にハーフセレクト問題が発生する従来のセル配置図Conventional cell layout that causes a half-select problem during high-reliability mode write operations that occur in the proposed semiconductor memory 8bitのデータを8つのアドレス(A〜H)に保持していると仮定した場合のアドレスとデータの構成図Configuration diagram of address and data assuming that 8-bit data is held at 8 addresses (A to H) (1)アドレスごとに分けて並べる方法と(2)ビットごとに分けて並べる方法の説明図(1) Explanatory drawing of the method of arranging for each address and (2) the method of arranging for each bit 選択されたアドレスのワードラインのみが立ち上がるような構造の説明図Illustration of a structure where only the word line of the selected address rises 提案中の半導体メモリのライトバックの手順の説明図Explanatory drawing of the proposed semiconductor memory write-back procedure 1ビットが2個のメモリセルを連結して構成される提案中のメモリセルペアを従来方法で2次元アレイ状に配置した回路構成図A circuit configuration diagram in which proposed memory cell pairs configured by connecting two memory cells in one bit are arranged in a two-dimensional array by a conventional method. 実施例1のセル配置の回路構成図Circuit configuration diagram of cell arrangement of embodiment 1 実施例1におけるワードラインのマッピング表Wordline mapping table in embodiment 1 行デコーダの回路ブロック図の一例Example of circuit block diagram of row decoder 行デコーダの回路構成の一例Example of circuit configuration of row decoder 実施例2におけるワードラインのマッピング表Wordline mapping table in Embodiment 2 実施例3におけるワードラインのマッピング表Wordline mapping table in embodiment 3

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明していく。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

実施例1は、1ビットが2個のメモリセルを連結して構成される提案中のメモリセルペアを2次元アレイ状に並べたメモリセルアレイで、
1)奇数列と偶数列で前記メモリセルペアが1個分のメモリセルだけずらされるようにレイアウト配置され、
2)同行においてワードラインが2本(WLA,WLB)設けられ、
3)同列においてビットラインが2組(BLA,/BLA,BLB,/BLB)設けられ、
8列(4×2)までのメモリセルペアに対して、ワードラインの組合せで4種類、奇数列および偶数列で2種類の選択自由度を提供し、書込み選択されたメモリセルペアのみ、ワードラインが2本立ち上がる場合について説明する。
Example 1 is a memory cell array in which memory cell pairs under proposal configured by connecting two memory cells in one bit are arranged in a two-dimensional array.
1) The memory cell pairs are laid out so as to be shifted by one memory cell in odd and even columns,
2) Two word lines (WLA, WLB) are provided in the same row,
3) Two bit lines (BLA, / BLA, BLB, / BLB) are provided in the same column,
For memory cell pairs of up to 8 columns (4 × 2), 4 types of word line combinations and 2 types of freedom of selection in odd and even columns are provided. Only memory cell pairs selected for writing are provided with word A case where two lines rise will be described.

図8は、1ビットが2個のメモリセルを連結して構成される提案中のメモリセルペアを従来方法で2次元アレイ状に配置した回路構成を示している。図8の示されるように、縦に2段、横に3列の6個のメモリセルペア(MC1〜MC6)が存在する場合において、例えば、MC5のメモリセルに対する書込み動作時に、ワードライン2本(WL[2(n+1)],WL[2(n+1)+1])が立ち上がるため、書込みを行う必要のないメモリセル(MC4とMC6)まで、ワードラインが2本(WL[2(n+1)],WL[2(n+1)+1])立ち上がってしまうことになり、ハーフセレクト状態となり、データが破壊される恐れがある。   FIG. 8 shows a circuit configuration in which a proposed memory cell pair configured by connecting two memory cells in one bit is arranged in a two-dimensional array by a conventional method. As shown in FIG. 8, in the case where there are six memory cell pairs (MC1 to MC6) in two columns in the vertical direction and three columns in the horizontal direction, for example, in the write operation to the memory cell of MC5, two word lines (WL [2 (n + 1)], WL [2 (n + 1) +1]) rises, so that there are two word lines (WL [2]) up to the memory cells (MC4 and MC6) that do not need to be written. 2 (n + 1)], WL [2 (n + 1) +1]), and a half-select state occurs, possibly destroying data.

そこで、実施例1では、セレクトされたメモリセルペアのみ、ワードラインを2本立ち上げることとし、ハーフセレクト状態のメモリセルペアは、ワードラインを1本立ち上げることまで許容することとする。すなわち、読出し動作と同じく、ワードラインを1本立ち上げる状態とする。   Therefore, in the first embodiment, only two word lines are raised only for the selected memory cell pair, and the memory cell pair in the half-selected state is allowed to rise to one word line. That is, as in the read operation, one word line is brought up.

図9に、実施例1のセル配置の回路構成を示す。図9の中央のメモリセルペア(MC5)が、書込み動作時にはワードラインが2本とも立ち上がることになるが、ハーフセレクト状態のメモリセルペア(MC1,MC3,MC6)においてはワードラインが1本のみ立ち上がることになる。具体的には、MC1はワードラインが1本(WLA[2n+1]のみが立ち上げっており、MC4はワードラインが1本(WLA[2(n+1)]のみが立ち上げっており、MC6はワードラインが1本(WLA[2(n+1)]のみが立ち上げっている。
すなわち、提案中の半導体メモリにおいて、高信頼モードの書込み動作時に懸念される、ハーフセレクト状態のメモリセルペアにおけるデータ破壊(ハーフセレクト問題)を防止できるのである。
FIG. 9 shows a circuit configuration of the cell arrangement of the first embodiment. In the middle memory cell pair (MC5) of FIG. 9, both word lines rise at the time of write operation, but only one word line is present in the half-selected memory cell pair (MC1, MC3, MC6). Will stand up. Specifically, MC1 has only one word line (WLA [2n + 1] raised, and MC4 has only one word line (WLA [2 (n + 1)] raised) MC6 has only one word line (WLA [2 (n + 1)]).
In other words, in the proposed semiconductor memory, it is possible to prevent data destruction (half-select problem) in the memory cell pair in the half-selected state, which is a concern during the write operation in the high reliability mode.

また、図9のセル配置において、メモリセルペア(MC1、MC4)毎に異なるビットラインを2組用意していることから、アクセスは異なるビットライン上のメモリセルペア毎に行われることになる。具体的には、MC1は相補なビットラインBLA(BLA[0],/BLA[0])に、N型MOSトランジスタのスイッチ部が接続され、MC4は相補なビットラインBLB(BLB[0],/BLB[0])に、N型MOSトランジスタのスイッチ部が接続されている。図9において、円で囲んだN型MOSトランジスタが導通していることになる。   In the cell arrangement of FIG. 9, since two different bit lines are prepared for each memory cell pair (MC1, MC4), access is performed for each memory cell pair on different bit lines. Specifically, MC1 has a complementary bit line BLA (BLA [0], / BLA [0]) connected to a switch portion of an N-type MOS transistor, and MC4 has a complementary bit line BLB (BLB [0], / BLB [0]) is connected to the switch portion of the N-type MOS transistor. In FIG. 9, the N-type MOS transistor surrounded by a circle is conductive.

図10に、実施例1におけるワードラインのマッピング表を示す。WLAと記載しているところは、WLAにN型MOSトランジスタのスイッチ部が接続されていることを表している。またWLBと記載しているところは、WLBにN型MOSトランジスタのスイッチ部が接続されていることを表している。
従来の1本であったワードラインを、実施例1ではワードライン(WLA,WLB)2本とし、ワードラインの組合せで4種類(2の2乗)、奇数列および偶数列でメモリセルペアの1個分のメモリセル分ずれていることから2種類の選択方法があり、その結果、8列×1ワードの語長(bit/ward)までハーフセレクト問題を回避することができることになる。
FIG. 10 shows a word line mapping table in the first embodiment. “WLA” indicates that the switch portion of the N-type MOS transistor is connected to WLA. Further, “WLB” indicates that a switch portion of an N-type MOS transistor is connected to WLB.
In the first embodiment, two word lines (WLA, WLB) are used in the first embodiment, and four types (two squares) of combinations of word lines are used for memory cell pairs in odd and even columns. Since there is a shift by one memory cell, there are two types of selection methods. As a result, the half-select problem can be avoided up to a word length (bit / word) of 8 columns × 1 word.

図11及び図12は、行デコーダの回路ブロック図と回路構成の一例を示している。これにより、提案中の半導体メモリのメモリセルペアを1ビットとして、128行×8列×32bit/word=32KBのSRAMブロックが構築できることになる。   11 and 12 show an example of a circuit block diagram and circuit configuration of the row decoder. As a result, an SRAM block of 128 rows × 8 columns × 32 bits / word = 32 KB can be constructed with the memory cell pair of the proposed semiconductor memory as 1 bit.

実施例2は、1ビットが2個のメモリセルを連結して構成される提案中のメモリセルペアを2次元アレイ状に並べたメモリセルアレイで、
1)奇数列と偶数列で前記メモリセルペアが1個分のメモリセルだけずらされるようにレイアウト配置され、
2)同行においてワードラインが3本(WLA,WLB,WLC)設けられ、
3)同列においてビットラインが2組(BLA,/BLA,BLB,/BLB)設けられ、
18列(9×2)までのメモリセルペアに対して、ワードラインの組合せで9種類、奇数列および偶数列で2種類の選択自由度を提供し、書込み選択されたメモリセルペアのみ、ワードラインが2本立ち上がる場合について説明する。
Example 2 is a memory cell array in which memory cell pairs under proposal configured by connecting two memory cells in one bit are arranged in a two-dimensional array.
1) The memory cell pairs are laid out so as to be shifted by one memory cell in odd and even columns,
2) Three word lines (WLA, WLB, WLC) are provided in the same row,
3) Two bit lines (BLA, / BLA, BLB, / BLB) are provided in the same column,
For memory cell pairs of up to 18 columns (9 × 2), 9 types of word line combinations and 2 types of freedom of selection in odd and even columns are provided. Only memory cell pairs selected for writing are provided with word A case where two lines rise will be described.

実施例2は、実施例1と同様に、セレクトされたメモリセルペアのみ、ワードラインを2本立ち上げることとし、ハーフセレクト状態のメモリセルペアは、ワードラインを1本立ち上げることまで許容することとする。すなわち、読出し動作と同じく、ワードラインを1本立ち上げる状態とする。   In the second embodiment, as in the first embodiment, two word lines are raised only for the selected memory cell pair, and the memory cell pair in the half-selected state is allowed to rise one word line. I will do it. That is, as in the read operation, one word line is brought up.

図13に、実施例2におけるワードラインのマッピング表を示す。WLAと記載しているところは、WLAにN型MOSトランジスタのスイッチ部が接続されていることを表している。またWLBと記載しているところは、WLBにN型MOSトランジスタのスイッチ部が接続されていることを表している。またWLCと記載しているところは、WLCにN型MOSトランジスタのスイッチ部が接続されていることを表している。
従来の1本であったワードラインを、実施例2ではワードライン(WLA,WLB,WLC)3本とし、ワードラインの組合せで9種類(2の3乗)、奇数列および偶数列でメモリセルペアの1個分のメモリセル分ずれていることから2種類の選択方法があり、その結果、18列×1ワードの語長(bit/ward)までハーフセレクト問題を回避することができることになる。
FIG. 13 shows a word line mapping table in the second embodiment. “WLA” indicates that the switch portion of the N-type MOS transistor is connected to WLA. Further, “WLB” indicates that a switch portion of an N-type MOS transistor is connected to WLB. In addition, “WLC” indicates that a switch portion of an N-type MOS transistor is connected to WLC.
In the second embodiment, three word lines (WLA, WLB, WLC) are used in the second embodiment, and nine types (2 to the power of 2) of combinations of word lines, memory cells in odd columns and even columns are used. There are two types of selection methods because the memory cells are shifted by one memory cell, and as a result, the half-select problem can be avoided up to a word length (bit / word) of 18 columns × 1 word. .

実施例3は、1ビットが2個のメモリセルを連結して構成される提案中のメモリセルペアを2次元アレイ状に並べたメモリセルアレイで、
1)奇数列と偶数列で前記メモリセルペアが1個分のメモリセルだけずらされるようにレイアウト配置され、
2)同行においてワードラインが4本(WLA,WLB,WLC,WLD)設けられ、
3)同列においてビットラインが2組(BLA,/BLA,BLB,/BLB)設けられ、
32列(16×2)までのメモリセルペアに対して、ワードラインの組合せで16種類、奇数列および偶数列で2種類の選択自由度を提供し、書込み選択されたメモリセルペアのみ、ワードラインが2本立ち上がる場合について説明する。
Example 3 is a memory cell array in which a proposed memory cell pair configured by connecting two memory cells in one bit is arranged in a two-dimensional array.
1) The memory cell pairs are laid out so as to be shifted by one memory cell in odd and even columns,
2) Four word lines (WLA, WLB, WLC, WLD) are provided in the same row,
3) Two bit lines (BLA, / BLA, BLB, / BLB) are provided in the same column,
Provides 16 types of word line combinations for memory cell pairs up to 32 columns (16 × 2), and 2 types of freedom for selection in odd and even columns. A case where two lines rise will be described.

実施例3は、実施例1と同様に、セレクトされたメモリセルペアのみ、ワードラインを2本立ち上げることとし、ハーフセレクト状態のメモリセルペアは、ワードラインを1本立ち上げることまで許容することとする。すなわち、読出し動作と同じく、ワードラインを1本立ち上げる状態とする。   In the third embodiment, as in the first embodiment, two word lines are raised only for the selected memory cell pair, and the memory cell pair in the half-selected state is allowed to rise one word line. I will do it. That is, as in the read operation, one word line is brought up.

図14に、実施例3におけるワードラインのマッピング表を示す。WLAと記載しているところは、WLAにN型MOSトランジスタのスイッチ部が接続されていることを表している。またWLBと記載しているところは、WLBにN型MOSトランジスタのスイッチ部が接続されていることを表している。またWLCと記載しているところは、WLCにN型MOSトランジスタのスイッチ部が接続されていることを表している。またWLDと記載しているところは、WLDにN型MOSトランジスタのスイッチ部が接続されていることを表している。
従来の1本であったワードラインを、実施例2ではワードライン(WLA,WLB,WLC,WLD)4本とし、ワードラインの組合せで16種類(2の4乗)、奇数列および偶数列でメモリセルペアの1個分のメモリセル分ずれていることから2種類の選択方法があり、その結果、32列×1ワードの語長(bit/ward)までハーフセレクト問題を回避することができることになる。
FIG. 14 shows a word line mapping table in the third embodiment. “WLA” indicates that the switch portion of the N-type MOS transistor is connected to WLA. Further, “WLB” indicates that a switch portion of an N-type MOS transistor is connected to WLB. In addition, “WLC” indicates that a switch portion of an N-type MOS transistor is connected to WLC. Further, “WLD” indicates that a switch portion of an N-type MOS transistor is connected to WLD.
In the second embodiment, the conventional word line is four word lines (WLA, WLB, WLC, WLD), and there are 16 kinds (two to the fourth power) of combinations of word lines, odd columns and even columns. There are two types of selection methods because one memory cell is shifted by one memory cell. As a result, the half-select problem can be avoided up to a word length (bit / word) of 32 columns × 1 word. become.

本発明は、コンピュータのキャッシュメモリ等に使用されるSRAMに有用である。   The present invention is useful for an SRAM used for a cache memory of a computer or the like.

MC1〜MC6 メモリセルペア
MC01,MC10 メモリセル

MC1 to MC6 memory cell pair MC01, MC10 memory cell

Claims (7)

1ビットが2個のメモリセルを連結して構成されるメモリセルペアを2次元アレイ状に並べたメモリセルアレイにおいて、
奇数列と偶数列で前記メモリセルペアが1個分のメモリセルだけずらされるようにレイアウト配置され、
同行においてワードラインが2本(WLA,WLB)設けられ、
同列においてビットラインが2組(BLA,/BLA,BLB,/BLB)設けられ、
8列(4×2)までのメモリセルペアに対して、ワードラインの組合せで4種類、奇数列および偶数列で2種類の選択自由度を提供し、書込み選択されたメモリセルペアのみ、ワードラインが2本立ち上がることを特徴とするメモリセル配置。
In a memory cell array in which memory cell pairs configured by connecting two memory cells in one bit are arranged in a two-dimensional array,
The memory cell pair is laid out so as to be shifted by one memory cell in the odd and even columns,
Two word lines (WLA, WLB) are provided in the same row,
In the same column, two bit lines (BLA, / BLA, BLB, / BLB) are provided,
For memory cell pairs of up to 8 columns (4 × 2), 4 types of word line combinations and 2 types of freedom of selection in odd and even columns are provided. Only memory cell pairs selected for writing are provided with word A memory cell arrangement characterized in that two lines rise.
1ビットが2個のメモリセルを連結して構成されるメモリセルペアを2次元アレイ状に並べたメモリセルアレイにおいて、
奇数列と偶数列で前記メモリセルペアが1個分のメモリセルだけずらされるようにレイアウト配置され、
同行においてワードラインが3本(WLA,WLB,WLC)設けられ、
同列においてビットラインが2組(BLA,/BLA,BLB,/BLB)設けられ、
18列(9×2)までのメモリセルペアに対して、ワードラインの組合せで9種類、奇数列および偶数列で2種類の選択自由度を提供し、書込み選択されたメモリセルペアのみ、ワードラインが2本立ち上がることを特徴とするメモリセル配置。
In a memory cell array in which memory cell pairs configured by connecting two memory cells in one bit are arranged in a two-dimensional array,
The memory cell pair is laid out so as to be shifted by one memory cell in the odd and even columns,
In the same row, three word lines (WLA, WLB, WLC) are provided,
In the same column, two bit lines (BLA, / BLA, BLB, / BLB) are provided,
For memory cell pairs of up to 18 columns (9 × 2), 9 types of word line combinations and 2 types of freedom of selection in odd and even columns are provided. Only memory cell pairs selected for writing are provided with word A memory cell arrangement characterized in that two lines rise.
1ビットが2個のメモリセルを連結して構成されるメモリセルペアを2次元アレイ状に並べたメモリセルアレイにおいて、
奇数列と偶数列で前記メモリセルペアが1個分のメモリセルだけずらされるようにレイアウト配置され、
同行においてワードラインが4本(WLA,WLB,WLC,WLD)設けられ、
同列においてビットラインが2組(BLA,/BLA,BLB,/BLB)設けられ、
32列(16×2)までのメモリセルペアに対して、ワードラインの組合せで16種類、奇数列および偶数列で2種類の選択自由度を提供し、書込み選択されたメモリセルペアのみ、ワードラインが2本立ち上がることを特徴とするメモリセル配置。
In a memory cell array in which memory cell pairs configured by connecting two memory cells in one bit are arranged in a two-dimensional array,
The memory cell pair is laid out so as to be shifted by one memory cell in the odd and even columns,
In the same row, four word lines (WLA, WLB, WLC, WLD) are provided,
In the same column, two bit lines (BLA, / BLA, BLB, / BLB) are provided,
Provides 16 types of word line combinations for memory cell pairs up to 32 columns (16 × 2), and 2 types of freedom for selection in odd and even columns. A memory cell arrangement characterized in that two lines rise.
1ビットが2個のメモリセルを連結して構成されるメモリセルペアを2次元アレイ状に並べたメモリセルアレイにおいて、
奇数列と偶数列で前記メモリセルペアが1個分のメモリセルだけずらされるようにレイアウト配置され、
同行においてワードラインがN本(Nは5以上の自然数)設けられ、
同列においてビットラインが2組(BLA,/BLA,BLB,/BLB)設けられ、
2N列(N×2)までのメモリセルペアに対して、ワードラインの組合せでN種類、奇数列および偶数列で2種類の選択自由度を提供し、書込み選択されたメモリセルペアのみ、ワードラインが2本立ち上がることを特徴とするメモリセル配置。
In a memory cell array in which memory cell pairs configured by connecting two memory cells in one bit are arranged in a two-dimensional array,
The memory cell pair is laid out so as to be shifted by one memory cell in the odd and even columns,
In the same row, N word lines (N is a natural number of 5 or more) are provided,
In the same column, two bit lines (BLA, / BLA, BLB, / BLB) are provided,
The memory cell pairs 2N to column (N × 2), a combination of the word line N 2 types, provides two selection freedom in odd and even columns, only the memory cell pairs which are write select, A memory cell arrangement characterized in that two word lines rise.
前記メモリセルペアは、隣接する2個のメモリセルのデータ保持ノード間に、1対のN型MOSトランジスタと、該N型MOSトランジスタが導通するように制御し得る1本の制御ラインを追加した構成とされるものであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかのメモリセル配置。   In the memory cell pair, a pair of N-type MOS transistors and one control line capable of controlling the N-type MOS transistors to conduct are added between data holding nodes of two adjacent memory cells. 5. The memory cell arrangement according to claim 1, wherein the memory cell arrangement is configured. 前記メモリセルペアは、隣接する2個のメモリセルのデータ保持ノード間に、1対のP型MOSトランジスタと、該P型MOSトランジスタが導通するように制御し得る1本の制御ラインを追加した構成とされるものであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかのメモリセル配置。   In the memory cell pair, a pair of P-type MOS transistors and one control line capable of controlling the P-type MOS transistors to be conductive are added between data holding nodes of two adjacent memory cells. 5. The memory cell arrangement according to claim 1, wherein the memory cell arrangement is configured. 前記メモリセルペアは、隣接する2個のメモリセルのデータ保持ノード間に、1対のCMOSスイッチと、該CMOSスイッチが導通するように制御し得る1本の制御ラインを追加した構成とされるものであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかのメモリセル配置。
The memory cell pair has a configuration in which a pair of CMOS switches and one control line capable of controlling the CMOS switches to be conductive are added between data holding nodes of two adjacent memory cells. 5. The memory cell arrangement according to claim 1, wherein the memory cell arrangement is one.
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