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JPH08106787A - Memory cell stabilizing circuit - Google Patents

Memory cell stabilizing circuit

Info

Publication number
JPH08106787A
JPH08106787A JP6240140A JP24014094A JPH08106787A JP H08106787 A JPH08106787 A JP H08106787A JP 6240140 A JP6240140 A JP 6240140A JP 24014094 A JP24014094 A JP 24014094A JP H08106787 A JPH08106787 A JP H08106787A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
level
memory cell
word line
cell node
potential
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
JP6240140A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noboru Egawa
昇 江川
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.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry 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 Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP6240140A priority Critical patent/JPH08106787A/en
Publication of JPH08106787A publication Critical patent/JPH08106787A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Static Random-Access Memory (AREA)

Abstract

PURPOSE: To stabilize a memory by arranging a conductor to be capacitively coupled to a memory cell node and a level control means to change the conductor from the 'L' level to the 'H' level in the write operation. CONSTITUTION: A first bit wire BL1 and a second bit wire BL2 are arranged crossing word wires WL1 and WL2. A memory cell is of an HR type or of a TFT type and constituted of transistors Q1-Q4 and resistors R1 and R2. With such an arrangement, the stability of the operation of the memory cell can be improved by raising the 'H' level of a memory cell node immediately after the end of writing.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、スタティックRAM
の、特にHR型(高抵抗負荷型)またはTFT型(薄膜
トランジスタ型)メモリセルの動作安定化を図るメモリ
セル安定化回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a static RAM.
In particular, it relates to a memory cell stabilizing circuit for stabilizing the operation of an HR type (high resistance load type) or a TFT type (thin film transistor type) memory cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、HR型またはTFT型スタテ
ィックRAMにあっては、メモリセルへの書込み動作と
して、ビット線対の“L”レベル書込み側からメモリセ
ルノードの片側の電位を“L”レベルに引き落とした後
に、もう片側のメモリセルノードの電位をトランスファ
ゲートのソースフォロワ動作によって“H”レベルとす
ることで、データを書き込むようにしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an HR type or TFT type static RAM, as a write operation to a memory cell, the potential from the "L" level write side of a bit line pair to one side of a memory cell node is "L". After the voltage is lowered to the level, the potential of the memory cell node on the other side is set to the “H” level by the source follower operation of the transfer gate to write the data.

【0003】ところが、HR型またはTFT型のメモリ
セルノードの“H”レベルは、電源電圧まで上昇せず、
トランジスタのしきい値電圧分だけ低いレベルになる。
よって、書き込み直後はメモリセルが不安定な状態にあ
る(CMOS超LSIの設計、菅野卓雄、培風館、P1
64〜165)。
However, the "H" level of the HR or TFT type memory cell node does not rise to the power supply voltage.
The level becomes lower by the threshold voltage of the transistor.
Therefore, the memory cell is in an unstable state immediately after writing (CMOS VLSI design, Takuo Sugano, Baifukan, P1
64-165).

【0004】これに対しては、特願平2−3171号公
報に示されるように、書き込み時はワード線に高電圧を
印加する方法をとるのが一般的である。尚、この文献で
は、内部降圧する前の電圧をワード線に印加する方法が
示されているが、昇圧された電圧をワード線に印加する
ブーストラップワード線を用いる方法もある。また、メ
モリセルのトランスファゲートにしきい値電圧の基板バ
イアス効果の少ないトランジスタを用いる方法もある。
On the other hand, as disclosed in Japanese Patent Application No. 2-3171, it is general to apply a high voltage to a word line at the time of writing. Although this document shows a method of applying the voltage before the internal voltage reduction to the word line, there is also a method of using a bootstrap word line for applying the boosted voltage to the word line. There is also a method of using a transistor with a small threshold voltage substrate bias effect for the transfer gate of the memory cell.

【0005】また、データリテンション(データ保持動
作)終了時は電源電圧は上昇しているが、メモリセルノ
ードの“H”レベルは高抵抗で電源と接続されているた
め、データリテンション時の電源電圧と同じ低いレベル
になっており、やはりメモリセルは不安定な状態にあ
る。
Further, the power supply voltage rises at the end of data retention (data holding operation), but since the "H" level of the memory cell node is connected to the power supply with a high resistance, the power supply voltage at the time of data retention is high. The memory cell is still in an unstable state.

【0006】しかしながら、上記のようにワード線に高
電圧を常に印加したり、基板バイアス効果の少ないトラ
ンジスタを用いると、ビットラインから選択メモリセル
に流れ込むメモリセル電流が増加してしまい、消費電力
が大きくなるという問題があった。
However, if a high voltage is constantly applied to the word line or a transistor having a small substrate bias effect is used as described above, the memory cell current flowing from the bit line to the selected memory cell increases, resulting in power consumption. There was a problem of getting bigger.

【0007】さらに、上記の方法では、書き込み直後の
メモリセルの安定性は向上しても、データリテンション
終了時のメモリセルの安定性はよくならないという問題
がある。
Further, the above method has a problem that the stability of the memory cell immediately after writing is improved, but the stability of the memory cell at the end of data retention is not improved.

【0008】尚、従来技術を示す文献として、他に特願
昭59−104787号公報に「ワード線電位安定化回
路」の発明が開示され、特願昭63−239862号公
報に「半導体記憶装置」の発明が開示され、特願平4−
82085号公報に「スタティック型メモリセル」の発
明が開示されているが、いずれもこの発明とはその構成
及び作用効果が異なるため、ここではその説明を省略す
る。
As a document showing the prior art, the invention of "word line potential stabilizing circuit" is disclosed in Japanese Patent Application No. 59-104787, and "Semiconductor Memory Device" in Japanese Patent Application No. 63-239862. Of the invention of Japanese Patent Application No. 4-
Although the invention of a "static type memory cell" is disclosed in Japanese Patent No. 82085, the configuration and the effect of the invention are different from those of the invention, and therefore the description thereof is omitted here.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のHR型またはTFT型によるスタティックRAMの
メモリセル安定化方法では、消費電力の増加が少なく、
さらにデータリテンション終了時の安定性には効果がな
い。
As described above, in the conventional static RAM memory cell stabilization method of the HR type or the TFT type, the increase in power consumption is small,
Furthermore, it has no effect on the stability at the end of data retention.

【0010】この発明は上記の課題を解決するためにな
されたもので、HR型またはTFT型によるスタティッ
クRAMにおいて、消費電力が増大が少なく、書込み直
後またはデータリテンション終了時のメモリセルの動作
を安定化することができるメモリセル安定化回路及びそ
の方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and in a static RAM of HR type or TFT type, the power consumption is small and the operation of the memory cell is stable immediately after writing or at the end of data retention. It is an object of the present invention to provide a memory cell stabilizing circuit that can be realized and a method thereof.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明に係るメモリセル安定化回路は、ビット線対
の“L”レベル書込み側からメモリセルノードの片側の
電位を“L”レベルに引き落とした後に、もう片側のメ
モリセルノードの電位を第1ワード線に接続されたトラ
ンスファゲートのソースフォロワ動作によって“H”レ
ベルとすることで、データを書き込むスタティックRA
Mに用いられ、前記メモリセルノードの形成層上に形成
され、前記メモリセルノードと容量結合される導体と、
この導体を書き込み動作においてまたはデータリテンシ
ョン終了後に“L”レベルから“H”レベルに変化させ
るレベル制御手段とを具備して構成するようにしたもの
である。
In order to achieve the above object, a memory cell stabilizing circuit according to the present invention sets a potential on one side of a memory cell node from an "L" level write side of a bit line pair to an "L" level. Then, the potential of the memory cell node on the other side is set to "H" level by the source follower operation of the transfer gate connected to the first word line to write static data RA.
A conductor used for M, formed on the formation layer of the memory cell node, and capacitively coupled to the memory cell node;
This conductor is provided with a level control means for changing the level from the "L" level to the "H" level during the write operation or after the end of the data retention.

【0012】または、上記スタティックRAMに用いら
れ、前記メモリセルノードの形成層上の導体層に形成さ
れ、前記第1のワード線と容量結合される第2のワード
線と、この第2のワード線を書き込み動作において
“L”レベルから“H”レベルに変化させるレベル制御
手段とを具備して構成するようにしたものである。
Alternatively, a second word line used in the static RAM and formed in a conductor layer on the formation layer of the memory cell node and capacitively coupled to the first word line, and the second word line. The line control circuit is provided with level control means for changing the line from the "L" level to the "H" level in the write operation.

【0013】[0013]

【作用】上記先の構成によるメモリセル安定化回路で
は、書込み動作において、またはデータリテンション終
了後に、メモリセルノードと容量結合される導体の電位
を“L”レベルから“H”レベルに変化させることで、
メモリセルノードの“H”レベルを上げ、これによって
メモリセルの動作安定化を図っている。
In the memory cell stabilizing circuit having the above structure, the potential of the conductor capacitively coupled to the memory cell node is changed from the "L" level to the "H" level in the write operation or after the data retention is completed. so,
The "H" level of the memory cell node is raised to stabilize the operation of the memory cell.

【0014】後の構成によるメモリセル安定化回路で
は、書込み動作において第1のワード線と容量結合され
る第2のワード線の電位を“L”レベルから“H”レベ
ルに変化させることで、第1のワード線の“H”レベル
を上げ、すなわちトランスファゲートのゲート電圧を上
げることでメモリセルノードの“H”レベルの書き込み
電圧が上がり、これによってメモリセルの動作安定化を
図っている。
In the memory cell stabilizing circuit having the later configuration, the potential of the second word line capacitively coupled to the first word line in the write operation is changed from the "L" level to the "H" level. By raising the "H" level of the first word line, that is, raising the gate voltage of the transfer gate, the write voltage of the "H" level of the memory cell node rises, thereby stabilizing the operation of the memory cell.

【0015】[0015]

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を詳
細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0016】図1はこの発明に係るメモリセル安定化回
路の第1の実施例の構成を示すものである。図1におい
て、WL1は第1ワード線、WL2は第2ワード線であ
り、これらのワード線WL1,WL2に交差するよう
に、第1ビット線BL1、第2ビット線BL2が配線さ
れる。
FIG. 1 shows the configuration of a first embodiment of a memory cell stabilizing circuit according to the present invention. In FIG. 1, WL1 is a first word line and WL2 is a second word line, and a first bit line BL1 and a second bit line BL2 are wired so as to intersect these word lines WL1 and WL2.

【0017】メモリセルはHR型またはTFT型であ
り、トランジスタQ1〜Q4及び抵抗R1,R2で構成
される。Q1及びQ2はドライバゲートトランジスタ、
Q3及びQ4はトランスファゲートトランジスタであ
る。
The memory cell is of HR type or TFT type, and is composed of transistors Q1 to Q4 and resistors R1 and R2. Q1 and Q2 are driver gate transistors,
Q3 and Q4 are transfer gate transistors.

【0018】トランジスタQ1,Q2は互いのゲートと
ドレインとが接続される。この接続部分がメモリセルド
ライバゲート=メモリセルノードとなる。また、それぞ
れのソースは接地される。
The transistors Q1 and Q2 have their gates and drains connected to each other. This connection portion serves as a memory cell driver gate = memory cell node. Also, each source is grounded.

【0019】トランジスタQ3はゲートが第1ワード線
WL1に接続され、ドレインが第1ビット線BL1に接
続され、ソースがトランジスタQ1のドレインに接続さ
れると共に、抵抗R1を介してVCC電源に接続される。
同様にトランジスタQ4はゲートが第1ワード線WL1
に接続され、ドレインが第2ビット線BL2に接続さ
れ、ソースがトランジスタQ2のドレインに接続される
と共に、抵抗R2を介してVCC電源に接続される。
The transistor Q3 has a gate connected to the first word line WL1, a drain connected to the first bit line BL1, a source connected to the drain of the transistor Q1, and a resistor R1 connected to the VCC power source. It
Similarly, the gate of the transistor Q4 is the first word line WL1.
, The drain is connected to the second bit line BL2, the source is connected to the drain of the transistor Q2, and is also connected to the Vcc power supply via the resistor R2.

【0020】上記メモリセルドライバゲート(メモリセ
ルノード)は1Poly(第1ポリシリコン層)で形成
され、第2ワード線WL2は1Poly上の2Poly
(第2ポリシリコン層)で形成される。1Polyと2
Polyの間には容量C1,C1′が形成され、それぞ
れ第2ワード線WL2とメモリセルドライバゲートとの
間に接続される。
The memory cell driver gate (memory cell node) is formed of 1Poly (first polysilicon layer), and the second word line WL2 is 2Poly above 1Poly.
(Second polysilicon layer). 1 Poly and 2
Capacitors C1 and C1 'are formed between the Poly and are respectively connected between the second word line WL2 and the memory cell driver gate.

【0021】ここで、1Poly、2Polyの物理的
な上下関係と層名は問わない。また、1Poly、2P
olyは拡散層、メタル等で置き換えても構わない。
Here, the physical hierarchical relationship between 1Poly and 2Poly and the layer names do not matter. Also, 1Poly, 2P
Oly may be replaced with a diffusion layer, a metal, or the like.

【0022】1Polyの第1ワード線WL1は立ち上
げ信号X−(−は反転を表すものとする)をインバータ
I1で反転した信号でドライブされる。また、2Pol
yの第2ワード線WL2は、1Polyのワード線WL
1の立ち上げ信号(行デコーダ出力)X−、ライト制御
信号WE及びインバーダI2によるWEの逆相遅延信号
WE−を入力とするNORゲートG1の論理和反転出力
でドライブされる。
The 1-poly first word line WL1 is driven by a signal obtained by inverting the rising signal X- (-represents inversion) by the inverter I1. Also, 2 Pol
The second word line WL2 of y is the word line WL of 1Poly
It is driven by the logical OR inversion output of the NOR gate G1 to which the rising signal of 1 (row decoder output) X−, the write control signal WE, and the negative phase delay signal WE− of the WE by the inverter I2 are input.

【0023】図2に第1の実施例の動作波形を示す。ま
ず、ライト制御信号WEがLレベル(GNDレベル)か
らHレベル(VCCレベル)になってライト中になると、
メモリセルノードの“H”側は、メモリセルトランスフ
ァゲートのしきい値電圧VT分だけ電源電圧レベルVCC
より低いレベルとなる。
FIG. 2 shows operation waveforms of the first embodiment. First, when the write control signal WE changes from the L level (GND level) to the H level (VCC level) and the writing is started,
The "H" side of the memory cell node has a power supply voltage level Vcc corresponding to the threshold voltage VT of the memory cell transfer gate.
It will be a lower level.

【0024】次に、ライト制御信号WEがHレベルから
Lレベルになってライト終了となると、インバータI2
とNORゲートG1により第2ワード線WL2はLレベ
ル(GNDレベル)からHレベル(VCCレベル)に急激
に変化する。
Next, when the write control signal WE changes from the H level to the L level to end the writing, the inverter I2
The second word line WL2 is rapidly changed from the L level (GND level) to the H level (VCC level) by the NOR gate G1.

【0025】このとき、メモリセルノードの“H”側
は、VCCからVT だけ落ちたレベル以上の電圧ではフロ
ーティング状態に近いため、第2ワード線WL2とのC
1,C1′による容量結合により“H”側のノード電位
が上がる。一方、メモリセルノードの“L”側は、メモ
リセルドライバゲートがオンしているため、容量結合に
よっては電位は変わらない。
At this time, the "H" side of the memory cell node is close to the floating state at a voltage higher than the level dropped from V CC by V T, so that the C with the second word line WL2 is
The node potential on the "H" side rises due to capacitive coupling of 1, C1 '. On the other hand, on the “L” side of the memory cell node, the potential does not change due to capacitive coupling because the memory cell driver gate is on.

【0026】その後、第2ワード線WL2の電位をゆっ
くり下げる。このため、容量結合による電位の低下も起
きず、メモリセルノードの“H”側は電位が上がったま
まとなる。
After that, the potential of the second word line WL2 is slowly lowered. Therefore, the potential is not lowered due to capacitive coupling, and the potential remains high on the “H” side of the memory cell node.

【0027】図3はこの発明の第2の実施例の構成を示
すものである。尚、図3において、図1と同一部分には
同一符号を付して示し、ここでは異なる部分を中心に説
明する。
FIG. 3 shows the configuration of the second embodiment of the present invention. In FIG. 3, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and different parts will be mainly described here.

【0028】図3において、メモリセル構造は第1の実
施例と全く同様である。この実施例では、1Polyで
形成されたメモリセルドライバゲート(メモリセルノー
ド)の上に2Polyを形成し、1Polyと2Pol
yの間に容量C2,C2′を形成して、それぞれ第2ワ
ード線WL2とメモリセルドライバゲートとの間に接続
する。2Polyは、図1のように第1ワード線毎に分
けて配置するのではなく、全メモリセルに対して配置す
る。
In FIG. 3, the memory cell structure is exactly the same as that of the first embodiment. In this embodiment, 2Poly is formed on the memory cell driver gate (memory cell node) formed of 1Poly, and 1Poly and 2Poly are formed.
Capacitors C2 and C2 'are formed between y and are respectively connected between the second word line WL2 and the memory cell driver gate. 2Poly is not arranged separately for each first word line as shown in FIG. 1, but is arranged for all memory cells.

【0029】そして、この2Polyは、電源電圧VCC
が上がってデータリテンションが終わることを検出し
て、例えば出力φv をLからHにするVCC電位検知回路
D1と、φv とインバータI3によるその逆相遅延信号
φv −を入力するANDゲートG2の論理積出力でドラ
イブされる。
This 2Poly is the power supply voltage Vcc
Is detected and the end of data retention is detected, and for example, a logical product of a Vcc potential detection circuit D1 that changes the output φv from L to H and φd and the AND gate G2 that inputs the negative phase delay signal φv − by the inverter I3. Driven by output.

【0030】この実施例でも、メモリセルはHR型また
はTFT型であり、1Polyと2Polyの物理的な
上下関係と層名は問わない。また、1Poly、2Po
lyは拡散層、メタル等で置き換えても構わない。
Also in this embodiment, the memory cell is of the HR type or the TFT type, and the physical vertical relationship between 1Poly and 2Poly and the layer name are not limited. Also, 1Poly, 2Po
ly may be replaced with a diffusion layer, a metal, or the like.

【0031】図4に第2の実施例の動作波形を示す。ま
ず、データリテンション中は、電源電圧はVCCレベルか
らVCCH レベルまで下がっている。また、メモリセルノ
ードの“H”側の電位もHRまたはTFTによって電源
電圧と同じになってデータ保持している。
FIG. 4 shows operation waveforms of the second embodiment. First, during data retention, the power supply voltage drops from the VCC level to the VCCH level. Further, the potential on the "H" side of the memory cell node becomes the same as the power supply voltage by the HR or the TFT and holds data.

【0032】次に、電源電圧がVCCまで上昇して動作状
態になっても、メモリセルノードの“H”側の電位はH
RまたはTFTによって高抵抗で電源に接続されている
ため、VCCレベルまで上昇するのに時間がかかる。よっ
て、しばらくはVCCH レベルのままである。
Next, even if the power supply voltage rises to Vcc and becomes the operating state, the potential on the "H" side of the memory cell node is H.
Since it is connected to the power source with high resistance by R or TFT, it takes time to rise to the VCC level. Therefore, it remains at the VCCH level for a while.

【0033】電源電圧がVCCH からVCCに上昇すると、
VCC電位検出回路(ここでは電源電圧がVCCレベルに上
がってデータリテンションが終わると、出力φv がLか
らHに変化する回路とする)がこれを検出して出力φv
をLレベル(GNDレベル)からHレベル(VCCレベ
ル)に変化させる。
When the power supply voltage rises from VCCH to VCC,
The Vcc potential detection circuit (here, the circuit in which the output φv changes from L to H when the power supply voltage rises to the VCC level and the data retention ends) is detected and the output φv is detected.
Is changed from L level (GND level) to H level (VCC level).

【0034】このため、インバータI3とANDゲート
G2により、メモリセルアレイの2Polyは急激にL
からHに変化するようになり、第1の実施例の場合と同
じように、メモリセルノードの“H”側の電位は上がっ
たままとなる。
Therefore, the inverter I3 and the AND gate G2 cause 2Poly of the memory cell array to suddenly change to L level.
From H to H, and the potential on the "H" side of the memory cell node remains high, as in the case of the first embodiment.

【0035】図5はこの発明の第3の実施例の構成を示
すものである。尚、図5において、図1と同一部分には
同一符号を付して示し、ここでは異なる部分を中心に説
明する。
FIG. 5 shows the configuration of the third embodiment of the present invention. In FIG. 5, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and different parts will be mainly described here.

【0036】図5において、メモリセル構造は第1の実
施例と全く同様である。この実施例では、1Polyで
形成されたメモリセルトランスファゲート(第1ワード
線WL1)の上に2Polyの第2のワード線WL2を
形成し、1Polyと2Polyの間に容量C3を形成
し、第1及び第2のワード線WL1,WL2間に接続す
る。
In FIG. 5, the memory cell structure is exactly the same as that of the first embodiment. In this embodiment, the second word line WL2 of 2Poly is formed on the memory cell transfer gate (first word line WL1) formed of 1Poly, and the capacitor C3 is formed between 1Poly and 2Poly, and the first And the second word lines WL1 and WL2.

【0037】2Polyの第2のワード線WL2は、ラ
イト制御信号WEとインバータI4によるその逆相遅延
信号WE−を入力するNORゲートG3の論理和反転出
力でドライブされる。また、1Polyの第1ワード線
WL1を立ち上げ信号X−によりドライブするワードド
ライバWD1のPMOSのソースとVCCの間には、第2
のワード線WL2の電位をゲート入力するPMOS1が
挿入されている。
The 2 Poly second word line WL2 is driven by the logical OR inversion output of the NOR gate G3 which receives the write control signal WE and its anti-phase delay signal WE- by the inverter I4. In addition, between the source of the PMOS of the word driver WD1 which drives the 1-poly first word line WL1 by the rising signal X- and VCC, the second
A PMOS1 for inputting the potential of the word line WL2 into the gate is inserted.

【0038】この実施例でも、メモリセルはHR型また
はTFT型であり、1Polyと2Polyの物理的な
上下関係と層名は問わない。また、1Poly、2Po
lyは拡散層、メタル等で置き換えても構わない。ビッ
ト線BL1,BL2はそれぞれPMOS2及びPMOS
3によりプルアップされており、CMOSのカラムスイ
ッチSW1,SW2及びライト回路W1,W2により駆
動される。
Also in this embodiment, the memory cell is of the HR type or the TFT type, and the physical hierarchical relationship between 1Poly and 2Poly and the layer name are not limited. Also, 1Poly, 2Po
ly may be replaced with a diffusion layer, a metal, or the like. The bit lines BL1 and BL2 are PMOS2 and PMOS, respectively.
3 is pulled up and driven by the CMOS column switches SW1 and SW2 and the write circuits W1 and W2.

【0039】図6に第3の実施例の動作波形を示す。ま
ず、ライト制御信号WEがLレベル(GNDレベル)か
らHレベル(VCCレベル)になってライト中になると、
メモリセルノードの“H”側は、メモリセルトランスフ
ァゲートのしきい値電圧VT分だけVCCより低いレベル
となる。
FIG. 6 shows operation waveforms of the third embodiment. First, when the write control signal WE changes from the L level (GND level) to the H level (VCC level) and the writing is started,
The "H" side of the memory cell node is at a level lower than VCC by the threshold voltage VT of the memory cell transfer gate.

【0040】次に、ライト制御信号WEがHレベルから
からLレベルになってライト終了となると、インバータ
I4とNORゲートG3により第2ワード線WL2はL
レベル(GNDレベル)からHレベル(VCCレベル)に
急激に変化する。
Next, when the write control signal WE changes from H level to L level and the write is completed, the second word line WL2 is set to L by the inverter I4 and the NOR gate G3.
The level (GND level) suddenly changes to the H level (VCC level).

【0041】第2ワード線WL2がHレベルになると、
PMOS1はオフ、第1ワード線(1Poly)WL1
はフローティング状態になって、第2ワード線(2Po
ly)WL2との容量結合によりVCC電位よりも高い電
位に一瞬上げられる。メモリセルトランスファゲートは
ゲート電位が上がった分、ビット線BL1,BL2のレ
ベルを高くメモリセル内に取り込む。よって、メモリセ
ルノードの“H”電位は高く書き込まれるようになる。
When the second word line WL2 becomes H level,
PMOS1 is off, first word line (1Poly) WL1
Becomes a floating state, and the second word line (2Po
ly) Due to capacitive coupling with WL2, the potential is momentarily raised to a potential higher than the Vcc potential. The memory cell transfer gate raises the level of the bit lines BL1 and BL2 into the memory cell as much as the gate potential rises. Therefore, the "H" potential of the memory cell node is written high.

【0042】図7はこの発明の第4の実施例の構成を示
すものである。尚、図7において、図5と同一部分には
同一符号を付して示し、ここでは異なる部分を中心に説
明する。
FIG. 7 shows the configuration of the fourth embodiment of the present invention. 7, the same parts as those of FIG. 5 are designated by the same reference numerals, and different parts will be mainly described here.

【0043】図7において、メモリセル構造は第1の実
施例と全く同様である。この実施例でも、1Polyで
形成されたメモリセルトランスファゲート(第1ワード
線WL1)の上に2Polyの第2のワード線WL2を
形成し、1Polyと2Polyの間に容量C4を形成
し、第1及び第2のワード線WL1,WL2間に接続す
る。
In FIG. 7, the memory cell structure is exactly the same as that of the first embodiment. Also in this embodiment, the second word line WL2 of 2Poly is formed on the memory cell transfer gate (first word line WL1) formed of 1Poly, and the capacitor C4 is formed between 1Poly and 2Poly, and the first And the second word lines WL1 and WL2.

【0044】2Polyの第2ワード線WL2は、ライ
ト制御信号WE−とインバータI5によるその逆相遅延
信号WEを入力するNANDゲートG4の論理和反転出
力と、第1ワード線WL1を選択する立ち上げ信号X−
とインバータI6によるその逆相遅延信号Xを入力する
ORゲートG5の論理和出力とを入力するNANDゲー
トG6の論理和反転出力でドライブされる。
The second word line WL2 of 2Poly has a logical sum inverted output of the NAND gate G4 to which the write control signal WE- and its anti-phase delay signal WE by the inverter I5 are inputted, and a rising edge for selecting the first word line WL1. Signal X-
And a logical OR output of an OR gate G5 to which the inverted phase delay signal X is input by the inverter I6, and an inverted logical OR output of a NAND gate G6.

【0045】また、1Polyの第1ワード線WL1を
ドライブするワードドライバWD1のPMOSのソース
とVCCの間に挿入されるPMOS1には、NANDゲー
トG4の出力をインバータI7で逆相にした信号がゲー
ト入力される。
A signal obtained by inverting the output of the NAND gate G4 by the inverter I7 is gated to the PMOS1 inserted between the source of the PMOS of the word driver WD1 for driving the first word line WL1 of 1Poly and VCC. Is entered.

【0046】この実施例でも、メモリセルはHR型また
はTFT型であり、1Polyと2Polyの物理的な
上下関係と層名は問わない。また、1Poly、2Po
lyは拡散層、メタル等で置き換えても構わない。ビッ
ト線BL1,BL2はそれぞれPMOS2及びPMOS
3によりプルアップされており、CMOSのカラムスイ
ッチSW1,SW2及びライト回路W1,W2により駆
動される。
Also in this embodiment, the memory cell is of the HR type or the TFT type, and the physical hierarchical relationship between 1Poly and 2Poly and the layer name are not limited. Also, 1Poly, 2Po
ly may be replaced with a diffusion layer, a metal, or the like. The bit lines BL1 and BL2 are PMOS2 and PMOS, respectively.
3 is pulled up and driven by the CMOS column switches SW1 and SW2 and the write circuits W1 and W2.

【0047】図8に第4の実施例の動作波形を示す。第
3の実施例の動作とほぼ同じであるが、異なる点は、第
1ワード線WL1が立ち上がるときには、第2ワード線
WL2も同時に立ち上がっている点である。
FIG. 8 shows operation waveforms of the fourth embodiment. The operation is almost the same as that of the third embodiment, except that when the first word line WL1 rises, the second word line WL2 also rises at the same time.

【0048】すなわち、この実施例では、第1ワード線
WL1を第2ワード線WL2と同電位で動かすことで容
量C4を事実上見えなくし、第1ワード線WL1の立ち
上がりを速くしている。第2ワード線WL2は、第1ワ
ード線WL1と共に立ち上がった後にゆっくり立ち下が
り、後は第3の実施例と同じ動作となる。
That is, in this embodiment, the capacitance C4 is virtually invisible by moving the first word line WL1 at the same potential as the second word line WL2, and the rising speed of the first word line WL1 is accelerated. The second word line WL2 rises together with the first word line WL1 and then slowly falls, after which the same operation as in the third embodiment is performed.

【0049】以上のことから、第1の実施例の構成によ
れば、ライト終了直後におけるメモリセルノードの
“H”レベルを上げることにより、メモリセルの動作安
定性を向上させることができる。また、第2の実施例に
よれば、データリテンション終了時のメモリセルノード
の“H”レベルを上げることができ、さらにメモリセル
の動作安定性を向上させることができる。
From the above, according to the configuration of the first embodiment, the operation stability of the memory cell can be improved by raising the "H" level of the memory cell node immediately after the end of the write. Further, according to the second embodiment, the "H" level of the memory cell node at the end of data retention can be raised, and the operation stability of the memory cell can be further improved.

【0050】また、第3の実施例の構成によれば、ライ
ト終了直前におけるメモリセルノードの“H”レベルを
上げることにより、メモリセルの動作安定性を向上させ
ることができる。
Further, according to the structure of the third embodiment, the operation stability of the memory cell can be improved by raising the "H" level of the memory cell node immediately before the end of writing.

【0051】さらに、第4の実施例の構成によれば、第
3の実施例の効果と共に、通常のリード時の動作速度が
遅れないという効果が得られる。
Further, according to the configuration of the fourth embodiment, the effect that the operation speed during normal read is not delayed is obtained in addition to the effect of the third embodiment.

【0052】第1、第2の実施例の構成によれば、ビッ
ト線からメモリセルに流れ込むメモリセル電流は増加し
ない。また、第3、第4の実施例の構成では、ライト終
了直前にメモリセル電流が瞬間的に増加するが、それ以
外のときは増加しない。よって消費電力の増加を最小限
で済ませることができる。
According to the configurations of the first and second embodiments, the memory cell current flowing into the memory cell from the bit line does not increase. Further, in the configurations of the third and fourth embodiments, the memory cell current instantaneously increases immediately before the end of writing, but does not increase in other cases. Therefore, the increase in power consumption can be minimized.

【0053】また、第1、第2の実施例の構成によれ
ば、上記の効果の他に、メモリセルノードの容量も増加
させることができ、メモリセルの動作安定性をさらに向
上させることができる。
Further, according to the structures of the first and second embodiments, in addition to the above effects, the capacity of the memory cell node can be increased, and the operational stability of the memory cell can be further improved. it can.

【0054】さらに、第1乃至第4の実施例において、
メモリセルの動作の安定性が向上するということは、ソ
フトエラー等にも強くなり、また動作電源電圧も拡大す
ることができるようになる。第2の実施例では、データ
保持電源電圧も拡大することができる。
Furthermore, in the first to fourth embodiments,
Improving the stability of the operation of the memory cell also makes it more resistant to soft errors and the like, and also makes it possible to expand the operating power supply voltage. In the second embodiment, the data holding power supply voltage can be expanded.

【0055】尚、第1乃至第4の実施例では、容量結合
による電圧の上昇を1回のみとしたが、リングオシレー
タ等で複数回行うことで、より効果が大きくなる。ま
た、第1、第3、第4の実施例では、書き込み動作終了
時に容量結合による電圧の上昇を行っているが、書き込
み動作中から行っても良い。その他、この発明は上述し
た実施例に限定されず、この発明の要旨を逸脱しない範
囲で種々変形しても同様に実施可能であることはいうま
でもない。
In addition, in the first to fourth embodiments, the voltage is increased only once by capacitive coupling, but the effect is further increased by performing the increase a plurality of times by the ring oscillator or the like. Further, in the first, third and fourth embodiments, the voltage is raised by capacitive coupling at the end of the write operation, but it may be performed during the write operation. In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that the present invention can be similarly implemented even if various modifications are made without departing from the gist of the present invention.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、H
R型またはTFT型によるスタティックRAMにおい
て、消費電力が増大することなく、書込み直後またはデ
ータリテンション終了時のメモリセルの動作を安定化す
ることができるメモリセル安定化回路及びその方法を提
供することができる。
As described above, according to the present invention, H
(EN) Provided are a memory cell stabilizing circuit and method capable of stabilizing the operation of a memory cell immediately after writing or at the end of data retention without increasing power consumption in an R type or TFT type static RAM. it can.

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

【図1】この発明に係るメモリセル安定化回路の第1の
一実施例の構成を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a first embodiment of a memory cell stabilizing circuit according to the present invention.

【図2】同第1の実施例の動作波形を示す波形図であ
る。
FIG. 2 is a waveform diagram showing operation waveforms of the first embodiment.

【図3】この発明に係るメモリセル安定化回路の第2の
一実施例の構成を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a second embodiment of a memory cell stabilizing circuit according to the present invention.

【図4】同第2の実施例の動作波形を示す波形図であ
る。
FIG. 4 is a waveform diagram showing operation waveforms of the second embodiment.

【図5】この発明に係るメモリセル安定化回路の第3の
一実施例の構成を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a third embodiment of a memory cell stabilizing circuit according to the present invention.

【図6】同第3の実施例の動作波形を示す波形図であ
る。
FIG. 6 is a waveform diagram showing operation waveforms of the third embodiment.

【図7】この発明に係るメモリセル安定化回路の第4の
一実施例の構成を示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a fourth embodiment of a memory cell stabilizing circuit according to the present invention.

【図8】同第4の実施例の動作波形を示す波形図であ
る。
FIG. 8 is a waveform diagram showing operation waveforms of the fourth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

WL1 第1ワード線 WL2 第2ワード線 BL1 第1ビット線 BL2 第2ビット線 Q1,Q2 ドライバゲートトランジスタ Q3,Q4 トランスファゲートトランジスタ C1,C1′,C2,C2′,C3,C4 容量 I1〜I7 インバータ G1 NORゲート G2 ANDゲート G3 NORゲート G4 NANDゲート G5 ORゲート G6 NANDゲート D1 VCC電位検出回路 WD1 ワードドライバ WL1 first word line WL2 second word line BL1 first bit line BL2 second bit line Q1, Q2 driver gate transistor Q3, Q4 transfer gate transistor C1, C1 ', C2, C2', C3, C4 capacitance I1 to I7 inverter G1 NOR gate G2 AND gate G3 NOR gate G4 NAND gate G5 OR gate G6 NAND gate D1 VCC potential detection circuit WD1 word driver

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ビット線対の“L”レベル書込み側から
メモリセルノードの片側の電位を“L”レベルに引き落
とした後に、もう片側のメモリセルノードの電位を第1
ワード線に接続されたトランスファゲートのソースフォ
ロワ動作によって“H”レベルとすることで、データを
書き込むスタティックRAMに用いられ、 前記メモリセルノードの形成層上に形成され、前記メモ
リセルノードと容量結合される導体と、 この導体を書き込み動作において“L”レベルから
“H”レベルに変化させるレベル制御手段とを具備する
ことを特徴とするメモリセル安定化回路。
1. The potential of a memory cell node on the other side is first dropped after the potential on one side of the memory cell node is dropped to the "L" level from the "L" level write side of the bit line pair.
It is used in a static RAM for writing data by setting it to "H" level by a source follower operation of a transfer gate connected to a word line, is formed on a formation layer of the memory cell node, and is capacitively coupled with the memory cell node. And a level control means for changing this conductor from an "L" level to an "H" level in a write operation.
【請求項2】 前記レベル制御手段は、前記導体をデー
タリテンション終了時にも“L”レベルから“H”に変
化させるようにしたことを特徴とする請求項1記載のメ
モリセル安定化回路。
2. The memory cell stabilizing circuit according to claim 1, wherein the level control means changes the level of the conductor from “L” level to “H” even at the end of data retention.
【請求項3】 ビット線対の“L”レベル書込み側から
メモリセルノードの片側の電位を“L”レベルに引き落
とした後に、もう片側のメモリセルノードの電位を第1
ワード線に接続されたトランスファゲートのソースフォ
ロワ動作によって“H”レベルとすることで、データを
書き込むスタティックRAMに用いられ、 前記メモリセルノードの形成層上の導体層に形成され、
前記第1のワード線と容量結合される第2のワード線
と、 この第2のワード線を書き込み動作において“L”レベ
ルから“H”レベルに変化させるレベル制御手段とを具
備することを特徴とするメモリセル安定化回路。
3. The potential of the memory cell node on the other side is set to the first level after the potential on one side of the memory cell node is dropped to the "L" level from the "L" level write side of the bit line pair.
It is used in a static RAM for writing data by setting it to "H" level by the source follower operation of a transfer gate connected to a word line, and is formed in a conductor layer on the formation layer of the memory cell node,
A second word line capacitively coupled to the first word line; and a level control means for changing the second word line from an "L" level to an "H" level in a write operation. And a memory cell stabilization circuit.
【請求項4】 前記レベル制御手段は、前記第2のワー
ド線をデータリテンション終了時にも“L”レベルから
“H”に変化させるようにしたことを特徴とする請求項
3記載のメモリセル安定化回路。
4. The memory cell stability according to claim 3, wherein the level control means changes the second word line from “L” level to “H” even at the end of data retention. Circuit.
【請求項5】 ビット線対の“L”レベル書込み側から
メモリセルノードの片側の電位を“L”レベルに引き落
とした後に、もう片側のメモリセルノードの電位を第1
ワード線に接続されたトランスファゲートのソースフォ
ロワ動作によって“H”レベルとすることで、データを
書き込むスタティックRAMに用いられ、 前記メモリセルノードの形成層上に形成され、前記メモ
リセルノードと容量結合される導体を、書き込み動作に
おいて“L”レベルから“H”レベルに変化させること
を特徴とするメモリセル安定化方法。
5. The potential of the memory cell node on the other side is first reduced after the potential on one side of the memory cell node is reduced to the “L” level from the “L” level write side of the bit line pair.
It is used in a static RAM for writing data by setting it to "H" level by a source follower operation of a transfer gate connected to a word line, is formed on a formation layer of the memory cell node, and is capacitively coupled with the memory cell node. A method for stabilizing a memory cell, characterized in that the conductor to be changed is changed from "L" level to "H" level in a write operation.
【請求項6】 さらに、前記導体をデータリテンション
終了時にも“L”レベルから“H”に変化させるように
したことを特徴とする請求項5記載のメモリセル安定化
方法。
6. The method for stabilizing a memory cell according to claim 5, wherein the conductor is changed from the “L” level to the “H” level even after the data retention is completed.
【請求項7】 ビット線対の“L”レベル書込み側から
メモリセルノードの片側の電位を“L”レベルに引き落
とした後に、もう片側のメモリセルノードの電位を第1
ワード線に接続されたトランスファゲートのソースフォ
ロワ動作によって“H”レベルとすることで、データを
書き込むスタティックRAMに用いられ、 前記メモリセルノードの形成層上の導体層に形成され、
前記第1のワード線と容量結合される第2のワード線
を、書き込み動作において“L”レベルから“H”レベ
ルに変化させるようにしたことを特徴とするメモリセル
安定化方法。
7. The potential of one side of the memory cell node is first reduced to the “L” level from the “L” level write side of the bit line pair, and then the potential of the memory cell node on the other side is first changed.
It is used in a static RAM for writing data by setting it to "H" level by the source follower operation of a transfer gate connected to a word line, and is formed in a conductor layer on the formation layer of the memory cell node,
A method of stabilizing a memory cell, wherein a second word line capacitively coupled to the first word line is changed from an "L" level to an "H" level in a write operation.
【請求項8】 さらに、前記第2のワード線をデータリ
テンション終了時にも“L”レベルから“H”に変化さ
せるようにしたことを特徴とする請求項7記載のメモリ
セル安定化方法。
8. The method of stabilizing a memory cell according to claim 7, wherein the second word line is changed from “L” level to “H” even at the end of data retention.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6813202B2 (en) 2002-12-18 2004-11-02 Renesas Technology Corp. Semiconductor integrated circuit device capable of shortening period required for performing data retention test
JP2008004208A (en) * 2006-06-23 2008-01-10 Nec Electronics Corp Semiconductor memory device and operation method of semiconductor memory device

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