專利名稱：半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及掩膜ROM(只讀存儲(chǔ)器Read Only Memory)等半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，特別是涉及實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)單元陣列的大規(guī)模化和低功率化的電路技術(shù)。
背景技術(shù)：
作為只讀存儲(chǔ)器，譬如接觸方式的掩膜ROM一向?yàn)槿怂?。所謂接觸方式的掩膜ROM，是根據(jù)構(gòu)成存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)單元晶體管的漏極是否連接了位線，來存儲(chǔ)“0”及“1”的數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件。
在所述的接觸方式掩膜ROM，由于使位線的存儲(chǔ)單元數(shù)增加而實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)單元陣列的大規(guī)?；?，因此，被要求降低存儲(chǔ)單元的關(guān)斷漏電流所固定生成的電流。
作為能夠降低關(guān)斷漏電流而被構(gòu)成的接觸方式掩膜ROM，譬如有半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件900，在讀出數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)使和讀出對(duì)象的存儲(chǔ)單元不連接的源線與位線的預(yù)充電電位為相同電位，能夠縮小未被選擇的存儲(chǔ)單元的源極和漏極間的電位差來降低關(guān)斷漏電流(參照專利文獻(xiàn)1)。
圖10是表示半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件900的結(jié)構(gòu)方塊圖。如圖10所示，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件900，由存儲(chǔ)單元陣列910、源電位控制電路920、列解碼器930、預(yù)充電晶體管940、讀出電路950、和輸出選擇電路960構(gòu)成。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件900中，在這些結(jié)構(gòu)要素中，存儲(chǔ)單元陣列910、列解碼器930、預(yù)充電晶體管940、以及讀出電路950，分別設(shè)有多個(gè)。
存儲(chǔ)單元陣列910，由多個(gè)存儲(chǔ)單元911被配置成n行×m列的矩陣狀所構(gòu)成。在存儲(chǔ)單元陣列910，設(shè)有與矩陣的各行對(duì)應(yīng)的字線(WL0～WLn-1)、和源線(SN0～SNn-1)。并且，在存儲(chǔ)單元陣列910，進(jìn)一步地設(shè)有與各列對(duì)應(yīng)的位線(BL00～BL1m-1)。
各存儲(chǔ)單元911，具體地由晶體管構(gòu)成。并且，各存儲(chǔ)單元911(晶體管)的門極被連接到和該存儲(chǔ)單元911所屬的行所對(duì)應(yīng)的字線。并且，各存儲(chǔ)單元911的源節(jié)點(diǎn)連接到該存儲(chǔ)單元911所屬的行所對(duì)應(yīng)的源線。并且，各存儲(chǔ)單元911，根據(jù)漏極是否連接了與該存儲(chǔ)單元911所屬的列所對(duì)應(yīng)的位線，來存儲(chǔ)“0”及“1”的數(shù)據(jù)。
源電位控制電路920，具有與各字線對(duì)應(yīng)了的NOT電路921。NOT電路921，將使字線的電平反轉(zhuǎn)的信號(hào)供給到該字線所對(duì)應(yīng)的源線。譬如字線WL0電平反轉(zhuǎn)的信號(hào)被供給到源線SN0。
列解碼器930，具備了與各位線對(duì)應(yīng)的多個(gè)開關(guān)。在各個(gè)開關(guān)，分別輸入有表示選擇的位線的列選擇信號(hào)CA0～CAm-1。按照所被輸入的列選擇信號(hào)，開關(guān)將應(yīng)該選擇的位線連接到預(yù)充電晶體管940、及讀出電路950。
預(yù)充電晶體管940，按照預(yù)充電信號(hào)(PCLK0或PCLK1)，通過列解碼器930來預(yù)充電被連接的位線。
讀出電路950，讀出通過列解碼器930被連接的位線所輸出的數(shù)據(jù)，向輸出選擇電路960輸出。
輸出選擇電路960，按照選擇信號(hào)SEL，選擇2個(gè)讀出電路950所讀出的數(shù)據(jù)(SOUT1和SOUT2)中的其中一方來輸出。
以下使用圖11的時(shí)刻流程圖來說明如上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件900中，從連接到字線WL0的存儲(chǔ)單元讀出數(shù)據(jù)的工作。
在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件900，時(shí)間A之前的待機(jī)狀態(tài)，各字線是低電平(L電平)，因此，所有的源線被保持在高電平(H電平)。
譬如，在時(shí)間A接受來自外部的讀出要求，列選擇信號(hào)CA0被激活時(shí)，則被輸入列選擇信號(hào)CA0的開關(guān)導(dǎo)通。根據(jù)前述，位線BL00連接到預(yù)充電晶體管940和讀出電路950。接著，預(yù)充電信號(hào)PCLK0被激活，預(yù)充電晶體管940一旦導(dǎo)通，只有位線BL00被預(yù)充電到H電平。
并且，被選擇的字線WL0被激活時(shí)，源線SN0將被下拉(pull down)到L電平。這時(shí)，源線SN0以外的源線保持在H電平。若是根據(jù)字線WL0被激活的存儲(chǔ)單元中，漏極和位線被連接的情況，通過源線SN0，位線BL00被下拉到L電平。并且，沒有被連接時(shí)，位線BL00將被保持在被預(yù)充電在H電平的狀態(tài)。
接著，位線BL00數(shù)據(jù)(信號(hào))根據(jù)讀出電路950被讀出。讀出電路950輸出信號(hào)SOUT0，在輸出選擇電路960中選擇信號(hào)SEL的上升時(shí)刻被鎖存(latch)，作為輸出DOUT被輸出到半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件900外部。
之后，一旦字線WL0回復(fù)到L電平，則字線WL0連接的存儲(chǔ)單元911的源節(jié)點(diǎn)將成為H電平。
這樣地，在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件900，接受了讀出要求時(shí)，只有和被選擇的存儲(chǔ)單元連接的源線被降低到L電平，未被選擇的存儲(chǔ)單元，根據(jù)逆偏壓效果使得關(guān)斷漏電流被削減。這個(gè)關(guān)斷漏電流的削減，對(duì)存儲(chǔ)單元陣列的大規(guī)模化的實(shí)現(xiàn)化非常有用。
專利文獻(xiàn)1日本特開2003-31749號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容解決課題然而，在所述的結(jié)構(gòu)中，由于源線和字線對(duì)應(yīng)著1對(duì)1，因此有著如下問題是，當(dāng)存儲(chǔ)容量愈增加，則根據(jù)源線的配置而布置面積增加。
并且，待機(jī)時(shí)，由于所有的存儲(chǔ)單元的源節(jié)點(diǎn)被保持在H電平，因此，存儲(chǔ)容量愈大，加上細(xì)微化，在存儲(chǔ)單元的關(guān)斷漏電流降增加，作為半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件整體的消耗功率有增加的傾向。
并且，雖然用來削減關(guān)斷漏電流的源節(jié)點(diǎn)的電壓只要在0.1v～0.2v左右即可(65nm制程中通過降源節(jié)點(diǎn)提高0.1v能夠使關(guān)斷漏電流抑制為2位)，在現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)中，被提高到VDD電平、或VDD-Vtn(Vtn構(gòu)成存儲(chǔ)單元的N溝道晶體管的閾值電位)電平。換句話說，也有著為了削減關(guān)斷漏電流而消耗了所需以上的電力。
本發(fā)明是有鑒于所述問題，目的在于削減待機(jī)時(shí)和工作時(shí)的功率，并提供存儲(chǔ)容量能夠大規(guī)?；陌雽?dǎo)體存儲(chǔ)器件。
解決方法為了解決所述課題，權(quán)利要求1的發(fā)明，是一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，具備了在1個(gè)晶體管構(gòu)成的存儲(chǔ)單元被配置成矩陣狀的存儲(chǔ)單元陣列，其特征在于，包括字線，和所述矩陣的各行對(duì)應(yīng)而設(shè)，將和所對(duì)應(yīng)的行的各晶體管的門極端子共同連接；位線，和所述矩陣的各列對(duì)應(yīng)而設(shè)，和所對(duì)應(yīng)的列的至少1個(gè)晶體管的漏極端子共同連接；源線，和所述矩陣的互相鄰接的每2行對(duì)應(yīng)而設(shè)，使所述2行的各晶體管的源極端子共同連接；源偏壓控制電路，在進(jìn)行從所述存儲(chǔ)單元讀出數(shù)據(jù)的激活期間，根據(jù)用來選擇控制對(duì)象的源線的行選擇信號(hào)，將與成為控制對(duì)象的源線的讀出對(duì)象中的存儲(chǔ)單元不連接的源線，控制成被供給在高于接地電位且低于電源電位的源偏壓電位的狀態(tài)下；以及，源線選擇電路，從所述源線中選擇所述控制對(duì)象的源線，生成所述選擇信號(hào)。
根據(jù)上述，利用逆偏壓效果來防止關(guān)斷漏電流，一部分的源線的電位受到選擇性地控制。換句話說，使得逆偏壓效果降低消耗功率、和向源線供給電位而增加消耗功率的平衡成為最適合，來調(diào)整控制對(duì)象的源線的數(shù)目，而在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件整體，能夠降低消耗功率。
并且，權(quán)利要求2的發(fā)明是權(quán)利要求1的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于源偏壓控制電路，構(gòu)成為，根據(jù)所述行選擇信號(hào)的預(yù)解碼信號(hào)選擇性地進(jìn)行所述源線的控制。
根據(jù)上述，按照預(yù)解碼信號(hào)來選擇電位控制的源線。
并且，權(quán)利要求3的發(fā)明，是權(quán)利要求1的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于進(jìn)一步地包括檢測(cè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的溫度變化的溫度檢測(cè)電路；所述源線選擇電路，構(gòu)成為，根據(jù)所述溫度檢測(cè)電路所檢測(cè)的溫度變化來選擇所述控制對(duì)象的源線。
根據(jù)上述，按照半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的溫度來選擇電位控制的源線。
并且，權(quán)利要求4的發(fā)明，是權(quán)利要求1的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，
其特征在于所述源線選擇電路，構(gòu)成為，按照來自半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件外部的控制選擇所述控制對(duì)象的源線根據(jù)上述，按照來自外部的控制來選擇電位控制的源線。
并且，權(quán)利要求5的發(fā)明是權(quán)利要求1的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于進(jìn)一步包括源下拉驅(qū)動(dòng)器，將被供給了所述源偏壓電位的源線回復(fù)到接地電位時(shí)下拉回復(fù)接地電位的源線；所述源下拉驅(qū)動(dòng)器，在所述存儲(chǔ)單元陣列內(nèi)，在所述字線的方向被分散配置。
并且，權(quán)利要求6的發(fā)明是權(quán)利要求5的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于所述源下拉驅(qū)動(dòng)器設(shè)于每個(gè)存儲(chǔ)單元陣列單位，該每個(gè)存儲(chǔ)單元陣列單位對(duì)應(yīng)了從所述存儲(chǔ)單元被讀出的數(shù)據(jù)的最小輸出單位。
并且，權(quán)利要求7的發(fā)明是權(quán)利要求5的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于所述源下拉驅(qū)動(dòng)器，構(gòu)成為，按照所述字線的電位下拉源線。
根據(jù)上述，能夠?qū)⒃淳€電位更高速地從源偏壓電位回復(fù)到接地電位。而且，由于源下拉驅(qū)動(dòng)器和源偏壓控制電路被隔離而配置，因此，在容量大而源線長(zhǎng)的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的情況，能夠縮小將源線速度回復(fù)到接地電位的位置依賴性。
并且，權(quán)利要求8的發(fā)明是一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，具備由1個(gè)晶體管構(gòu)成的存儲(chǔ)單元被配置成矩陣狀的存儲(chǔ)單元陣列，其特征在于，包括字線，和所述矩陣的各行對(duì)應(yīng)而設(shè)，和所對(duì)應(yīng)的行的各晶體管的門極端子共同連接；位線，和所述矩陣的各列對(duì)應(yīng)而設(shè)，和所對(duì)應(yīng)的列的至少1個(gè)晶體管的漏極端子共同連接；源線，和所述矩陣的互相鄰接的每2行對(duì)應(yīng)而設(shè)，使所述2行的各晶體管的源極端子共同連接；源偏壓控制電路，在進(jìn)行從所述存儲(chǔ)單元讀出數(shù)據(jù)的激活期間，根據(jù)用來選擇控制對(duì)象的源線的行選擇信號(hào)，將與成為控制對(duì)象的源線中的讀出對(duì)象的存儲(chǔ)單元不連接的源線，控制成在高于接地電位且低于電源電位的源偏壓電位被供給的狀態(tài)下、接地電位被供給的狀態(tài)、或高阻抗?fàn)顟B(tài)的三個(gè)狀態(tài)的其中一個(gè)狀態(tài)的電位控制；以及，源線選擇電路，從所述源線中選擇所述控制對(duì)象的源線，生成所述行選擇信號(hào)。
并且，權(quán)利要求9的發(fā)明是權(quán)利要求8的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于所述源偏壓控制電路，構(gòu)成為，根據(jù)從半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件外部輸入的選擇信號(hào)將電位控制為所述3個(gè)狀態(tài)的其中一個(gè)狀態(tài)。
并且，權(quán)利要求10的發(fā)明是權(quán)利要求8的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于所述存儲(chǔ)單元，根據(jù)所述晶體管的漏極端子是否連接所對(duì)應(yīng)的位線，來決定被存儲(chǔ)的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的值；所述源偏壓控制電路，構(gòu)成為，形成決定所述存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的值的接觸層時(shí)，將電位控制設(shè)定在所述3個(gè)狀態(tài)的其中一個(gè)狀態(tài)。
根據(jù)上述，控制對(duì)象的源線被控制成、源偏壓電位被供給的狀態(tài)、接地電位被供給的狀態(tài)、或高阻抗?fàn)顟B(tài)的3個(gè)狀態(tài)中其中一個(gè)狀態(tài)。
并且，權(quán)利要求11的發(fā)明是權(quán)利要求1的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于，進(jìn)一步包括位線用預(yù)充電電路，按照表示預(yù)充電期間的預(yù)充電信號(hào)將所述位線預(yù)充電；指令解碼電路，在按照來自半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件外部的存儲(chǔ)訪問要求的時(shí)刻，輸出表示進(jìn)行從所述存儲(chǔ)單元讀出數(shù)據(jù)的工作的激活期間的激活信號(hào)，并且，在自我完成的時(shí)刻，重設(shè)所述激活信號(hào)；以及，預(yù)充電信號(hào)發(fā)生電路，生成所述預(yù)充電信號(hào)；所述源偏壓控制電路，構(gòu)成為，在所述預(yù)充電信號(hào)表示的預(yù)充電期間及所述激活的信號(hào)表示的激活期間，將與控制對(duì)象的源線中成為讀出對(duì)象的存儲(chǔ)單元不連接的源線控制成被供給所述源偏壓電位的狀態(tài)。
并且，權(quán)利要求12的發(fā)明是權(quán)利要求11的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于，進(jìn)一步包括虛設(shè)存儲(chǔ)單元陣列，由1列的所述存儲(chǔ)單元構(gòu)成；虛設(shè)位線，用來連接構(gòu)成所述虛設(shè)存儲(chǔ)單元陣列的存儲(chǔ)單元的晶體管的漏極端子；以及，虛設(shè)用預(yù)充電電路，將所述虛設(shè)位線預(yù)充電；所述預(yù)充電信號(hào)發(fā)生電路，構(gòu)成為，所述虛設(shè)位線的電位超過所定的電平時(shí)，重設(shè)所述預(yù)充電信號(hào)。
并且，權(quán)利要求13的發(fā)明是權(quán)利要求12的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于所述虛設(shè)存儲(chǔ)單元陣列是對(duì)應(yīng)每個(gè)存儲(chǔ)單元陣列而設(shè)，該每個(gè)存儲(chǔ)單元陣列是對(duì)應(yīng)從所述存儲(chǔ)單元讀出的數(shù)據(jù)的最小輸出單位；所述虛設(shè)位線，根據(jù)是否至少連接了一個(gè)所述存儲(chǔ)單元、或是全部都沒有連接，來調(diào)整負(fù)荷電容。
并且，權(quán)利要求14的發(fā)明是權(quán)利要求12或權(quán)利要求13的其中之一的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于在所述存儲(chǔ)單元陣列的存儲(chǔ)單元，根據(jù)所述晶體管的漏極端子是否連接了所對(duì)應(yīng)的位線，來決定所存儲(chǔ)的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的值；所述虛設(shè)存儲(chǔ)單元陣列的個(gè)數(shù)、以及在各虛設(shè)存儲(chǔ)單元陣列中與所述虛設(shè)位線連接的存儲(chǔ)單元的個(gè)數(shù)，在決定所述存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的值的接觸層被形成時(shí)被設(shè)定。
根據(jù)上述，由于在預(yù)充電期間將源線設(shè)定為源偏壓電位，而能夠解決在激活期間的關(guān)斷漏電流造成的工作不良。
并且，權(quán)利要求15的發(fā)明是權(quán)利要求12或權(quán)利要求13的其中之一的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于設(shè)有多個(gè)所述虛設(shè)存儲(chǔ)單元陣列和所述虛設(shè)用預(yù)充電電路的組合；各虛設(shè)用預(yù)充電電路，構(gòu)成為，使所述虛設(shè)位線預(yù)充電的速度互相不同。
并且，權(quán)利要求16的發(fā)明是權(quán)利要求15的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于進(jìn)一步地，具備了按照來自半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件外部的控制，將在所述的所述多個(gè)其中任一的所述虛設(shè)存儲(chǔ)單元陣列和所述虛設(shè)用預(yù)充電電路的組合為有效的轉(zhuǎn)換電路。
并且，權(quán)利要求17的發(fā)明是權(quán)利要求15的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于在所述存儲(chǔ)單元陣列的存儲(chǔ)單元，根據(jù)所述晶體管的漏極端子是否連接所對(duì)應(yīng)的位線，來決定存儲(chǔ)的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的值；其構(gòu)成為，所述多個(gè)的所述虛設(shè)存儲(chǔ)單元陣列和所述虛設(shè)用預(yù)充電電路的組合，在決定所述存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的值的接觸層被形成時(shí)，使其中一組為有效。
根據(jù)上述，預(yù)充電期間被適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。
并且，權(quán)利要求18的發(fā)明是權(quán)利要求1的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于，進(jìn)一步包括列開關(guān)，按照被輸入的地址信號(hào)表示的地址選擇所述位線；第1預(yù)充電電路，按照表示預(yù)充電期間的預(yù)充電信號(hào)，通過所述列開關(guān)將所述位線預(yù)充電；第2預(yù)充電電路，按照所述預(yù)充電信號(hào)，不通過所述列開關(guān)將所述位線預(yù)充電；指令解碼電路，在根據(jù)來自半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件外部的存儲(chǔ)訪問要求的時(shí)刻，輸出顯示進(jìn)行從所述存儲(chǔ)單元讀出數(shù)據(jù)的工作的激活期間的激活信號(hào)，并且，在自我完成的時(shí)刻，重設(shè)所述激活信號(hào)；以及，預(yù)充電信號(hào)發(fā)生電路，生成所述預(yù)充電信號(hào)；所述源偏壓控制電路，構(gòu)成為，在所述預(yù)充電信號(hào)表示的預(yù)充電期間及所述激活的信號(hào)表示的激活期間，將與控制對(duì)象的源線中成為讀出對(duì)象的存儲(chǔ)單元不連接的源線控制成被供給所述源偏壓電位的狀態(tài)。
根據(jù)上述，能夠更高速地預(yù)充電位線。
并且，權(quán)利要求19的發(fā)明是權(quán)利要求18的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于所述列開關(guān)、第1預(yù)充電電路、和第2預(yù)充電電路是由相同種類的晶體管構(gòu)成。
根據(jù)上述，供給預(yù)充電電位的晶體管的特性不一致時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的預(yù)充電工作。
并且，權(quán)利要求20的發(fā)明是權(quán)利要求19的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于所述第1預(yù)充電電路和第2預(yù)充電電路，構(gòu)成為，只將構(gòu)成所述第1預(yù)充電電路和第2預(yù)充電電路的晶體管的閾值電位，預(yù)充電為低于電源電位。
根據(jù)上述，能夠抑制消耗功率同時(shí)進(jìn)行高速的數(shù)據(jù)讀出。
并且，權(quán)利要求21的發(fā)明是權(quán)利要求20的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于構(gòu)成所述列開關(guān)、第1預(yù)充電電路和第2預(yù)充電電路的晶體管的閾值電位，高于在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的所述列開關(guān)、第1預(yù)充電電路。和第2預(yù)充電電路以外的電路所使用的晶體管的閾值電位。
根據(jù)上述，能夠?qū)㈩A(yù)充電電壓更為降低。換句話說，能夠抑制消耗功率同時(shí)能夠進(jìn)行高速的數(shù)據(jù)讀出。
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠削減在待機(jī)時(shí)和工作時(shí)的消耗功率。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的變形例1的結(jié)構(gòu)的方塊圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例1的變形例2的結(jié)構(gòu)的方塊圖。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例2的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的結(jié)構(gòu)的方塊圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施例3的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中源偏壓控制電路的結(jié)構(gòu)的方塊圖。
圖6是本發(fā)明的實(shí)施例4的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的結(jié)構(gòu)的方塊圖。
圖7是本發(fā)明的實(shí)施例4的時(shí)刻流程圖。
圖8是本發(fā)明的實(shí)施例4變形例的結(jié)構(gòu)的方塊圖。
圖9是本發(fā)明的實(shí)施例5的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的結(jié)構(gòu)的方塊圖。
圖10是現(xiàn)有的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的結(jié)構(gòu)的方塊圖。
圖11是現(xiàn)有的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的時(shí)刻流程圖。
符號(hào)說明100-半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件、110-存儲(chǔ)單元陣列、111-存儲(chǔ)單元、、120-指令解碼器、121-源偏壓控制電路、130-激活的期間發(fā)生電路、140-地址緩沖器、150-行預(yù)解碼器、151-行預(yù)解碼器、160-字字驅(qū)動(dòng)器、170-源偏壓控制電路陣列、171-源偏壓控制電路、172-溫度檢測(cè)電路、173-開關(guān)、174-開關(guān)、180-列預(yù)解碼器、181-列開關(guān)、191-預(yù)充電發(fā)生電路、192-預(yù)充電晶體管、193-讀出電路、194-輸出選擇電路、200-半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件、210-源下拉驅(qū)動(dòng)器、371-源偏壓控制電路、371～371b-源偏壓控制電路、371b-N溝道晶體管、371c-N溝道晶體管、371d-或非電路、400-半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件、410-虛設(shè)存儲(chǔ)單元陣列、420-列開關(guān)、430-預(yù)充電發(fā)生電路、440-時(shí)刻發(fā)生電路、450-列預(yù)解碼器、500-半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件、510-位線預(yù)充電電路、511-預(yù)充電晶體管、520-預(yù)充電控制電路、900-半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件、910-存儲(chǔ)單元陣列、911-存儲(chǔ)單元、920-源電位控制電路、921-NOT電路、930-列解碼器、940-預(yù)充電晶體管、950-讀出電路、960-輸出選擇電路、WL0～WLn-1-字線、BL00～BL1m-1-位線、SN0～SN(n-2)/2-源線圖具體實(shí)施方式
以下參照


本發(fā)明的實(shí)施例。
《實(shí)施例1》圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1所涉及的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100的結(jié)構(gòu)方塊圖。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100，如圖1所示，具備存儲(chǔ)單元陣列110、指令解碼器120、激活期間發(fā)生電路130、地址緩沖器140、列預(yù)解碼器150、字驅(qū)動(dòng)器160、源偏壓控制電路陣列170、列預(yù)解碼器180、預(yù)充電發(fā)生電路191、預(yù)充電晶體管192、讀出電路193、和輸出選擇電路194而構(gòu)成。
存儲(chǔ)單元陣列110由多個(gè)存儲(chǔ)單元111被配置成n行×m列的矩陣狀而構(gòu)成。
在存儲(chǔ)單元陣列110，設(shè)有對(duì)應(yīng)所述矩陣的各行的字線WL0～WLn-1。并且，在存儲(chǔ)單元陣列110，以互相鄰接的2行分的存儲(chǔ)單元1個(gè)的比例，設(shè)有源線SN0～SN(n-2)/2。譬如，如圖1所示，與字線WL0和WL1對(duì)應(yīng)設(shè)有源線SN0。并且，在存儲(chǔ)單元陣列110，設(shè)有與各列對(duì)應(yīng)的位線BL00～BL0m-1設(shè)置。
在各存儲(chǔ)單元111，具體地由N溝道晶體管構(gòu)成。并且，各存儲(chǔ)單元111(N溝道晶體管)的門極，連接到與該存儲(chǔ)單元111所屬的行所對(duì)應(yīng)的字線。
并且，存儲(chǔ)單元111的源節(jié)點(diǎn)，連接到與該存儲(chǔ)單元所屬的行所對(duì)應(yīng)的源線。譬如，在與字線WL0對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元和與字線WL1所對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元的源節(jié)點(diǎn)，被源線SN0共同連接。換句話說，源線共同連接了在鄰接的2行的存儲(chǔ)單元的源節(jié)點(diǎn)。
并且，各存儲(chǔ)單元111，根據(jù)在與該存儲(chǔ)單元111所屬的列所對(duì)應(yīng)的位線是否連接了漏極，來存儲(chǔ)“0”及“1”的數(shù)據(jù)。
指令解碼器120，按照從半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100外部所輸入的外部信號(hào)NCE、和成為半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100工作的基準(zhǔn)的外部時(shí)鐘信號(hào)CLK，向激活期間發(fā)生電路130輸出表示成為激活期間(進(jìn)行用來從存儲(chǔ)單元讀出數(shù)據(jù)的工作的期間)的信號(hào)。
激活期間發(fā)生電路130，按照指令解碼器120的輸出，檢查出激活期間的開始，在一定期間之間，產(chǎn)生表示激活期間的存儲(chǔ)器激活信號(hào)ACT。在以下的例子，以激活期間作為存儲(chǔ)器激活信號(hào)ACT成為高電平的例子來說明。
地址緩沖器140，向行預(yù)解碼器150和字驅(qū)動(dòng)器160輸出從外部輸入的地址信號(hào)ADi。
行預(yù)解碼器150，向字驅(qū)動(dòng)器160和源偏壓控制電路171輸出、將地址緩沖器140所輸出的地址信號(hào)ADi所示的地址的一部分的位數(shù)予以解碼的預(yù)解碼信號(hào)。被輸出到字驅(qū)動(dòng)器160的預(yù)解碼信號(hào)，用來使字線WL0～WLn-1其中的一部分激活。并且，被輸出到源偏壓控制電路171的預(yù)解碼信號(hào)(SB0～SBj)，如后述地，用來決定對(duì)哪個(gè)源線電位控制。
字驅(qū)動(dòng)器160，使對(duì)應(yīng)了地址緩沖器140所輸出的地址信號(hào)和所述預(yù)解碼信號(hào)的字線激活。
在源偏壓控制電路陣列170，設(shè)有和各源線對(duì)應(yīng)的多個(gè)源偏壓控制電路171。
在源偏壓控制電路171，被輸入SB0～SBj中的一個(gè)預(yù)解碼信號(hào)和存儲(chǔ)器激活信號(hào)ACT、按照被輸入的預(yù)解碼信號(hào)和存儲(chǔ)器激活信號(hào)ACT，來控制所對(duì)應(yīng)的源線的電位。具體來說，源偏壓控制電路171，在被輸入的預(yù)解碼信號(hào)和存儲(chǔ)器激活信號(hào)ACT是高電平的情況時(shí)，使讀出對(duì)象的存儲(chǔ)單元111連接的源線為VSS電平(接地電位)，同時(shí)向與讀出對(duì)象的存儲(chǔ)單元111不連接的源線供給源偏壓電位。這個(gè)源偏壓電位，譬如，是高于VSS電平而低于接地電源電位低的電位。并且，存儲(chǔ)器激活信號(hào)ACT在低電平的情況時(shí)，將源線為接地電位。如圖1所示的例子，預(yù)解碼信號(hào)SB0，被輸入到和源線SN0連接的源偏壓控制電路171、和源線SN1連接的源偏壓控制電路171。因此，在源線SN0和SN1與讀出對(duì)象的存儲(chǔ)單元111不連接的情況時(shí)，將為相同的電位控制。
列預(yù)解碼器180，具有與各位線對(duì)應(yīng)的列開關(guān)181，使得預(yù)充電晶體管192連接對(duì)應(yīng)列選擇信號(hào)CA0～CAm-1的位線。列開關(guān)181，具體來說，譬如由根據(jù)N溝道晶體管所構(gòu)成。
預(yù)充電發(fā)生電路191，按照存儲(chǔ)器激活信號(hào)ACT，輸出控制位線的預(yù)充電的預(yù)充電信號(hào)PR。
預(yù)充電晶體管192，在預(yù)充電信號(hào)PR為低電平的情況時(shí)，預(yù)充電列預(yù)解碼器180所連接的位線。
讀出電路193，讀出被輸出到列預(yù)解碼器180所選擇的位線的數(shù)據(jù)，而向輸出選擇電路194輸出。
輸出選擇電路194，在被輸入的輸出選擇信號(hào)SEL上升的時(shí)刻，向半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件外部輸出讀出電路193的輸出。
在所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100，待機(jī)狀態(tài)(等候要求存儲(chǔ)訪問的狀態(tài))時(shí)，存儲(chǔ)器激活信號(hào)ACT是低電平。因此，所有的源線，被控制成接地電位。
在激活期間(進(jìn)行用來從存儲(chǔ)單元讀出數(shù)據(jù)的工作的期間)，存儲(chǔ)器激活信號(hào)ACT成為高電平。按照被訪問的地址的某個(gè)預(yù)解碼信號(hào)成為高電平，則從被輸入高電平的預(yù)解碼信號(hào)的源偏壓控制電路171，對(duì)所對(duì)應(yīng)的源線供給源偏壓電位。在被供給了源偏壓電位的源線中，根據(jù)逆偏壓效果削減了關(guān)斷漏電流。
如上所述地，若按照本實(shí)施例，根據(jù)預(yù)解碼信號(hào)，一部分的源線電位選擇性地受到控制。換句話說，能夠調(diào)整控制電位的源線的數(shù)目，來使得利用逆偏壓效果防止關(guān)斷漏電流以降低消耗功率、和向源線供給電位造成消耗功率的增加的平衡變得最適合。因此，在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的整體，將能夠降低消耗功率。
并且，從存儲(chǔ)器的工作邊緣和逆偏壓效果的關(guān)系，進(jìn)行源線的偏壓控制的單位，也可以是所述的預(yù)解碼單位以外的解碼單位數(shù)。
《實(shí)施例1的變形例1》以下說明按照半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的溫度對(duì)源線的進(jìn)行偏壓控制的單位手受到改變的例子。改變按照溫度進(jìn)行源線的偏壓控制的單位時(shí)，對(duì)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100，如圖2所示，追加行預(yù)解碼器151、溫度檢測(cè)電路172、和開關(guān)173。并且，在以下的實(shí)施例或變形例中，與所述實(shí)施例1等相同機(jī)能的結(jié)構(gòu)要素，標(biāo)記相同符號(hào)省略其說明。
行預(yù)解碼器151，輸出將地址緩沖器140所輸出的地址信號(hào)表示的地址的一部分的位數(shù)予以解碼的預(yù)解碼信號(hào)SA0。預(yù)解碼信號(hào)SA0，在開關(guān)173為導(dǎo)通時(shí)被輸入源偏壓控制電路171。
溫度檢測(cè)電路172，按照半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的溫度，激活溫度檢測(cè)信號(hào)T0或T1中的一個(gè)信號(hào)并輸出。
開關(guān)173，在溫度檢測(cè)信號(hào)T0被激活時(shí)，向源偏壓控制電路171輸出預(yù)解碼信號(hào)SA0。
開關(guān)174，在溫度檢測(cè)信號(hào)T1被激活時(shí)，向?qū)?yīng)的源偏壓控制電路171輸出輸入的SB0～SBj中的一個(gè)預(yù)解碼信號(hào)。
在所述實(shí)施例1的變形例1，檢測(cè)某溫度而檢測(cè)溫度知信號(hào)T0被激活時(shí)，則被輸入行預(yù)解碼信號(hào)SA0的開關(guān)173導(dǎo)通。這時(shí)，對(duì)源線SN0～SN3的所有源線進(jìn)行相同的電位控制。
并且，溫度知信號(hào)T1被激活時(shí)，則被輸入預(yù)解碼信號(hào)SB0和SB1信號(hào)的開關(guān)174導(dǎo)通。根據(jù)上述，以源線SN0和SN1單位、以及SN2和SN3單位，分別進(jìn)行相同的電位控制。
譬如，由于在高溫狀態(tài)關(guān)斷漏電流為大，因此，盡可能的向多數(shù)的源線供給源偏壓電位以削減關(guān)斷漏電流。并且，在低溫狀態(tài)時(shí)，由于關(guān)斷漏電流小于高溫狀態(tài)，因此，比起高溫狀態(tài)時(shí)減少供給源偏壓電位的源線的數(shù)目。根據(jù)上述，能夠工作邊緣和消耗功率的關(guān)系更合適化。
《實(shí)施例1的變形例2》
并且，也可以按照從外部被輸入的控制信號(hào)來改變進(jìn)行源線的偏壓控制的單位。具體來說，如圖3所示，在實(shí)施例1的變形例1中，取代設(shè)置溫度檢測(cè)電路172，而用從外部輸入的控制信號(hào)來轉(zhuǎn)換開關(guān)173和開關(guān)174。
根據(jù)上述，譬如在檢查存儲(chǔ)器時(shí)能夠評(píng)價(jià)工作邊緣的依賴性，而能夠明確最適合的源偏壓控制單位。
《實(shí)施例2》圖4是表示本發(fā)明實(shí)施例2所涉及的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件200的結(jié)構(gòu)方塊圖。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件200，如圖4所示，對(duì)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100，追加了源下拉驅(qū)動(dòng)器210而構(gòu)成。
源下拉驅(qū)動(dòng)器210，與各源線對(duì)應(yīng)而設(shè)，按照與所述2行分的存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)的各字線的電位而下拉源線。譬如源線SN0，按照字線WL0電位和WL1電位被下拉。具體來說，2個(gè)字線的雙方在低電平的情況時(shí)，源下拉驅(qū)動(dòng)器210下拉源線。
在所述的實(shí)施例2，如果與只以源偏壓控制電路171控制源線的電位相比，能夠更高速地將源線電位從源偏壓電位回復(fù)到接地電位。
并且，源下拉驅(qū)動(dòng)器210，由于被分散配置在與源偏壓控制電路171不同的位置，因此，即使存儲(chǔ)容量很大而源線長(zhǎng)的情況，也能夠縮小將源線電位回復(fù)到VSS電平的速度的位置依賴性。因此，不但能夠維持讀出“0”數(shù)據(jù)的高速性，使得存儲(chǔ)器重設(shè)的工作本身也能夠高速化。
并且，由于用來下拉源線的VSS電源線被分散，因此，比起只以源偏壓控制電路171控制源線電位的情況，能夠分散電源線的局部性的變動(dòng)。
并且，由于源下拉驅(qū)動(dòng)器210的控制由字線進(jìn)行，因此不需要在字線方向配置對(duì)源下拉驅(qū)動(dòng)器210控制信號(hào)用的新布線。換句話說，不會(huì)因?yàn)橛脕砜刂圃聪吕?qū)動(dòng)器210而增加襯底面積。
并且，最好是，源下拉驅(qū)動(dòng)器210的配置，是以每1外部輸出單位(相當(dāng)于1個(gè)輸出選擇電路中所含的最小的位線數(shù)的存儲(chǔ)單元陣列單位)。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件大多是以1個(gè)外部輸出單位來設(shè)計(jì)，如果以1外部輸出單位配置源下拉驅(qū)動(dòng)器210，則能夠容易設(shè)計(jì)各種的輸出數(shù)據(jù)數(shù)的存儲(chǔ)器。換句話說，能夠非常有效地縮短設(shè)計(jì)期間。并且，源下拉驅(qū)動(dòng)器210，即使是1個(gè)外部輸出單位配置2個(gè)以上的結(jié)構(gòu)，只要是以1個(gè)外部輸出單位能夠設(shè)計(jì)的配置，在布置設(shè)計(jì)上也沒有問題。
并且，源下拉驅(qū)動(dòng)器210，如果被配置為在位線方向所配置的存儲(chǔ)單元的襯底接觸領(lǐng)域，則能夠?qū)⒁r底偏壓用的VSS電源和電源線共有化。換句話說，能夠不增加襯底面積而配置源下拉驅(qū)動(dòng)器210。
并且，如果將源下拉驅(qū)動(dòng)器210配置成小于存儲(chǔ)單元晶體管的門容量，則對(duì)字線的工作負(fù)荷能夠完全無視。
《實(shí)施例3》以下說明將源線控制為供給了源偏壓電位的狀態(tài)、供給接地電位的狀態(tài)、和高阻抗?fàn)顟B(tài)(Hi-Z狀態(tài))的3個(gè)狀態(tài)的其中之一的源偏壓控制電路的例子。這個(gè)源偏壓控制電路，能夠適用在所述實(shí)施例1和實(shí)施例2。
圖5是表示本發(fā)明實(shí)施例3的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中使用的源偏壓控制電路371的結(jié)構(gòu)方塊圖。在圖5中，PCECNT信號(hào)是用來向N溝道晶體管371c和NOR或非電路371d供給高電平的信號(hào)或存儲(chǔ)器激活信號(hào)ACT的反轉(zhuǎn)信號(hào)的信號(hào)。PSNC信號(hào)，是控制對(duì)N溝道晶體管371a～371b的VDD電源供給的信號(hào)。
所述源偏壓控制電路371，當(dāng)PSNC信號(hào)為高電平，則切斷對(duì)N溝道晶體管371b的VDD電源的供給。根據(jù)上述，源線被固定在Hi-Z狀態(tài)或接地電位的狀態(tài)。進(jìn)一步地，PCECNT信號(hào)為高電平，則N溝道晶體管371c和或非電路371d被輸入高電平的信號(hào)。根據(jù)上述，N溝道晶體管371c導(dǎo)通，N溝道晶體管371b關(guān)斷，源線成為被供給接地電位的狀態(tài)。并且，若是PSNC信號(hào)成為低電平，源線成為被供給源偏壓電位(圖5的例子中是VDD電平)的狀態(tài)。
換句話說，根據(jù)PCECNT信號(hào)和PSNC信號(hào)的2個(gè)輸入信號(hào)的控制，能夠使源線電位源改變?yōu)楸还┙o偏壓電位的狀態(tài)、Hi-Z狀態(tài)、或被供給接地電位的狀態(tài)中3個(gè)狀態(tài)的其中之一。換句話說，能夠選擇在大容量存儲(chǔ)器中，確保工作邊緣并實(shí)現(xiàn)低功率的最合適的條件。
并且，若使得構(gòu)成為，從半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件外部能夠輸入PSNC信號(hào)及PCECNT信號(hào)，將容易進(jìn)行在存儲(chǔ)器檢查時(shí)等最適合的條件選擇。
并且，存儲(chǔ)器檢查時(shí)，若是使用檢查時(shí)的方式設(shè)定手段等來改變所述的3個(gè)狀態(tài)，則不需要個(gè)別輸出PSNC信號(hào)及PCECNT信號(hào)作為外部輸入信號(hào)。
并且，在決定輸出數(shù)據(jù)的0和1的接觸層中，根據(jù)以beer轉(zhuǎn)換3個(gè)狀態(tài)，由于能夠在程序確定時(shí)同時(shí)改變所述3個(gè)狀態(tài)，而能夠削減掩膜成本和縮短設(shè)計(jì)期間。
《實(shí)施例4》圖6是表示本發(fā)明實(shí)施例4所涉及的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件400的結(jié)構(gòu)方塊圖。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件400，是按照存儲(chǔ)單元的容量，來控制源線的電位控制期間的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的例子。在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件400，取代半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件100的預(yù)充電發(fā)生電路191而具備了預(yù)充電發(fā)生電路430，進(jìn)一步地，追加了虛設(shè)存儲(chǔ)單元陣列410、列開關(guān)420、和時(shí)刻發(fā)生電路440而構(gòu)成。并且，圖6中記載有所述實(shí)施例中被省略記載的列預(yù)解碼器450。
虛設(shè)存儲(chǔ)單元陣列410，是具有了1列份的存儲(chǔ)單元111的存儲(chǔ)單元陣列。在虛設(shè)存儲(chǔ)單元陣列410的存儲(chǔ)單元111，并不是用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。并且，在虛設(shè)存儲(chǔ)單元陣列410設(shè)置了位線DBL。
列開關(guān)420，當(dāng)存儲(chǔ)器激活信號(hào)ACT成為高電平，對(duì)位線DBL預(yù)充電。
預(yù)充電發(fā)生電路430，只有在位線DBL被預(yù)充電的期間(預(yù)充電發(fā)生期間)，激活預(yù)充電信號(hào)PR。這里，將預(yù)充電信號(hào)PR成為低電平稱為激活，將預(yù)充電信號(hào)PR成為高電平稱為非激活(或是重設(shè))。
預(yù)充電發(fā)生電路430，詳細(xì)來說，當(dāng)存儲(chǔ)器激活信號(hào)ACT成為高電平時(shí)，使預(yù)充電信號(hào)PR激活，或是在位線DBL的電位(預(yù)充電電平)超過規(guī)定電平的時(shí)刻非激活預(yù)充電信號(hào)PR。
時(shí)刻發(fā)生電路440，在預(yù)充電信號(hào)PR被非激活的時(shí)刻，輸出用來向行預(yù)解碼器150輸出預(yù)充電信號(hào)的時(shí)刻信號(hào)WA。
列預(yù)解碼器450，按照地址信號(hào)ADi表示的地址，生成用來選擇位線的列選擇信號(hào)CA0～CAm-1。
使用圖7的時(shí)刻流程圖說明半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件400的工作。
在時(shí)間A，若根據(jù)外部指令NCE成為低電平而發(fā)生數(shù)據(jù)讀出的要求，通過指令解碼器120和激活期間發(fā)生電路130，生成存儲(chǔ)器激活信號(hào)ACT。
根據(jù)上述存儲(chǔ)器激活信號(hào)ACT，列開關(guān)420被激活，而位線DBL被預(yù)充電。根據(jù)上述，從預(yù)充電發(fā)生電路430輸出預(yù)充電信號(hào)PR。
并且，從地址緩沖器140向行預(yù)解碼器150和列預(yù)解碼器450轉(zhuǎn)送了地址輸入信號(hào)ADi。根據(jù)上述，譬如列選擇信號(hào)CA0被激活，則位線BL00和BL10連接預(yù)充電晶體管192。
通過預(yù)充電信號(hào)PR被激活，向所有的源線SN0～SN(n-2)/2供給源偏壓電位。
并且，通過預(yù)充電發(fā)生電路430使預(yù)充電晶體管192導(dǎo)通，使列預(yù)解碼器180所選擇的位線BL00及BL10預(yù)充電。
然后，當(dāng)使用了虛設(shè)存儲(chǔ)單元陣列410的所述時(shí)刻發(fā)生期間結(jié)束，自動(dòng)地使預(yù)充電信號(hào)PR被重設(shè)。若預(yù)充電信號(hào)PR被重設(shè)，從時(shí)刻發(fā)生電路440輸出時(shí)刻信號(hào)WA，從讀出對(duì)象的存儲(chǔ)單元111被連接的字線(譬如字線WL0)，根據(jù)行預(yù)解碼器150被激活成為高電平。這將成為存儲(chǔ)器內(nèi)部工作的激活期間的開端。當(dāng)字線WL0被激活，所對(duì)應(yīng)的源線SN0成為VSS電平。另一方面，其他的源線繼續(xù)保持源偏壓電位。
若字線WL0被激活，從位線BL00及BL10輸出存儲(chǔ)單元111的數(shù)據(jù)。并且，存儲(chǔ)器激活信號(hào)ACT下降而非激活，所有的信號(hào)成為了非激活狀態(tài)后，輸出選擇信號(hào)SEL被激活。根據(jù)上述，向位線BL00或BL10其中一方輸出的數(shù)據(jù)，從輸出選擇電路194作為數(shù)據(jù)輸出DOUT被輸出。
如上所述地，根據(jù)本實(shí)施例，通過在預(yù)充電期間將源線設(shè)定為所述源偏壓電位，能夠解決在激活期間的關(guān)斷漏電流所造成的工作不良。
并且，使多數(shù)的源線工作的消耗功率增加，而其造成的電壓下降將可能降低存儲(chǔ)器工作邊緣，但是，通過在預(yù)充電期間進(jìn)行這些工作，能夠使對(duì)存儲(chǔ)器工作邊緣的影響在最小限度。
并且，在激活期間中，通過向與讀出對(duì)象的存儲(chǔ)單元不連接的源線供給所述源偏壓電位，而根據(jù)來自所述非連接的位線的關(guān)斷漏電流，能夠消除從數(shù)據(jù)被讀出的位線讀出錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)的問題。
并且，為了生成將位線預(yù)充電的期間，通過使用與一般的存儲(chǔ)單元相同的構(gòu)造而不以蓄積存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)為目的的虛設(shè)存儲(chǔ)單元陣列，能夠容易實(shí)現(xiàn)對(duì)位線的預(yù)充電期間的必要時(shí)間的配合。
并且，其特征是，在位線方向改變存儲(chǔ)容量的情況，由于以使用位線的時(shí)刻發(fā)生方法，因此，非常容易實(shí)現(xiàn)時(shí)刻的配合。
并且，虛設(shè)存儲(chǔ)單元陣列410，譬如，通過全部或是一部分的存儲(chǔ)單元111與位線連接、或全部的存儲(chǔ)單元111與位線不連接，也可以調(diào)整位線的負(fù)荷容量。根據(jù)上述，在無法改變位線DBL長(zhǎng)度的情況，也能夠調(diào)整預(yù)充電期間。
在按照1個(gè)外部輸出單位(相當(dāng)于1個(gè)輸出選擇電路中所含的最小的位線數(shù)的存儲(chǔ)單元陣列單位)設(shè)置虛設(shè)存儲(chǔ)單元陣列410的情況，譬如，使得某個(gè)輸出單位的位線DBL連接所有的存儲(chǔ)單元，而使得在其他的輸出單位的位線DBL與存儲(chǔ)單元不相連等，則按照各自的位線DBL的負(fù)荷容量的不同，能夠以輸出單位調(diào)整時(shí)刻。并且，存儲(chǔ)單元和位線的連接或不連接，以決定輸出數(shù)據(jù)的0和1的接觸層來設(shè)定。根據(jù)上述，能夠不追加多余的掩膜成本而實(shí)現(xiàn)預(yù)充電期間的調(diào)整。
并且，譬如如圖8所示，也可以使構(gòu)成為，設(shè)置多個(gè)虛設(shè)存儲(chǔ)單元陣列410和列開關(guān)420，通過改變各自的列開關(guān)420晶體管尺寸，使其開關(guān)能力(開關(guān)的阻抗)互相不同。根據(jù)上述，加上位線的負(fù)荷容量，根據(jù)虛設(shè)存儲(chǔ)單元陣列410的開關(guān)能力也能夠調(diào)整預(yù)充電期間。
固定預(yù)充電期間時(shí)，譬如在決定輸出數(shù)據(jù)的0和1的接觸層將虛設(shè)存儲(chǔ)單元陣列410的門端子固定為規(guī)定的電位。根據(jù)上述，能夠不追加多余掩膜成本而予以實(shí)現(xiàn)。并且，在接觸層以外，譬如，也可以在布線層以使用某組的虛設(shè)存儲(chǔ)單元陣列410和列開關(guān)420、或使用保險(xiǎn)絲之類的元件來進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
并且，如圖8表示地，也可以對(duì)各列開關(guān)420的門端子從外部可以輸入控制信號(hào)，使得能夠從外部轉(zhuǎn)換預(yù)充電期間。根據(jù)上述，通過使得從外部能夠轉(zhuǎn)換預(yù)充電期間，而能夠求得適當(dāng)?shù)念A(yù)充電期間的評(píng)價(jià)、以及根據(jù)虛設(shè)存儲(chǔ)陣列生成的預(yù)充電期間的關(guān)系而加以評(píng)價(jià)。換句話說，將能夠縮短存儲(chǔ)器評(píng)價(jià)期間、以及實(shí)現(xiàn)的適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻控制。進(jìn)一步地，根據(jù)制造后能夠轉(zhuǎn)換預(yù)充電期間也帶來成品率的提高。
《實(shí)施例5》圖9，是表示本發(fā)明實(shí)施例1所涉及的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件500的結(jié)構(gòu)方塊圖。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件500，與譬如實(shí)施例4等相比，是能夠更高速地預(yù)充電的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的例子。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件500，具體地相對(duì)于半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件400，追加了位線預(yù)充電電路510和預(yù)充電控制電路520而構(gòu)成。
位線預(yù)充電電路510，具有與各位線對(duì)應(yīng)的預(yù)充電晶體管511。這個(gè)位線預(yù)充電電路510，被配置在列預(yù)解碼器180和存儲(chǔ)單元陣列110之間。
預(yù)充電控制電路520，在預(yù)充電信號(hào)PR被激活時(shí)，通過按照列選擇信號(hào)CA0～CAm-1使預(yù)充電晶體管511其中一個(gè)導(dǎo)通，預(yù)充電選擇的位線。
在所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件500，如果位線被預(yù)充電時(shí)，通過被列預(yù)解碼器450導(dǎo)通的列開關(guān)181，從預(yù)充電晶體管192被預(yù)充電，同時(shí)，從被預(yù)充電控制電路520導(dǎo)通的預(yù)充電晶體管511也被預(yù)充電。
譬如位線變長(zhǎng)、位線的負(fù)荷容量變大時(shí)，通過列開關(guān)181的預(yù)充電，即使提高列開關(guān)181的能力，預(yù)充電速度將按照列開關(guān)的能力被決定。相對(duì)地，能考慮擴(kuò)大電路面積而高速化。
但是，如上所述地，本實(shí)施例，配置位線預(yù)充電電路510使得不通過列預(yù)解碼器180對(duì)位線預(yù)充電，因此，能夠減少列開關(guān)181的導(dǎo)通電阻造成的工作速度的降低。換句話說，根據(jù)本實(shí)施例，將能夠?qū)崿F(xiàn)高速且以小晶體管的效率良好的預(yù)充電。
并且，本實(shí)施例，由于使用預(yù)充電信號(hào)PR和列選擇信號(hào)的邏輯能夠選擇性地預(yù)充電切位線，與只是增大列開關(guān)181能力的情況相比，從消耗功率的這一點(diǎn)來看也是有利的。
并且，因?yàn)榱虚_關(guān)181和預(yù)充電晶體管511使用同類的晶體管(N溝道晶體管)，晶體管特性的制程偏差將成為相同傾向。譬如在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件500中，即使N溝道晶體管和P通道晶體管的能力完全不同，該影響也很小，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的預(yù)充電工作。并且，因?yàn)榱虚_關(guān)181和預(yù)充電晶體管511，只要是同類的晶體管就可以，使用P溝道晶體管也能夠得到同樣的效果。
并且，使從列開關(guān)181所被供給的預(yù)充電電位為VDD-Vtn(VtnN溝道晶體管的閾值電位)，通過隔著列開關(guān)181只以Vtn來預(yù)充電為低電位，不只是能夠抑制消耗功率，并且在“0”數(shù)據(jù)讀出時(shí)能夠從位線更高速地讀出數(shù)據(jù)。
并且，如果使得列開關(guān)181和預(yù)充電晶體管511的閾值電位高于其他的晶體管的閾值電位，能夠更為降低預(yù)充電電壓。根據(jù)上述，在抑制消耗功率之外，進(jìn)一步地，對(duì)于“0”數(shù)據(jù)讀出的更高速化、以及縮短位線回復(fù)到VSS電平的時(shí)間等，對(duì)于縮短數(shù)據(jù)的存取時(shí)間是有效的。
并且，各信號(hào)的電平(高電平或低電平)和該意義的對(duì)應(yīng)關(guān)系是例子，不限定在所述的例子。
并且，所述各實(shí)施例和變形例所說明的結(jié)構(gòu)要素，也可以在合乎邏輯的范圍加以種種組合。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，具有能夠削減待機(jī)時(shí)和工作時(shí)的消耗功率的效果，對(duì)于實(shí)現(xiàn)掩膜ROM等的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件等，特別是存儲(chǔ)單元陣列的大規(guī)?；偷凸β驶碾娐芳夹g(shù)等非常有用。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，具備了由1個(gè)晶體管構(gòu)成的存儲(chǔ)單元被配置成矩陣狀的存儲(chǔ)單元陣列，其特征在于包括字線，和所述矩陣的各行對(duì)應(yīng)而設(shè)，將和所對(duì)應(yīng)的行的各晶體管的門極端子共同連接；位線，和所述矩陣的各列對(duì)應(yīng)而設(shè)，和所對(duì)應(yīng)的列的至少1個(gè)晶體管的漏極端子共同連接；源線，和所述矩陣的互相鄰接的每2行對(duì)應(yīng)而設(shè)，使所述2行的各晶體管的源極端子共同連接；源偏壓控制電路，在進(jìn)行從所述存儲(chǔ)單元讀出數(shù)據(jù)的工作的激活期間，按照用來選擇控制對(duì)象的源線的行選擇信號(hào)，將和成為控制對(duì)象中的源線的讀出對(duì)象的存儲(chǔ)單元不連接的源線、控制成被供給高于接地電位且低于電源電位的源偏壓電位的狀態(tài)；以及源線選擇電路，從所述源線中選擇所述控制對(duì)象的源線，生成所述行選擇信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于源偏壓控制電路，構(gòu)成為，根據(jù)所述行選擇信號(hào)的預(yù)解碼信號(hào)選擇性地進(jìn)行所述源線的控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于進(jìn)一步包括檢測(cè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的溫度變化的溫度檢測(cè)電路；所述源線選擇電路，構(gòu)成為，按照所述溫度檢測(cè)電路所檢測(cè)出的溫度變化來選擇所述控制對(duì)象的源線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于所述源線選擇電路，構(gòu)成為，按照來自半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件外部的控制來選擇所述控制對(duì)象的源線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于進(jìn)一步包括源下拉驅(qū)動(dòng)器，將被供給了所述源偏壓電位的源線回復(fù)到接地電位時(shí)下拉回復(fù)到接地電位的源線；所述源下拉驅(qū)動(dòng)器，在所述存儲(chǔ)單元陣列內(nèi)，在所述字線的方向被分散配置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于所述源下拉驅(qū)動(dòng)器設(shè)在每個(gè)存儲(chǔ)單元陣列單位，該每個(gè)存儲(chǔ)單元陣列單位對(duì)應(yīng)了從所述存儲(chǔ)單元被讀出的數(shù)據(jù)的最小輸出單位。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于所述源下拉驅(qū)動(dòng)器，構(gòu)成為，按照所述字線的電位來下拉源線。
8.一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，具備了由1個(gè)晶體管構(gòu)成的存儲(chǔ)單元被配置成矩陣狀的存儲(chǔ)單元陣列，其特征在于包括字線，和所述矩陣的各行對(duì)應(yīng)而設(shè)，和所對(duì)應(yīng)的行的各晶體管的門極端子共同連接；位線，和所述矩陣的各列對(duì)應(yīng)而設(shè)，和所對(duì)應(yīng)的列的至少1個(gè)晶體管的漏極端子共同連接；源線，和所述矩陣的互相鄰接的每2行對(duì)應(yīng)而設(shè)，使所述2行的各晶體管的源極端子共同連接；源偏壓控制電路，在進(jìn)行從所述存儲(chǔ)單元讀出數(shù)據(jù)的工作的激活期間，按照用來選擇控制對(duì)象的源線的行選擇信號(hào)，將和成為控制對(duì)象的源線中的讀出對(duì)象的存儲(chǔ)單元不連接的源線的電位、控制成高于接地電位且低于電源電位的源偏壓電位被供給的狀態(tài)、接地電位被供給的狀態(tài)、或高阻抗?fàn)顟B(tài)的三個(gè)狀態(tài)的其中一個(gè)狀態(tài)；以及源線選擇電路，從所述源線中選擇所述控制對(duì)象的源線，生成所述行選擇信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于所述源偏壓控制電路，構(gòu)成為，按照從半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件外部輸入的選擇信號(hào)，將電位控制為所述3個(gè)狀態(tài)的其中一個(gè)狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于所述存儲(chǔ)單元，根據(jù)所述晶體管的漏極端子是否連接所對(duì)應(yīng)的位線，決定被存儲(chǔ)的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的值；所述源偏壓控制電路，構(gòu)成為，形成決定所述存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的值的接觸層時(shí)，將電位控制設(shè)定在所述3個(gè)狀態(tài)的其中1個(gè)狀態(tài)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于進(jìn)一步包括位線用預(yù)充電電路，按照表示預(yù)充電期間的預(yù)充電信號(hào)將所述位線預(yù)充電；指令解碼電路，在按照來自半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件外部的存儲(chǔ)訪問要求的時(shí)刻，輸出表示進(jìn)行從所述存儲(chǔ)單元讀出數(shù)據(jù)的工作的激活期間的激活信號(hào)，并且，在自我完成的時(shí)刻，重設(shè)所述激活信號(hào)；以及預(yù)充電信號(hào)發(fā)生電路，生成所述預(yù)充電信號(hào)；所述源偏壓控制電路，構(gòu)成為，在所述預(yù)充電信號(hào)表示的預(yù)充電期間及所述激活信號(hào)表示的激活期間，將和控制對(duì)象的源線中成為讀出對(duì)象的存儲(chǔ)單元不連接的源線控制成被供給所述源偏壓電位的狀態(tài)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于進(jìn)一步包括虛設(shè)存儲(chǔ)單元陣列，由1列的所述存儲(chǔ)單元構(gòu)成；虛設(shè)位線，用來連接構(gòu)成所述虛設(shè)存儲(chǔ)單元陣列的存儲(chǔ)單元的晶體管的漏極端子；以及虛設(shè)用預(yù)充電電路，將所述虛設(shè)位線預(yù)充電；所述預(yù)充電信號(hào)發(fā)生電路，構(gòu)成為，所述虛設(shè)位線的電位超過規(guī)定的電平時(shí)，重設(shè)所述預(yù)充電信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于所述虛設(shè)存儲(chǔ)單元陣列是對(duì)應(yīng)每個(gè)存儲(chǔ)單元陣列單位而設(shè)，該每個(gè)存儲(chǔ)單元陣列單位是對(duì)應(yīng)從所述存儲(chǔ)單元讀出的數(shù)據(jù)的最小輸出單位；所述虛設(shè)位線，根據(jù)是否至少連接了一個(gè)所述存儲(chǔ)單元、或是全部都沒有連接，來調(diào)整負(fù)荷電容。
14.根據(jù)權(quán)利要求12及權(quán)利要求13中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于所述存儲(chǔ)單元陣列中的存儲(chǔ)單元，根據(jù)所述晶體管的漏極端子是否連接了所對(duì)應(yīng)的位線，來決定所存儲(chǔ)的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的值；所述半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，構(gòu)成為，所述虛設(shè)存儲(chǔ)單元陣列的個(gè)數(shù)、以及在各虛設(shè)存儲(chǔ)單元陣列中與所述虛設(shè)位線連接的存儲(chǔ)單元的個(gè)數(shù)，在決定所述存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的值的接觸層被形成時(shí)被設(shè)定。
15.根據(jù)權(quán)利要求12及權(quán)利要求13中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于設(shè)有多個(gè)所述虛設(shè)存儲(chǔ)單元陣列和所述虛設(shè)用預(yù)充電電路的組合，各虛設(shè)用預(yù)充電電路，構(gòu)成為，使所述虛設(shè)位線的預(yù)充電速度互相不同。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于進(jìn)一步地，具備了按照來自半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件外部的控制、使所述多個(gè)的所述虛設(shè)存儲(chǔ)單元陣列和所述虛設(shè)用預(yù)充電電路的組合的任一個(gè)為有效的轉(zhuǎn)換電路。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于在所述存儲(chǔ)單元陣列的存儲(chǔ)單元，根據(jù)所述晶體管的漏極端子是否連接所對(duì)應(yīng)的位線，來決定存儲(chǔ)的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的值；所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，構(gòu)成為，所述多個(gè)的所述虛設(shè)存儲(chǔ)單元陣列和所述虛設(shè)用預(yù)充電電路的組合，在決定所述存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的值的接觸層被形成時(shí)，其中一組為有效。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于進(jìn)一步包括列開關(guān)，按照被輸入的地址信號(hào)表示的地址來選擇所述位線；第1預(yù)充電電路，按照表示預(yù)充電期間的預(yù)充電信號(hào)，通過所述列開關(guān)將所述位線預(yù)充電；第2預(yù)充電電路，按照所述預(yù)充電信號(hào)，不通過所述列開關(guān)將所述位線預(yù)充電；指令解碼電路，在按照來自半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件外部的存儲(chǔ)訪問要求的時(shí)刻，輸出表示是進(jìn)行從所述存儲(chǔ)單元讀出數(shù)據(jù)的工作的激活期間的激活信號(hào)，并且，在自我完成的時(shí)刻，重設(shè)所述激活信號(hào)；以及預(yù)充電信號(hào)發(fā)生電路，生成所述預(yù)充電信號(hào)；所述源偏壓控制電路，構(gòu)成為，在所述預(yù)充電信號(hào)表示的預(yù)充電期間及所述激活的信號(hào)表示的激活期間，將和控制對(duì)象的源線中成為讀出對(duì)象的存儲(chǔ)單元不連接的源線控制成被供給了所述源偏壓電位的狀態(tài)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于所述列開關(guān)、第1預(yù)充電電路、和第2預(yù)充電電路是由相同種類的晶體管構(gòu)成。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于所述第1預(yù)充電電路和第2預(yù)充電電路，構(gòu)成為，使構(gòu)成所述第1預(yù)充電電路和第2預(yù)充電電路的晶體管的閾值電位，預(yù)充電為低于電源電位。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其特征在于構(gòu)成所述列開關(guān)、第1預(yù)充電電路和第2預(yù)充電電路的晶體管的閾值電位，高于在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的所述列開關(guān)、第1預(yù)充電電路、和第2預(yù)充電電路以外的電路所使用的晶體管的閾值電位。
全文摘要
本發(fā)明在于提供一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，能夠削減待機(jī)時(shí)和工作時(shí)的消耗功率，并使存儲(chǔ)容量的大規(guī)模化。在存儲(chǔ)單元陣列110，以互相鄰接的2行分的存儲(chǔ)單元1個(gè)的比例，設(shè)置源線(SN0～SN(n－2)/2)。進(jìn)一步地，設(shè)置對(duì)應(yīng)各源線的多個(gè)源偏壓控制電路(121)，來向各源線供給高于接地電位低于電源電位的源偏壓電位。并且，在激活期間，使得各源線中被行解碼器(150)所選擇的源線中、與讀出對(duì)象的存儲(chǔ)單元不連接的源線，根據(jù)源偏壓控制電路(171)，被控制成供給上述源偏壓電位狀態(tài)。
文檔編號(hào)G11C17/08GK1905074SQ20061010785
公開日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2006年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月27日
發(fā)明者黑田直喜 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社