專利名稱：半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置及其字線升壓方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器等半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置。更詳細(xì)地說，涉及使字線升壓而擴(kuò)大存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)的振幅的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置及其字線升壓方法的改進(jìn)。
在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置中，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)會(huì)受到α射線或噪聲的破壞。這種數(shù)據(jù)破壞容易在存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)的振幅即「H」電平節(jié)點(diǎn)的電壓與「L」電平節(jié)點(diǎn)的電壓之差較小的情況下發(fā)生。這樣，在對半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置的低電壓工作的要求增高的近年來，該影響變得顯著起來。
日本專利特開昭58-169958中披露了在所加電源電壓等制約的范圍內(nèi)進(jìn)一步提高存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)的振幅的技術(shù)。下面參照

圖1和圖2來說明該現(xiàn)有技術(shù)。
圖1表示現(xiàn)有的靜態(tài)RAM的升壓電路。在該圖中，存儲(chǔ)單元10由四個(gè)N溝道MOSFET(以下稱為NMOS晶體管)T20～T23和高阻負(fù)載R1、R2構(gòu)成。多個(gè)存儲(chǔ)單元10布置成矩陣狀，各個(gè)存儲(chǔ)單元10同字線WL和位線對BL、/BL(BL條)相連接。字線WL為例如256個(gè)存儲(chǔ)單元10連接成一行的長度，存在例如512條。位線對BL、/BL是用于相對于存儲(chǔ)單元10寫入、讀出數(shù)據(jù)的線，位線對BL、/BL分別存在例如1024條。
數(shù)據(jù)總線DB、/DB通過由被列選擇信號(hào)Y、/Y所控制的晶體管T14～T17構(gòu)成的列門12連接到上述位線對上。位線負(fù)載晶體管T18、T19連接在未圖示的電源和位線對BL、/BL之間。P溝道MOSFET(以下稱為PMOS晶體管)和NMOS晶體管T10～T13構(gòu)成寫入電路14。由PMOS晶體管T8、NMOS晶體管T9所構(gòu)成的反向器是字線驅(qū)動(dòng)器16，反向器的數(shù)量與字線WL數(shù)相同。該字線驅(qū)動(dòng)器16由來自行選擇解碼器18的輸出所驅(qū)動(dòng)。升壓控制電路20由PMOS晶體管T1、T3、T4和NMOS晶體管T2、T5、T6以及延遲電路22所構(gòu)成。升壓電路24由升壓用電容器C1和PMOS晶體管T7所構(gòu)成。
下面參照圖2的時(shí)序圖來說明現(xiàn)有技術(shù)的動(dòng)作。在圖1中，在進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入存儲(chǔ)單元10時(shí)，允許寫入信號(hào)/WE成為低電平，把寫入信號(hào)IN、/IN輸入由晶體管T10、T11或晶體管T13、T12所構(gòu)成的寫入電路14，以使寫入信號(hào)IN成為邏輯「L」、寫入信號(hào)/IN成為邏輯「H」。在此情況下，如圖2所示的那樣，當(dāng)寫入信號(hào)IN成為邏輯「L」時(shí)，數(shù)據(jù)總線/DB被提升到電源線的電壓Vdd上。當(dāng)構(gòu)成列門12的PMOS晶體管、NMOS晶體管并聯(lián)連接時(shí)，位線負(fù)載晶體管為PMOS晶體管，因此，位線/BL被大致提升到Vdd上。
另一方面，輸入升壓控制電路20的允許寫入信號(hào)/WE通過構(gòu)成反向器的晶體管T1、T2被反向，而成為允許寫入信號(hào)WE，提供給晶體管T4、T5。允許寫入信號(hào)/WE成為由延遲電路22進(jìn)行預(yù)定時(shí)間延時(shí)的信號(hào)/WEd，而提供給晶體管T3、T6的柵極。晶體管T3～T6構(gòu)成NOR門，僅在信號(hào)/WE和信號(hào)/WEd都為邏輯「L」時(shí)，節(jié)點(diǎn)D變?yōu)檫壿嫛窰」。而且，晶體管T7在節(jié)點(diǎn)D為邏輯「L」時(shí)變?yōu)閷?dǎo)通，把升壓用電容器C1進(jìn)行充電到電源電壓Vdd。因此，當(dāng)節(jié)點(diǎn)D為邏輯「H」時(shí)，晶體管T7關(guān)斷，給字線驅(qū)動(dòng)器16提供把升壓用電容器C1的充電電壓加到節(jié)點(diǎn)D的電位上的電壓即電源電壓Vdd以上的電位。由此，字線WL的電位X在寫入完成之后，一次性地提升到Vdd以上的電壓電平上。由此，存儲(chǔ)單元10中的節(jié)點(diǎn)B的電壓在寫入完成之后急速提升到Vdd。
在上述的現(xiàn)有技術(shù)中，由于在字線驅(qū)動(dòng)器16的正電源輸入直接升壓信號(hào)而使字線WL升壓，因而，升壓電路24就需要非常大容量的被升壓線來進(jìn)行升壓，就存在寫入電路14的規(guī)模非常大，布線面積增大、消耗電流增大的問題。
在現(xiàn)有技術(shù)中，還存在下述問題升壓控制電路20檢出信號(hào)/WE的上升邊即寫入完成的波形而產(chǎn)生升壓脈沖，因此，在信號(hào)/WE成為「L」固定狀態(tài)，即在連續(xù)的寫入周期中地址信號(hào)和輸入數(shù)據(jù)發(fā)生變化的情況下，不進(jìn)行升壓工作。
在現(xiàn)有技術(shù)中，還存在下述問題在寫入完成之后，即在/WE信號(hào)從邏輯「L」變到邏輯「H」之后，進(jìn)行字線的升壓。由此，在寫入結(jié)束之后，不能進(jìn)行位線對的預(yù)充電和均衡工作，從寫入周期轉(zhuǎn)換到讀出周期的時(shí)間非常長。
為了降低被升壓線的容量，本申請人提出了日本專利特開平4-212788中所公開的技術(shù)。根據(jù)該現(xiàn)有技術(shù)，如該公報(bào)的圖21所示的那樣，把字線沿該字線的縱向分成多個(gè)，在每個(gè)被分割后的多個(gè)字線上使用對存儲(chǔ)單元的配置區(qū)域進(jìn)行塊分割而形成的多個(gè)存儲(chǔ)單元陣列塊。把上述公報(bào)的圖5所示的升壓電路配置在每個(gè)塊中，通過根據(jù)塊選擇信號(hào)所選擇的一個(gè)升壓電路，來對每個(gè)塊實(shí)施升壓工作。
根據(jù)日本專利特開平4-212788中所公開的技術(shù)，需要準(zhǔn)備與塊數(shù)同樣數(shù)量的包括升壓電容器的升壓電路，則升壓電路的布線面積從整體上看反而增大了。
在日本專利特開昭62-28516、62-28517中揭示了把存儲(chǔ)單元的配置區(qū)域進(jìn)行塊分割的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，但在這些公報(bào)中未對升壓進(jìn)行全部公開。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置及其字線升壓方法，能夠降低被升壓線的容量而成為低耗電量并且縮小升壓電路的布線面積而實(shí)現(xiàn)小型化。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，通過在升壓用電容器的預(yù)充電結(jié)束之后開始升壓工作，能夠防止因預(yù)充電不足而引起的誤動(dòng)作。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，能夠通過字線的升壓來降低數(shù)據(jù)破壞，并縮短從寫入周期轉(zhuǎn)換到讀出周期的時(shí)間。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，能夠在行地址變化時(shí)、和/或數(shù)據(jù)變化時(shí)、和/或到寫入周期以后時(shí)，和/或到讀出周期以后時(shí)，確實(shí)地使字線升壓。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置的一個(gè)方案，其特征在于，包括多個(gè)靜態(tài)存儲(chǔ)單元，在多列的一對位線和多行的字線的各個(gè)交叉部上，連接在上述一對位線和上述字線上；多個(gè)存儲(chǔ)單元陣列塊，把上述多行的字線沿該字線的縱向分割成多個(gè)，在每個(gè)所分割的字線上，對多個(gè)上述存儲(chǔ)單元的配置區(qū)域進(jìn)行塊分割而形成；共用的第一被升壓線，用于對上述多個(gè)存儲(chǔ)單元陣列塊內(nèi)的全部字線進(jìn)行升壓；升壓用電容器，具有連接在上述第一被升壓線上的正極端；開關(guān)裝置，連接在電源線和上述升壓用電容器的上述正極端之間；升壓控制裝置，輸出導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)上述開關(guān)裝置而對上述升壓用電容器進(jìn)行預(yù)充電的預(yù)充電控制信號(hào)和使上述升壓用電容器的負(fù)極端的電位發(fā)生變化的升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
開光裝置，連接在電源線和上述升壓用電容器的上述正極端之間，用以按照預(yù)充電控制信號(hào)進(jìn)行ON驅(qū)動(dòng)；第二被升壓線，設(shè)在每個(gè)上述存儲(chǔ)單元陣列塊中；塊選擇電路，設(shè)在每個(gè)上述存儲(chǔ)單元陣列塊中，根據(jù)塊地址信號(hào)選擇一個(gè)上述存儲(chǔ)單元陣列塊；行選擇電路，設(shè)在每個(gè)上述存儲(chǔ)單元陣列塊中，根據(jù)行地址信號(hào)選擇一條字線，使由上述塊選擇電路所選擇的一個(gè)上述存儲(chǔ)單元陣列塊內(nèi)的，由上述行選擇電路所選擇的一條上述字線經(jīng)過上述第一、第二被升壓線而升壓。
根據(jù)本發(fā)明，從塊分割后的存儲(chǔ)單元陣列塊中選擇一個(gè)塊，使留在該選擇的塊內(nèi)的長度的字線升壓。由此，升壓時(shí)的負(fù)載容量僅由所選擇的塊內(nèi)的字線和第一、第二被升壓線的布線容量承擔(dān)。這樣，在進(jìn)行高效的升壓的同時(shí)能夠防止消耗電流的增加。由于減少了被升壓線的布線容量，升壓用電容器的容量可以較小。在此，升壓用電容器可以與多個(gè)存儲(chǔ)單元陣列塊共用，而不需要設(shè)置在每個(gè)塊中。由此，就能縮小包含該升壓用電容器的升壓電路的布線面積。通過確實(shí)地進(jìn)行升壓工作，就能在低電源電壓下減少數(shù)據(jù)破壞，確保較寬的電源電壓裕度。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置的另一個(gè)方案，其特征在于，包括多個(gè)靜態(tài)存儲(chǔ)單元，在多列的一對位線和N×n行的子字線的各個(gè)交叉部上，連接在上述一對位線和上述子字線上；多個(gè)存儲(chǔ)單元陣列塊，把上述子字線沿該子字線的縱向分割成多個(gè)，在每個(gè)所分割的子字線上，對上述存儲(chǔ)單元的配置區(qū)域以行方向進(jìn)行塊分割為多個(gè)而形成；N行主字線，設(shè)在多個(gè)上述存儲(chǔ)單元陣列塊中，通過激活任一條而可以選擇n條上述子字線；共用的第一被升壓線，用于對上述多個(gè)存儲(chǔ)單元陣列塊內(nèi)的全部子字線進(jìn)行升壓；升壓用電容器，具有連接在上述第一被升壓線上的正極端；開關(guān)裝置，連接在電源線和上述升壓用電容器的上述正極端之間；升壓控制裝置，輸出導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)上述開關(guān)裝置而對上述升壓用電容器進(jìn)行預(yù)充電的預(yù)充電控制信號(hào)和使上述升壓用電容器的負(fù)極端的電位發(fā)生變化的升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
開關(guān)裝置，連接在電源線和上述升壓用電容器的上述正極端之間，用以按照預(yù)充電控制信號(hào)進(jìn)行ON驅(qū)動(dòng)；第二被升壓線，每個(gè)上述存儲(chǔ)單元陣列塊中分別設(shè)置n條；塊選擇電路，設(shè)在每個(gè)上述存儲(chǔ)單元陣列塊中，根據(jù)塊地址信號(hào)選擇一個(gè)上述存儲(chǔ)單元陣列塊；子行選擇電路，設(shè)在每個(gè)上述存儲(chǔ)單元陣列塊中，根據(jù)子行地址信號(hào)從n條中選擇一條上述子字線；主行地址電路，同多個(gè)上述存儲(chǔ)單元陣列塊共用，根據(jù)主行地址信號(hào)，選擇一條上述主字線，使在由上述塊選擇電路所選擇的塊內(nèi)，由上述主行選擇電路所選擇的一條上述主字線所對應(yīng)的n條上述子字線中，由上述子行選擇電路所選擇的一條上述子字線經(jīng)過上述第一、第二被升壓線而升壓。
在本發(fā)明中，與上述發(fā)明相同，升壓時(shí)的負(fù)載容量僅由所選擇的塊內(nèi)的子字線和第一、第二被升壓線的布線容量承擔(dān)，由此，在進(jìn)行高效的升壓的同時(shí)能夠防止消耗電流的增加，并能縮小包含升壓用電容器的升壓電路的布線面積。
通過本發(fā)明，就能把傳輸門分別設(shè)在n條上述第二被升壓線和n條上述子字線之間。各傳輸門的一個(gè)控制端子連接在主字線上，另一個(gè)控制端子通過反向器連接在主字線上。
這樣一來，用于連接第二被升壓線和子字線的電路構(gòu)成變得簡易，由此就能縮小布線面積而實(shí)現(xiàn)高密度的集成。
在本發(fā)明中，上述升壓控制裝置可以通過使上述預(yù)充電控制信號(hào)變化來關(guān)閉上述開關(guān)裝置，在結(jié)束了上述升壓用電容器的預(yù)充電之后，通過使上述升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)變化，而提高上述升壓用電容器的上述負(fù)極端的電位，經(jīng)過上述第一、第二被升壓線，使所選擇的一條字線或子字線升壓。
這樣一來，在字線或子字線的電平確實(shí)地變?yōu)殡娫措妷褐螅ㄟ^進(jìn)行升壓，就能防止由字線或子字線的電位電平不足引起的誤動(dòng)作及特性的惡化。
在本發(fā)明中，上述升壓控制裝置可以使上述升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)變化而降低上述升壓用電容器的上述負(fù)極端的電位，在所選擇的一條上述子字線的升壓結(jié)束之后，通過使上述預(yù)充電控制信號(hào)變化而接通上述開關(guān)裝置，而使上述升壓用電容器的預(yù)充電開始。
由此，來防止第一、第二被升壓線、所選擇的字線或子字線的電壓下降。
在本發(fā)明中，可以進(jìn)一步設(shè)置檢出行地址信號(hào)的變化的地址轉(zhuǎn)換檢出裝置。升壓控制裝置可以根據(jù)來自地址轉(zhuǎn)換檢出裝置的檢出信號(hào)，來使預(yù)充電控制信號(hào)和升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)變化。
這樣一來，在例如寫入周期連續(xù)進(jìn)行的情況下，在行地址變化時(shí)，必然能使字線或子字線升壓，而能夠進(jìn)一步降低數(shù)據(jù)破壞。
在本發(fā)明中，可以進(jìn)一步設(shè)置檢出寫入存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)的變化的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換檢出裝置。升壓控制裝置可以根據(jù)來自數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換檢出裝置的檢出信號(hào)，來使預(yù)充電控制信號(hào)和升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)變化。
這樣一來，在例如寫入周期連續(xù)進(jìn)行的情況下，在數(shù)據(jù)變化時(shí)，必然能使字線或子字線升壓，而能夠進(jìn)一步降低數(shù)據(jù)破壞。
在本發(fā)明中，可以進(jìn)一步設(shè)置檢出允許寫入信號(hào)的變化的允許寫入信號(hào)轉(zhuǎn)換檢出裝置。升壓控制裝置可以根據(jù)來自允許寫入信號(hào)轉(zhuǎn)換檢出裝置的檢出信號(hào)，來使預(yù)充電控制信號(hào)和升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)變化。
在此情況下，升壓控制裝置能夠根據(jù)允許寫入信號(hào)僅在寫入周期中使升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)變化，而使字線或子字線升壓。這樣一來，就不必在數(shù)據(jù)破壞較少的讀出周期中實(shí)施升壓，而成為更低的耗電量。
或者，作為替代方案，升壓控制裝置可以根據(jù)由允許寫入信號(hào)轉(zhuǎn)換檢出裝置檢出允許寫入信號(hào)的上升邊和下降邊時(shí)的檢出信號(hào)，在寫入周期及讀出周期雙方中實(shí)施字線或子字線升壓。
在本發(fā)明中，升壓控制裝置可以根據(jù)用于在一定的通電期間中激活字線或主字線和子字線的自動(dòng)斷電信號(hào)，而在通電期間實(shí)施升壓工作。這樣一來，由于通過自動(dòng)斷電而結(jié)束升壓，就能減小消耗電流。
在本發(fā)明中，升壓控制裝置可以包括升壓/非升壓切換電路，在電源電壓變到預(yù)定電壓以上時(shí)，通過上述升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)降低上述升壓用電容器的上述負(fù)極端的電位，使上述子字線的升壓工作失活。或者，升壓控制裝置可以包括限制裝置，當(dāng)電源電壓變?yōu)轭A(yù)定電壓以上時(shí)，限制升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓振幅。
這樣一來，就不會(huì)使字線或子字線被過度升壓，而成為低耗電量。
本發(fā)明的方法所涉及的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置的字線升壓方法，在具有多列的一對位線和多行的字線的各個(gè)交叉部上，在具有連接上述一對位線和上述字線上的多個(gè)靜態(tài)存儲(chǔ)單元的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中，在相對于上述存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)寫入時(shí)或數(shù)據(jù)讀出時(shí)之前，使一條上述字線升壓，其特征在于，準(zhǔn)備多個(gè)存儲(chǔ)單元陣列塊，其是把上述多行的字線沿該字線的縱向分割成多個(gè)，在每個(gè)所分割的字線上，對多個(gè)上述存儲(chǔ)單元的配置區(qū)域進(jìn)行塊分割而形成；準(zhǔn)備升壓用電容器，其與上述多個(gè)存儲(chǔ)單元陣列塊共用；把上述電源電壓加在上述升壓用電容器的正極端上，對上述升壓用電容器進(jìn)行預(yù)充電；根據(jù)從上述多個(gè)存儲(chǔ)單元陣列塊中選擇出任一個(gè)的塊地址信號(hào)和從上述多行字線中選擇任一條的行地址信號(hào)，把電源電壓提供給所選擇的一個(gè)上述存儲(chǔ)單元陣列塊內(nèi)的所選擇的一條上述字線；在此后經(jīng)過預(yù)定時(shí)間之后，使上述升壓用電容器的負(fù)極端的電位變化，而使一條上述字線升壓。
在本發(fā)明的方法中，由于減小了升壓時(shí)的負(fù)載容量，就能在進(jìn)行高效的升壓的同時(shí)，防止消耗電流的增加。由于減小被升壓線的布線容量的總和，在減小了升壓用電容器的容量上，升壓用電容器可以與多個(gè)存儲(chǔ)單元陣列塊共用，而不需要設(shè)置在每個(gè)塊中。由此，就能縮小包含該升壓用電容器的升壓電路的布線面積。通過確實(shí)地進(jìn)行升壓工作，就能在低電源電壓下減少數(shù)據(jù)破壞，確保較寬的電源電壓裕度。而且，在字線電平確實(shí)地成為電源電壓之后進(jìn)行升壓，由此，就能防止由于字線電位電平不足而引起的誤動(dòng)作和特性惡化。
本發(fā)明的方法中，在電源電壓提供給上述一條字線之前，在預(yù)定期間接通連接在上述一對位線上的位線預(yù)充電用開關(guān)元件，而把上述一對位線預(yù)充電到上述電源電壓上。
這樣以來，在以讀周期進(jìn)行升壓時(shí)，當(dāng)將電源電壓供給字線時(shí)，位線是在浮置狀態(tài)。但在這時(shí)，能使因在位線上呈現(xiàn)的信號(hào)電位完全放電而升壓，可減少存儲(chǔ)單元內(nèi)的數(shù)據(jù)破壞。
圖1是表示現(xiàn)有例子的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置的升壓電路的簡要示圖；圖2是表示圖1的現(xiàn)有例子的工作的時(shí)序圖；圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置的簡要示圖；圖4是說明圖3所示的第一實(shí)施例的時(shí)序圖；圖5是表示圖3所示的升壓控制電路的一例的電路構(gòu)成圖；圖6是作為圖5的升壓控制電路的變形例的本發(fā)明的第二實(shí)施例的電路構(gòu)成圖；圖7是作為圖5的升壓控制電路的另一個(gè)變形例的本發(fā)明的第三實(shí)施例的電路構(gòu)成圖；在字線選擇方式中使用傳輸門的本發(fā)明的第四實(shí)施例的電路構(gòu)成圖；用于說明本發(fā)明的第五實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置的塊分區(qū)的簡要示圖；放大表示圖9所示的16個(gè)塊中的兩個(gè)塊的簡要示圖；表示圖10所示的塊選擇解碼器和子行選擇解碼器的電路構(gòu)成的一例的電路圖；表示在圖10所示的第二被升壓線和子字線的連接上使用傳輸門的電路構(gòu)成圖。
下面參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行具體說明。
第一實(shí)施例參照圖3～圖7說明本發(fā)明的第一實(shí)施例。圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置的簡要示圖；圖4是表示第一實(shí)施例的動(dòng)作的時(shí)序圖；圖5是表示圖3所示的升壓控制電路40的一例的圖。
在圖3中，存儲(chǔ)單元10、列門12及寫入電路14具有與圖1相同的結(jié)構(gòu)。在該第一實(shí)施例中，與圖1不同的是，具有多個(gè)存儲(chǔ)單元陣列塊120，把存儲(chǔ)單元10的配置區(qū)域沿字線WL方向塊分割成多個(gè)。字線WL的長度為留在多個(gè)存儲(chǔ)單元陣列塊120中的長度。在每個(gè)塊120中設(shè)置選擇一個(gè)塊的塊選擇解碼器90和激活所選擇的一個(gè)塊內(nèi)的一條字線的字線驅(qū)動(dòng)器100。
作為共用于各個(gè)塊的結(jié)構(gòu)，除了上述列門12和寫入電路14之外，還設(shè)有升壓電路30、升壓控制電路40、地址轉(zhuǎn)換檢出電路50、行選擇解碼器60、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換檢出電路70、自動(dòng)斷電信號(hào)發(fā)生電路80和允許寫入信號(hào)轉(zhuǎn)換檢出電路110。
其中，升壓電路30由升壓用電容器C1和預(yù)充電用PMOS晶體管T7構(gòu)成。PMOS晶體管T7是連接在電源線和升壓用電容器C1的正極端之間的開關(guān)裝置。從升壓控制電路40給PMOS晶體管T7的柵極提供預(yù)充電控制信號(hào)φ2，使PMOS晶體管T7導(dǎo)通、關(guān)斷。通過使PMOS晶體管T7導(dǎo)通，就能進(jìn)行升壓用電容器C1的預(yù)充電。來自升壓控制電路40的升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)φ1提供給升壓用電容器C1的負(fù)極端。當(dāng)升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)φ1的電位為低電位時(shí)，就能進(jìn)行向升壓用電容器C1的預(yù)充電，一旦變?yōu)殡娫措娢?，就能使連接在該正極端上的被升壓線升壓。
首先，對輸入驅(qū)動(dòng)控制升壓電路30的升壓控制電路40的各種信號(hào)進(jìn)行說明。
行地址信號(hào)ADD輸入地址轉(zhuǎn)換檢出電路50，同時(shí)輸入行選擇解碼器60。地址轉(zhuǎn)換檢出電路50檢出行地址信號(hào)ADD的變化并發(fā)生脈沖，僅在行地址信號(hào)ADD變化時(shí)發(fā)生邏輯「H」的脈沖信號(hào)φ3。該脈沖信號(hào)φ3輸入升壓控制電路40。
來自外部的寫入數(shù)據(jù)IN被輸入數(shù)據(jù)輸入端DIN。該數(shù)據(jù)TNT由反向器INV2進(jìn)行反向，得到反向信號(hào)/IN。這些信號(hào)IN、/IN輸入寫入電路14。檢出數(shù)據(jù)IN的變化并發(fā)生脈沖的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換檢出電路70發(fā)生脈沖信號(hào)φ4。該脈沖信號(hào)φ4輸入升壓控制電路40。
允許寫入信號(hào)轉(zhuǎn)換檢出電路110檢出允許寫入信號(hào)/WE的下降邊，把脈沖WEP輸出給升壓控制電路40和自動(dòng)斷電信號(hào)發(fā)生電路80。
自動(dòng)斷電信號(hào)發(fā)生電路80接收上述脈沖信號(hào)φ3、φ4及脈沖WEP，由計(jì)時(shí)器電路(未圖示)發(fā)生自動(dòng)斷電信號(hào)φ5。該自動(dòng)斷電信號(hào)φ5為L電平時(shí)，該實(shí)施例的電路動(dòng)作。自動(dòng)斷電信號(hào)φ5輸入選擇行方向的存儲(chǔ)單元的行選擇解碼器60，同時(shí)輸入升壓控制電路40。
輸入了脈沖φ3、φ4、φ5及脈沖WEP的升壓控制電路40根據(jù)這些脈沖發(fā)生提供給升壓用電容器C1的升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)φ1和控制預(yù)充電用PMOS晶體管T7的預(yù)充電控制信號(hào)φ2。
在圖5中，表示出該升壓控制電路40的一例。上述脈沖φ3、φ4、φ5及脈沖WEP輸入或非電路NOR1。其輸出被輸入延時(shí)反向器DINV1，同時(shí)被輸入與非電路NAND1、或非電路NOR2，延時(shí)反向器DINV1的輸出通過延時(shí)反向器DINV2連接到與非電路NAND1的輸入上。與非電路NAND1的輸出通過延時(shí)反向器DINV3連接到或非電路NOR2的輸入上，同時(shí)，同反向器INV3相連。或非電路NOR2的輸出同反向器INV4相連接。其中，使反向器INV3、INV4的輸出分別成為信號(hào)φ1、φ2。信號(hào)φ2是控制預(yù)充電用PMOS晶體管T7的預(yù)充電控制信號(hào)，信號(hào)φ1是提供給升壓用電容器C1的負(fù)極端的升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)。升壓用電容器C1由NMOS門形成。
圖3所示的塊選擇解碼器90由輸入塊選擇用的解碼信號(hào)A1、A2的或非電路NOR3所構(gòu)成。該塊選擇解碼器90從多個(gè)存儲(chǔ)單元陣列塊120中選擇一個(gè)塊?；蚍请娐種OR3的正電源同由升壓用電容器C1升壓的第一被升壓線VLINE1相連接，負(fù)電源接地。該第一被升壓線VLINE1被各個(gè)存儲(chǔ)單元陣列塊120共用?；蚍请娐種OR3的輸出同由PMOS晶體管T24和NMOS晶體管T25構(gòu)成的反向器的正電源相連接。該反向器構(gòu)成字線驅(qū)動(dòng)器100，該驅(qū)動(dòng)器的輸出端同字線WL相連接。
在該第一實(shí)施例中，連接在升壓用電容器C1上的負(fù)載容量為作為塊選擇解碼器90的電源線的第一被升壓線VLINE1、塊選擇解碼器90的輸出線的第二被升壓線VLINE2及所選擇的一塊內(nèi)的一條字線WL的各個(gè)負(fù)載容量的總和。因此，如果與日本專利特開昭58-169958那樣的使未分割的存儲(chǔ)單元陣列的一條長字線升壓的情況相比較，其負(fù)載容量非常小，就能進(jìn)行有效的升壓，同時(shí)，還能防止消耗電流的增加。升壓用電容器C1的容量可以減小，就能縮小布線面積。即使同日本專利特開平4-212788相比較，由于升壓用電容器C1被多個(gè)塊共用而使用一個(gè)，由此就能縮小布線面積。
下面使用圖3、圖4來說明第一實(shí)施例的工作。首先，行地址信號(hào)ADD輸入地址轉(zhuǎn)換檢出電路50和行選擇解碼器60，同時(shí)列地址輸入列選擇解碼器(未圖示)。其中，以在寫入周期中行地址信號(hào)ADD和寫入數(shù)據(jù)IN同時(shí)變化的情況為例進(jìn)行說明。以允許寫入信號(hào)/WE在時(shí)刻t的定時(shí)從邏輯「H」變化到「L」。檢測到該變化而由允許寫入信號(hào)轉(zhuǎn)換檢出電路110在預(yù)定時(shí)間t1期間發(fā)生邏輯「H」的脈沖WEP。接著，行地址信號(hào)ADD變化，檢測到該變化，地址轉(zhuǎn)換檢出電路50的輸出在預(yù)定期間t2內(nèi)發(fā)生邏輯「H」的脈沖信號(hào)φ3。輸入數(shù)據(jù)IN變化，檢測該變化的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換檢出電路70的輸出在預(yù)定時(shí)間t3內(nèi)發(fā)生邏輯「H」的脈沖信號(hào)φ4。
輸入了以上的信號(hào)φ3、φ4的自動(dòng)斷電信號(hào)發(fā)生電路80的輸出在預(yù)定期間t4內(nèi)發(fā)生成為邏輯「L」的信號(hào)φ5。此后，WEP信號(hào)、信號(hào)φ3、φ4、φ5輸入升壓控制電路40中的或非電路NOR1，發(fā)生期間t4內(nèi)的邏輯「H」的脈沖φ6。
根據(jù)該信號(hào)φ6，通過由圖5所示的延時(shí)反向器DINV1～DINV3、反向器INV2、INV3、與非電路NAND1、或非電路NOR2所構(gòu)成的脈沖發(fā)生電路，發(fā)生控制升壓用電容器C1的升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)φ1及控制預(yù)充電晶體管T7的預(yù)充電控制信號(hào)φ2。
其中，在預(yù)充電控制信號(hào)φ2為邏輯「L」的預(yù)充電狀態(tài)下時(shí)，對升壓用電容器C1進(jìn)行充電以產(chǎn)生電源電壓Vdd的電位差。此后，信號(hào)φ2變?yōu)檫壿嫛窰」，預(yù)充電晶體管T7成為關(guān)斷狀態(tài)，預(yù)充電結(jié)束。從此僅滯后了Δts，升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)φ1從邏輯「L」上升到邏輯「H」，開始升壓工作。在該升壓工作時(shí)，由于加上了升壓用電容器C1的充電電壓，塊選擇解碼器90的電源線VLINE1上升到電源電壓Vdd+ΔV的電平上。此時(shí)，邏輯「L」的塊選擇信號(hào)A1、A2已經(jīng)輸入了塊選擇解碼器90的或非電路NOR3，作為或非電路NOR3的輸出的VLINE2成為電源電壓Vdd。因此，接收第一被升壓線VLINE1的電壓Vdd+ΔV，第二被升壓線VLINE2的電平與第一被升壓線VLINE1的電平相同成為Vdd+ΔV。
第二被升壓線VLINE2連接到由晶體管T24、T24所構(gòu)成的字線驅(qū)動(dòng)器100的正電源上。此時(shí)，作為行選擇解碼器60的輸出的字線選擇信號(hào)已經(jīng)成為邏輯「L」，字線驅(qū)動(dòng)器100的輸出成為邏輯「H」即Vdd的電平，接收第二被升壓線VLINE2的信號(hào)而提升到Vdd+ΔV。
此時(shí)，寫入數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)輸入端DIN輸入，數(shù)據(jù)IN通過由PMOS晶體管T10和NMOS晶體管T11所構(gòu)成的寫入緩沖器傳遞到數(shù)據(jù)總線DB上。由反向器INV2所生成的反向數(shù)據(jù)/IN通過由晶體管T12、T13所構(gòu)成的寫入緩沖器傳遞到數(shù)據(jù)總線/DB上。
作為列選擇解碼器(未圖示)的輸出的列選擇信號(hào)Y、/Y分別成為邏輯「H」、邏輯「L」，構(gòu)成列門12的晶體管T14～T17成為導(dǎo)通狀態(tài)，數(shù)據(jù)總線DB、/DB的數(shù)據(jù)傳遞到位線BL、/BL上。
其中，所選擇的字線WL與上述一樣升壓到Vdd+ΔV，存儲(chǔ)單元10的節(jié)點(diǎn)B上升到大約Vdd+ΔV-VTH。其中，VTH是構(gòu)成存儲(chǔ)單元10的傳輸門的晶體管T20、21的閾值。這樣，被升壓的電位ΔV可以是晶體管T20、21的閾值VTH大小。
自動(dòng)斷電信號(hào)φ5變到邏輯「L」，經(jīng)過時(shí)間t4之后變?yōu)檫壿嫛窰」。接收到該信號(hào)，圖5所示的或非電路NOR1的輸出信號(hào)φ6變?yōu)檫壿嫛窵」。此后，升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)φ1下降到邏輯「L」，升壓工作結(jié)束，同時(shí)，在升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)φ1下降到邏輯「L」之后的Δte后，預(yù)充電控制信號(hào)φ2變到邏輯「L」，使升壓用電容器C1和第一被升壓線VLINE1再次預(yù)充電到電位Vdd。由于自動(dòng)斷電信號(hào)φ5輸入到行選擇解碼器60中，接收到信號(hào)φ5變到邏輯「H」的狀態(tài)，字線WL的電平變?yōu)檫壿嫛窵」，向存儲(chǔ)單元10的寫入結(jié)束。
在本實(shí)施例中，由于采用在寫入周期內(nèi)進(jìn)行升壓工作的結(jié)構(gòu)，在寫入結(jié)束之后，可以進(jìn)行位線的預(yù)充電和均衡動(dòng)作，就能縮短從寫入周期轉(zhuǎn)換到讀出周期的時(shí)間。而且，由于通過自動(dòng)斷電而結(jié)束升壓，可以減小消耗電流。在得到上述的效果的同時(shí)，通過使字線升壓就能提高數(shù)據(jù)寫入時(shí)的存儲(chǔ)單元10的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)電位，而得到改善低電壓特性的效果。
其中，在對升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)φ1和預(yù)充電控制信號(hào)φ2的定時(shí)進(jìn)行說明時(shí)，在上述的預(yù)充電控制信號(hào)φ2比變化到邏輯「H」的時(shí)間僅滯后了時(shí)間Δts之后，升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)φ1變到邏輯「H」。即，確保在預(yù)充電結(jié)束之后進(jìn)行升壓工作的定時(shí)。通過在字線WL的電平確實(shí)地成為電源電壓Vdd之后進(jìn)行升壓，就有防止由字線WL的電位電平不足而引起的誤動(dòng)作及特性的惡化的效果。在升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)φ1變到邏輯「L」之后，經(jīng)過時(shí)間Δte后，預(yù)充電控制信號(hào)φ2變到邏輯「L」。即，在升壓工作結(jié)束之后，確保開始預(yù)充電的定時(shí)。由此，就防止了第一、第二被升壓線VLINE1、VLINE2、所選擇的字線WL的電壓下降。
在本實(shí)施例中，在由塊地址信號(hào)A1、A2所選擇的一個(gè)存儲(chǔ)單元陣列塊200內(nèi)，就能僅使由行地址信號(hào)ADD所選擇的一條字線W升壓。這樣，被升壓線的負(fù)載容量非常小，就能減少消耗功率。由于可以對多個(gè)塊200共用一個(gè)升壓用電容器C1，就能縮小布線面積。
在上述的第一實(shí)施例中，雖然表示的是允許寫入信號(hào)/WE、行地址信號(hào)ADD、寫入信號(hào)IN同時(shí)變化時(shí)的升壓工作，但是，在下述各種情況下，可以實(shí)施升壓工作。例如，在允許寫入信號(hào)/WE仍處在邏輯「L」下，僅在地址信號(hào)ADD變化的情況下，實(shí)施升壓工作。同樣，在允許寫入信號(hào)/WE仍處在邏輯「L」下，僅在寫入數(shù)據(jù)IN變化的情況下，實(shí)施升壓工作。而且，可以在地址信號(hào)ADD和寫入數(shù)據(jù)DIN兩者變化的情況下，實(shí)施升壓工作。在第一實(shí)施例中，在把檢出地址信號(hào)的變化而發(fā)生的脈沖φ3以及檢出寫入數(shù)據(jù)IN的變化而發(fā)生的脈沖φ4輸入到圖5所示的或非電路NOR1之后，就能在上述任一個(gè)情況下確實(shí)地進(jìn)行升壓工作。
雖然以上說明了在寫入周期中的升壓工作，但是，在讀出周期中，由于檢出地址信號(hào)ADD的變化而發(fā)生脈沖φ3，與寫入周期一樣可以進(jìn)行升壓工作?？紤]到在從寫入周期轉(zhuǎn)換到讀出周期時(shí)，地址信號(hào)ADD不變化的情況。在此情況下，如果采用這種結(jié)構(gòu)圖3所示的脈沖發(fā)生電路110檢出/WE信號(hào)的上升邊而發(fā)生WEP信號(hào)，其被輸入自動(dòng)斷電信號(hào)發(fā)生電路80，就能在轉(zhuǎn)換到該讀出周期時(shí)進(jìn)行升壓工作。
在該讀出周期時(shí)，與寫入周期時(shí)的升壓工作相同，在由塊地址信號(hào)A1、A2所選擇的一個(gè)存儲(chǔ)單元陣列塊200內(nèi)，就能僅使由行地址信號(hào)ADD所選擇的一條字線W升壓。
第二實(shí)施例為達(dá)到降低消耗電流的目的，可以僅在寫入周期中進(jìn)行升壓工作。作為一個(gè)例子，如圖6所示的那樣，可以采用下述構(gòu)成在或非電路NOR1的后段，插入與非電路NAND2，把或非電路NOR1的輸出輸入到該與非電路NAND2的一方中，在另一方的輸入中輸入允許寫入信號(hào)/WE或?qū)?yīng)于它的信號(hào)。這樣一來，作為與非電路NAND2的輸出的信號(hào)Φ6僅在寫入周期中成為邏輯「H」，在讀出周期中不進(jìn)行升壓工作。
第三實(shí)施例在電源電壓Vdd成為某個(gè)電壓VOP以上時(shí)，為了防止由過電壓產(chǎn)生的消耗電流的增加，可以在控制升壓用電容器C1的升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)Φ1的振幅上，使用恒壓電路加以限制。或者，在此情況下，可以使升壓工作失活。
例如圖7所示的那樣，升壓控制電路40可以在圖5的構(gòu)成上再設(shè)置恒壓電路130、升壓/非升壓切換電路140和反向器INV9。
恒壓電路130由基準(zhǔn)電壓發(fā)生電路132、比較器134、輸出電平設(shè)定電路136構(gòu)成。恒壓發(fā)生電路132與電源電壓Vdd無關(guān)而輸出恒定的基準(zhǔn)電壓Vref。比較器134把由輸出電平設(shè)定電路136所設(shè)定的設(shè)定電壓Vin和基準(zhǔn)電壓Vref進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果而輸出控制信號(hào)Φ10。輸出電平設(shè)定電路136把電源電壓Vdd作為工作電壓而工作，根據(jù)控制信號(hào)Φ10輸出設(shè)定電壓Vin。
升壓/非升壓切換電路140，在電源電壓Vdd成為某個(gè)電壓VOP以上時(shí)，輸出使升壓工作失活的信號(hào)。升壓/非升壓切換電路140由反向器INV7輸入作為基準(zhǔn)電壓發(fā)生電路132的輸出的基準(zhǔn)電壓Vref。其中，如果反向器INV7的邏輯電平低于基準(zhǔn)電壓Vref，從升壓/非升壓切換電路140輸出邏輯「H」。在此情況下，由于邏輯「L」經(jīng)過反向器INV9而被輸入或非電路NOR4，則與第二實(shí)施例相同進(jìn)行升壓工作。另一方面，如果反向器INV7的邏輯電平高于基準(zhǔn)電壓Vref，從升壓/非升壓切換電路140輸出邏輯「H」，使升壓工作失活。
恒壓電路130的輸出電平設(shè)定電路136的輸出電壓Vin連接在反向器INV3的正電源上。由此，當(dāng)作為反向器IND3的輸出的升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)Φ1的電壓到達(dá)輸出電平設(shè)定電路136的輸出電壓Vin時(shí)，升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)Φ1的電壓電平不會(huì)上升到其以上。
第四實(shí)施例圖8是在字線選擇方式中使用傳輸門時(shí)的一個(gè)例子。預(yù)充電晶體管T7和升壓用電容器C1及被升壓線VLINE1與上述各個(gè)實(shí)施例相同。在與非電路NAND3中輸入塊選擇信號(hào)A3、行選擇信號(hào)ROW。其輸出被輸入作為塊選擇電路的反向器INV5。第一被升壓線VLINE1被連接在該反向器INV5的正電源上，輸入升壓信號(hào)。反向器INV5的輸出通過第二被升壓線VLINE2輸入傳輸門TRAN。由用于選擇被分割成每塊的子字線SWL的主字線(MWL)信號(hào)和從反向器INV6輸出的MWL信號(hào)的反相信號(hào)控制該傳輸門TRAN。例如，當(dāng)MWL信號(hào)變?yōu)檫壿嫛窵」時(shí)，傳輸門TRAN變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，被升壓的第二被升壓線VLINE2的信號(hào)傳輸給子字線SWL，子字線SWL被升壓。當(dāng)MWL信號(hào)變?yōu)檫壿嫛窰」時(shí)，傳輸門TRAN變?yōu)殛P(guān)斷狀態(tài)，通過NMOS晶體管T28，子字線SWL被拉下到邏輯「L」電平上，變?yōu)榉沁x擇狀態(tài)。
第五實(shí)施例下面參照圖9～圖12對本發(fā)明的第五實(shí)施例進(jìn)行說明。
圖9是表示第五實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置的存儲(chǔ)器單元陣列的塊分區(qū)的簡要示圖，圖10是放大表示圖9所示的存儲(chǔ)器單元陣列塊中的兩個(gè)塊的簡要示圖。在圖9中，在本實(shí)施例中設(shè)有塊編號(hào)0～15的16個(gè)存儲(chǔ)器單元陣列塊200。如圖10所示的那樣，在各個(gè)存儲(chǔ)器單元陣列塊200內(nèi)配置1024×64個(gè)普通存儲(chǔ)單元10。由此，設(shè)置256條主字線MWL，對應(yīng)于一條主字線MWL設(shè)置4條子字線SWL，共計(jì)設(shè)置1024條子字線SWL。在16個(gè)存儲(chǔ)器單元陣列塊200中共用256條主字線MWL。分別設(shè)置64條位線對BL，/BL。存儲(chǔ)單元10被連接在一條子字線SWL和位線對BL，/BL上。在該實(shí)施例中，配置連接在冗余存儲(chǔ)單元上的2條冗余主字線RMWL、8條冗余子字線RSWL和各個(gè)16組的冗余位線BL，/BL。
256條主字線MWL連接在主列選擇解碼器210上，根據(jù)輸入該主列選擇解碼器210的上位主行地址信號(hào)A8～A11，A13～A16，來激活一條主字線MWL。
1024條子字線SWL連接在設(shè)在每個(gè)塊200上的子列選擇解碼器220上。通過該子列選擇解碼器220來激活一條子字線SWL。下面對該子列選擇解碼器220的細(xì)節(jié)進(jìn)行描述。
為了在16個(gè)存儲(chǔ)器單元陣列塊200中任選一個(gè)塊，設(shè)置塊選擇解碼器230。把從塊選擇地址信號(hào)A3～A6中任意的兩個(gè)信號(hào)和選擇子字線SWL的下位的子行地址信號(hào)A7，A12輸入該塊選擇解碼器230。接著，把第一被升壓線VLINE連接在該塊選擇解碼器230上。下面對該塊選擇解碼器230的細(xì)節(jié)進(jìn)行描述。
位線對BL，/BL與圖1和圖3相同通過列門12連接在數(shù)據(jù)總線BL，/BL上。通過來自由與非電路NAND4所構(gòu)成的列選擇解碼器240的列選擇信號(hào)來驅(qū)動(dòng)列門12。塊選擇信號(hào)BSS和列地址信號(hào)A0～A2被輸入列選擇解碼器240，把同時(shí)選擇了一塊200內(nèi)的8組的一對位線BL，/BL的信號(hào)輸出給列門12。即，如圖9所示的那樣，一個(gè)存儲(chǔ)器單元陣列塊200在同時(shí)選擇的8組的每對位線上被分割成列編號(hào)0～7。
塊選擇信號(hào)由塊選擇解碼器230生成，經(jīng)過塊控制電路250輸入列選擇解碼器240。
數(shù)據(jù)總線BL，/BL通過8個(gè)讀出放大器260連接到讀出總線270和寫入總線280上。這些讀出放大器260，由塊控制電路250控制其工作。
下面參照圖11和圖12說明子列選擇解碼器220和塊選擇解碼器230的細(xì)節(jié)。
在圖11和圖12中，分別表示出對應(yīng)于塊編號(hào)0的存儲(chǔ)器單元陣列塊200的塊選擇解碼器230和子列選擇解碼器220。如圖11所示的那樣，塊選擇解碼器230由輸入塊選擇地址信號(hào)A3～A6中任兩個(gè)信號(hào)例如A3，A5的與非電路NAND4構(gòu)成。當(dāng)上述兩個(gè)信號(hào)都為邏輯「H」時(shí)，由與非電路NAND4輸出邏輯「L」，選擇該塊編號(hào)0的塊200。當(dāng)選擇該塊編號(hào)0的塊200時(shí)，來自與非電路NAND4的邏輯「L」輸出經(jīng)過反向器INV10、11、12而作為邏輯「H」的塊選擇信號(hào)BSS輸入上述的塊控制電路250。
在圖11中，塊選擇解碼器230具有輸入兩位的行地址信號(hào)A7，/A7、A12，/A12的一個(gè)和反向器INV10的輸出的四個(gè)與非電路NAND3-1～NAND3-4。當(dāng)選擇該塊編號(hào)0的塊200時(shí)，根據(jù)行地址信號(hào)，從任一個(gè)與非電路NAND3輸出邏輯「L」。塊選擇解碼器230在四個(gè)與非電路NAND3-1～NAND3-4的后段具有四個(gè)反向器IND5-1～I(xiàn)ND5-4。圖3的第一被升壓線VLINE1連接在該反向器IND5-1～I(xiàn)ND5-4的正電源上。
即，如圖4所示的那樣，當(dāng)Φ2為邏輯「L」的預(yù)充電狀態(tài)時(shí)，為電源電壓Vdd，其后，信號(hào)Φ1從邏輯「L」上升到邏輯「H」，開始升壓工作，由此，連接在該反向器IND5-1～I(xiàn)ND5-4的正電源上的第一被升壓線VLINE1被提升到電源電壓Vdd+ΔV的電平上。
這樣，當(dāng)塊地址信號(hào)A3，A5都為邏輯「L」，行地址信號(hào)A7，/A7、A12，/A12的任一個(gè)為邏輯「H」時(shí)，輸入邏輯「L」的任一個(gè)反向器INV的輸出電位，在預(yù)充電期間為Vdd，在升壓期間為Vdd+ΔV。
該反向器INV5-1～I(xiàn)NV5-4的四條輸出線是第二被升壓線VLINE2，如圖12所示的那樣，通過傳輸門TRAN連接到相對于一條主字線MWL所設(shè)置的4條子字線SWL上。該傳輸門TRAN與圖8所示的電路相同，通過根據(jù)上位的行地址信號(hào)A8～A11、A13～A16而從主列選擇解碼器210發(fā)生的MWL信號(hào)及其反相信號(hào)進(jìn)行ON，OFF驅(qū)動(dòng)。在本實(shí)施例中，MWL信號(hào)為邏輯「L」，該反相信號(hào)為邏輯「H」，傳輸門TRAN變?yōu)镺N，激活一條子字線SWL。
這樣，一塊內(nèi)的一條子字線SWL根據(jù)塊地址信號(hào)A3～A6、上位和下位行地址信號(hào)A7～A16被激活，由塊地址信號(hào)A3～A6和列地址信號(hào)A0～A2選擇一塊內(nèi)的8組的一對位線BL，/BL，由此，就能相對于8個(gè)存儲(chǔ)單元10同時(shí)讀寫數(shù)據(jù)。
在該第五實(shí)施例中，通過使用第一實(shí)施例～第三實(shí)施例的升壓控制電路40，與圖4的動(dòng)作相同，在寫入周期時(shí)和讀出周期時(shí)雙方中，在由塊地址信號(hào)所選擇的一個(gè)存儲(chǔ)器單元陣列塊200內(nèi)，就能只對由行地址信號(hào)所選擇的一條字線W進(jìn)行升壓。
即，按照根據(jù)行地址信號(hào)等生成的預(yù)充電信號(hào)Φ2及塊地址信號(hào)，將電源電壓供給1程序塊內(nèi)的1條子字線SWL，同時(shí)將電源電壓加到升壓用電容器C1的正極端，能使升壓用電容器C1預(yù)充電。這種預(yù)充電在圖4的預(yù)充電信號(hào)Φ2的后沿開始，在其前沿結(jié)束。預(yù)充電結(jié)束后，只延遲圖4中的Δts，升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)Φ1從邏輯“L”上升到邏輯“H”，開始1條子字線SWL的升壓工作。結(jié)果，如圖4所示，在電源電壓向子字線SWL開始供電的時(shí)間和子字線SWL開始升壓的時(shí)間之間設(shè)置了ΔT的時(shí)間差。
其中，在圖10所示的實(shí)施例中，在數(shù)據(jù)讀出時(shí)之前，使位線預(yù)充電用晶體管T50，T51和均衡用晶體管T52全都導(dǎo)通，一對位線BL，/BL都被預(yù)充電到電源電壓Vdd，并且，被進(jìn)行均衡。
由此，圖10所示的塊選擇解碼器230按圖11所示的那樣，具有輸入反向器INV10的輸出和位線對均衡信號(hào)BEQZ的與非電路NAND5。由該與非電路NAND5，當(dāng)塊選擇信號(hào)A3，A5都為邏輯「L」時(shí)，選擇塊編號(hào)0的存儲(chǔ)器單元陣列塊200，并且當(dāng)位線對均衡信號(hào)BEQZ為邏輯「L」時(shí)，輸出邏輯「H」。該與非電路NAND5的輸出被反向器INV13進(jìn)行反相，提供給圖10和圖11所示的位線對均衡線BEL。提供給該位線對均衡線BEL的信號(hào)為邏輯「L」時(shí)，使上述晶體管T50～T52導(dǎo)通。
當(dāng)讀出數(shù)據(jù)時(shí)，上述晶體管T50，T51，T52被關(guān)斷，因此，與圖3的情況不同，一對位線BL，/BL處于浮動(dòng)狀態(tài)。
當(dāng)設(shè)置上述時(shí)間差ΔT時(shí)，就能使在升壓開始前出現(xiàn)在浮動(dòng)狀態(tài)下的位線上的信號(hào)電位完全放電。下面參照表示與圖10所示的存儲(chǔ)單元10相同構(gòu)成的圖3來進(jìn)行說明。預(yù)充電信號(hào)Φ2上升，并且，由塊選擇信號(hào)A1、A2選擇多個(gè)存儲(chǔ)器單元陣列塊200的一個(gè)，由此，給該塊200內(nèi)的一條子字線SWL提供電源電壓Vdd。其中，假設(shè)例如節(jié)點(diǎn)A的信號(hào)電位為邏輯「H」，節(jié)點(diǎn)B的信號(hào)電位為邏輯「L」。此時(shí)，圖3的晶體管T20、T21、T23導(dǎo)通。在圖10的構(gòu)成中，節(jié)點(diǎn)B的信號(hào)電位「L」出現(xiàn)在浮動(dòng)狀態(tài)的位線/BL，就能使該信號(hào)電位在上述時(shí)間差ΔT之間通過晶體管T23完全放電。這樣，其后，通過使子字線SWL的升壓開始，就不會(huì)使電流從位線流入存儲(chǔ)單元10，因此，就不會(huì)破壞存儲(chǔ)單元10的數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其特征在于，包括多個(gè)靜態(tài)存儲(chǔ)單元，在多列的一對位線和多行的字線的各個(gè)交叉部上，連接在上述一對位線和上述字線上；多個(gè)存儲(chǔ)單元陣列塊，把上述多行的字線沿該字線的縱向分割成多個(gè)，在每個(gè)所分割的字線上，對多個(gè)上述存儲(chǔ)單元的配置區(qū)域進(jìn)行塊分割而形成；共用的第一被升壓線，用于對上述多個(gè)存儲(chǔ)單元陣列塊內(nèi)的全部字線進(jìn)行升壓；升壓用電容器，具有連接在上述第一被升壓線上的正極端；開關(guān)裝置，連接在電源線和上述升壓用電容器的上述正極端之間；升壓控制裝置，輸出導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)上述開關(guān)裝置而對上述升壓用電容器進(jìn)行預(yù)充電的預(yù)充電控制信號(hào)和使上述升壓用電容器的負(fù)極端的電位發(fā)生變化的升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)；開關(guān)裝置，連接在電源線和上述升壓用電容器的上述正極端之間，用以按照上述預(yù)充電控制信號(hào)進(jìn)行ON驅(qū)動(dòng)；第二被升壓線，設(shè)在每個(gè)上述存儲(chǔ)單元陣列塊中；塊選擇電路，設(shè)在每個(gè)上述存儲(chǔ)單元陣列塊中，根據(jù)塊地址信號(hào)選擇一個(gè)上述存儲(chǔ)單元陣列塊；行選擇電路，設(shè)在每個(gè)上述存儲(chǔ)單元陣列塊中，根據(jù)行地址信號(hào)選擇一條字線，使由上述塊選擇電路所選擇的一個(gè)上述存儲(chǔ)單元陣列塊內(nèi)的，由上述行選擇電路所選擇的一條上述字線經(jīng)過上述第一、第二被升壓線而升壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其特征在于，上述升壓控制裝置，通過使上述預(yù)充電控制信號(hào)變化來關(guān)閉上述開關(guān)裝置，在結(jié)束了上述升壓用電容器的預(yù)充電之后，通過使上述升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)變化，而提高上述升壓用電容器的上述負(fù)極端的電位，經(jīng)過上述第一、第二被升壓線，使所選擇的一條上述字線升壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其特征在于，上述升壓控制裝置，通過使上述升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)變化而降低上述升壓用電容器的上述負(fù)極端的電位，在所選擇的一條上述字線的升壓結(jié)束之后，通過使上述預(yù)充電控制信號(hào)變化而接通上述開關(guān)裝置，而使上述升壓用電容器的預(yù)充電開始。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其特征在于，進(jìn)一步設(shè)置檢出上述行地址信號(hào)的變化的地址轉(zhuǎn)換檢出裝置；上述升壓控制裝置根據(jù)來自上述地址轉(zhuǎn)換檢出裝置的檢出信號(hào)，使上述預(yù)充電控制信號(hào)和上述升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其特征在于，進(jìn)一步設(shè)置檢出寫入上述存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)的變化的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換檢出裝置；上述升壓控制裝置根據(jù)來自上述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換檢出裝置的檢出信號(hào)，使上述預(yù)充電控制信號(hào)和上述升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其特征在于，進(jìn)一步設(shè)置檢出允許寫入信號(hào)的變化的允許寫入信號(hào)轉(zhuǎn)換檢出裝置；上述升壓控制裝置根據(jù)來自上述允許寫入信號(hào)轉(zhuǎn)換檢出裝置的檢出信號(hào)，使上述預(yù)充電控制信號(hào)和上述升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其特征在于，上述升壓控制裝置，根據(jù)允許寫入信號(hào)通過僅在寫入周期中使上述升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)變化，而提高上述升壓用電容器的上述負(fù)極端的電位，經(jīng)過上述第一、第二被升壓線，使所選擇的一條上述字線升壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其特征在于，上述升壓控制裝置根據(jù)由上述允許寫入信號(hào)轉(zhuǎn)換檢出裝置檢出上述允許寫入信號(hào)的上升邊和下降邊時(shí)的檢出信號(hào)，而在寫入周期及讀出周期雙方中，使上述預(yù)充電控制信號(hào)和上述升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)變化。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其特征在于，上述升壓控制裝置根據(jù)用于在一定的通電期間中激活上述字線的自動(dòng)斷電信號(hào)，而在上述通電期間內(nèi)，通過上述升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)，而提高上述升壓用電容器的上述負(fù)極端的電位，經(jīng)過上述第一、第二被升壓線，使所選擇的一條上述字線升壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其特征在于，上述升壓控制裝置包括升壓/非升壓切換電路，在電源電壓變到預(yù)定電壓以上時(shí)，通過上述升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)來降低上述升壓用電容器的上述負(fù)極端的電位，使上述字線的升壓工作失活。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其特征在于，上述升壓控制裝置包括限幅裝置，當(dāng)電源電壓變?yōu)轭A(yù)定電壓以上時(shí)，限制上述升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓振幅。
12.一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其特征在于，包括多個(gè)靜態(tài)存儲(chǔ)單元，在多列的一對位線和N×n行的子字線的各個(gè)交叉部上，連接在上述一對位線和上述子字線上；多個(gè)存儲(chǔ)單元陣列塊，把上述子字線沿該子字線的縱向分割成多個(gè)，在每個(gè)所分割的子字線上，對上述存儲(chǔ)單元的配置區(qū)域以行方向進(jìn)行塊分割為多個(gè)而形成；N行主字線，設(shè)在多個(gè)上述存儲(chǔ)單元陣列塊中，通過激活任一條而可以選擇n條上述子字線；共用的第一被升壓線，用于對上述多個(gè)存儲(chǔ)單元陣列塊內(nèi)的全部子字線進(jìn)行升壓；升壓用電容器，具有連接在上述第一被升壓線上的正極端；開關(guān)裝置，連接在電源線和上述升壓用電容器的上述正極端之間；升壓控制裝置，輸出導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)上述開關(guān)裝置而對上述升壓用電容器進(jìn)行預(yù)充電的預(yù)充電控制信號(hào)和使上述升壓用電容器的負(fù)極端的電位發(fā)生變化的升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)；開關(guān)裝置，連接在電源線和上述升壓用電容器的上述正極端之間，用以按照上述預(yù)充電控制信號(hào)進(jìn)行ON驅(qū)動(dòng)；第二被升壓線，每個(gè)上述存儲(chǔ)單元陣列塊中分別設(shè)置n條；塊選擇電路，設(shè)在每個(gè)上述存儲(chǔ)單元陣列塊中，根據(jù)塊地址信號(hào)選擇一個(gè)上述存儲(chǔ)單元陣列塊；子行選擇電路，設(shè)在每個(gè)上述存儲(chǔ)單元陣列塊中，根據(jù)子行地址信號(hào)從n條中選擇一條上述子字線；主行地址電路，同多個(gè)上述存儲(chǔ)單元陣列塊共用，根據(jù)主行地址信號(hào)，選擇一條上述主字線，使在由上述塊選擇電路所選擇的塊內(nèi)的，由上述主行選擇電路所選擇的一條上述主字線所對應(yīng)的n條上述子字線中，由上述子行選擇電路所選擇的一條上述子字線經(jīng)過上述第一、第二被升壓線而升壓。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其特征在于，在n條上述第二被升壓線和n條上述子字線之間分別設(shè)置傳輸門，各個(gè)上述傳輸門的一個(gè)控制端子連接在上述主字線上，另一個(gè)控制端子通過反向器連接在上述主字線上。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其特征在于，上述升壓控制裝置，通過使上述預(yù)充電控制信號(hào)變化關(guān)閉上述開關(guān)裝置，在結(jié)束了上述升壓用電容器的預(yù)充電之后，通過使上述升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)變化，而提高上述升壓用電容器的上述負(fù)極端的電位，經(jīng)過上述第一、第二被升壓線，使所選擇的一條上述子字線升壓。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其特征在于，上述升壓控制裝置，使上述升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)變化而降低上述升壓用電容器的上述負(fù)極端的電位，在所選擇的一條上述子字線的升壓結(jié)束之后，通過使上述預(yù)充電控制信號(hào)變化而接通上述開關(guān)裝置，使上述升壓用電容器的預(yù)充電開始。
16.根據(jù)權(quán)利要求12至15中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其特征在于，進(jìn)一步設(shè)置檢出上述行地址信號(hào)的變化的地址轉(zhuǎn)換檢出裝置；上述升壓控制裝置根據(jù)來自上述地址轉(zhuǎn)換檢出裝置的檢出信號(hào)，來使上述預(yù)充電控制信號(hào)和上述升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)變化。
17.根據(jù)權(quán)利要求12至16中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其特征在于，進(jìn)一步設(shè)置檢出寫入上述存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)的變化的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換檢出裝置；上述升壓控制裝置根據(jù)來自上述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換檢出裝置的檢出信號(hào)，使上述預(yù)充電控制信號(hào)和上述升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)變化。
18.根據(jù)權(quán)利要求12至17中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其特征在于，進(jìn)一步設(shè)置檢出允許寫入信號(hào)的變化的允許寫入信號(hào)轉(zhuǎn)換檢出裝置；上述升壓控制裝置根據(jù)來自上述允許寫入信號(hào)轉(zhuǎn)換檢出裝置的檢出信號(hào)，來使上述預(yù)充電控制信號(hào)和上述升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)變化。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其特征在于，上述升壓控制裝置，通過根據(jù)允許寫入信號(hào)僅在寫入周期中使上述升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)變化，而提高上述升壓用電容器的上述負(fù)極端的電位，經(jīng)過上述第一、第二被升壓線，使所選擇的一條上述子字線升壓。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其特征在于，上述升壓控制裝置根據(jù)由上述允許寫入信號(hào)轉(zhuǎn)換檢出裝置檢出上述允許寫入信號(hào)的上升邊和下降邊時(shí)的檢出信號(hào)，而在寫入周期及讀出周期雙方中，使上述預(yù)充電控制信號(hào)和上述升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)變化。
21.根據(jù)權(quán)利要求12至20中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其特征在于，上述升壓控制裝置根據(jù)用于在一定的通電期間中激活上述主字線及子字線的自動(dòng)斷電信號(hào)，而在上述通電期間內(nèi)，通過上述升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)，而提高上述升壓用電容器的上述負(fù)極端的電位，經(jīng)過上述第一、第二被升壓線，使所選擇的一條上述子字線升壓。
22.根據(jù)權(quán)利要求12至21中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其特征在于，上述升壓控制裝置包括升壓/非升壓切換電路，在電源電壓變到預(yù)定電壓以上時(shí)，通過上述升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)降低上述升壓用電容器的上述負(fù)極端的電位，使上述子字線的升壓工作失活。
23.根據(jù)權(quán)利要求12至22中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其特征在于，上述升壓控制裝置包括限幅裝置，當(dāng)電源電壓變?yōu)轭A(yù)定電壓以上時(shí)，限制上述升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓振幅。
24.一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置的字線升壓方法，在具有在多列的一對位線和多行的字線的各個(gè)交叉部上，連接在上述一對位線和上述字線上的多個(gè)靜態(tài)存儲(chǔ)單元中，在相對于上述存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)寫入時(shí)或數(shù)據(jù)讀出時(shí)之前，使一條上述字線升壓，其特征在于，準(zhǔn)備多個(gè)存儲(chǔ)單元陣列塊，其是把上述多行的字線沿該字線的縱向分割成多個(gè)，在每個(gè)所分割的字線上，對多個(gè)上述存儲(chǔ)單元的配置區(qū)域進(jìn)行塊分割而形成；準(zhǔn)備升壓用電容器，其與上述多個(gè)存儲(chǔ)單元陣列塊共用；把上述電源電壓加在上述升壓用電容器的正極端上，對上述升壓用電容器進(jìn)行預(yù)充電；根據(jù)從上述多個(gè)存儲(chǔ)單元陣列塊中選擇出任一個(gè)的塊地址信號(hào)和從上述多行字線中選擇任一條的行地址信號(hào)，把電源電壓提供給所選擇的一個(gè)上述存儲(chǔ)單元陣列塊內(nèi)的所選擇的一條上述字線；在此后經(jīng)過預(yù)定時(shí)間之后，使上述升壓用電容器的負(fù)極端的電位變化，而使一條上述字線升壓。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置的字線升壓方法，其特征在于，在把電源電壓提供給上述一條字線之前，使連接在上述一對位線上的位線預(yù)充電用開關(guān)元件在預(yù)定期間內(nèi)導(dǎo)通，把上述一對位線預(yù)充電到上述電源電壓上。
全文摘要
一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，在每個(gè)把存儲(chǔ)單元陣列塊分割成多個(gè)的塊中，對留在塊內(nèi)的長度的字線進(jìn)行升壓。在多列的一對位線(BL，/BL)和多行的字線(WL)的各個(gè)交叉部上，具有連接在一對位線和字線上的多個(gè)存儲(chǔ)單元(10)。具有把該存儲(chǔ)單元的配置區(qū)域進(jìn)行塊分割而形成的多個(gè)存儲(chǔ)單元陣列塊(120)。為了使多個(gè)存儲(chǔ)單元陣列塊內(nèi)的全部字線(WL)升壓，具有所共用的第一被升壓線(VLINE1)。由連接在第一被升壓線上的升壓用電容器(C1)和對該升壓用電容器進(jìn)行預(yù)充電的開關(guān)晶體管(T7)構(gòu)成升壓電路(30)。具有升壓控制電路(40)，給升壓電路輸出導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)晶體管(T7)而對升壓用電容器進(jìn)行預(yù)充電的預(yù)充電控制信號(hào)(Φ2)和使升壓用電容器的負(fù)極端的電位變化的升壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)(Φ1)。在各個(gè)存儲(chǔ)單元陣列塊上設(shè)有第二被升壓線(VLINE2)。由塊選擇電路(90)選擇一個(gè)存儲(chǔ)單元陣列塊，使由行選擇電路(60，100)所選擇的一條字線經(jīng)過第二被升壓線進(jìn)行升壓。
文檔編號(hào)G11C8/14GK1158178SQ96190754
公開日1997年8月27日 申請日期1996年7月19日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月21日
發(fā)明者宮下幸司, 熊谷敬, 德田泰信 申請人:精工愛普生株式會(huì)社