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JP3098146B2 - Nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents
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JP3098146B2 - Nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory device

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JP3098146B2
JP3098146B2 JP26264893A JP26264893A JP3098146B2 JP 3098146 B2 JP3098146 B2 JP 3098146B2 JP 26264893 A JP26264893 A JP 26264893A JP 26264893 A JP26264893 A JP 26264893A JP 3098146 B2 JP3098146 B2 JP 3098146B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、DRAM[Dynamic Ran
dom Access Memory]とEEPROM[Electrically Eras
able Programmable Read-Only Memory]とを組み合わせ
た不揮発性半導体記憶装置や強誘電体を用いた不揮発性
半導体記憶装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a DRAM [Dynamic Ran
dom Access Memory] and EEPROM [Electrically Eras]
and a non-volatile semiconductor memory device using a ferroelectric material.

【0002】[0002]

【従来の技術】不揮発性半導体記憶装置(NVDRAM
[Non-Volatile Dynamic Random Access Memory])とし
ては、主として、DRAMとEEPROMを組み合わせ
たものと、強誘電体を用いたものとの2種類がある。
2. Description of the Related Art Nonvolatile semiconductor memory devices (NVDRAM)
[Non-Volatile Dynamic Random Access Memory]) mainly includes two types: a combination of a DRAM and an EEPROM, and a type using a ferroelectric.

【0003】前者のDRAMとEEPROMを組み合わ
せた不揮発性半導体記憶装置については、"A 256k-bit
Non-Volatile PSRAM with Page Recall and Chip Stor
e", 1991年度 Sym. VLSI circuit Dig. Tech. papers,M
ay,第91-92項に詳しい説明がある。この不揮発性半導体
記憶装置は、通常動作時には、DRAMモードによって
揮発性のメモリセルを備えたDRAMに対してアクセス
を行い、電源オフの直前には、ストアモードによってこ
のDRAM上のデータを不揮発性のメモリセルを備えた
EEPROMに待避させるようになっている。従って、
通常動作時には揮発性のDRAMに対して高速アクセス
が可能となり、しかも、電源オフ時にはこのデータを不
揮発性のEEPROMに記憶させ保持させることができ
る。そして、不揮発性のEEPROMに記憶されたデー
タは、リコールモードによって再びDRAMに読み出す
ことができる。
A nonvolatile semiconductor memory device combining a DRAM and an EEPROM is disclosed in "A 256k-bit
Non-Volatile PSRAM with Page Recall and Chip Stor
e ", 1991 Sym. VLSI circuit Dig. Tech. papers, M
ay, paragraphs 91-92, provide further explanation. During normal operation, this nonvolatile semiconductor memory device accesses a DRAM provided with volatile memory cells in a DRAM mode, and immediately before power-off, stores data in the DRAM in a nonvolatile mode in a store mode. It is evacuated to an EEPROM having memory cells. Therefore,
During normal operation, volatile DRAM can be accessed at high speed, and when power is turned off, this data can be stored and held in a nonvolatile EEPROM. The data stored in the nonvolatile EEPROM can be read out to the DRAM again in the recall mode.

【0004】一方、後者の強誘電体を用いた不揮発性半
導体記憶装置については、下記の文献に記載がある。
On the other hand, the following non-volatile semiconductor memory device using a ferroelectric substance is described in the following document.

【0005】(1) "An Experimental 512-bit Non-Volat
ile Memory with Ferroelectric Storage Cell" IEEE J
ournal of Solid State Circuits, vol.23, pp.1171-11
75, October,1988. (2) "A Ferroelectric DRAM Cell for High-Density NV
RAM's", IEEE ElectronDevice Lett.,vol.11, pp.454-4
56, October,1990. この強誘電体を用いた不揮発性半導体記憶装置は、Y1
(近年開発された書き換え劣化の少ない強誘電体セラミ
ックスの通称であり、成分は未公開である。),PZT
(PbZrTiO3[lead zirconate titanate]),PL
ZT(PbLaZrTiO3)又はPbTiO3等のペロ
ブスカイト型[perovskite type]の結晶構造を持った強
誘電体薄膜を介在した容量素子をメモリセルに使用して
いる。この容量素子に交流電圧を印加すると、容量素子
に介在された強誘電体の分極状態が図9に示すようなヒ
ステリシス特性を示す。即ち、最初分極していないA点
の状態の強誘電体に正の電界を加えると分極状態はB点
に移動するが、この電界を取り去ったときにはC点まで
しか戻らず正の残留分極を生じる。この残留分極は、負
の抗電界を加えたときに消滅することになり、さらに負
の電界を大きくすると分極状態が反転してD点に移動す
るが、電界を再度取り去ったときにはE点までしか戻ら
ず負の残留分極を生じる。従って、このように強誘電体
を分極反転させ正又は負の残留分極を生じさせることに
より、データを不揮発性として記憶させることができ
る。また、この容量素子は、正又は負の電界を加えるか
取り去るかの操作だけを行うと、強誘電体の分極状態が
B点とC点の間又はD点とE点の間だけで移動するので
分極反転が起こらず、通常のDRAMと同様にデータを
揮発性として記憶させることもできる。
(1) "An Experimental 512-bit Non-Volat"
ile Memory with Ferroelectric Storage Cell "IEEE J
ournal of Solid State Circuits, vol.23, pp.1171-11
75, October, 1988. (2) "A Ferroelectric DRAM Cell for High-Density NV
RAM's ", IEEE ElectronDevice Lett., Vol. 11, pp. 454-4
56, October, 1990. The nonvolatile semiconductor memory device using this ferroelectric is Y1
(It is a common name for ferroelectric ceramics that have been developed in recent years and have little rewrite deterioration, and their components are not disclosed.), PZT
(PbZrTiO 3 [lead zirconate titanate]), PL
A memory element is used for a memory cell with a ferroelectric thin film having a perovskite type crystal structure such as ZT (PbLaZrTiO 3 ) or PbTiO 3 interposed therebetween. When an AC voltage is applied to this capacitive element, the polarization state of the ferroelectric material interposed between the capacitive elements exhibits a hysteresis characteristic as shown in FIG. That is, when a positive electric field is applied to the ferroelectric in the state of point A, which is not initially polarized, the polarization state moves to the point B, but when this electric field is removed, it returns only to the point C and positive remanent polarization occurs . This remanent polarization disappears when a negative coercive electric field is applied, and when the negative electric field is further increased, the polarization state is reversed and moves to the point D. However, when the electric field is removed again, only up to the point E. Negative remanent polarization occurs without returning. Thus, by inverting the polarization of the ferroelectric to generate a positive or negative remanent polarization, data can be stored in a non-volatile manner. Further, when only an operation of applying or removing a positive or negative electric field is performed, the polarization state of the ferroelectric moves only between the points B and C or between the points D and E. Therefore, no polarization reversal occurs, and data can be stored as volatile like a normal DRAM.

【0006】このような不揮発性半導体記憶装置は、D
RAMとEEPROMを組み合わせたものに比べてメモ
リセルを構成する素子数を少なくすることができるの
で、セル面積を小さくして高集積化が可能になるという
利点がある。
[0006] Such a nonvolatile semiconductor memory device has a D
Since the number of elements constituting a memory cell can be reduced as compared with a combination of a RAM and an EEPROM, there is an advantage that a cell area can be reduced and high integration can be achieved.

【0007】ところで、上記DRAMとEEPROMを
組み合わせた不揮発性半導体記憶装置の構造と動作につ
いては、広く知られており前記文献にも説明がある。一
方の強誘電体を用いた不揮発性半導体記憶装置の構造と
動作について、プロセスバラツキに強い2トランジスタ
/セル方式による場合を例に挙げて以下に具体的に説明
する。
The structure and operation of a nonvolatile semiconductor memory device combining a DRAM and an EEPROM are widely known and described in the above-mentioned literature. The structure and operation of a non-volatile semiconductor memory device using one ferroelectric material will be specifically described below, taking as an example the case of a two-transistor / cell system which is resistant to process variations .

【0008】この不揮発性半導体記憶装置は、図10に
示すように、多数のワード線WLとこれに対応するプレ
ート線PTを有し、それぞれワード線デコーダ31とプ
レート線デコーダ32とに接続されている。また、多数
のビット線対bit,bitバーを有し、1対ごとにセ
ンスアンプ33に接続されている。但し、図では、この
ビット線対bit,bitバーとセンスアンプ33を1
組のみ示している。
As shown in FIG. 10, this nonvolatile semiconductor memory device has a number of word lines WL and corresponding plate lines PT, and is connected to a word line decoder 31 and a plate line decoder 32, respectively. I have. Further, it has a number of bit line pairs, bit bars, and is connected to the sense amplifier 33 for each pair. However, in the figure, this bit line pair bit, bit bar and the sense amplifier 33 are connected by one.
Only pairs are shown.

【0009】上記ワード線WLとこれに対応するプレー
ト線PTがビット線対bit,bitバーに交差する各
交差部には、それぞれメモリセル34が配置されてい
る。ただし、図では1個のメモリセル34のみを示して
いる。このメモリセル34は、2個の容量素子C1,C2
と2個の選択トランジスタQ1,Q2によって構成されて
いる。容量素子C1,C2は、一方の端子がそれぞれ選択
トランジスタQ1,Q2を介してビット線対bit,bi
tバーに接続されると共に、他方の端子がプレート線P
Tに接続されている。また、選択トランジスタQ1,Q2
のゲートは、ワード線WLに接続されている。
A memory cell 34 is arranged at each intersection where the word line WL and the corresponding plate line PT intersect the bit line pair bit, bit bar. However, in the figure, only one memory cell 34 is shown. This memory cell 34 has two capacitive elements C1, C2.
And two select transistors Q1 and Q2. One terminal of each of the capacitance elements C1 and C2 is connected to a bit line pair bit and bi via selection transistors Q1 and Q2, respectively.
t bar, and the other terminal is connected to the plate line P
Connected to T. Also, the selection transistors Q1, Q2
Are connected to the word line WL.

【0010】上記構成の不揮発性半導体記憶装置は、ア
ドレスバッファ35に入力されたアドレスに基づいてワ
ード線デコーダ31とプレート線デコーダ32が1本の
ワード線WLとプレート線PTを選択し、制御信号入力
バッファ36に入力された制御信号に基づくモードでメ
モリセル34へのアクセスが行われる。即ち、揮発性と
して記憶されるデータのアクセスを行うDRAMモード
では、DRAMモードタイミング制御回路37に制御さ
れ、不揮発性として記憶されているデータの読み出しと
再書き込みを行うリコールモードでは、リコールモード
タイミング制御回路38に制御され、データを不揮発性
として記憶するための書き込みを行うストアモードで
は、ストアモードタイミング制御回路39に制御されて
アクセス動作が行われる。また、アクセスされるデータ
は、データI/Oインターフェイス40を介して外部と
入出力が行われる。
In the nonvolatile semiconductor memory device having the above structure, the word line decoder 31 and the plate line decoder 32 select one word line WL and one plate line PT based on the address input to the address buffer 35, and control signal Access to the memory cell 34 is performed in a mode based on the control signal input to the input buffer 36. That is, in the DRAM mode for accessing data stored as volatile, the DRAM mode timing control circuit 37 controls the timing. In the recall mode for reading and rewriting data stored as nonvolatile, the recall mode timing control is performed. In the store mode controlled by the circuit 38 to perform writing for storing data in a non-volatile manner, the access operation is performed under the control of the store mode timing control circuit 39. The data to be accessed is input / output to / from the outside via the data I / O interface 40.

【0011】上記ストアモードタイミング制御回路39
でのストアモードによるデータの書き込み動作を図11
及び図12に基づいて詳細に説明する。例えばデータ
“0”の書き込みを行う場合には、図11に示すよう
に、ビット線bitに0V,ビット線bitバーに5V
(電源電圧VCC)の電圧を印加すると共にワード線WL
をアクティブにした状態で、プレート線PTに0V→5
V→0Vと変化する電圧パルスを印加する。すると、一
方の容量素子C1の強誘電体は、分極状態を図9のC点
又はE点からB点→C点というように変化させ、他方の
容量素子C2の強誘電体は、分極状態をD点→E点→D
点というように変化させる。従って、この後電圧を取り
去ってもこれらの容量素子C1,C2の強誘電体には、そ
れぞれC点とE点の残留分極が生じ、これによって
“0”のデータが不揮発性として記憶される。
The store mode timing control circuit 39
11 shows the data write operation in the store mode in FIG.
This will be described in detail with reference to FIG. For example, when writing data “0”, as shown in FIG. 11, 0 V is applied to the bit line bit and 5 V is applied to the bit line bit bar.
(Power supply voltage VCC) and the word line WL
Is activated, and 0V → 5
A voltage pulse that changes from V to 0 V is applied. Then, the ferroelectric of one capacitive element C1 changes the polarization state from point C or E in FIG. 9 to point B → C, and the ferroelectric of the other capacitive element C2 changes the polarization state. D point → E point → D
Change it to a point. Therefore, even if the voltage is subsequently removed, remanent polarization occurs at the points C and E in the ferroelectrics of these capacitive elements C1 and C2, and the data "0" is stored as non-volatile.

【0012】また、“1”のデータの書き込みを行う場
合には、図12に示すように、ビット線対bit,bi
tバーに上記とは逆の5Vと0Vの電圧を印加する。そ
して、以降同様の手順でワード線WLをアクティブにし
プレート線PTに電圧パルスを印加すると、容量素子C
1,C2の強誘電体にそれぞれ上記とは逆のE点とC点の
残留分極が生じ、これによって“1”のデータが不揮発
性として記憶される。次に、上記リコールモードタイミ
ング制御回路38でのリコールモードによるデータの読
み出し動作を図13に基づいて詳細に説明する。この場
合には、ビット線対bit,bitバーを0Vの電位に
プリチャージした後に開放状態にする。そして、ワード
線WLをアクティブにし、プレート線PTの電圧を0V
→5Vに変化させると、例えば“0”のデータが記憶さ
れているときには、一方の容量素子C1の強誘電体の分
極状態が図9のC点→B点に変化し、他方の容量素子C
2の強誘電体の分極状態がE点→B点に変化する。する
と、他方の容量素子C2の強誘電体の場合には分極状態
が反転されるので、これに接続されるビット線bitバ
ーの電位がビット線bitの電位に比べて数百mV程度
高くなる。従って、これらビット線対bit,bitバ
ーの電位差をセンスアンプ33によってセンスすれば、
不揮発性として記憶されたデータを読み出すことができ
る。ただし、この場合、容量素子C1,C2の強誘電体の
分極状態は共にB点に移動し、不揮発性として記憶して
いたデータが失われるので、破壊読み出しが行われるこ
とになる。従って、このリコールモードでは、センスア
ンプ33によってビット線対bit,bitバーが0V
と5Vの電位に確定された後に、上記ストアモードの場
合と同様の手順でプレート線PTに0V→5V→0Vと
変化する電圧パルスを印加することにより、読み出した
データを不揮発性として記憶させて再書き込みを行うこ
ともできる。また、この後にプレート線PTを例えば0
Vに維持しておけば、ビット線対bit,bitバーの
確定された電位がメモリセル34に電荷として蓄積さ
れ、後述するDRAMモードによる記憶も行われる。な
お、このリコールモードでビット線対bit,bitバ
ーに生じる電位差は、残留分極に比例しビット線容量に
反比例するので、残留分極が大きくビット線容量が小さ
いほど大きな電位差が得られ、センスアンプ33による
検出が容易になることが分かる。 上記DRAMモード
タイミング制御回路37でのDRAMモードによるアク
セスは、プレート線PTに0V又は5Vを印加した状態
で通常のDRAMと同様の手順によって行われる。する
と、容量素子C1,C2における強誘電体の分極状態が図
9のD点とE点との間又はB点とC点との間だけで移動
し分極反転を伴わないので、通常のDRAMと同様に容
量素子C1,C2に蓄積された電荷のみによって揮発性と
して記憶されるデータの読み出しと書き込みとを行うこ
とができ、また、リフレッシュ動作を行うことができ
る。
When writing "1" data, as shown in FIG. 12, a bit line pair bit, bi
A voltage of 5 V and 0 V opposite to the above is applied to t-bar. Thereafter, when the word line WL is activated and a voltage pulse is applied to the plate line PT in the same procedure, the capacitance element C
In the ferroelectrics 1 and C2, remnant polarization occurs at points E and C, which are opposite to the above, whereby data "1" is stored as non-volatile. Next, the data read operation in the recall mode in the recall mode timing control circuit 38 will be described in detail with reference to FIG. In this case, the bit line pair bit, bit bar is pre-charged to a potential of 0 V, and then opened. Then, the word line WL is activated, and the voltage of the plate line PT is set to 0V.
When the voltage is changed to 5 V, for example, when data of "0" is stored, the polarization state of the ferroelectric of one capacitor C1 changes from point C to point B in FIG.
The polarization state of the ferroelectric material changes from point E to point B. Then, in the case of the ferroelectric material of the other capacitive element C2, the polarization state is inverted, so that the potential of the bit line bit bar connected thereto becomes several hundred mV higher than the potential of the bit line bit. Therefore, if the potential difference between the bit line pair bit and bit bar is sensed by the sense amplifier 33,
Data stored as non-volatile can be read. However, in this case, the polarization states of the ferroelectrics of the capacitors C1 and C2 are both moved to the point B, and the data stored as non-volatile is lost, so that destructive reading is performed. Therefore, in this recall mode, the sense amplifier 33 sets the bit line pair bit, bit bar to 0V.
After the potential is determined to be 5 V and 5 V, the read data is stored as non-volatile by applying a voltage pulse that changes from 0 V to 5 V to 0 V to the plate line PT in the same procedure as in the store mode. Rewriting can also be performed. After this, the plate line PT is set to 0, for example.
If the voltage is maintained at V, the determined potential of the bit line pair bit, bit bar is accumulated as a charge in the memory cell 34, and storage in a DRAM mode described later is also performed. In this recall mode, the potential difference generated between the bit line pair bit and the bit bar is proportional to the remanent polarization and inversely proportional to the bit line capacitance. Therefore, the larger the remanent polarization and the smaller the bit line capacitance, the larger the potential difference is obtained. It can be understood that the detection by the method becomes easy. The access in the DRAM mode by the DRAM mode timing control circuit 37 is performed in the same procedure as that of a normal DRAM with 0 V or 5 V applied to the plate line PT. Then, the polarization state of the ferroelectric in the capacitors C1 and C2 moves only between the points D and E or between the points B and C in FIG. 9 and does not involve polarization inversion. Similarly, data stored as volatile can be read and written only by the charges accumulated in the capacitors C1 and C2, and a refresh operation can be performed.

【0013】なお、ここでは2トランジスタ/セル方式
による強誘電体を用いた不揮発性半導体記憶装置につい
てのみ説明したが、特願平4−324506号に述べら
れているような高集積化に向いた1トランジスタ/セル
方式による強誘電体を用いた不揮発性半導体記憶装置に
ついてもほぼ同様である。
Although only a nonvolatile semiconductor memory device using a ferroelectric substance of the two-transistor / cell system has been described here, it is suitable for high integration as described in Japanese Patent Application No. 4-324506. The same applies to a non-volatile semiconductor memory device using a ferroelectric material of the one-transistor / cell system.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記両方式
の不揮発性半導体記憶装置は、データを不揮発性として
記憶させるストアモードとこのデータを読み出すリコー
ルモードのみで動作させることも可能である。
By the way, both types of nonvolatile semiconductor memory devices can be operated only in a store mode in which data is stored as nonvolatile and a recall mode in which the data is read.

【0015】しかしながら、DRAMとEEPROMを
組み合わせた不揮発性半導体記憶装置の場合には、EE
PROMの書き換え回数が約10万回に制限されるの
で、頻繁に書き換えを行うと直に寿命が尽きてしまう。
一方、強誘電体を用いた不揮発性半導体記憶装置の場合
にも、メモリセル34の容量素子C1,C2に用いられ
る強誘電体が分極反転の可能な回数に限度があり、リコ
ール/ストア動作は10回〜1012回程度までに制
限されるので、約10MHzのサイクル周期で連続アク
セスを行うと、数日でメモリセル34の寿命が尽きるこ
とになる。そのため残留分極が大きく、分極反転の可能
な回数が大きい材料の研究が行われている。
However, in the case of a nonvolatile semiconductor memory device combining a DRAM and an EEPROM, the EEPROM
Since the number of times of rewriting of the PROM is limited to about 100,000 times, frequent rewriting immediately ends its life.
On the other hand, also in the case of a nonvolatile semiconductor memory device using a ferroelectric material, the number of times that the ferroelectric material used for the capacitance elements C1 and C2 of the memory cell 34 can perform polarization inversion is limited, and the recall / store operation is not performed. Since it is limited to about 10 8 to 10 12 times, if continuous access is performed at a cycle period of about 10 MHz, the life of the memory cell 34 will be exhausted in several days. As a result, remanent polarization is large and polarization reversal is possible.
Research on materials with a large number of times has been conducted.

【0016】このため、DRAMとEEPROMを組み
合わせた不揮発性半導体記憶装置の場合には、上記のよ
うに、通常動作時にはDRAMモードによってDRAM
に対してのみアクセスを行い、電源オフの直前にのみス
トアモードによってDRAMのデータをEEPROMに
待避させると共に、次の電源オン時にリコールモードに
よってこのデータを再びDRAMに読み出すようにし
て、EEPROMの書き換え回数が増加しないようにし
ている。一方の強誘電体を用いた不揮発性半導体記憶装
置の場合には、通常動作時にはDRAMモードによる分
極反転を伴わないアクセスを行い、電源オフ時にのみス
トアモードによってメモリセル34のデータを不揮発性
として記憶させると共に、次の電源オン後の最初の読み
出し時にのみリコールモードによってこのデータを呼び
出すようにして、分極反転を伴うアクセス回数をできる
だけ少なくするようにしている。
Therefore, in the case of a nonvolatile semiconductor memory device combining a DRAM and an EEPROM, as described above, the DRAM operates in the DRAM mode during normal operation.
Only when the power is turned off, the data in the DRAM is saved in the EEPROM in the store mode only before the power is turned off, and the data is read out to the DRAM again in the recall mode when the power is turned on the next time. Is not increasing. On the other hand, in the case of a nonvolatile semiconductor memory device using a ferroelectric material, access is performed without polarization inversion in the DRAM mode during normal operation, and data in the memory cell 34 is stored as nonvolatile in the store mode only when the power is off. At the same time, this data is called up in the recall mode only at the time of the first reading after the next power-on, so that the number of accesses involving polarization reversal is minimized.

【0017】そして、これらの不揮発性半導体記憶装置
は、外部から入力される制御信号(ノンボラタイルイネ
ーブル信号NEバー,チップイネーブル信号CEバー,
アウトプットイネーブル信号OEバー,ライトイネーブ
ルWEバー及びリフレッシュ信号RFSHバー等)の組
み合わせを変化させることにより、上記ストアモード,
リコールモード及びDRAMモードによるアクセスをそ
れぞれ切り替えると共に、DRAMモードでのリフレッ
シュ動作を行っていた。ただし、リフレッシュ動作につ
いては、通常のDRAMについて用いられる擬似SRA
M[Static RAM]のセルフリフレッシュ機能を設けておけ
ば、DRAMモード時に自動的にリフレッシュ動作を行
わせることができるようになる。このセルフリフレッシ
ュ機能は、例えばアウトプットイネーブル信号OEバー
又はリフレッシュ信号RFSHバーをアクティブにする
ことにより、クロック信号に基づいて内部のアドレスカ
ウンタがアドレスを自動生成し、各メモリセルのリフレ
ッシュ動作を順次行わせるようにしたものであり、これ
によってメモリデバイスの周辺回路構成を単純化したり
リフレッシュ動作の制御を簡素化することができる。
These nonvolatile semiconductor memory devices are provided with control signals (non-volatile enable signal NE, chip enable signal CE,
By changing the combination of the output enable signal OE bar, the write enable WE bar, the refresh signal RFSH bar, etc.), the store mode,
The access in the recall mode and the access in the DRAM mode are respectively switched, and the refresh operation in the DRAM mode is performed. However, for the refresh operation, the pseudo SRA used for a normal DRAM is used.
By providing a self-refresh function of M [Static RAM], a refresh operation can be automatically performed in the DRAM mode. In this self-refresh function, for example, by activating an output enable signal OE bar or a refresh signal RFSH bar, an internal address counter automatically generates an address based on a clock signal and sequentially performs a refresh operation of each memory cell. Thus, the peripheral circuit configuration of the memory device can be simplified, and the control of the refresh operation can be simplified.

【0018】ところが、上記DRAMモードにおけるリ
フレッシュ動作の際には、約200μA程度の比較的大
きな電流が必要となり、特にICカードや携帯用電子機
器での利用が期待されている不揮発性半導体記憶装置に
とっては、この消費電力を低減することが強く要請され
ている。ただし、内部の回路を複雑にしたり半導体の製
造プロセスを改良して、このリフレッシュ動作での消費
電力の低減を図るには限度があり、また、データ保持電
流のスペックを厳しく設定した場合にも、マージンを縮
小して消費電力を低減することができるが、その分製品
の歩留りが悪化するという新たな問題が生じる。
However, a relatively large current of about 200 μA is required for the refresh operation in the DRAM mode, and especially for a nonvolatile semiconductor memory device expected to be used in IC cards and portable electronic devices. There is a strong demand to reduce this power consumption. However, there is a limit to reducing the power consumption in this refresh operation by complicating the internal circuit or improving the semiconductor manufacturing process, and when the specifications of the data retention current are set strictly, Although the power consumption can be reduced by reducing the margin, a new problem arises in that the yield of the product is deteriorated accordingly.

【0019】なお、この問題は、上記不揮発性半導体記
憶装置を単体のメモリデバイスとして構成した場合や1
チップマイクロコンピュータのメモリモジュールとして
構成した場合等のいずれにも共通するものである。
This problem occurs when the nonvolatile semiconductor memory device is configured as a single memory device,
This is common to all cases such as the case where it is configured as a memory module of a chip microcomputer.

【0020】本発明は、このような従来技術の課題を解
決すべくなされたものであり、セルフリフレッシュ機能
によるリフレッシュ動作が所定時間以上継続した場合
に、自動的にデータを不揮発性のメモリセルに待機させ
又はデータを不揮発性として記憶させ、リフレッシュ動
作による消費電力の増大を防止することができる不揮発
性半導体記憶装置を提供することを目的としている。
のため、セルフリフレッシュ機能を持ったRASバー、
CASバー方式のDRAMにも適用できる。
The present invention has been made to solve such a problem of the prior art, and when a refresh operation by a self-refresh function continues for a predetermined time or longer, data is automatically stored in a nonvolatile memory cell. It is an object of the present invention to provide a nonvolatile semiconductor memory device which can be made to stand by or store data in a nonvolatile manner and prevent an increase in power consumption due to a refresh operation. So
RAS bar with self-refresh function
The present invention can also be applied to a CAS bar type DRAM.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】本発明の不揮発性半導体
記憶装置は、記憶内容の維持にリフレッシュ動作を必要
とする揮発性のメモリセルと記憶内容の書き換えが可能
な不揮発性のメモリセルとを備え、又は、これら揮発性
と不揮発性の双方の記憶機能を有するメモリセルを備え
た不揮発性半導体記憶装置において、各メモリセルのア
ドレスをクロック信号に基づいて順次自動生成するアド
レス生成手段と、該アドレス生成手段が生成したアドレ
スに基づいて揮発性のメモリセル又は記憶内容を揮発性
として記憶したメモリセルの各記憶内容を順次再書き込
みすることによりリフレッシュ動作を行うセルフリフレ
ッシュ手段と、該セルフリフレッシュ手段がリフレッシ
ュ動作を連続して行っている時間を計時するリフレッシ
ュ計時手段と、該リフレッシュ計時手段が計時したリフ
レッシュ動作の時間が所定時間を超えたかどうかを判断
するセルフストア開始手段と、該セルフストア開始手段
が所定時間を超えたと判断した場合に、該セルフリフレ
ッシュ手段によるリフレッシュ動作を停止させると共
に、該アドレス生成手段が生成したアドレスに基づいて
揮発性のメモリセルの各記憶内容を順次不揮発性のメモ
リセルに転送し記憶させるストア動作、又は、揮発性と
して記憶したメモリセルの各記憶内容を順次同じメモリ
セルに不揮発性として記憶させるストア動作を行うセル
フストア手段とを備えているので、そのことにより上記
目的が達成される。
A nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention comprises a volatile memory cell requiring a refresh operation to maintain the stored content and a nonvolatile memory cell capable of rewriting the stored content. Address generation means for automatically generating an address of each memory cell sequentially based on a clock signal in a nonvolatile semiconductor memory device having memory cells having both volatile and nonvolatile storage functions. Self-refresh means for performing a refresh operation by sequentially rewriting the storage contents of volatile memory cells or memory cells storing the storage contents as volatile based on the address generated by the address generation means; Refresh timing means for timing the time during which the refresh operation is continuously performed; A self-store start means for determining whether or not the time of the refresh operation measured by the fresh timer has exceeded a predetermined time; and a refresh operation by the self-refresh means when the self-store start means determines that the predetermined time has elapsed. A store operation of stopping and sequentially transferring the stored contents of the volatile memory cells to the nonvolatile memory cells based on the address generated by the address generating means, or storing each of the memory cells stored as volatile. Since the self-store means for performing a store operation for sequentially storing the stored contents in the same memory cell in a nonvolatile manner is provided, the above object is achieved.

【0022】かかる不揮発性半導体記憶装置において、
前記アドレスを自動生成するために周期の異なる2種類
のクロック信号を入力し又は生成して供給するクロック
信号供給手段と、前記セルフリフレッシュ手段がリフレ
ッシュ動作を行う場合に該クロック信号供給手段から周
期の長い方のクロック信号を供給させ、前記セルフスト
ア手段がストア動作を行う場合に該クロック信号供給手
段から周期の短い方のクロック信号を供給させるクロッ
ク信号切替手段を備えた構成とすることができる。
In such a nonvolatile semiconductor memory device,
Clock signal supply means for inputting or generating and supplying two types of clock signals having different periods for automatically generating the address; and when the self-refresh means performs a refresh operation, the clock signal supply means A clock signal switching means for supplying a longer clock signal and for supplying a clock signal with a shorter cycle from the clock signal supply means when the self-store means performs a store operation may be provided.

【0023】本発明の不揮発性半導体記憶装置は、記憶
内容の維持にリフレッシュ動作を必要とする揮発性のメ
モリセルと記憶内容の書き換えが可能な不揮発性のメモ
リセルとを備え、又は、これら揮発性と不揮発性の双方
の記憶機能を有するメモリセルを備えた不揮発性半導体
記憶装置において、各メモリセルのアドレスをクロック
信号に基づいて順次自動生成するアドレス生成手段と、
該アドレス生成手段が生成したアドレスに基づいて、揮
発性として記憶したメモリセルの各記憶内容を順次再書
き込みすることによりリフレッシュ動作を行うと同時
に、順次揮発性データを不揮発性として記憶させるスト
ア動作を行うセルフストア手段と、該セルフストア手段
がストア動作を連続して行っている時間を計時し、該セ
ルフストア手段がストア動作を連続して行わない場合に
は計時がリセットされるセルフストア計時手段と、該セ
ルフストア計時手段が計時したストア動作の時間が所定
時間を超えたかどうかを判断する手段と、該所定時間を
超えたと判断した場合に、該セルフストア手段によるリ
フレッシュ動作とストア動作を停止させる手段とを備え
ているので、そのことにより上記目的が達成される。
The nonvolatile semiconductor memory device of the present invention includes a volatile memory cell that requires a refresh operation to maintain the stored content and a nonvolatile memory cell whose stored content can be rewritten, or Generating means for automatically generating an address of each memory cell sequentially based on a clock signal in a nonvolatile semiconductor memory device including a memory cell having both a volatile and a nonvolatile storage function;
Based on the address generated by the address generating means, a refresh operation is performed by sequentially rewriting the storage contents of the memory cells stored as volatile, and a store operation for sequentially storing volatile data as nonvolatile is performed. and self store means for performing, to measure a period of time the self-store unit is continuously performed store operation,該Se
If the store unit does not perform the store operation continuously
Is a self-store timer for resetting the time, means for determining whether or not the time of the store operation measured by the self-store timer has exceeded a predetermined time, and means for determining whether the self-timer has exceeded the predetermined time. Since the refresh operation by the storing means and the means for stopping the storing operation are provided, the above-mentioned object is achieved.

【0024】この不揮発性半導体記憶装置および前述の
不揮発性半導体記憶装置において、前記セルフストア手
段がストア動作を行った場合に、不揮発性のメモリセ
ル、又は、不揮発性として記憶したメモリセルの記憶内
容を読み出すリコール動作を要求するためのリコール要
求信号を発生するリコール要求信号発生手段を備えた構
成とすることができる。
In this nonvolatile semiconductor memory device and the above-described nonvolatile semiconductor memory device, when the self-store means performs a store operation, the memory contents of the nonvolatile memory cell or the memory cell stored as nonvolatile are stored. And a recall request signal generating means for generating a recall request signal for requesting a recall operation for reading the data.

【0025】[0025]

【作用】揮発性のメモリセルと不揮発性のメモリセルと
を備えたものとしては、例えばDRAMとEEPROM
とを組み合わせた不揮発性半導体記憶装置がある。ま
た、揮発性と不揮発性の双方の記憶機能を有するメモリ
セルを備えたものとしては、例えば強誘電体を用いた不
揮発性半導体記憶装置がある。
A device having a volatile memory cell and a nonvolatile memory cell includes, for example, a DRAM and an EEPROM.
There is a nonvolatile semiconductor memory device that combines the above. As a device having a memory cell having both volatile and nonvolatile storage functions, for example, there is a nonvolatile semiconductor memory device using a ferroelectric material.

【0026】アドレス生成手段は、外部から入力された
クロック信号又は内部で生成したクロック信号に基づい
て各メモリセルのアドレスを順次自動生成する。そし
て、セルフリフレッシュ手段とセルフストア手段は、こ
のアドレスに基づいてリフレッシュ動作とストア動作を
行う。
The address generating means sequentially and automatically generates addresses of the respective memory cells based on a clock signal input from the outside or a clock signal generated internally. Then, the self-refresh means and the self-store means perform a refresh operation and a store operation based on the address.

【0027】セルフリフレッシュ手段は、不揮発性半導
体記憶装置のDRAMモードにおいて揮発性の記憶内容
を維持するために自動的にリフレッシュ動作を行うもの
であり、通常は外部(又はチップ内の他のモジュール)
から入力される制御信号が所定の条件に一致した場合に
このリフレッシュ動作を行う。リフレッシュ計時手段
は、このセルフリフレッシュ手段がリフレッシュ動作を
連続して行っている時間を計時する。セルフリフレッシ
ュ手段によるリフレッシュ動作は、内部でアドレスを自
動生成するものである限り、アクセスの空き時間に行う
もの又は全行のリフレッシュ中はアクセスを止めるもの
等、どのような方式であってもよい。ただし、いずれの
方式においても、一度でも読み出し又は書き込みによる
アクセスがあった場合には、リフレッシュ動作はそのと
きに一旦中断され連続しないものとする。なお、このリ
フレッシュ動作の連続性は、全メモリセルを一括して判
断する他、全メモリセルを複数のブロックに分割し、各
ブロックごとに判断することもできる。なお、リフレッ
シュ計時手段は、実際に独立して時間を計る他、クロッ
ク信号をカウントしたり、アドレス生成手段が生成した
アドレスの変化の回数をカウントすること等によっても
リフレッシュ動作の時間を計時することができる。
The self-refresh means automatically performs a refresh operation in order to maintain volatile storage contents in the DRAM mode of the nonvolatile semiconductor memory device, and is usually external (or another module in the chip).
This refresh operation is performed when the control signal input from the device matches a predetermined condition. The refresh timer measures the time during which the self-refresh unit continuously performs the refresh operation. The refresh operation by the self-refresh means may be of any type, such as one that is performed during an idle time of access or one that stops access during refresh of all rows, as long as an address is automatically generated internally. However, in any of the methods, if there is an access by reading or writing even once, the refresh operation is temporarily interrupted at that time and is not continued. The continuity of the refresh operation can be determined for all the memory cells at once, or can be determined for each block by dividing all the memory cells into a plurality of blocks. The refresh timer means not only measures the time independently, but also counts the refresh operation time by counting a clock signal, counting the number of address changes generated by the address generating means, and the like. Can be.

【0028】セルフストア開始手段は、上記リフレッシ
ュ計時手段が計時したリフレッシュ動作の時間が所定時
間を超えたかどうかを判断する。ここで、リフレッシュ
動作の時間が所定時間を超えたということは、この不揮
発性半導体記憶装置又はこの不揮発性半導体記憶装置内
の当該ブロックに所定時間にわたって全くアクセスがさ
れなかったことを示し、この場合には以降も当分アクセ
スが行われない可能性が高い。そこで、セルフストア開
始手段によってリフレッシュ動作の時間が所定時間を超
えたと判断された場合には、セルフストア手段がセルフ
リフレッシュ手段によるリフレッシュ動作を停止させる
と共に、アドレス生成手段が生成したアドレスに基づい
て各メモリセルのストア動作を行う。すると、揮発性の
メモリセルの各記憶内容が順次不揮発性のメモリセルに
転送記憶され、又は、揮発性として記憶したメモリセル
の各記憶内容が順次同じメモリセルに不揮発性として記
憶し直されて、リフレッシュ動作を行わなくても記憶内
容が保持されるようになる。
The self-store start means determines whether or not the refresh operation time measured by the refresh timer means has exceeded a predetermined time. Here, the fact that the time of the refresh operation has exceeded the predetermined time indicates that the nonvolatile semiconductor memory device or the corresponding block in the nonvolatile semiconductor memory device has not been accessed at all for the predetermined time, and in this case, Is likely not to be accessed for the time being. Therefore, when the self-store start means determines that the time of the refresh operation has exceeded the predetermined time, the self-store means stops the refresh operation by the self-refresh means, and based on the address generated by the address generation means. The store operation of the memory cell is performed. Then, the stored contents of the volatile memory cells are sequentially transferred to and stored in the nonvolatile memory cells, or the stored contents of the memory cells stored as volatile are sequentially stored again as nonvolatile in the same memory cell. Thus, the stored contents can be held without performing the refresh operation.

【0029】この結果、本発明の不揮発性半導体記憶装
置によれば、揮発性のメモリセル又は揮発性として記憶
されたメモリセルの記憶内容が一定時間以上アクセスさ
れなかった場合には、セルフストア手段によって自動的
に不揮発性のメモリセルに転送され、又は、不揮発性と
してメモリセルに記憶され、セルフリフレッシュ手段に
よるリフレッシュ動作を不要とすることができる。従っ
て、以降直にアクセスされる可能性の低い記憶内容を自
動的に不揮発性の記憶に移行させて、消費電力の大きい
リフレッシュ動作が長時間継続されるのを防止すること
ができる。なお、このセルフストア手段のストア動作に
よってEEPROMや強誘電体の書き換え回数が増加す
るが、例えば書き換え回数の制限が10の8乗回以上で
あれば、セルフストア開始手段に設定される所定時間を
1秒間としても、約10年間の動作を保証することがで
きる。
As a result, according to the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, when the storage contents of the volatile memory cells or the memory cells stored as volatile are not accessed for a certain time or more, the self-store means Thus, the data is automatically transferred to a non-volatile memory cell or stored in a non-volatile memory cell, so that the refresh operation by the self-refresh means can be made unnecessary. Therefore, it is possible to automatically shift the storage content that is unlikely to be directly accessed thereafter to the nonvolatile storage, and prevent the refresh operation with large power consumption from continuing for a long time. Note that the number of rewrites of the EEPROM or the ferroelectric is increased by the store operation of the self-store means. For example, if the limit of the number of rewrites is 10 8 times or more, the predetermined time set in the self-store start means is reduced. Even for one second, operation for about 10 years can be guaranteed.

【0030】セルフリフレッシュ手段によるリフレッシ
ュ動作は、周期が長いほど消費電力が少なくなるので、
規定のリフレッシュ周期以内のできるだけ長い周期でリ
フレッシュ動作を行うべきである。しかしながら、セル
フストア手段によるストア動作中は、外部からのアクセ
スを行うことができなくなるので、迅速に完了させる必
要がある。
In the refresh operation by the self-refresh means, the power consumption decreases as the cycle becomes longer.
The refresh operation should be performed in a cycle as long as possible within a prescribed refresh cycle. However, during the store operation by the self-store means, access from the outside cannot be performed, so that it is necessary to complete the operation quickly.

【0031】そこで、請求項2の発明では、クロック信
号供給手段からのクロック信号をクロック信号切替手段
が切り替えて、セルフリフレッシュ手段がリフレッシュ
動作を行う場合には周期の長い方のクロック信号をアド
レス生成手段に供給し、セルフストア手段がストア動作
を行う場合には周期の短い方のクロック信号をアドレス
生成手段に供給するようにして、アドレスの生成速度を
変えることにより上記要請を実現している。
Therefore, according to the second aspect of the present invention, when the clock signal switching means switches the clock signal from the clock signal supply means and the self-refresh means performs the refresh operation, the clock signal having the longer cycle is generated by the address generation. When the self-store means performs a store operation, a clock signal having a shorter cycle is supplied to the address generation means to change the address generation speed, thereby realizing the above-mentioned request.

【0032】一旦セルフストア手段がストア動作を行う
と、ストア動作を完了した後にはスタンバイ状態になっ
て、揮発性データ保持のためのリフレッシュ動作を行わ
ないので、DRAMモードの揮発性としての記憶内容は
破壊されているから、以降はDRAMモードによる書き
込みは可能であるが、DRAMモードによる読み出しは
できないため、不揮発性の記憶に対するリコールモード
で読み出しを行う必要がある。従って、請求項4に示す
ように、セルフストア手段がストア動作を行った場合
に、リコール要求信号発生手段がリコール要求信号を発
生するようにしておけば、外部装置や内部の他のモジュ
ールからのアクセスの制御を容易にすることができる。
また、リコール要求信号により、リコール動作以外を禁
止する構成にして、記憶内容を保護することもできる。
Once the self-store means has performed a store operation, it enters a standby state after completing the store operation and does not perform a refresh operation for holding volatile data. Since the data has been destroyed, writing in the DRAM mode is possible thereafter, but reading in the DRAM mode cannot be performed. Therefore, reading must be performed in the recall mode for nonvolatile storage. Accordingly, if the recall request signal generating means generates a recall request signal when the self-store means performs a store operation, the external device or another internal module may generate the recall request signal. Access control can be facilitated.
Also, other than recall operation is prohibited by the recall request signal.
The storage contents can be protected by a configuration in which the storage is stopped.

【0033】[0033]

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の実施例
を詳述する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0034】図1乃至図8は本発明の一実施例を示すも
のであって、図1は不揮発性半導体記憶装置の制御部の
構成を示すブロック図、図2はアドレスカウンタの具体
的構成を示すブロック図、図3はアドレス選択回路の具
体的構成を示す部分回路ブロック図、図4はメモリ部の
アドレスマップ、図5は書き込み制御回路の具体的構成
を示すブロック図、図6は書き込み禁止信号発生回路の
具体的構成を示すブロック図、図7は比較回路の具体的
構成を示すブロック図、図8は不揮発性半導体記憶装置
の動作を示すタイムチャートである。
FIGS. 1 to 8 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a control section of a nonvolatile semiconductor memory device, and FIG. 2 shows a specific configuration of an address counter. FIG. 3 is a partial circuit block diagram showing a specific configuration of an address selection circuit, FIG. 4 is an address map of a memory unit, FIG. 5 is a block diagram showing a specific configuration of a write control circuit, and FIG. FIG. 7 is a block diagram showing a specific configuration of the signal generation circuit, FIG. 7 is a block diagram showing a specific configuration of the comparison circuit, and FIG. 8 is a time chart showing an operation of the nonvolatile semiconductor memory device.

【0035】本実施例は、強誘電体を用いた不揮発性半
導体記憶装置について説明する。なお、この不揮発性半
導体記憶装置は、単体のメモリデバイスとして構成した
場合や1チップマイクロコンピュータのメモリモジュー
ルとして構成した場合等のいずれであってもよい。
In the present embodiment, a nonvolatile semiconductor memory device using a ferroelectric will be described. The nonvolatile semiconductor memory device may be configured as a single memory device or as a memory module of a one-chip microcomputer.

【0036】この不揮発性半導体記憶装置の図1に示す
メモリ部1は、メモリセルアレイとセンスアンプとデー
タI/Oインターフェイス等からなる。メモリセルアレ
イは、例えば上記図10に示す2トランジスタ/セル方
式のメモリセル34を多数備えたものとする。ただし、
このメモリセルアレイは、上記1トランジスタ/セル方
式等によるものであってもよい。また、メモリ部1がD
RAMとEEPROMを組み合わせた不揮発性半導体記
憶装置等であっても、ほぼ同様に実施することができ
る。
The memory section 1 of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 1 comprises a memory cell array, a sense amplifier, a data I / O interface and the like. It is assumed that the memory cell array includes a large number of memory cells 34 of, for example, the two-transistor / cell type shown in FIG. However,
This memory cell array may be of the one-transistor / cell type or the like. Also, if the memory unit 1
Even in a nonvolatile semiconductor memory device or the like in which a RAM and an EEPROM are combined, the present invention can be implemented in substantially the same manner.

【0037】外部から入力される外部アドレスAEX0〜
AEXnは、外部アドレス遷移検出回路2及びアドレス選
択回路3を介してドライバ/デコーダ回路4に送られる
ようになっている。また、この不揮発性半導体記憶装置
は、アドレスカウンタ5を有している。アドレスカウン
タ5は、図2に示すように、n個のD型フリップフロッ
プ5aからなり、外部から入力されるクロック信号を初
段のD型フリップフロップ5aのクロック入力に送り込
むと共に、各段のD型フリップフロップ5aの出力Qを
順に次段のクロック入力にそれぞれ接続したものであ
る。そして、外部から入力されるリセット信号は、各段
のD型フリップフロップ5aのリセット端子RESET
バーに送られるようになっている。また、図示していな
いが、各段のD型フリップフロップ5aの反転出力Qバ
ーは、同じD型フリップフロップ5aのデータ入力Dに
接続されている。従って、このアドレスカウンタ5は、
外部からクロック信号が入力されると、各段のD型フリ
ップフロップ5aの出力Qは、このクロック信号を順に
2分周した信号となり、これらの出力Qとクロック信号
とで、順次値をインクリメントされる内部アドレスA0
〜Anを生成することができる。このアドレスカウンタ
5には、図1に示すように、電源ON時にHレベルとな
る初期化パルス信号PONがインバータ回路9を介して
リセット信号として入力されるようになっていて、これ
により内部アドレスA0〜Anが初期値(全てのビットが
Lレベル)にリセットされる。そして、このアドレスカ
ウンタ5から出力される内部アドレスA0〜Anは、内部
アドレス遷移検出回路6を介して上記アドレス選択回路
3に入力されるようになっている。外部アドレス遷移検
出回路2は、外部アドレス活性化信号φEXAがアクティ
ブな場合に、外部アドレスAEX0〜AEXnをアドレス選択
回路3に送ると共に、この外部アドレスAEX0〜AEXnが
変化したことを検出しワード線制御回路7とプレート線
制御回路8にその旨を示すアドレス遷移信号を送る回路
である。また、内部アドレス遷移検出回路6は、内部ア
ドレス活性化信号φINAがアクティブな場合に、内部ア
ドレスA0〜Anをアドレス選択回路3に送ると共に、こ
の内部アドレスA0〜Anが変化したことを検出しワード
線制御回路7とプレート線制御回路8にその旨を示すア
ドレス遷移信号を送る回路である。ワード線制御回路7
は、外部アドレス遷移検出回路2又は内部アドレス遷移
検出回路6からアドレス遷移信号を受け取ると、ドライ
バ/デコーダ回路4を制御してメモリ部1のワード線W
Lを駆動させる回路であり、プレート線制御回路8は、
ストア動作時に、このアドレス遷移信号を受け取ると、
ドライバ/デコーダ回路4を制御してメモリ部1のプレ
ート線PTを駆動させる回路である。
External addresses AEX0-
AEXn is sent to the driver / decoder circuit 4 via the external address transition detection circuit 2 and the address selection circuit 3. This nonvolatile semiconductor memory device has an address counter 5. As shown in FIG. 2, the address counter 5 is composed of n D-type flip-flops 5a. The address counter 5 sends a clock signal input from the outside to the clock input of the first-stage D-type flip-flop 5a. The output Q of the flip-flop 5a is sequentially connected to the clock input of the next stage. The reset signal input from the outside corresponds to the reset terminal RESET of the D-type flip-flop 5a of each stage.
It is sent to the bar. Although not shown, the inverted output Q of the D-type flip-flop 5a at each stage is connected to the data input D of the same D-type flip-flop 5a. Therefore, this address counter 5
When a clock signal is input from the outside, the output Q of the D-type flip-flop 5a at each stage becomes a signal obtained by dividing the frequency of the clock signal by two, and the value is sequentially incremented by the output Q and the clock signal. Internal address A0
~ An can be generated. As shown in FIG. 1, an initialization pulse signal PON which becomes H level when the power is turned on is input to the address counter 5 through an inverter circuit 9 as a reset signal. To An are reset to an initial value (all bits are at L level). The internal addresses A0 to An output from the address counter 5 are input to the address selection circuit 3 via the internal address transition detection circuit 6. The external address transition detection circuit 2 sends the external addresses AEX0 to AEXn to the address selection circuit 3 when the external address activation signal φEXA is active, detects that the external addresses AEX0 to AEXn have changed, and controls the word line control. This is a circuit that sends an address transition signal indicating this to the circuit 7 and the plate line control circuit 8. When the internal address activation signal φINA is active, the internal address transition detection circuit 6 sends the internal addresses A0 to An to the address selection circuit 3 and detects that these internal addresses A0 to An have changed, and detects the change in the word. This is a circuit that sends an address transition signal indicating this to the line control circuit 7 and the plate line control circuit 8. Word line control circuit 7
Receives the address transition signal from the external address transition detection circuit 2 or the internal address transition detection circuit 6 and controls the driver / decoder circuit 4 to control the word line W of the memory unit 1.
L, and a plate line control circuit 8
When this address transition signal is received during the store operation,
This is a circuit that controls the driver / decoder circuit 4 to drive the plate line PT of the memory unit 1.

【0038】上記アドレス選択回路3におけるアドレス
の1ビット分の入出力回路の具体的構成を図3に示す。
1ビットの外部アドレスAEXiは、外部アドレス選択回
路3aを介してバッファ回路3bに入力され、1ビット
の内部アドレスAiは、内部アドレス選択回路3cを介
して同じバッファ回路3bに入力されるようになってい
る。外部アドレス選択回路3aは、外部アドレス活性化
信号φEXAがアクティブ(Hレベル)な場合に、Pチャ
ンネルとNチャンネルのFETがONとなり、外部アド
レスAEXiをバッファ回路3bに送るようになってい
る。また、内部アドレス選択回路3cは、内部アドレス
活性化信号φINAがアクティブな場合に、Pチャンネル
とNチャンネルのFETがONとなり、内部アドレスA
iをバッファ回路3bに送るようになっている。従っ
て、このアドレス選択回路3は、外部アドレス活性化信
号φEXA又は内部アドレス活性化信号φINAのいずれがア
クティブな場合に、外部アドレスAEX0〜AEXnと内部ア
ドレスA0〜Anのいずれか一方を選択アドレスとしてド
ライバ/デコーダ回路4に送る回路である。
FIG. 3 shows a specific configuration of an input / output circuit for one bit of an address in the address selection circuit 3.
The one-bit external address AEXi is input to the buffer circuit 3b via the external address selection circuit 3a, and the one-bit internal address Ai is input to the same buffer circuit 3b via the internal address selection circuit 3c. ing. When the external address activation signal φEXA is active (H level), the external address selection circuit 3a turns on the P-channel and N-channel FETs and sends the external address AEXi to the buffer circuit 3b. When the internal address activation signal φINA is active, the internal address selection circuit 3c turns on the P-channel and N-channel FETs, and
i is sent to the buffer circuit 3b. Therefore, when either the external address activating signal φEXA or the internal address activating signal φINA is active, the address selecting circuit 3 uses one of the external addresses AEX0 to AEXn and the internal addresses A0 to An as a selected address to select a driver. / Decoder circuit 4.

【0039】図1に示すドライバ/デコーダ回路4は、
アドレス選択回路3から送られて来たアドレスをデコー
ドし、メモリ部1における対応するワード線WLとプレ
ート線PTをワード線制御回路7とプレート線制御回路
8の制御に従って駆動する回路である。ここで、上記内
部アドレス活性化信号φINAは、外部からのリフレッシ
ュ信号RFSHバーを入力する制御信号発生回路10に
よって生成される信号であり、このリフレッシュ信号R
FSHバーがアクティブ(Lレベル)となった場合に内
部アドレス活性化信号φINAもアクティブ(Hレベル)
とされる。また、この制御信号発生回路10は、リフレ
ッシュ信号RFSHバーを反転させた内部リフレッシュ
信号REFも生成するようになっている。なお、リフレ
ッシュ信号RFSHバーは、不揮発性半導体記憶装置が
単体のメモリデバイスとして構成される場合には外部端
子から入力し、1チップマイクロコンピュータ等のメモ
リモジュールとして構成する場合には、チップ上のパッ
ドから入力するようにしておくことができる。また、外
部アドレス活性化信号φEXAは、外部からのアクセスが
あった場合にアクティブとなる信号であり、図示しない
制御回路によって生成される。
The driver / decoder circuit 4 shown in FIG.
This is a circuit that decodes the address sent from the address selection circuit 3 and drives the corresponding word line WL and plate line PT in the memory unit 1 under the control of the word line control circuit 7 and the plate line control circuit 8. Here, the internal address activating signal φINA is a signal generated by a control signal generating circuit 10 which receives an external refresh signal RFSH bar.
When FSH bar becomes active (L level), internal address activation signal φINA also becomes active (H level).
It is said. Further, the control signal generating circuit 10 also generates an internal refresh signal REF obtained by inverting the refresh signal RFSH bar. The refresh signal RFSH bar is input from an external terminal when the nonvolatile semiconductor memory device is configured as a single memory device, and is applied to a pad on the chip when configured as a memory module such as a one-chip microcomputer. Can be entered from The external address activation signal φEXA is a signal that becomes active when there is an external access, and is generated by a control circuit (not shown).

【0040】上記構成により、外部アドレス活性化信号
φEXAがアクティブな場合には、外部アドレスAEX0〜A
EXnが外部アドレス遷移検出回路2及びアドレス選択回
路3を介してドライバ/デコーダ回路4に送られ、この
外部アドレスAEX0〜AEXnに対応するメモリ部1内のメ
モリセルがアクセスされる。そして、この際、外部アド
レス遷移検出回路2が発したアドレス遷移信号に基づい
て、ワード線制御回路7とプレート線制御回路8が図示
しない制御信号に応じたモードでメモリ部1のワード線
WLとプレート線PTを駆動する。また、内部アドレス
活性化信号φINAがアクティブな場合には、内部アドレ
スA0〜Anが内部アドレス遷移検出回路6及びアドレス
選択回路3を介してドライバ/デコーダ回路4に送ら
れ、この内部アドレスA0〜Anに対応するメモリ部1内
のメモリセルがアクセスされる。そして、この際、内部
アドレス遷移検出回路6が発したアドレス遷移信号に基
づいて、ワード線制御回路7とプレート線制御回路8が
図示しない制御信号に応じたモードでメモリ部1のワー
ド線WLとプレート線PTを駆動する。従って、外部か
らの通常のアクセスの場合に、外部アドレス活性化信号
φEXAがアクティブとなり、外部から送られて来た外部
アドレスAEX0〜AEXnに基づいてメモリ部1のメモリセ
ルに対し各種モードでのアクセスが行われる。また、リ
フレッシュ信号RFSHバーがアクティブとなった場合
には、内部アドレス活性化信号φINAがアクティブとな
り、アドレスカウンタ5が順次生成する内部アドレスA
0〜Anに基づいてメモリ部1のDRAMモードのメモリ
セルに対してリフレッシュ動作が行われる。
With the above configuration, when the external address activation signal φEXA is active, the external addresses AEX0 to AEX0
EXn is sent to the driver / decoder circuit 4 via the external address transition detection circuit 2 and the address selection circuit 3, and the memory cells in the memory unit 1 corresponding to the external addresses AEX0 to AEXn are accessed. At this time, based on the address transition signal generated by the external address transition detection circuit 2, the word line control circuit 7 and the plate line control circuit 8 connect the word line WL of the memory unit 1 with a mode corresponding to a control signal (not shown). The plate line PT is driven. When the internal address activation signal φINA is active, the internal addresses A0 to An are sent to the driver / decoder circuit 4 via the internal address transition detection circuit 6 and the address selection circuit 3, and the internal addresses A0 to An Are accessed in the memory unit 1 corresponding to the. At this time, based on the address transition signal generated by the internal address transition detection circuit 6, the word line control circuit 7 and the plate line control circuit 8 connect the word line WL of the memory unit 1 with a mode corresponding to a control signal (not shown). The plate line PT is driven. Therefore, in the case of a normal external access, the external address activation signal φEXA becomes active, and the memory cells of the memory unit 1 are accessed in various modes based on the external addresses AEX0 to AEXn sent from the outside. Is performed. When the refresh signal RFSH becomes active, the internal address activation signal φINA becomes active, and the internal address A sequentially generated by the address counter 5 is generated.
The refresh operation is performed on the DRAM mode memory cells of the memory unit 1 based on 0 to An.

【0041】上記アドレスカウンタ5が生成する内部ア
ドレスA0〜Anのうちの最上位ビットの内部アドレスA
nは、第1カウンタ11とAND回路12を介して第2
カウンタ13に入力されるようになっている。そして、
AND回路12のもう一方の入力には、第1カウンタ1
1の出力が接続されている。これらのカウンタ11,1
3は、入力パルスの立ち下がりごとにカウントを行い、
それぞれに設定された所定回数のカウントが終了すると
出力をLレベルからHレベルに変化させる回路である。
また、これらのカウンタ11,13は、上記制御信号発
生回路10が発生する内部リフレッシュ信号REFが非
アクティブ(Lレベル)となった場合、即ちにリフレッ
シュ信号RFSHバーが非アクティブ(Hレベル)とな
りリフレッシュ動作が行われない場合に内部カウント数
がリセットされると共に、出力がLレベルに戻される。
従って、第1カウンタ11は、内部アドレスAnが立ち
下がるたび、即ち内部アドレスA0〜Anが一巡して全て
のアドレスが1回出力されるたびに1回カウントが行わ
れ、リフレッシュ信号RFSHバーがアクティブな間に
一連のリフレッシュ動作が連続して行われる回数をカウ
ントすることになる。また、第2カウンタ13は、第1
カウンタ11が所定回数のカウントを終えHレベルを出
力するようになるとカウントを開始し、内部アドレスA
nが立ち下がる回数をカウントする。
The internal address A of the most significant bit among the internal addresses A0 to An generated by the address counter 5
n is the second through the first counter 11 and the AND circuit 12
The data is input to the counter 13. And
The other input of the AND circuit 12 includes the first counter 1
1 output is connected. These counters 11, 1
3 counts each time the input pulse falls,
The circuit changes the output from the L level to the H level when the predetermined number of times set for each is completed.
These counters 11 and 13 are refreshed when the internal refresh signal REF generated by the control signal generation circuit 10 becomes inactive (L level), that is, the refresh signal RFSH becomes inactive (H level). When the operation is not performed, the internal count number is reset, and the output is returned to the L level.
Therefore, the first counter 11 counts once each time the internal address An falls, that is, every time the internal addresses A0 to An cycle and all the addresses are output once, and the refresh signal RFSH bar becomes active. During this period, the number of times a series of refresh operations are continuously performed is counted. In addition, the second counter 13 has a function of the first counter.
When the counter 11 finishes counting the predetermined number of times and outputs the H level, it starts counting, and the internal address A
Count the number of times n falls.

【0042】第1カウンタ11の出力は、ラッチ回路1
4に送られ、この出力がHレベルになるとラッチ回路1
4の出力をHレベルにセットするようになっている。ま
た、第2カウンタ13の出力は、インバータ回路15と
一方に内部リフレッシュ信号REFを入力されたAND
回路16とを介してこのラッチ回路14に送られ、AN
D回路16の出力がLレベルとなった場合にラッチ回路
14の出力をLレベルにリセットするようになってい
る。従って、ラッチ回路14は、第1カウンタ11がリ
フレッシュ動作を所定回数カウントするとHレベルを出
力するようになり、その後第2カウンタ13が所定回数
のカウントを終了するまで、又は、内部リフレッシュ信
号REFが非アクティブ(Lレベル)となるまで、この
Hレベルの出力が維持される。
The output of the first counter 11 is
4 and when this output goes high, the latch circuit 1
4 is set to H level. Further, the output of the second counter 13 is connected to the inverter circuit 15 and the AND circuit which receives the internal refresh signal REF on one side.
Sent to the latch circuit 14 via the
When the output of the D circuit 16 becomes L level, the output of the latch circuit 14 is reset to L level. Therefore, the latch circuit 14 outputs the H level when the first counter 11 counts the refresh operation a predetermined number of times, and thereafter until the second counter 13 finishes counting the predetermined number of times, or when the internal refresh signal REF is output. This H level output is maintained until it becomes inactive (L level).

【0043】このラッチ回路14の出力は、上記プレー
ト線制御回路8に送られるようになっている。プレート
線制御回路8は、ラッチ回路14の出力がHレベルにな
るとセットされて、それまでプレート線PTを例えば0
Vに固定してリフレッシュ動作を行わせていたのを、0
V→5V→0Vと変化する電圧パルスの駆動とすること
によりストア動作に切り替えるようになっている。従っ
て、このプレート線制御回路8のプレート線PTの駆動
により、それまで繰り返しリフレッシュ動作が行われて
いた各メモリセルの記憶内容が内部アドレスA0〜Anに
基づいて順に不揮発性としての記憶に切り替えられ、こ
の一連のストア動作が第2カウンタ13のカウント終了
まで繰り返されることになる。なお、このストア動作
は、内部アドレスA0〜Anの全てのアドレスについて一
巡だけ行うようにしてもよいが、メモリセルの書き換え
回数が許す限り複数回ストア動作を繰り返した方が確実
な記憶が行われるので、第2カウンタ13に設定された
回数のストア動作を繰り返すようにしている。また、こ
のストア動作時には、メモリ部1内のデータI/Oイン
ターフェイスの出力がハイインピーダンス状態となるよ
うにしておけば、複数のメモリ部1からのデータ出力を
ワイヤードORで接続することができるようになる。
The output of the latch circuit 14 is sent to the plate line control circuit 8. The plate line control circuit 8 is set when the output of the latch circuit 14 goes to the H level, and sets the plate line PT to, for example, 0
V was fixed to V and the refresh operation was performed.
The driving is switched to a store operation by driving a voltage pulse that changes from V → 5V → 0V. Therefore, by driving the plate line PT of the plate line control circuit 8, the storage contents of each memory cell where the refresh operation has been repeatedly performed up to that time are sequentially switched to nonvolatile storage based on the internal addresses A0 to An. This series of store operations is repeated until the second counter 13 finishes counting. This store operation may be performed only once for all of the internal addresses A0 to An. However, as long as the number of times of rewriting of the memory cell permits, the store operation is repeated a plurality of times to perform more reliable storage. Therefore, the store operation is repeated the number of times set in the second counter 13. At the time of the store operation, if the output of the data I / O interface in the memory unit 1 is set to a high impedance state, the data outputs from the plurality of memory units 1 can be connected by a wired OR. become.

【0044】上記第2カウンタ13の出力は、タイマス
トップラッチ回路17にも送られ、この出力がHレベル
になると、タイマストップラッチ回路17の出力をHレ
ベルにセットするようになっている。また、このタイマ
ストップラッチ回路17は、内部リフレッシュ信号RE
Fが非アクティブ(Lレベル)となった場合にリセット
されて出力がLレベルに戻る。タイマストップラッチ回
路17の出力は、一方に上記初期化パルス信号PONが
入力されたOR回路18を介してリコール要求ラッチ回
路19に送られるようになっている。リコール要求ラッ
チ回路19は、タイマストップラッチ回路17の出力が
Hレベルになるか電源ONにより初期化信号PONがH
レベルなった場合にOR回路18のHレベルの出力を受
けてセットされ出力バッファ20を介してLレベルのリ
コール要求信号RCバーを出力するようになっている。
また、このリコール要求ラッチ回路19は、前記図10
に示したリコールモードタイミング制御回路38に相当
する図示しない制御回路がリコール動作を完了したとき
に出力するリコール完了信号によってリセットされ、出
力バッファ20を介してHレベルのリフレッシュ要求信
号RFを出力するようになっている。なお、この出力バ
ッファ20の出力をオープンドレイン構成としておけ
ば、外部装置等がアクセスしない限り電流をほとんど消
費しないようにすることができる。
The output of the second counter 13 is also sent to a timer stop latch circuit 17, and when this output goes high, the output of the timer stop latch circuit 17 is set to high level. Further, the timer stop latch circuit 17 outputs the internal refresh signal RE.
When F becomes inactive (L level), it is reset and the output returns to L level. The output of the timer stop latch circuit 17 is sent to the recall request latch circuit 19 via the OR circuit 18 to which the initialization pulse signal PON is input. The recall request latch circuit 19 sets the initialization signal PON to H level when the output of the timer stop
When the level becomes high, it is set in response to the H level output of the OR circuit 18 and outputs an L level recall request signal RC bar via the output buffer 20.
Further, this recall request latch circuit 19
Is reset by a recall completion signal output when a control circuit (not shown) corresponding to the recall mode timing control circuit 38 shown in (1) has completed the recall operation, and outputs an H level refresh request signal RF via the output buffer 20. It has become. If the output of the output buffer 20 is configured to have an open drain configuration, current can be hardly consumed unless an external device or the like accesses it.

【0045】上記タイマストップラッチ回路17の出力
は、インバータ回路21及びAND回路22を介してタ
イマ回路23にも送られるようになっている。タイマ回
路23は、AND回路22の出力がHレベルの場合に、
周期の長い第1クロック信号T1(例えば16μ秒周
期)と周期の短い第2クロック信号T2(例えば1μ秒
周期)とを発生させる回路である。また、AND回路2
2には、インバータ回路21の出力の他に上記制御信号
発生回路10が発生する内部リフレッシュ信号REFと
常時Hレベルの信号Aとが入力されている。従って、こ
のタイマ回路23は、内部リフレッシュ信号REFがア
クティブ(Hレベル)であり、かつ、タイマストップラ
ッチ回路17がリセットされてLレベルを出力している
間のみクロック信号T1,T2を発生することになる。つ
まり、上記第2カウンタ13が所定回数のカウントを終
了しタイマストップラッチ回路17の出力がHレベルに
なると、このタイマ回路23はクロック信号T1,T2の
発生を停止する。
The output of the timer stop latch circuit 17 is also sent to a timer circuit 23 via an inverter circuit 21 and an AND circuit 22. When the output of the AND circuit 22 is at the H level,
This is a circuit that generates a first clock signal T1 having a long cycle (for example, a 16 μsec cycle) and a second clock signal T2 having a short cycle (for example, a 1 μsec cycle). AND circuit 2
2, the internal refresh signal REF generated by the control signal generation circuit 10 and the signal A always at the H level are input to the output of the inverter circuit 21. Therefore, the timer circuit 23 generates the clock signals T1 and T2 only while the internal refresh signal REF is active (H level) and the timer stop latch circuit 17 is reset and outputs L level. become. That is, when the second counter 13 finishes counting the predetermined number of times and the output of the timer stop latch circuit 17 becomes H level, the timer circuit 23 stops generating the clock signals T1 and T2.

【0046】タイマ回路23が発生するクロック信号T
1,T2は、選択回路24を介して上記アドレスカウンタ
5に送られるようになっている。選択回路24は、クロ
ック信号T1,T2のいずれかを選択してアドレスカウン
タ5に供給するマルチプレクサであり、上記ラッチ回路
14の出力が制御入力に接続されている。そして、この
ラッチ回路14の出力がLレベルの場合には周期の長い
クロック信号T1を送り出し、Hレベルになると周期の
短いクロック信号T2を送り出すようになっている。従
って、アドレスカウンタ5は、リフレッシュ動作時に
は、周期の長いクロック信号T1に基づいて低速度で内
部アドレスA0〜Anを生成するので、過剰なリフレッシ
ュ動作による消費電力の無駄を省くことができ、第1カ
ウンタ11がリフレッシュ動作を所定回数カウントし終
えたときのストア動作時には、周期の短いクロック信号
T2に基づいて高速で内部アドレスA0〜Anを生成する
ので、迅速にストア動作を完了できるようになる。な
お、事情によってはクロック信号T1をクロック信号T2
と同じ周期又はこれよりも周期の短いものとすることも
可能である。
Clock signal T generated by timer circuit 23
1 and T2 are sent to the address counter 5 via the selection circuit 24. The selection circuit 24 is a multiplexer that selects one of the clock signals T1 and T2 and supplies it to the address counter 5, and the output of the latch circuit 14 is connected to a control input. When the output of the latch circuit 14 is at L level, a clock signal T1 having a long cycle is sent out, and when the output of the latch circuit 14 is at H level, a clock signal T2 having a short cycle is sent out. Accordingly, during the refresh operation, the address counter 5 generates the internal addresses A0 to An at a low speed based on the clock signal T1 having a long cycle, so that waste of power consumption due to excessive refresh operation can be eliminated, and At the time of the store operation when the counter 11 has finished counting the refresh operation a predetermined number of times, the internal addresses A0 to An are generated at high speed based on the clock signal T2 having a short cycle, so that the store operation can be completed quickly. In some circumstances, the clock signal T1 may be changed to the clock signal T2.
It is also possible to make the cycle the same as or shorter than this.

【0047】上記メモリ部1は、図4に示すように、ア
ドレス空間をRAMのように扱う書き込み可能領域RW
とPROMのように扱う書き込み禁止領域ROとに分け
て利用する場合、通常の使用時に書き込み禁止領域RO
に誤って書き込みが行われると、プログラムの暴走等の
危険があるので、ハード的にこれを禁止できれば便利で
ある。そこで、本実施例では、図1に示すように、書き
込み制御回路25を設けて、書き込み禁止領域ROに誤
って書き込みが行われるのを防止している。
As shown in FIG. 4, the memory section 1 has a writable area RW for treating an address space like a RAM.
And a write-protected area RO handled like a PROM, the write-protected area RO is used during normal use.
If the data is erroneously written into the program, there is a danger of the program going out of control. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, a write control circuit 25 is provided to prevent erroneous writing into the write-inhibited area RO.

【0048】この書き込み制御回路25には、上記外部
アドレスAEX0〜AEXnと書き込み信号φWEが入力される
ようになっていて、書き込み禁止信号を生成しこれをメ
モリ部1の制御入力に送るようになっている。即ち、書
き込み制御回路25は、図5に示すように、アドレスバ
ッファ25aと書き込み禁止信号発生回路25bとによ
って構成され、外部アドレスAEX0〜AEXnは、アドレス
バッファ25aを介して書き込み禁止信号発生回路25
bに送られると共に、書き込み信号φWEは、書き込み禁
止信号発生回路25bに入力されるようになっている。
書き込み禁止信号発生回路25bは、図6に示すよう
に、比較回路25bイと書き込み禁止アドレス記憶部2
5bロとからなる。書き込み禁止アドレス記憶部25b
ロは、外部アドレスAEX0〜AEXnが書き込み禁止領域R
O内かどうかを比較回路25bイによって検出できるよ
うなアドレスの範囲を示す情報を記憶している。そし
て、比較回路25bイは、書き込み信号φWEがアクティ
ブであり書き込みが行われることを示す場合に、この書
き込み禁止アドレス記憶部25bロの情報に基づいて外
部アドレスAEX0〜AEXnが書き込み禁止領域RO内であ
るかどうかを比較し、書き込み禁止領域RO内であるこ
とを検出すると、書き込み禁止信号をアクティブにして
出力するようになっている。例えば、比較回路25bイ
を図7に示すような1個のAND回路によって構成し、
このAND回路に、外部アドレスAEX0〜AEXnのうちの
最上位ビットの外部アドレスAEXnと、書き込み禁止ア
ドレス記憶部25bロからの書き込み禁止アドレスを示
す電源電圧VCC(Hレベル)と、書き込み信号φWEとを
入力した場合には、書き込み信号φWEがアクティブ(H
レベル)であり外部アドレスAEXnもHレベルのときに
書き込み禁止信号がアクティブ(Hレベル)となる。そ
して、この場合には、メモリ部1の全アドレスのうちの
上位半分のアドレスが書き込み禁止領域ROとして設定
されたことになる。
The write control circuit 25 receives the external addresses AEX0 to AEXn and the write signal φWE, generates a write inhibit signal, and sends it to the control input of the memory unit 1. ing. That is, as shown in FIG. 5, the write control circuit 25 includes an address buffer 25a and a write inhibit signal generation circuit 25b, and the external addresses AEX0 to AEXn receive the write inhibit signal generation circuit 25 via the address buffer 25a.
b, and the write signal φWE is input to the write inhibit signal generation circuit 25b.
As shown in FIG. 6, the write inhibit signal generation circuit 25b includes a comparator 25b and a write inhibit address storage unit 2.
5b. Write-protected address storage unit 25b
B indicates that the external addresses AEX0 to AEXn
Information indicating an address range that allows the comparison circuit 25b to detect whether the address is within O is stored. When the write signal φWE is active and indicates that writing is to be performed, the comparison circuit 25b stores the external addresses AEX0 to AEXn in the write-inhibited area RO based on the information in the write-inhibited address storage unit 25b. It is determined whether or not there is any data, and when it is detected that the data is within the write-inhibited area RO, the write-inhibit signal is activated and output. For example, the comparison circuit 25b is composed of one AND circuit as shown in FIG.
The AND circuit stores the external address AEXn of the most significant bit of the external addresses AEX0 to AEXn, the power supply voltage VCC (H level) indicating the write-inhibited address from the write-inhibited address storage unit 25b, and the write signal φWE. When input, the write signal φWE is active (H
Level), and the write inhibit signal becomes active (H level) when the external address AEXn is also at H level. In this case, the upper half address of all addresses in the memory unit 1 is set as the write-protected area RO.

【0049】このようにして比較回路25bイから出力
される書き込み禁止信号は、そのまま書き込み禁止信号
発生回路25b及び書き込み制御回路25の出力とな
り、図5に示すように、メモリ部1内部の書き込みタイ
ミング発生回路1aに送られるようになっている。この
書き込みタイミング発生回路1aは、制御信号入力バッ
ファ1bを介して入力される制御信号に応じて列デコー
ダ/センスアンプ1cに書き込みのためのタイミング信
号を送る回路であるが、書き込み制御回路25からの書
き込み禁止信号がアクティブになると、タイミング信号
の発生を停止しメモリセルへの書き込みを禁止すること
ができる。また、この書き込み禁止信号は、不揮発性半
導体記憶装置の外部に出力して、外部装置等に書き込み
禁止領域ROへの書き込みアクセスがあったことを通知
できるようにしている。
The write inhibit signal output from the comparison circuit 25b in this way becomes the output of the write inhibit signal generation circuit 25b and the write control circuit 25 as it is, and as shown in FIG. The signal is sent to the generating circuit 1a. The write timing generation circuit 1a is a circuit that sends a timing signal for writing to the column decoder / sense amplifier 1c in response to a control signal input via the control signal input buffer 1b. When the write inhibit signal becomes active, the generation of the timing signal can be stopped and the write to the memory cell can be inhibited. The write inhibit signal is output to the outside of the nonvolatile semiconductor memory device so that an external device or the like can be notified that there is a write access to the write inhibit area RO.

【0050】もっとも、メモリ部1の書き込み禁止領域
ROには、少なくとも最初に1度は書き込みを行う必要
がある。そこで、上記書き込み制御回路25には、外部
アドレスAEX0〜AEXnが書き込み禁止領域RO内であっ
ても書き込み禁止信号をアクティブにさせないようにす
る手段を設けておく必要がある。例えば書き込み信号φ
WEは、実質的には外部からのライトイネーブル信号WE
バーを反転したものであるが、このような強制的な書き
込みの場合にのみライトイネーブル信号WEバーがアク
ティブ(Lレベル)であっても、別個に非アクティブ
(Lレベル)とすることができるようにしておけば、書
き込み禁止信号がアクティブとなるのを抑制することが
できる。このような書き込み信号φWEは、不揮発性半導
体記憶装置が単体のメモリデバイスとして構成される場
合には外部端子から入力し、1チップマイクロコンピュ
ータ等のメモリモジュールとして構成する場合には、チ
ップ上のパッドから入力するようにできる。
However, it is necessary to write data in the write-protected area RO of the memory unit 1 at least once at first. Therefore, it is necessary to provide the write control circuit 25 with means for preventing the write inhibit signal from being activated even when the external addresses AEX0 to AEXn are in the write inhibit area RO. For example, write signal φ
WE is substantially the external write enable signal WE.
Although the bar is inverted, even when the write enable signal WE is active (L level) only in such a forced write, it can be separately made inactive (L level). By doing so, it is possible to suppress the write inhibit signal from becoming active. Such a write signal φWE is input from an external terminal when the nonvolatile semiconductor memory device is configured as a single memory device, and is input to a pad on the chip when configured as a memory module such as a one-chip microcomputer. Can be entered from

【0051】上記構成の不揮発性半導体記憶装置の制御
部の具体的な動作を図8のタイムチャートに基づいて説
明する。
The specific operation of the control unit of the nonvolatile semiconductor memory device having the above configuration will be described with reference to the time chart of FIG.

【0052】上記図1で説明したように、電源ON時に
は、初期化パルス信号PONがHレベルとなるので、ア
ドレスカウンタ5の生成する内部アドレスA0〜Anが初
期値にリセットされると共に、リコール要求ラッチ回路
19がセットされて出力バッファ20を介しLレベルの
リコール要求信号RCバーが出力される。電源ON時に
は、DRAMモードの揮発性としての記憶内容は破壊さ
れているので、外部装置や内部の他のモジュールに対し
てこのようなリコール要求信号RCバーが出力される。
また、電源ONの当初はリフレッシュ信号RFSHバー
が非アクティブとなるため、制御信号発生回路10が生
成する内部リフレッシュ信号REFも非アクティブ(L
レベル)となり、これによってカウンタ11,13及び
タイマストップラッチ回路17がリセットされ、タイマ
回路23もクロック信号T1,T2を発生しない。
As described above with reference to FIG. 1, when the power is turned on, the initialization pulse signal PON goes high, so that the internal addresses A0 to An generated by the address counter 5 are reset to the initial values, and a recall request is issued. The latch circuit 19 is set and an L level recall request signal RC is output via the output buffer 20. When the power is turned on, since the volatile storage contents of the DRAM mode are destroyed, such a recall request signal RC is output to an external device or another internal module.
Since the refresh signal RFSH bar is inactive at the beginning of the power ON, the internal refresh signal REF generated by the control signal generation circuit 10 is also inactive (L
Level), whereby the counters 11 and 13 and the timer stop latch circuit 17 are reset, and the timer circuit 23 does not generate the clock signals T1 and T2.

【0053】ここで、図8に示す時刻t0にリフレッシ
ュ信号RFSHバーがアクティブ(Lレベル)になった
とすると、内部リフレッシュ信号REFがアクティブ
(Hレベル)になると共に、内部アドレス活性化信号φ
INAがアクティブ(Hレベル)となる。なお、図8では
外部からのアクセスについては説明しないので、外部ア
ドレス活性化信号φEXAは非アクティブ(Lレベル)の
ままである。
Here, assuming that refresh signal RFSH goes active (L level) at time t0 shown in FIG. 8, internal refresh signal REF goes active (H level) and internal address activation signal φ.
INA becomes active (H level). Since external access is not described in FIG. 8, external address activation signal φEXA remains inactive (L level).

【0054】上記のように内部リフレッシュ信号REF
がアクティブ(Hレベル)になると、タイマストップラ
ッチ回路17がリセットされたままなので、タイマ回路
23が周期の長いクロック信号T1と周期の短いクロッ
ク信号T2の発生を開始する。なお、クロック信号T2の
周期が図では不明確であるが、実際には上記例の場合、
クロック信号T1の16分の1の周期となる。また、こ
こではラッチ回路14もリセットされたままなので、選
択回路24は、周期の長い方のクロック信号T1をアド
レスカウンタ5に供給する。従って、このアドレスカウ
ンタ5が生成する内部アドレスA0〜Anのうちの最下位
ビットの内部アドレスA0は、クロック信号T1と同じ周
期で変化する。そして、この内部アドレスA0〜Anは、
内部アドレス遷移検出回路6及びアドレス選択回路3を
介してドライバ/デコーダ回路4に送られると共に、ク
ロック信号T1の変化に伴うこの内部アドレスA0〜An
のアドレス遷移が内部アドレス遷移検出回路6で検出さ
れてワード線制御回路7及びプレート線制御回路8が駆
動されるので、このクロック信号T1の周期でメモリ部
1の各メモリセルについて順次リフレッシュ動作が行わ
れることになる。
As described above, the internal refresh signal REF
Becomes active (H level), the timer stop latch circuit 17 remains reset, so that the timer circuit 23 starts generating the long-period clock signal T1 and the short-period clock signal T2. Although the period of the clock signal T2 is not clear in the figure, in the case of the above example,
The period is 1/16 of the clock signal T1. Here, since the latch circuit 14 is still reset, the selection circuit 24 supplies the clock signal T1 having the longer cycle to the address counter 5. Accordingly, the internal address A0 of the least significant bit among the internal addresses A0 to An generated by the address counter 5 changes at the same cycle as the clock signal T1. And these internal addresses A0 to An
The internal addresses A0 to An which are sent to the driver / decoder circuit 4 via the internal address transition detection circuit 6 and the address selection circuit 3 and change in the clock signal T1.
Is detected by the internal address transition detection circuit 6 and the word line control circuit 7 and the plate line control circuit 8 are driven, so that the refresh operation is sequentially performed on each memory cell of the memory unit 1 in the cycle of the clock signal T1. Will be done.

【0055】内部アドレスA0〜Anのうちの最上位ビッ
トの内部アドレスAnは、最下位ビットの内部アドレス
A0をn回2分周した極めて長い周期で変化する。な
お、ここでは、タイムスケールを等しく図示する都合
上、内部アドレスA0を4分周したもの(n=2)を内
部アドレスAnとして示しているが、実際の内部アドレ
スAnの周期は通常はもっと長いものになる。この内部
アドレスAnは、パルスが立ち下がるごとに内部アドレ
スA0〜Anが一巡したことになるので、これによって一
連のリフレッシュ動作が完了する。そして、第1カウン
タ11は、この内部アドレスAnの立ち下がりごとにカ
ウントを行うことにより、リフレッシュ動作の回数をカ
ウントする。
The internal address An of the most significant bit of the internal addresses A0 to An changes in an extremely long cycle obtained by dividing the internal address A0 of the least significant bit by n times twice. Note that, here, for convenience of illustration of the time scale, the internal address A0 divided by 4 (n = 2) is shown as the internal address An, but the actual period of the internal address An is usually longer. Become something. The internal address An is equivalent to one cycle of the internal address A0 to An each time the pulse falls, thereby completing a series of refresh operations. Then, the first counter 11 counts the number of refresh operations by counting each time the internal address An falls.

【0056】時刻t1に第1カウンタ11が所定回数の
カウントを終了すると、この第1カウンタ11の出力が
Hレベルに変化する。すると、ラッチ回路14がセット
されるので、選択回路24がクロック信号T1に代えて
周期の短いクロック信号T2をアドレスカウンタ5に供
給するようになり、最下位ビットの内部アドレスA0
も、このクロック信号T2と同じ周期で変化し始める。
また、ラッチ回路14がセットされると、プレート線制
御回路8もセットされて、ストア動作の駆動を開始する
ので、それまでメモリ部1の各メモリセルに揮発性とし
て記憶されリフレッシュ動作によって維持されていた記
憶内容が不揮発性として記憶し直される。しかも、この
場合には、クロック信号T1よりも周期の短いクロック
信号T2の周期でストア動作が行われるので、全メモリ
セルについての一連のストア動作が短期間に完了する。
そして、内部アドレスAnの変化も周期が短くなり、こ
のパルスが立ち下がるごとに一連のストア動作が完了す
る。第2カウンタ13は、この内部アドレスAnの立ち
下がりごとにカウントを行うことにより、ストア動作の
回数をカウントする。
When the first counter 11 finishes counting a predetermined number of times at time t1, the output of the first counter 11 changes to H level. Then, since the latch circuit 14 is set, the selecting circuit 24 supplies the clock signal T2 having a short cycle to the address counter 5 instead of the clock signal T1, and the internal address A0 of the least significant bit is provided.
Also starts to change at the same cycle as the clock signal T2.
Further, when the latch circuit 14 is set, the plate line control circuit 8 is also set, and the driving of the store operation is started. Therefore, the data is stored as volatile in each memory cell of the memory unit 1 and maintained by the refresh operation until then. The stored contents are re-stored as non-volatile. Moreover, in this case, since the store operation is performed at the cycle of the clock signal T2 shorter than the cycle of the clock signal T1, a series of store operations for all the memory cells are completed in a short time.
Then, the cycle of the change of the internal address An also becomes short, and a series of store operations is completed each time this pulse falls. The second counter 13 counts the number of times of the store operation by performing a count every time the internal address An falls.

【0057】時刻t2に第2カウンタ13が所定回数の
カウントを終了すると、この第2カウンタ13の出力が
Hレベルに変化する。すると、ラッチ回路14がリセッ
トされるので、プレート線制御回路8がストア動作を停
止する。また、タイマストップラッチ回路17もセット
されるので、タイマ回路23がクロック信号T1,T2の
発生を停止し、内部アドレスA0〜Anも生成されなくな
る。従って、以降は一旦リフレッシュ信号RFSHバー
が非アクティブに戻るまでスタンバイ状態となり、リフ
レッシュ動作が行われないことにより極めて低消費電力
で待機することができるようになる。また、この場合に
は、リコール要求ラッチ回路19がセットされ出力バッ
ファ20を介してLレベルのリコール要求信号RCバー
が出力されるので、外部装置や内部の他のモジュール
は、次に記憶内容の読み出しを行う場合にリコールモー
ドでアクセスする必要があることが分かり制御が容易に
なる。
When the second counter 13 finishes counting the predetermined number of times at time t2, the output of the second counter 13 changes to the H level. Then, since the latch circuit 14 is reset, the plate line control circuit 8 stops the store operation. Since the timer stop latch circuit 17 is also set, the timer circuit 23 stops generating the clock signals T1 and T2, and the internal addresses A0 to An are not generated. Accordingly, thereafter, the standby state is established until the refresh signal RFSH bar returns to the inactive state, and the standby operation can be performed with extremely low power consumption because the refresh operation is not performed. In this case, the recall request latch circuit 19 is set and the L-level recall request signal RC is output via the output buffer 20. It can be seen that it is necessary to access in the recall mode when reading is performed, and control becomes easy.

【0058】なお、リフレッシュ信号RFSHバーが非
アクティブに戻ると、上記リフレッシュ動作又はストア
動作が停止される。そして、内部リフレッシュ信号RE
Fが非アクティブとなることにより、カウンタ11,1
3及びタイマストップラッチ回路17がリセットされ、
タイマ回路23もクロック信号T1,T2の発生を停止す
る。そして、この後に再度リフレッシュ信号RFSHバ
ーがアクティブになると、再び上記時刻t0からの動作
が繰り返され、リフレッシュ動作が開始される。
When the refresh signal RFSH returns to inactive, the refresh operation or the store operation is stopped. Then, the internal refresh signal RE
When F becomes inactive, the counters 11, 1
3 and the timer stop latch circuit 17 are reset,
The timer circuit 23 also stops generating the clock signals T1 and T2. Then, when the refresh signal RFSH becomes active again thereafter, the operation from the time t0 is repeated again, and the refresh operation is started.

【0059】この結果、本実施例の不揮発性半導体記憶
装置によれば、リフレッシュ動作が所定回数以上継続し
た場合には、メモリ部1のメモリセルに揮発性として記
憶されている記憶内容をストア動作によって自動的に不
揮発性として記憶し直すことができるので、長時間アク
セスされないデータ等のリフレッシュ動作を不要とし消
費電力の低減を図ることができるようになる。また、こ
のストア動作の際には、リフレッシュ動作の場合よりも
周期の短いクロック信号によって内部アドレスA0〜An
を生成するので、不揮発性としての記憶の切り替えを迅
速に行うことができるようになる。さらに、このように
自動的にストア動作を行った場合には、外部にリコール
要求信号RCバーを出力するので、外部装置等は、次に
記憶内容の読み出しを行う場合にリコールモードでアク
セスする必要があることを容易に知ることができるよう
になる。
As a result, according to the nonvolatile semiconductor memory device of this embodiment, when the refresh operation has been continued for a predetermined number of times or more, the contents stored as volatile in the memory cells of the memory section 1 are stored. As a result, the data can be automatically stored again in a non-volatile manner, so that a refresh operation of data or the like which is not accessed for a long time becomes unnecessary, and power consumption can be reduced. In the store operation, the internal addresses A0 to An are supplied by a clock signal having a shorter cycle than that in the refresh operation.
Is generated, it is possible to quickly switch the storage as nonvolatile. Further, when the store operation is automatically performed as described above, the recall request signal RC is output to the outside, so that the external device or the like needs to access in the recall mode when reading the stored contents next time. You can easily know that there is.

【0060】また、1チップマイクロコンピュータに内
蔵されるRAMとPROMやその他の制御用マイクロコ
ンピュータに用いるRAMとPROMに代えて、本実施
例の不揮発性半導体記憶装置を使用すれば、RAMとP
ROMのそれぞれに必要となるデコーダ回路やセンスア
ンプ回路を共用することができるので、チップ面積を縮
小したり基板上の回路面積を縮小することができるよう
になる。しかも、本来PROMとして使用するアドレス
領域を書き込み制御回路25の書き込み禁止アドレス記
憶部25bロに設定することによりメモリ部1に書き込
み禁止領域ROを設けておけば、誤った書き込みからプ
ログラムやデータを保護することができる。さらに、こ
の書き込み禁止アドレス記憶部25bロの情報をプログ
ラマブルにしておけば、書き込み可能領域RW(RAM
に相当)と書き込み禁止領域RO(PROMに相当)と
の比率を自由に変更できるので、アドレス空間に無駄の
少ないシステムを構成することができるようになる。
If the nonvolatile semiconductor memory device of this embodiment is used instead of the RAM and PROM built in the one-chip microcomputer and the RAM and PROM used in other control microcomputers, the RAM and PROM can be used.
Since a decoder circuit and a sense amplifier circuit required for each of the ROMs can be shared, a chip area and a circuit area on a substrate can be reduced. Moreover, by setting an address area originally used as a PROM in the write-inhibited address storage section 25b of the write control circuit 25 to provide a write-inhibited area RO in the memory section 1, programs and data can be protected from erroneous writing. can do. Furthermore, if the information in the write-inhibited address storage unit 25b is made programmable, the writable area RW (RAM
) And the write-protected area RO (corresponding to PROM) can be freely changed, so that a system with less waste in the address space can be configured.

【0061】ここで、強誘電体を用いた不揮発性半導体
記憶装置は、不揮発性としての記憶内容の書き換え回数
に制限があるが、この書き換え回数が10の8乗回あれ
ば、第1カウンタ11の所定回数を1秒間に相当する回
数に設定しても、約10年間の動作を保証することがで
きる。また、この書き換え回数が10の10乗回以上あ
れば、第1カウンタ11の所定回数を10m秒間に相当
する回数に設定しても約10年間の動作が保証されるの
で、リフレッシュ信号RFSHバーがアクティブ(Lレ
ベル)になると直ちに不揮発性としての記憶に切り替え
るように制御を行うことも可能である。すなわち、ワー
ド線の数が1000本で、クロック信号T1が、例えば
16マイクロ秒周期であれば、各ワード線が選択される
時間は16ミリ秒に一回になるので、書換え回数が10
の10乗回以上あれば約10年間の動作が保証される。
そこで、図14、図15に示すように、AND回路22
の出力REF1がプレート線制御回路8をセットする構
成にすると、リフレッシュ信号RFSHバーがアクティ
ブ(Lレベル)になると、AND回路22の出力REF
1がHレベルに変化し、プレート線制御回路8もセット
されるので、揮発性データのリフレッシュ動作と同じサ
イクル内でストア動作が行われる。時刻t2後に第2カ
ウンタ13が所定回数のカウントを終了すると、この第
2カウンタ13の出力がHレベルに変化する。すると、
タイマストップラッチ回路17がセットされるので、タ
イマ回路23がクロック信号T1、T2の発生を停止
し、低消費電力のスタンバイ状態となる。また、他の実
施例としては、時刻t0から時刻t1の間には、揮発性
データのリフレッシュ動作とストア動作を同じサイクル
内で行っているので、図16にクロック信号T2による
ストア動作期間を省略(カウンタ13の所定時間を0
秒)した実施例を示す。
Here, in the nonvolatile semiconductor memory device using a ferroelectric material, the number of times of rewriting the storage contents as nonvolatile is limited, but if the number of times of rewriting is 10 8, the first counter 11 Even if the predetermined number is set to a number corresponding to one second, operation for about 10 years can be guaranteed. If the number of times of rewriting is equal to or more than 10 times, even if the predetermined number of times of the first counter 11 is set to a number corresponding to 10 ms, the operation for about 10 years is guaranteed. It is also possible to perform control so that storage is switched to nonvolatile as soon as it becomes active (L level). That is, if the number of word lines is 1000 and the clock signal T1 is, for example, 16 microseconds, the time for selecting each word line is once every 16 milliseconds.
If it is more than 10 times, operation for about 10 years is guaranteed.
Therefore, as shown in FIG. 14 and FIG.
Is set to set the plate line control circuit 8, the output REF of the AND circuit 22 becomes active when the refresh signal RFSH goes active (L level).
Since 1 changes to the H level and the plate line control circuit 8 is also set, the store operation is performed in the same cycle as the volatile data refresh operation. When the second counter 13 finishes counting the predetermined number of times after time t2, the output of the second counter 13 changes to the H level. Then
Since the timer stop latch circuit 17 is set, the timer circuit 23 stops generating the clock signals T1 and T2, and enters a standby state with low power consumption. In another embodiment, the refresh operation and the store operation of the volatile data are performed in the same cycle between the time t0 and the time t1, so the store operation period by the clock signal T2 is omitted in FIG. (The predetermined time of the counter 13 is set to 0
Seconds).

【0062】なお、本実施例は、強誘電体を用いた不揮
発性半導体記憶装置についての制御例を示したが、本発
明はこの構成に限定されるものではない。また、DRA
MとEEPROMを組み合わせた不揮発性半導体記憶装
置についても、同様に本発明を実施することができる。
Although the present embodiment has shown an example of controlling a nonvolatile semiconductor memory device using a ferroelectric substance, the present invention is not limited to this configuration. Also, DRA
The present invention can be similarly applied to a nonvolatile semiconductor memory device combining M and EEPROM.

【0063】[0063]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の不揮発性半導体記憶装置によれば、リフレッシュ動作
が所定時間以上連続した場合に、記憶内容を自動的に不
揮発性の記憶に切り替えることができるので、長時間ア
クセスされないデータ等のリフレッシュ動作を不要とし
消費電力の低減を図ることができるようになる。また、
この際、クロック信号の周期を切り替えると、リフレッ
シュ動作は低消費電力で実行し不揮発性の記憶への切り
替えは迅速に行うことができるようになる。さらに、自
動的に不揮発性の記憶に切り替えた場合にリコール要求
信号を出力するようにしておけば、外部装置等からの制
御を容易にすることができる。また、ストア動作時にN
Eバー信号を用いないので外部からの制御が容易にな
る。
As is apparent from the above description, according to the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, when the refresh operation continues for a predetermined time or more, the storage contents are automatically switched to nonvolatile storage. Therefore, a refresh operation for data or the like that is not accessed for a long time is not required, and power consumption can be reduced. Also,
At this time, when the cycle of the clock signal is switched, the refresh operation is performed with low power consumption, and the switching to the nonvolatile storage can be quickly performed. Furthermore, if a recall request signal is output when the storage is automatically switched to the nonvolatile storage, control from an external device or the like can be facilitated. In addition, during store operation, N
Since the E-bar signal is not used, external control becomes easy.
You.

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

【図1】本発明の一実施例を示すものであって、不揮発
性半導体記憶装置の制御部の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 1, showing one embodiment of the present invention, is a block diagram illustrating a configuration of a control unit of a nonvolatile semiconductor memory device.

【図2】本発明の一実施例を示すものであって、アドレ
スカウンタの具体的構成を示すブロック図である。
FIG. 2, showing an embodiment of the present invention, is a block diagram illustrating a specific configuration of an address counter.

【図3】本発明の一実施例を示すものであって、アドレ
ス選択回路の具体的構成を示す部分回路ブロック図であ
る。
FIG. 3, showing an embodiment of the present invention, is a partial circuit block diagram illustrating a specific configuration of an address selection circuit.

【図4】本発明の一実施例を示すものであって、メモリ
部のアドレスマップである。
FIG. 4 illustrates an embodiment of the present invention and is an address map of a memory unit.

【図5】本発明の一実施例を示すものであって、書き込
み制御回路の具体的構成を示すブロック図である。
FIG. 5, showing an embodiment of the present invention, is a block diagram illustrating a specific configuration of a write control circuit.

【図6】本発明の一実施例を示すものであって、書き込
み禁止信号発生回路の具体的構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 6, showing an embodiment of the present invention, is a block diagram illustrating a specific configuration of a write inhibit signal generation circuit.

【図7】本発明の一実施例を示すものであって、比較回
路の具体的構成を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing one embodiment of the present invention and showing a specific configuration of a comparison circuit.

【図8】本発明の一実施例を示すものであって、不揮発
性半導体記憶装置の動作を示すタイムチャートである。
FIG. 8, showing an embodiment of the present invention, is a time chart illustrating an operation of the nonvolatile semiconductor memory device.

【図9】強誘電体のヒステリシス特性を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a hysteresis characteristic of a ferroelectric.

【図10】不揮発性半導体記憶装置の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a nonvolatile semiconductor memory device.

【図11】強誘電体を用いたメモリセルにストアモード
によりデータ“0”を書き込む場合の動作を説明する図
である。
FIG. 11 is a diagram illustrating an operation when data “0” is written in a memory cell using a ferroelectric substance in a store mode.

【図12】強誘電体を用いたメモリセルにストアモード
によりデータ“1”を書き込む場合の動作を説明する図
である。
FIG. 12 is a diagram illustrating an operation when data “1” is written to a memory cell using a ferroelectric substance in a store mode.

【図13】強誘電体を用いたメモリセルからリコールモ
ードによりデータを読み出す場合の動作を説明する図で
ある。
FIG. 13 is a diagram illustrating an operation when data is read from a memory cell using a ferroelectric substance in a recall mode.

【図14】本発明の他の実施例を示すものであって、不
揮発性半導体記憶装置の制御部の構成を示すブロック図
である。
FIG. 14 illustrates another embodiment of the present invention, and is a block diagram illustrating a configuration of a control unit of a nonvolatile semiconductor memory device.

【図15】本発明の他の実施例を示すものであって、不
揮発性半導体記憶装置の動作を示すタイムチャートであ
る。
FIG. 15, showing another embodiment of the present invention, is a time chart illustrating an operation of the nonvolatile semiconductor memory device.

【図16】本発明の他の実施例を示すものであって、不
揮発性半導体記憶装置の制御部の構成を示すブロック図
である。
FIG. 16 illustrates another embodiment of the present invention, and is a block diagram illustrating a configuration of a control unit of a nonvolatile semiconductor memory device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 メモリ部 5 アドレスカウンタ 6 内部アドレス遷移検出回路 8 プレート線制御回路 11 第1カウンタ 13 第2カウンタ 19 リコール要求ラッチ回路 23 タイマ回路 24 選択回路 Reference Signs List 1 memory section 5 address counter 6 internal address transition detection circuit 8 plate line control circuit 11 first counter 13 second counter 19 recall request latch circuit 23 timer circuit 24 selection circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 29/788 29/792 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI H01L 29/788 29/792

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 記憶内容の維持にリフレッシュ動作を必
要とする揮発性のメモリセルと記憶内容の書き換えが可
能な不揮発性のメモリセルとを備え、又は、これら揮発
性と不揮発性の双方の記憶機能を有するメモリセルを備
えた不揮発性半導体記憶装置において、 各メモリセルのアドレスをクロック信号に基づいて順次
自動生成するアドレス生成手段と、 該アドレス生成手段が生成したアドレスに基づいて揮発
性のメモリセル又は記憶内容を揮発性として記憶したメ
モリセルの各記憶内容を順次再書き込みすることにより
リフレッシュ動作を行うセルフリフレッシュ手段と、 該セルフリフレッシュ手段がリフレッシュ動作を連続し
て行っている時間を計時するリフレッシュ計時手段と、 該リフレッシュ計時手段が計時したリフレッシュ動作の
時間が所定時間を超えたかどうかを判断するセルフスト
ア開始手段と、 該セルフストア開始手段が所定時間を超えたと判断した
場合に、該セルフリフレッシュ手段によるリフレッシュ
動作を停止させると共に、該アドレス生成手段が生成し
たアドレスに基づいて揮発性のメモリセルの各記憶内容
を順次不揮発性のメモリセルに転送し記憶させるストア
動作、又は、揮発性として記憶したメモリセルの各記憶
内容を順次同じメモリセルに不揮発性として記憶させる
ストア動作を行うセルフストア手段とを備えた不揮発性
半導体記憶装置。
1. A nonvolatile memory cell comprising a volatile memory cell requiring a refresh operation to maintain stored contents and a nonvolatile memory cell capable of rewriting stored contents, or both volatile and nonvolatile storage cells In a nonvolatile semiconductor memory device having a memory cell having a function, an address generating means for automatically generating an address of each memory cell sequentially based on a clock signal; and a volatile memory based on the address generated by the address generating means. Self-refresh means for performing a refresh operation by sequentially rewriting the stored contents of the cells or the memory cells in which the stored contents are stored as volatile; and measuring the time during which the self-refresh means continuously performs the refresh operation. Refresh timing means, and refresh operation timed by the refresh timing means Self-store start means for determining whether the time has exceeded a predetermined time; and when the self-store start means determines that the predetermined time has passed, the refresh operation by the self-refresh means is stopped, and A store operation of sequentially transferring and storing each memory content of a volatile memory cell to a nonvolatile memory cell based on the generated address, or a nonvolatile memory cell sequentially storing each memory content of a memory cell stored as volatile A non-volatile semiconductor storage device comprising: a self-store means for performing a store operation for storing data as a memory.
【請求項2】 前記アドレスを自動生成するために周期
の異なる2種類のクロック信号を入力し又は生成して供
給するクロック信号供給手段と、 前記セルフリフレッシュ手段がリフレッシュ動作を行う
場合に該クロック信号供給手段から周期の長い方のクロ
ック信号を供給させ、前記セルフストア手段がストア動
作を行う場合に該クロック信号供給手段から周期の短い
方のクロック信号を供給させるクロック信号切替手段を
備えた請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置。
2. A clock signal supply unit for inputting or generating and supplying two types of clock signals having different periods for automatically generating the address, and a clock signal when the self-refresh unit performs a refresh operation. A clock signal switching means for supplying a clock signal having a longer cycle from a supply means, and for supplying a clock signal having a shorter cycle from the clock signal supply means when the self-store means performs a store operation. 2. The nonvolatile semiconductor memory device according to 1.
【請求項3】 記憶内容の維持にリフレッシュ動作を必
要とする揮発性のメモリセルと記憶内容の書き換えが可
能な不揮発性のメモリセルとを備え、又は、これら揮発
性と不揮発性の双方の記憶機能を有するメモリセルを備
えた不揮発性半導体記憶装置において、 各メモリセルのアドレスをクロック信号に基づいて順次
自動生成するアドレス生成手段と、 該アドレス生成手段が生成したアドレスに基づいて、揮
発性として記憶したメモリセルの各記憶内容を順次再書
き込みすることによりリフレッシュ動作を行うと同時
に、順次揮発性データを不揮発性として記憶させるスト
ア動作を行うセルフストア手段と、 該セルフストア手段がストア動作を連続して行っている
時間を計時し、該セルフストア手段がストア動作を連続
して行わない場合には計時がリセットされるセルフスト
ア計時手段と、 該セルフストア計時手段が計時したストア動作の時間が
所定時間を超えたかどうかを判断する手段と、 該所定時間を超えたと判断した場合に、該セルフストア
手段によるリフレッシュ動作とストア動作を停止させる
手段とを備えた不揮発性半導体記憶装置。
3. A nonvolatile memory cell comprising a volatile memory cell requiring a refresh operation to maintain stored contents and a nonvolatile memory cell capable of rewriting stored contents, or both volatile and nonvolatile storage. In a nonvolatile semiconductor memory device having a memory cell having a function, an address generating means for automatically generating an address of each memory cell sequentially based on a clock signal; and a volatile memory based on the address generated by the address generating means. A self-store means for performing a refresh operation by sequentially rewriting the stored contents of the stored memory cells and simultaneously performing a store operation for storing volatile data in a non-volatile manner; And the self-store means continues the store operation.
Self-storage, which resets the clock if not performed
A timer means, a means for determining whether or not the time of the store operation timed by the self-store timekeeping means has exceeded a predetermined time; and a refresh operation and a store operation by the self-store means when it is determined that the time has exceeded the predetermined time. A non-volatile semiconductor storage device having means for stopping operation.
【請求項4】 前記セルフストア手段がストア動作を行
った場合に、不揮発性のメモリセル、又は、不揮発性と
して記憶したメモリセルの記憶内容を読み出すリコール
動作を要求するためのリコール要求信号を発生するリコ
ール要求信号発生手段を備えた請求項1、2又は3に記
載の不揮発性半導体記憶装置。
4. A recall request signal for requesting a recall operation for reading a storage content of a nonvolatile memory cell or a memory cell stored as nonvolatile when the self-store means performs a store operation. 4. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a recall request signal generating means for performing the operation.
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