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JP3719902B2 - Memory circuit - Google Patents
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JP3719902B2 - Memory circuit - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はメモリ回路に係り、特に低速動作が要求されるマスクROM(Read
Only Memory)回路に使用されるものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のメモリ回路には、マスクパターンを用いてメモリセルをビット線に接続するか否かを定めることによりメモリセルへの記憶データの書き込みを行うものがある。図2に示す従来のマスクROMを例として、メモリ回路の構成と記憶データの書き込み、及び読み出し方法について説明する。
【0003】
図2に示すメモリ回路は、NOR型マスクROMと呼ばれるものであり、メモリセルアレイからなるデータ記憶部1と、カラムセレクタ2と、読み出し回路3から構成される。なお、データ記憶部1とカラムセレクタ2に記入された破線の矢印は、メモリ回路の規模の増大と共に回路が拡大される状況を示している。
【0004】
データ記憶部1のメモリセルアレイは、ロウ及びカラム方向にマトリックス状に配置されたセルトランジスタ5からなり、各セルトランジスタ5のゲートはロウ方向に隣り合うものが互いに接続されて、メモリセルアレイのワード線6を形成する。また、カラム方向に沿って配置された各セルトランジスタ5のドレインは、それぞれビット線9に並列に接続され、ソースは全て接地される。このようにしてNOR型マスクROMのメモリセルアレイが形成される。
【0005】
カラムセレクタ2は、ソースが各ビット線9の端部にそれぞれ接続された選択トランジスタ7と、隣り合う前記選択トランジスタ7のゲートが互いに接続された選択制御線8とで形成され、前記選択トランジスタ7のドレインは読み出し回路3に接続される。なお、データ記憶部1を構成するメモリセルアレイのワード線6にはロウデコーダ19の出力が接続され、また、カラムセレクタ2の選択制御線8にはカラムデコーダ20の出力が接続される。
【0006】
読み出し回路3は、データ記憶部1のメモリセルアレイのビット線9をプリチャージ電源12に接続するプリチャージトランジスタ10と、そのゲートに接続されるプリチャージ制御線11と、読み出し信号の出力増幅器をなすインバータ13とで構成される。
【0007】
NOR型マスクROMにおいて、データ記憶部1におけるセルトランジスタ5への記憶データの書き込み状態は次のように定義される。すなわち、“0”データの書き込み状態は、セルトランジスタ5のドレインがビット線9に接続されることにより定義され、“1”データの書き込み状態は、セルトランジスタ5のドレインがビット線9に接続されないことにより定義される。
【0008】
したがって、データ記憶部1に書き込まれる記憶データは、あらかじめアルミ配線、コンタクト、ビア等の配列としてマスクパターン上に形成され、フォト工程を用いてセルトランジスタ5のドレインとビット線9との接続、又は非接続を定めれば、データ記憶部1を構成するメモリセルアレイに所定の“0”、“1”データが書き込まれる。
【0009】
次に、データ記憶部1に書き込まれたデータの読み出し方法について説明する。はじめに、読み出しの対象として選択されたセルトランジスタ5に対応するビット線9をプリチャージする。先に述べたように、メモリセルアレイのワード線6にはロウデコーダ19の出力が接続され、カラムセレクタ2の選択制御線8にはカラムデコーダ20の出力が接続される。
【0010】
プリチャージ期間中、図2に示すカラムデコーダ20の出力を受けて、カラムセレクタ2の選択トランジスタ7を介して、読み出し対象として選択されたセルトランジスタ5(A1 )に対応するビット線9(BL1 )を選択し、プリチャージトランジスタ10を介してビット線BL1 をプリチャージ電源12に接続し、ビット線BL1 のプリチャージを行う。
【0011】
このプリチャージ期間中、前記ロウデコーダ19、及びカラムデコーダ20の出力電圧が確定しているように読み出し動作のタイミング波形が設定される。すなわち、前記プリチャージ期間中、カラムデコーダ20の出力ハイレベルを受けて選択トランジスタ7のゲートはハイレベルとなり、ビット線BL1 はプリチャージ電源12に接続される。また、ロウデコーダ19の全ての出力電圧はローレベルとなって、ビット線BL1 につながる全てのセルトランジスタ5は、ロウデコーダ19の出力ローレベルを受けて非選択(オフ状態)となる。
【0012】
このプリチャージ期間が終了すると、次にディスチャージ期間が開始する。ディスチャージ期間において、データ記憶部1のメモリセルアレイのうち、ロウデコーダ19により選択されたワード線6(WL1 )につながる読み出しの対象として選択されたセルトランジスタA1 のゲートはハイレベル、その他の読み出し非選択のセルトランジスタ5のゲートにつながるワード線6はローレベルとなる。同様に、カラムセレクタ2の選択トランジスタ7のゲートについても、カラムデコーダ20により選択されたビット線BL1 に対応する選択トランジスタ7のゲートはハイレベル、その他の読み出し非選択のビット線9に対応する選択トランジスタ7のゲートはローレベルとなる。
【0013】
このようにして、データ記憶部1におけるメモリセルアレイのうち例えば
“0”データが書き込まれたセルトランジスタA1 が選択されれば、先に説明したように、このセルトランジスタA1 のドレインは選択されたビット線BL1 に接続されているので、セルトランジスタA1 がオンすることにより、選択されたビット線BL1 のプリチャージ電圧は前記セルトランジスタA1 のソース端子を介して接地され、ディスチャージされる。
【0014】
また、選択されたセルトランジスタA1 に“1”データが書き込まれていれば、このトランジスタA1 のドレインは選択されたビット線BL1 に接続されていないので、セルトランジスタA1 がオンしてもビット線BL1 のプリチャージ電圧は一定時間保持される。
【0015】
ここで問題となるのは、このように読み出しの対象として選択されたセルトランジスタA1 に“1”データが書き込まれていて、そのドレイン端子が選択されたビット線BL1 に接続されておらず、セルトランジスタA1 がオンしても選択されたビット線BL1 のプリチャージ電圧が一定時間保持される場合である。
【0016】
実際のメモリ回路では、選択されたビット線BL1 に対して多数の読み出し非選択のセルトランジスタ5が存在し、これらの読み出し非選択のセルトランジスタ5の幾つかに“0”データが書き込まれていれば、これらがオフ状態であってもそのソース・ドレイン接合には微小なリーク電流が流れるので、これらの読み出し非選択のセルトランジスタ5を介して選択されたビット線BL1 のプリチャージ電圧がディスチャージし、読み出しに必要な一定の保持時間が短縮されるという問題が生じる。
【0017】
通常、1個のトランジスタのソース・ドレイン接合のリーク電流は無視し得る程小さいので、前記プリチャージ電圧の保持時間に大きな影響を与えないが、データ記憶部1の面構成が大となり、選択されたビット線BL1 につながるセルトランジスタ5の数が増加すれば、前記ソース・ドレイン接合のリーク電流の和も無視できない値となる。
【0018】
特に、メモリ回路を低速で動作させる場合には、選択されたビット線BL1 のプリチャージ電圧は長い保持時間を有することが要求され、メモリ回路をダイナミック動作させる際、低速動作の限界がこの保持時間に依存して定まることになる。すなわち前記リーク電流の和(以下リーク量と呼ぶ)によるビット線BL1 のディスチャージ量が大となれば、ビット線BL1 のプリチャージ電圧がメモリ回路のダイナミックな読み出し動作に必要な保持時間の経過前にディスチャージされてしまうので、セルトランジスタA1 に書き込まれた“1”データを“0”データと誤って読み出すことになり、メモリ回路の誤動作を生じる。
【0019】
その結果、大容量のメモリ回路では製造プロセスの多少の変動により、通常の回路では無視できる程度の僅かなリーク量のバラツキを生じても不良品の発生につながり、製造歩留まりが大幅に低下することになる。
【0020】
さらに、メモリ回路の低速動作を保証するためには、上記したようにリーク量により良品/不良品の別が定まるので、32kHz動作を保証するためには、例えば30kHzでの読み出し評価を行わなければならない。また、このリーク電流がメモリ回路のどの場所で、どの程度発生するかを予測することができないので、メモリ回路のデータ記憶部1の全域に亘ってこの評価を行わなければならない。これに要するテスト時間は、例えば256kbyteのROMにおいて、
byte単位の読み出しを行えば、
0.033msec×256×1024=8.65sec …(1)
という膨大なテスト時間を必要とする。仮に32bit構成であったとしても、2.16secを要することになりコストアップの原因となる。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、従来のマスクROM等の大容量メモリ回路はリーク量の多少の変動が不良品の発生につながり、製造歩留まりを低下させるという問題があった。また、リーク量の変動は特にメモリ回路の低速動作に大きな影響を及ぼすので、低速動作を保証するために膨大なテスト時間が必要となり、マスクROM等の大容量メモリ回路のコストアップの原因となっていた。
【0022】
本発明は上記の問題点を解決すべくなされたもので、高速動作に悪影響を与えることなく、短時間に低速動作を保証することができるメモリ回路を提供することを目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】
本発明のメモリ回路は、短時間に低速動作を保証することができるプリチャージ電圧の電圧保持回路と、その動作を制御する制御信号入力端子と、テスト制御回路とを具備することを特徴とする。
【0024】
具体的には本発明のメモリ回路は、プリチャージ電圧を保持する電圧保持回路を含む読み出し回路を備えたメモリ回路であって、前記電圧保持回路は、前記メモリ回路の低速動作において前記電圧保持回路を動作させ、前記メモリ回路の高速動作において前記電圧保持回路の動作を禁止する制御信号入力端子を具備し、かつ、低速テストモード動作においてメモリセルアレイの全てのカラムを選択し、全てのロウを非選択とするようにカラムデコーダ及びロウデコーダを制御するテスト制御回路を具備することを特徴とする。
【0025】
好ましくは前記電圧保持回路は、前記プリチャージ電圧を保持するホールドトランジスタを備え、このホールドトランジスタのソースはプリチャージトランジスタのソースに接続され、このソース同士の接続点はカラムセレクタをなす選択トランジスタのドレインに接続され、前記ホールドトランジスタのドレインは前記プリチャージトランジスタのドレインに接続され、このドレイン同士の接続点はプリチャージ電源に接続されることを特徴とする。
【0026】
また、好ましくは前記メモリ回路の低速動作において、前記電圧保持回路の制御信号入力端子に第1の電圧レベルのスローモード入力信号が入力され、このスローモード入力信号を受けて前記電圧保持回路の出力が前記プリチャージ電圧を保持するホールドトランジスタをオン状態にし、このオン状態のホールドトランジスタで前記プリチャージ電源と前記ビット線とが接続されることにより、前記ビット線にプリチャージされたプリチャージ電圧が保持され、
かつ前記メモリ回路の高速動作において、前記電圧保持回路の制御信号入力端子に第2の電圧レベルのスローモード入力信号が入力され、このスローモード入力信号を受けて前記電圧保持回路の出力が前記前記プリチャージ電圧を保持する前記ホールドトランジスタをオフ状態にし、このオフ状態のホールドトランジスタで前記プリチャージ電源と前記ビット線とが遮断されることを特徴とする。
【0027】
さらに好ましくは、前記電圧保持回路における前記ホールドトランジスタはPチャネル型トランジスタからなり、前記電圧保持回路は少なくともNANDゲート回路を備え、前記NANDゲート回路は2入力NANDゲート回路であって、その一方の入力端子は反転入力端子であり、
前記電圧保持回路はインバータをさらに備え、前記Pチャネル型トランジスタのソースは前記インバータの入力端子に接続され、前記インバータの出力は前記2入力NANDゲート回路の前記一方の反転入力端子に接続され、前記電圧保持回路の制御信号入力端子をなすNANDゲート回路の他方の入力端子にはスローモード入力信号が入力され、前記NANDゲート回路の出力端子は前記Pチャネル型トランジスタのゲートに接続され、前記Pチャネル型トランジスタのドレインはプリチャージ電圧に接続されることを特徴とする。
【0028】
また、好ましくは前記プリチャージ電圧を保持する前記ホールドトランジスタのオン状態におけるドレイン電流は、前記メモリセルアレイを形成するセルトランジスタのリーク電流の和よりも大きく、かつ前記メモリセルアレイを形成するいずれか1つのセルトランジスタのオン状態におけるドレイン電流よりも小さいことを特徴とする。
【0029】
また、好ましくは前記カラムデコーダ及びロウデコーダのテスト制御回路は、このテスト制御回路のテスト信号が前記第1の電圧レベルであれば前記カラムデコーダの出力はカラムセレクタの全ての選択トランジスタを選択状態とし、前記テスト信号が第1の電圧レベルであれば前記ロウデコーダの出力は前記メモリセルアレイの全てのセルトランジスタを非選択状態とし、
かつ、前記テスト制御回路のテスト信号が第2の電圧レベルであれば、前記カラムデコーダ及びロウデコーダはカラム入力アドレス信号及びロウアドレス入力信号に対応して前記メモリセルアレイのセルトランジスタを選択することを特徴とする。
【0030】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0031】
図1は、本発明のNOR型マスクROMからなるメモリ回路の構成を示す図である。図1に示す本発明のメモリ回路の主要部は、先に図2を用いて説明した従来のメモリ回路と同様に、メモリセルアレイからなるデータ記憶部1と、カラムセレクタ2と、読み出し回路3aから構成される。データ記憶部1とカラムセレクタ2の構成については図2と同一であるため、対応する部分に同一の参照番号を付して詳細な説明を省略する。
【0032】
本発明のメモリセルアレイのワード線6にはロウデコーダ19aの出力が接続され、カラムセレクタ2の選択制御線8にはカラムデコーダ20aの出力が接続される。本発明のメモリ回路は、テスト動作において前記ロウデコーダ19aとカラムデコーダ20aとを制御するテスト制御回路21を備えている。
【0033】
また、本発明のメモリ回路は、図2と異なり読みだし回路3aの内部にインバータ13とNANDゲート14とホールドトランジスタ16からなるプリチャージ電圧の電圧保持回路を備えている。
【0034】
図1に示す読み出し回路3aを用いて、本発明の第1の実施の形態について説明する。第1の実施の形態では、メモリ回路の低速動作におけるセルトランジスタ5のリーク量の変動に基づく読み出し誤りの発生と、その対策について説明する。
【0035】
読み出しの対象として選択されたセルトランジスタA1 に対応して、カラムセレクタ2で選択されたビット線BL1 のリーク量によるディスチャージが大となれば、ビット線BL1 のプリチャージ電圧がメモリ回路のダイナミックな読み出し動作に必要な保持時間の経過前にディスチャージされてしまうので、セルトランジスタA1 に書き込まれた“1”データを“0”データとして読み出すことになり、メモリ回路の読み出し誤りを生じる。
【0036】
特に、メモリ回路を低速で動作させる場合には、ビット線BL1 のプリチャージ電圧は長い保持時間を有することが要求され、メモリ回路をダイナミック動作させる際、低速動作の限界がこの保持時間に依存して定まることになる。セルトランジスタ5のリーク量の変動に基づく読み出し誤りの発生を防止するためには、プリチャージ期間の終了後も引き続きプリチャージ電源12からセルトランジスタ5のリーク量を上回る電流を供給して、ビット線BL1 のプリチャージ電圧の低下を回避すれば良い。
【0037】
このため、従来の読み出し回路3のプリチャージトランジスタ10に対して、前記リーク量を上回る電流を選択されたビット線BL1 に供給するホールドトランジスタ15と、そのゲート16を制御するNANDゲート14を含むプリチャージ電圧の電圧保持回路を追加し、新たな読み出し回路3aを形成した。前記ホールドトランジスタ15は、プリチャージトランジスタ10によりプリチャージされたビット線BL1 のハイレベルを保持する役割を果たすものである。なお、プリチャージトランジスタ10のゲートに接続される制御線11には読み出し制御回路4の出力が接続される。
【0038】
次に読み出し回路3aの動作を説明する。図2に示す従来の読み出し回路3では前記電圧保持回路が存在しないため、プリチャージ期間の終了後フローティング状態にされたビット線BL1 のハイレベルは前記リーク量により一定時間内にディスチャージされるので、ダイナミックな読み出し動作で選択されたセルトランジスタA1 の“1”データを読み出すためには、前記一定時間内にビット線BL1 のハイレベル状態を検出しなければならない。
【0039】
しかし、第1の実施の形態では、プリチャージ電源12でプリチャージ電圧に設定されたインバータ13の入力側のハイレベルが、その出力側でローレベルになり、この出力ローレベルがNANDゲート14の一方の反転入力端子17に接続され、このNANDゲート14の他方の入力端子18にスローモード入力信号が入力される。このスローモード入力信号がハイレベルであれば、NANDゲート14の出力はローレベルとなり、これをゲート16で受けるホールドトランジスタ15はオン状態となるので、プリチャージトランジスタ10によるプリチャージ期間の終了後もこのフィードバック経路によりプリチャージされたビット線BL1 のハイレベルが保持される。
【0040】
このように、ビット線BL1 のハイレベル状態が保持されるためには、ビット線BL1 に接続されたセルトランジスタA1 に“1”データが書き込まれ、かつ、ホールドトランジスタ15のオン電流が、ビット線BL1 のリーク量に比べて大でなければならない。通常、トランジスタのドレイン電流の大きさは、トランジスタのソース・ドレイン接合のリーク電流に比べて極めて大なので、容易にホールドトランジスタ15のオン電流をビット線BL1 のリーク量よりも大となるように設定することができる。
【0041】
このとき、セルトランジスタA1 に“0”データが書き込まれていれば、セルトランジスタA1 はビット線BL1 に接続され、かつ、セルトランジスタA1 を選択するワード線WL1 のハイレベルにより、前記セルトランジスタA1 はオン状態となるので、前記ホールドトランジスタ15により保持されたビット線BL1 のハイレベルは前記セルトランジスタA1 により接地され、“0”データの書き込み状態が検出される。
【0042】
このように、ホールドトランジスタ15のオン電流により保持されたビット線BL1 のハイレベルが、前記セルトランジスタA1 のオン電流により接地電位に遷移するためには、ホールドトランジスタ15のドレイン電流が、セルトランジスタA1 のドレイン電流に比べて極めて小でなければならない。
【0043】
すなわち、ホールドトランジスタ15のドレイン電流がビット線BL1 のリーク量に比べて十分大であり、かつ、セルトランジスタA1 のドレイン電流に比べて十分小となるように設定されれば、プリチャージ終了後、読み出し回路3aに設けた電圧保持回路を用いてプリチャージされたビット線BL1 のハイレベルを保持することにより、ディスチャージ時間によらず任意の低速度の範囲で“0”データ、及び“1”データの読み出し動作を行うことが可能になる。このようにしてセルトランジスタ5のリーク量による読み出し誤りの発生を防止し、低速動作におけるメモリ回路の歩留まり向上を図ることができる。
【0044】
次に、再度図1に示す読み出し回路3aを用いて本発明の第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態では、第1の実施の形態で述べたインバータ13と、NANDゲート14と、ホールドトランジスタ15からなる前記電圧保持回路がメモリ回路の高速動作を妨げる問題とその対策について説明する。
【0045】
メモリ回路の高速読み出しにおいて問題となるのは、図1の選択されたセルトランジスタA1 に“0”データが書き込まれ、そのドレインが選択されたビット線BL1 に接続されている時、この“0”データを読みだすために選択されたワード線WL1 をハイレベルとしてセルトランジスタA1 をオン状態とし、ビット線BL1 にプリチャージされたハイレベルをローレベル(接地)にディスチャージさせる際の遷移速度である。
【0046】
このとき、プリチャージ期間の終了後も、ホールドトランジスタ15を介してプリチャージ電源12からビット線BL1 のプリチャージ電圧を保持するドレイン電流が流れているため、このドレイン電流分だけディスチャージに要する電流が増加し、このため、前記ビット線BL1 にプリチャージされたハイレベルが、セルトランジスタA1 を介してローレベルに遷移する遷移速度が低下する。
【0047】
この遷移速度の低下を回避するためには、NANDゲート14の一方の入力端子18におけるスローモード入力信号をローレベルにし、NANDゲート14の出力をハイレベルにして、ホールドトランジスタ15を遮断状態にすればよい。このとき、ビット線BL1 に接続されたセルトランジスタA1 以外のセルトランジスタ5のリーク量により、ビット線BL1 のプリチャージ電圧が低下することになるが、高速読み出しに際しては、多少リークが発生しても誤動作に至る前に読み出し動作が終了することから、このプリチャージ電圧の低下がメモリ回路の歩留まり低下につながることはない。
【0048】
すなわち、低速動作時には第1の実施の形態で述べたように、NANDゲート14のスローモード入力信号をハイレベルとして、ビット線にプリチャージされたハイレベルを保持する電圧保持回路を動作させ、高速動作時にはスローモード入力信号をローレベルとして、読み出し速度が低下しないように前記電圧保持回路の動作を禁止すればよい。このようにすれば、広い動作速度範囲に亘って読み出し誤りを発生しないので、メモリ回路の歩留まりを大幅に向上させることが可能になる。
【0049】
次に、図1に示すカラムデコーダ19aと、ロウデコーダ20aと、その動作を制御するテスト制御回路21とを用いて、本発明の第3の実施の形態を説明する。第3の実施の形態では、低速動作におけるメモリ回路の評価時間を短縮する方法について説明する。
【0050】
先に述べたように、例えばbyte単位の読み出し動作をデータ記憶部1の全域に対して行い、メモリ回路の低速動作を保証しようとすれば膨大なテスト時間が必要となる。しかし、低速動作の保証は必ずしもbyte単位に行う必要はなく、データ記憶部1において、“0”、“1”データが書き込まれたデータ記憶部1の全てのビット線9を一括してプリチャージし、メモリセルアレイに接続された全てのワード線6を用いて、全てのセルトランジスタ5を非選択(オフ状態)にし、これを一括して1回の低速の読み出し動作を行えばよい。なお、このとき読み出し回路3aのスローモード入力信号をローレベルにして、前記電圧保持回路を遮断状態にすることが望ましい。
【0051】
前記一括読み出し動作において、全てのセルトランジスタ5が非選択にされるので、特に大きなリーク電流の発生箇所が無ければセルトランジスタ5がビット線9に接続されていないことを示す“1”データが読み出されるはずである。もし、全てのセルトランジスタ5を非選択にしたにもかかわらずビット線9のプリチャージ電圧が保持されず、“0”データが読み出されれば、メモリセルアレイのいずれかに大きなリーク電流の発生箇所があることがわかる。
【0052】
第3の実施の形態において、このような低速の一括読み出しテストは次のように行われる。図1に示すテスト制御回路21からのテスト信号がハイレベルになれば、カラムデコーダ20aは選択制御線8を介してカラムセレクタ2につながる全ての選択トランジスタ7を選択(オン)状態にし、データ記憶部1の全てのビット線9を選択状態にする。
【0053】
また、テスト制御回路21からのテスト信号がハイレベルになれば、ロウデコーダ19aは全てのワード線6を非選択(ローレベル)にし、データ記憶部1の全てのセルトランジスタ5を非選択(オフ)状態にする。このようにして、低速動作の1サイクルを用いて1回の一括読み出しを行えばよい。
【0054】
テスト制御回路21を用いた1回の一括読み出しで“1”データが読み出されれば、記憶情報として“0”、“1”データが書き込まれたデータ記憶部1のリーク量は低速読み出しに対して問題のないレベルであることがわかる。このような1回の一括読み出しによるリークレベルのテストでは、データ記憶部1のどの場所で、どの程度リーク電流が発生したかを知ることはできないが、このテストを行えば、データ書き込み後のデータ記憶部1のリーク不良に関して十分な確度で不良品の選別を行うことができる。
【0055】
先に述べたように、メモリ回路のテストにおいて長時間を要するのは、データ記憶部1の全域に亘って通常byte単位で繰り返し行われる低速動作のリーク量テストであるから、僅か1回の低速読み出しで良品/不良品の選別が可能な第3の実施の形態のテスト方法を用れば、大幅なテスト時間の短縮を図ることができる。
【0056】
例えば、従来32bit構成の256kbyteROMにおいて低速動作の保証のため2.16secを要していたが、第3の実施の形態のテスト方法を用れば、僅か0.033msecのテスト時間で良品/不良品の選別を行うことができるので大幅なテストコストの削減を図ることができる。
【0057】
なお、第3の実施の形態において、高速動作での読み出しはデータ記憶部1の全域に亘って行われるので、このとき“0”、“1”データが書き込まれたデータ記憶部1の全ビットの機能を確認することができる。
【0058】
なお本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば前記第1乃至第3の実施の形態において、読みだし回路3aはインバータ13と、一方の入力に反転入力端子を備えた2入力NANDゲート14と、ホールドトランジスタ15からなるプリチャージ電圧の電圧保持回路を備え、スローモード入力信号をハイレベルにして前記電圧保持回路を動作させていた。しかし、前記電圧保持回路の構成と動作は必ずしもこれに限定されるものではない。
【0059】
前記電圧保持回路は、メモリ回路の低速動作において入力信号が第1の電圧レベルに設定され、この第1の電圧レベルの入力信号を受けて前記電圧保持回路の出力がプリチャージ電圧を保持するトランジスタをオン状態にし、このオン状態のトランジスタが前記プリチャージ電源と前記ビット線とを接続することによりプリチャージ電圧が保持され、メモリ回路の高速動作において入力信号が第2の電圧レベルに設定され、この第2の電圧レベルの入力信号を受けて前記電圧保持回路の出力がプリチャージ電圧を保持するトランジスタをオフ状態にし、このオフ状態のトランジスタが前記プリチャージ電源と前記ビット線とを遮断する作用があればよい。
【0060】
また、前記第1、第2の実施の形態において、データ記憶部1のメモリセルアレイに含まれる1個のセルトランジスタA1 を例としてメモリ回路の高速及び低速読み出しについて説明したが、必ずしも読み出しの対象として1個のセルトランジスタを選定する必要はない。読み出しの対象として複数のセルトランジスタを用いる場合にも同様に実施されることはいうまでもない。
【0061】
また、前記第1乃至第3の実施の形態において、セルトランジスタへの“0”データの書き込み状態を前記セルトランジスタのドレインが対応するビット線に接続されることで定義し、セルトランジスタへの“1”データの書き込み状態を前記セルトランジスタのドレインが対応するビット線に接続されないことで定義したが、逆に“0”データを非接続状態、“1”データを接続状態としても何等問題なく本発明を適用することができる。その他本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
【0062】
【発明の効果】
上述したように本発明のメモリ回路によれば、プリチャージ終了後、読み出し回路に設けた電圧保持回路のスローモード入力信号をハイレベルとして、選択されたビット線BL1 のプリチャージ電圧を保持することにより、ディスチャージ時間によらず低速動作の任意の速度範囲で、データ記憶部に書き込まれた記憶情報の読み出しを行うことができる。
【0063】
また、高速動作時には電圧保持回路のスローモード入力信号をローレベルとして、読み出し速度が低下しないように前記電圧保持回路の動作を禁止すれば、高速から低速までの広い動作速度範囲に亘って読み出し誤りを発生せず、メモリ回路の歩留まりを大幅に向上させることができる。
【0064】
また、記憶情報が書き込まれたデータ記憶部において、全てのカラム(ビット線)を選択状態にしてプリチャージし、全てのロウ(ワード線につながるセルトランジスタ)を非選択にし、一括して1回の低速の読み出しによる低速動作テストを行えば、僅か1回の低速読み出し動作で良品/不良品の選別ができるので、大幅なテスト時間の短縮を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のNOR型マスクROMからなるメモリ回路の構成を示す図。
【図2】従来のNOR型マスクROMからなるメモリ回路の構成を示す図。
【符号の説明】
1…データ記憶部
2…カラムセレクタ
3、3a…読み出し回路
4…読み出し制御回路
5…セルトランジスタ
6…ワード線
7…選択トランジスタ
8…選択制御線
9…ビット線
10…プリチャージトランジスタ
11…制御線
12…プリチャージ電源
13…インバータ
14…NANDゲート
15…ホールドトランジスタ
16…NANDゲートの出力端子
17…NANDゲートの一方の端子
18…NANDゲートの他方の端子
19、19a…ロウデコーダ
20、20a…カラムデコーダ
21…テスト制御回路
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a memory circuit, and particularly to a mask ROM (Read
(Only Memory) circuit.
[0002]
[Prior art]
Some conventional memory circuits write memory data to a memory cell by determining whether or not to connect the memory cell to a bit line using a mask pattern. Taking the conventional mask ROM shown in FIG. 2 as an example, the configuration of the memory circuit and the method for writing and reading stored data will be described.
[0003]
The memory circuit shown in FIG. 2 is called a NOR type mask ROM, and includes a data storage unit 1 composed of a memory cell array, a column selector 2, and a read circuit 3. The broken-line arrows written in the data storage unit 1 and the column selector 2 indicate a situation where the circuit is expanded as the scale of the memory circuit increases.
[0004]
The memory cell array of the data storage unit 1 is composed of cell transistors 5 arranged in a matrix in the row and column directions, and the gates of the cell transistors 5 are connected to each other in the row direction so that the word lines of the memory cell array 6 is formed. The drains of the cell transistors 5 arranged along the column direction are connected in parallel to the bit lines 9, respectively, and the sources are all grounded. In this way, a NOR type mask ROM memory cell array is formed.
[0005]
The column selector 2 includes a selection transistor 7 whose source is connected to the end of each bit line 9 and a selection control line 8 whose gates of adjacent selection transistors 7 are connected to each other. Are connected to the readout circuit 3. Note that the output of the row decoder 19 is connected to the word line 6 of the memory cell array constituting the data storage unit 1, and the output of the column decoder 20 is connected to the selection control line 8 of the column selector 2.
[0006]
The read circuit 3 forms a precharge transistor 10 for connecting the bit line 9 of the memory cell array of the data storage unit 1 to the precharge power supply 12, a precharge control line 11 connected to the gate thereof, and an output amplifier for the read signal. And an inverter 13.
[0007]
In the NOR type mask ROM, the write state of the stored data to the cell transistor 5 in the data storage unit 1 is defined as follows. That is, the write state of “0” data is defined by connecting the drain of the cell transistor 5 to the bit line 9, and the write state of “1” data is not connecting the drain of the cell transistor 5 to the bit line 9. Is defined by
[0008]
Therefore, storage data to be written in the data storage unit 1 is formed in advance on the mask pattern as an array of aluminum wiring, contacts, vias, etc., and the connection between the drain of the cell transistor 5 and the bit line 9 using a photo process, or If non-connection is determined, predetermined “0” and “1” data are written in the memory cell array constituting the data storage unit 1.
[0009]
Next, a method for reading data written in the data storage unit 1 will be described. First, the bit line 9 corresponding to the cell transistor 5 selected as a read target is precharged. As described above, the output of the row decoder 19 is connected to the word line 6 of the memory cell array, and the output of the column decoder 20 is connected to the selection control line 8 of the column selector 2.
[0010]
During the precharge period, the bit line 9 (BL1) corresponding to the cell transistor 5 (A1) selected as the read target is received via the selection transistor 7 of the column selector 2 in response to the output of the column decoder 20 shown in FIG. The bit line BL1 is connected to the precharge power supply 12 via the precharge transistor 10 to precharge the bit line BL1.
[0011]
During this precharge period, the timing waveform of the read operation is set so that the output voltages of the row decoder 19 and the column decoder 20 are fixed. That is, during the precharge period, in response to the output high level of the column decoder 20, the gate of the selection transistor 7 becomes high level, and the bit line BL1 is connected to the precharge power supply 12. Further, all output voltages of the row decoder 19 become low level, and all the cell transistors 5 connected to the bit line BL1 are not selected (off state) in response to the output low level of the row decoder 19.
[0012]
When this precharge period ends, the discharge period starts next. In the discharge period, the gate of the cell transistor A1 selected as a read target connected to the word line 6 (WL1) selected by the row decoder 19 in the memory cell array of the data storage unit 1 is at a high level, and other read unselected The word line 6 connected to the gate of the cell transistor 5 becomes low level. Similarly, with respect to the gate of the selection transistor 7 of the column selector 2, the gate of the selection transistor 7 corresponding to the bit line BL1 selected by the column decoder 20 is at the high level, and the selection corresponding to the other bit line 9 that is not selected for reading. The gate of the transistor 7 is at a low level.
[0013]
Thus, for example, out of the memory cell array in the data storage unit 1
If the cell transistor A1 in which "0" data is written is selected, the cell transistor A1 is turned on because the drain of the cell transistor A1 is connected to the selected bit line BL1 as described above. As a result, the precharge voltage of the selected bit line BL1 is grounded and discharged through the source terminal of the cell transistor A1.
[0014]
If "1" data is written in the selected cell transistor A1, the drain of the transistor A1 is not connected to the selected bit line BL1, so that even if the cell transistor A1 is turned on, the bit line BL1 is turned on. The precharge voltage is maintained for a certain time.
[0015]
The problem here is that “1” data is written in the cell transistor A1 selected as the object of reading in this way, and its drain terminal is not connected to the selected bit line BL1, so that the cell This is a case where the precharge voltage of the selected bit line BL1 is held for a certain time even when the transistor A1 is turned on.
[0016]
In an actual memory circuit, there are many read unselected cell transistors 5 for the selected bit line BL1, and "0" data is written in some of these read unselected cell transistors 5. For example, even if they are in an off state, a minute leak current flows through the source / drain junction, so that the precharge voltage of the selected bit line BL1 is discharged through these read unselected cell transistors 5. This causes a problem that a certain holding time required for reading is shortened.
[0017]
Usually, since the leakage current at the source / drain junction of one transistor is negligibly small, the precharge voltage holding time is not greatly affected. If the number of cell transistors 5 connected to the bit line BL1 is increased, the sum of the leakage currents of the source / drain junction becomes a value that cannot be ignored.
[0018]
In particular, when the memory circuit is operated at a low speed, the precharge voltage of the selected bit line BL1 is required to have a long holding time. When the memory circuit is operated dynamically, the limit of the low speed operation is this holding time. It will be determined depending on. In other words, if the discharge amount of the bit line BL1 due to the sum of the leak currents (hereinafter referred to as the leak amount) becomes large, the precharge voltage of the bit line BL1 is reduced before the retention time necessary for the dynamic read operation of the memory circuit. Since the battery is discharged, the “1” data written in the cell transistor A1 is erroneously read as “0” data, resulting in a malfunction of the memory circuit.
[0019]
As a result, in a large-capacity memory circuit, a slight variation in the amount of leakage that can be ignored in a normal circuit due to slight fluctuations in the manufacturing process will lead to defective products, resulting in a significant reduction in manufacturing yield. become.
[0020]
Furthermore, in order to guarantee the low-speed operation of the memory circuit, the non-defective / defective product is determined depending on the leak amount as described above. Therefore, in order to guarantee the 32 kHz operation, for example, read evaluation at 30 kHz must be performed. Don't be. In addition, since it is impossible to predict where and where this leakage current will occur in the memory circuit, this evaluation must be performed over the entire data storage unit 1 of the memory circuit. The test time required for this is, for example, in a 256 kbyte ROM.
If you read in bytes,
0.033 msec × 256 × 1024 = 8.65 sec (1)
This requires a huge amount of test time. Even if it has a 32-bit configuration, 2.16 sec is required, which causes an increase in cost.
[0021]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional large-capacity memory circuit such as a mask ROM has a problem that a slight variation in the amount of leakage leads to the generation of defective products, thereby reducing the manufacturing yield. In addition, since the fluctuation of the leak amount has a great influence on the low-speed operation of the memory circuit in particular, an enormous amount of test time is required to guarantee the low-speed operation, which causes an increase in the cost of a large capacity memory circuit such as a mask ROM. It was.
[0022]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a memory circuit that can guarantee low-speed operation in a short time without adversely affecting high-speed operation.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
A memory circuit according to the present invention includes a voltage holding circuit for a precharge voltage capable of guaranteeing a low-speed operation in a short time, a control signal input terminal for controlling the operation, and a test control circuit. .
[0024]
Specifically, the memory circuit of the present invention is a memory circuit including a read circuit including a voltage holding circuit that holds a precharge voltage, and the voltage holding circuit is configured to operate in the low-speed operation of the memory circuit. And a control signal input terminal for prohibiting the operation of the voltage holding circuit in the high-speed operation of the memory circuit, and selecting all the columns of the memory cell array in the low-speed test mode operation, A test control circuit for controlling the column decoder and the row decoder so as to be selected is provided.
[0025]
Preferably, the voltage holding circuit includes a hold transistor that holds the precharge voltage, a source of the hold transistor is connected to a source of the precharge transistor, and a connection point between the sources is a drain of a selection transistor that forms a column selector. The drain of the hold transistor is connected to the drain of the precharge transistor, and the connection point between the drains is connected to a precharge power source.
[0026]
Preferably, in the low speed operation of the memory circuit, a slow mode input signal having a first voltage level is input to the control signal input terminal of the voltage holding circuit, and the output of the voltage holding circuit is received in response to the slow mode input signal. Turns on a hold transistor that holds the precharge voltage, and the precharge power supply and the bit line are connected by the hold transistor in the on state, so that the precharge voltage precharged on the bit line is reduced. Retained,
In the high-speed operation of the memory circuit, a slow mode input signal having a second voltage level is input to the control signal input terminal of the voltage holding circuit, and the output of the voltage holding circuit is received by the slow mode input signal. The hold transistor holding a precharge voltage is turned off, and the precharge power supply and the bit line are shut off by the hold transistor in the off state.
[0027]
More preferably, the hold transistor in the voltage holding circuit is a P-channel transistor, the voltage holding circuit includes at least a NAND gate circuit, and the NAND gate circuit is a two-input NAND gate circuit, and one input thereof The terminal is an inverting input terminal,
The voltage holding circuit further includes an inverter, a source of the P-channel transistor is connected to an input terminal of the inverter, an output of the inverter is connected to the one inverting input terminal of the two-input NAND gate circuit, A slow mode input signal is input to the other input terminal of the NAND gate circuit forming the control signal input terminal of the voltage holding circuit, the output terminal of the NAND gate circuit is connected to the gate of the P channel transistor, and the P channel The drain of the type transistor is connected to a precharge voltage.
[0028]
Preferably, a drain current in an on state of the hold transistor that holds the precharge voltage is larger than a sum of leak currents of the cell transistors that form the memory cell array, and any one of the memory cell arrays is formed. The drain current is smaller than that in the on state of the cell transistor.
[0029]
Preferably, the test control circuit of the column decoder and the row decoder is configured such that the output of the column decoder selects all the selection transistors of the column selector when the test signal of the test control circuit is the first voltage level. If the test signal is at the first voltage level, the output of the row decoder deselects all the cell transistors of the memory cell array,
If the test signal of the test control circuit is at the second voltage level, the column decoder and the row decoder select the cell transistor of the memory cell array corresponding to the column input address signal and the row address input signal. Features.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0031]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a memory circuit including a NOR type mask ROM of the present invention. The main part of the memory circuit of the present invention shown in FIG. 1 is similar to the conventional memory circuit described with reference to FIG. 2, and includes a data storage unit 1 composed of a memory cell array, a column selector 2, and a read circuit 3a. Composed. Since the configurations of the data storage unit 1 and the column selector 2 are the same as those in FIG. 2, the same reference numerals are assigned to the corresponding parts, and detailed description thereof is omitted.
[0032]
The output of the row decoder 19a is connected to the word line 6 of the memory cell array of the present invention, and the output of the column decoder 20a is connected to the selection control line 8 of the column selector 2. The memory circuit of the present invention includes a test control circuit 21 that controls the row decoder 19a and the column decoder 20a in a test operation.
[0033]
The memory circuit of the present invention includes a precharge voltage holding circuit including an inverter 13, a NAND gate 14, and a hold transistor 16 inside the reading circuit 3 a, unlike FIG. 2.
[0034]
A first embodiment of the present invention will be described using the readout circuit 3a shown in FIG. In the first embodiment, the occurrence of a read error based on the fluctuation of the leak amount of the cell transistor 5 in the low-speed operation of the memory circuit and the countermeasures will be described.
[0035]
If the discharge due to the leak amount of the bit line BL1 selected by the column selector 2 becomes large corresponding to the cell transistor A1 selected as the read target, the precharge voltage of the bit line BL1 is dynamically read out from the memory circuit. Since the battery is discharged before the holding time necessary for the operation elapses, "1" data written in the cell transistor A1 is read as "0" data, which causes a read error in the memory circuit.
[0036]
In particular, when the memory circuit is operated at a low speed, the precharge voltage of the bit line BL1 is required to have a long holding time. When the memory circuit is dynamically operated, the limit of the low speed operation depends on the holding time. Will be determined. In order to prevent the occurrence of a read error based on the fluctuation of the leak amount of the cell transistor 5, a current exceeding the leak amount of the cell transistor 5 is continuously supplied from the precharge power source 12 after the precharge period is ended, and the bit line It is only necessary to avoid a decrease in the precharge voltage of BL1.
[0037]
For this reason, the precharge transistor 10 of the conventional read circuit 3 includes a hold transistor 15 for supplying a current exceeding the leakage amount to the selected bit line BL1 and a NAND gate 14 for controlling the gate 16 thereof. A charge holding voltage holding circuit was added to form a new readout circuit 3a. The hold transistor 15 serves to hold the high level of the bit line BL1 precharged by the precharge transistor 10. The output of the read control circuit 4 is connected to the control line 11 connected to the gate of the precharge transistor 10.
[0038]
Next, the operation of the readout circuit 3a will be described. In the conventional read circuit 3 shown in FIG. 2, since the voltage holding circuit does not exist, the high level of the bit line BL1 which is in a floating state after the precharge period is discharged within a predetermined time due to the leak amount. In order to read "1" data of the cell transistor A1 selected by the dynamic read operation, the high level state of the bit line BL1 must be detected within the predetermined time.
[0039]
However, in the first embodiment, the high level on the input side of the inverter 13 set to the precharge voltage by the precharge power supply 12 becomes the low level on the output side, and this output low level is the level of the NAND gate 14. Connected to one inverting input terminal 17, a slow mode input signal is input to the other input terminal 18 of the NAND gate 14. If this slow mode input signal is high level, the output of the NAND gate 14 becomes low level, and the hold transistor 15 receiving this at the gate 16 is turned on, so that even after the precharge period by the precharge transistor 10 is completed. The high level of the precharged bit line BL1 is held by this feedback path.
[0040]
Thus, in order to maintain the high level state of the bit line BL1, "1" data is written in the cell transistor A1 connected to the bit line BL1, and the on-current of the hold transistor 15 is changed to the bit line BL1. It must be larger than the leak amount of BL1. Usually, the magnitude of the drain current of the transistor is extremely larger than the leakage current at the source / drain junction of the transistor, so that the ON current of the hold transistor 15 is easily set to be larger than the leakage amount of the bit line BL1. can do.
[0041]
At this time, if "0" data is written in the cell transistor A1, the cell transistor A1 is connected to the bit line BL1, and the cell transistor A1 is connected to the high level of the word line WL1 that selects the cell transistor A1. Since the ON state is established, the high level of the bit line BL1 held by the hold transistor 15 is grounded by the cell transistor A1, and the writing state of "0" data is detected.
[0042]
Thus, in order for the high level of the bit line BL1 held by the on-current of the hold transistor 15 to transition to the ground potential by the on-current of the cell transistor A1, the drain current of the hold transistor 15 is changed to the cell transistor A1. Must be very small compared to the drain current.
[0043]
That is, if the drain current of the hold transistor 15 is set to be sufficiently larger than the leak amount of the bit line BL1 and sufficiently smaller than the drain current of the cell transistor A1, after the precharge ends, By holding the high level of the precharged bit line BL1 using the voltage holding circuit provided in the read circuit 3a, "0" data and "1" data in an arbitrary low speed range regardless of the discharge time. Can be read out. In this way, it is possible to prevent a read error due to the leak amount of the cell transistor 5 and improve the yield of the memory circuit in the low-speed operation.
[0044]
Next, a second embodiment of the present invention will be described using the read circuit 3a shown in FIG. 1 again. In the second embodiment, the problem that the voltage holding circuit including the inverter 13, the NAND gate 14, and the hold transistor 15 described in the first embodiment hinders the high-speed operation of the memory circuit and the countermeasures will be described. .
[0045]
The problem in the high-speed reading of the memory circuit is that “0” data is written in the selected cell transistor A1 in FIG. 1 and the drain is connected to the selected bit line BL1. This is a transition speed when the word line WL1 selected for reading data is set to the high level to turn on the cell transistor A1, and the high level precharged on the bit line BL1 is discharged to the low level (ground).
[0046]
At this time, since the drain current for holding the precharge voltage of the bit line BL1 flows from the precharge power supply 12 via the hold transistor 15 even after the precharge period ends, the current required for the discharge is equivalent to this drain current. As a result, the transition speed at which the high level precharged on the bit line BL1 transitions to the low level via the cell transistor A1 decreases.
[0047]
In order to avoid this decrease in transition speed, the slow mode input signal at one input terminal 18 of the NAND gate 14 is set to low level, the output of the NAND gate 14 is set to high level, and the hold transistor 15 is turned off. That's fine. At this time, the precharge voltage of the bit line BL1 decreases due to the leak amount of the cell transistors 5 other than the cell transistor A1 connected to the bit line BL1, but even if some leaks occur during high-speed reading. Since the read operation is completed before the malfunction occurs, this decrease in the precharge voltage does not cause a decrease in the yield of the memory circuit.
[0048]
That is, at the time of low speed operation, as described in the first embodiment, the slow mode input signal of the NAND gate 14 is set to high level to operate the voltage holding circuit that holds the high level precharged on the bit line, During operation, the slow mode input signal may be set to a low level to prohibit the operation of the voltage holding circuit so that the reading speed does not decrease. In this way, read errors do not occur over a wide operating speed range, and the yield of the memory circuit can be greatly improved.
[0049]
Next, a third embodiment of the present invention will be described using the column decoder 19a, the row decoder 20a, and the test control circuit 21 that controls the operation thereof shown in FIG. In the third embodiment, a method for reducing the evaluation time of the memory circuit in the low-speed operation will be described.
[0050]
As described above, for example, if a read operation in units of bytes is performed on the entire area of the data storage unit 1 to guarantee a low-speed operation of the memory circuit, an enormous test time is required. However, it is not always necessary to guarantee low-speed operation in units of bytes. In the data storage unit 1, all the bit lines 9 in the data storage unit 1 in which “0” and “1” data are written are precharged at once. Then, all the word lines 6 connected to the memory cell array may be used to deselect all the cell transistors 5 (off state) and perform a single low-speed read operation collectively. At this time, it is desirable to set the slow mode input signal of the readout circuit 3a to a low level so that the voltage holding circuit is cut off.
[0051]
In the batch read operation, all the cell transistors 5 are not selected, so that “1” data indicating that the cell transistor 5 is not connected to the bit line 9 is read unless there is a particularly large leak current. Should be. If all the cell transistors 5 are not selected, the precharge voltage of the bit line 9 is not held, and if “0” data is read, a location where a large leak current is generated in any of the memory cell arrays. I know that there is.
[0052]
In the third embodiment, such a low-speed batch reading test is performed as follows. When the test signal from the test control circuit 21 shown in FIG. 1 becomes a high level, the column decoder 20a selects (ON) all the selection transistors 7 connected to the column selector 2 via the selection control line 8, and stores data. All the bit lines 9 in the section 1 are set in a selected state.
[0053]
When the test signal from the test control circuit 21 becomes high level, the row decoder 19a deselects all the word lines 6 (low level) and deselects all the cell transistors 5 in the data storage unit 1 (off). ) State. In this way, one batch reading may be performed using one cycle of low speed operation.
[0054]
If “1” data is read by one batch reading using the test control circuit 21, the leak amount of the data storage unit 1 in which “0” and “1” data is written as the stored information is less than the low speed reading. It turns out that it is a level without a problem. In such a leak level test by one batch reading, it is impossible to know how much leakage current has occurred in which location in the data storage unit 1, but if this test is performed, the data after data writing The defective product can be selected with sufficient accuracy with respect to the leakage failure of the storage unit 1.
[0055]
As described above, the long time required for the test of the memory circuit is a low-speed operation leak amount test that is repeatedly performed in units of bytes over the entire area of the data storage unit 1. If the test method according to the third embodiment, which enables selection of non-defective / defective products by reading, can be used, the test time can be greatly shortened.
[0056]
For example, in the conventional 32-bit configuration 256 kbyte ROM, 2.16 sec was required to guarantee low-speed operation. However, if the test method of the third embodiment is used, the non-defective / defective product can be obtained in a test time of only 0.033 msec. Therefore, the test cost can be greatly reduced.
[0057]
In the third embodiment, since the high-speed reading is performed over the entire area of the data storage unit 1, all the bits of the data storage unit 1 in which “0” and “1” data are written at this time are read. The function of can be confirmed.
[0058]
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the first to third embodiments, the reading circuit 3a is the voltage holding of the precharge voltage comprising the inverter 13, the two-input NAND gate 14 having an inverting input terminal at one input, and the hold transistor 15. The voltage holding circuit is operated by setting a slow mode input signal to a high level. However, the configuration and operation of the voltage holding circuit are not necessarily limited to this.
[0059]
The voltage holding circuit is a transistor in which an input signal is set to a first voltage level in a low speed operation of the memory circuit, and an output of the voltage holding circuit holds a precharge voltage in response to the input signal of the first voltage level. The on-state transistor connects the pre-charge power source and the bit line to maintain the pre-charge voltage, and the input signal is set to the second voltage level in the high-speed operation of the memory circuit. In response to the input signal of the second voltage level, the output of the voltage holding circuit turns off the transistor that holds the precharge voltage, and the transistor in the off state shuts off the precharge power supply and the bit line. If there is.
[0060]
In the first and second embodiments, high-speed and low-speed reading of the memory circuit has been described by taking one cell transistor A1 included in the memory cell array of the data storage unit 1 as an example. There is no need to select one cell transistor. Needless to say, the same applies to the case where a plurality of cell transistors are used as the object of reading.
[0061]
In the first to third embodiments, the state of writing “0” data to the cell transistor is defined by connecting the drain of the cell transistor to the corresponding bit line. The “1” data write state is defined by the fact that the drain of the cell transistor is not connected to the corresponding bit line, but conversely “0” data is not connected and “1” data is connected without any problem. The invention can be applied. Various other modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
[0062]
【The invention's effect】
As described above, according to the memory circuit of the present invention, the precharge voltage of the selected bit line BL1 is held by setting the slow mode input signal of the voltage holding circuit provided in the read circuit to the high level after the precharge is completed. Thus, the stored information written in the data storage unit can be read out in an arbitrary speed range of low-speed operation regardless of the discharge time.
[0063]
In addition, if the slow mode input signal of the voltage holding circuit is set to a low level during high-speed operation and the operation of the voltage holding circuit is prohibited so that the reading speed does not decrease, a reading error occurs over a wide operating speed range from high speed to low speed. And the yield of the memory circuit can be greatly improved.
[0064]
In the data storage unit in which the stored information is written, all columns (bit lines) are selected and precharged, all rows (cell transistors connected to the word lines) are deselected, and once in a batch. If the low-speed operation test by low-speed reading is performed, the non-defective / defective product can be selected by only one low-speed reading operation, so that the test time can be greatly shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a memory circuit including a NOR type mask ROM of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a memory circuit composed of a conventional NOR type mask ROM.
[Explanation of symbols]
1. Data storage unit
2 ... Column selector
3, 3a ... Read circuit
4. Read control circuit
5 ... Cell transistor
6. Word line
7 ... Select transistor
8 ... Selection control line
9 ... Bit line
10 ... Precharge transistor
11 ... Control line
12 ... Precharge power supply
13 ... Inverter
14 ... NAND gate
15 ... Hold transistor
16: NAND gate output terminal
17: One terminal of the NAND gate
18 ... The other terminal of the NAND gate
19, 19a ... row decoder
20, 20a ... column decoder
21 ... Test control circuit

Claims (6)

プリチャージ電圧を保持する電圧保持回路を含む読み出し回路を備えたメモリ回路であって、
前記電圧保持回路は、前記メモリ回路の低速動作において前記電圧保持回路を動作させ、前記メモリ回路の高速動作において前記電圧保持回路の動作を禁止する制御信号入力端子を具備し、
かつ、前記メモリ回路の低速テストモード動作においてメモリセルアレイの全てのカラムを選択し、全てのロウを非選択とするようにカラムデコーダ及びロウデコーダを制御するテスト制御回路を具備することを特徴とするメモリ回路。
A memory circuit including a read circuit including a voltage holding circuit for holding a precharge voltage,
The voltage holding circuit includes a control signal input terminal that operates the voltage holding circuit in a low-speed operation of the memory circuit and prohibits the operation of the voltage holding circuit in a high-speed operation of the memory circuit;
And a test control circuit for controlling the column decoder and the row decoder so as to select all the columns of the memory cell array and deselect all the rows in the low-speed test mode operation of the memory circuit. Memory circuit.
前記電圧保持回路は前記プリチャージ電圧を保持するホールドトランジスタを備え、このホールドトランジスタのソースはプリチャージトランジスタのソースに接続され、このソース同士の接続点はカラムセレクタをなす選択トランジスタのドレインに接続され、前記ホールドトランジスタのドレインは前記プリチャージトランジスタのドレインに接続され、このドレイン同士の接続点はプリチャージ電源に接続されることを特徴とする請求項1記載のメモリ回路。The voltage holding circuit includes a hold transistor that holds the precharge voltage, a source of the hold transistor is connected to a source of the precharge transistor, and a connection point between the sources is connected to a drain of a selection transistor that forms a column selector. 2. The memory circuit according to claim 1, wherein a drain of the hold transistor is connected to a drain of the precharge transistor, and a connection point between the drains is connected to a precharge power source. 前記メモリ回路の低速動作において、前記電圧保持回路の制御信号入力端子に第1の電圧レベルのスローモード入力信号が入力され、このスローモード入力信号を受けて前記電圧保持回路の出力が前記プリチャージ電圧を保持するホールドトランジスタをオン状態にし、このオン状態のホールドトランジスタで前記プリチャージ電源とビット線とが接続されることにより、前記ビット線にプリチャージされた前記プリチャージ電圧が保持され、
かつ、前記メモリ回路の高速動作において、前記電圧保持回路の制御信号入力端子に第2の電圧レベルのスローモード入力信号が入力され、このスローモード入力信号を受けて前記電圧保持回路の出力が前記プリチャージ電圧を保持する前記ホールドトランジスタをオフ状態にし、このオフ状態のホールドトランジスタで前記プリチャージ電源と前記ビット線とが遮断されることを特徴とする請求項1記載のメモリ回路。
In the low-speed operation of the memory circuit, a slow mode input signal having a first voltage level is input to the control signal input terminal of the voltage holding circuit, and the output of the voltage holding circuit is received by the precharge in response to the slow mode input signal. The hold transistor that holds the voltage is turned on, and the precharge power supply and the bit line are connected by the hold transistor in the on state, so that the precharge voltage precharged on the bit line is held,
In the high-speed operation of the memory circuit, a slow mode input signal having a second voltage level is input to the control signal input terminal of the voltage holding circuit, and the output of the voltage holding circuit is received by receiving the slow mode input signal. 2. The memory circuit according to claim 1, wherein the hold transistor holding a precharge voltage is turned off, and the precharge power supply and the bit line are cut off by the hold transistor in the off state.
前記電圧保持回路における前記ホールドトランジスタはPチャネル型トランジスタからなり、前記電圧保持回路は少なくともNANDゲート回路を備え、前記NANDゲート回路は2入力のNANDゲート回路であって、その一方の入力端子は反転入力端子であり、
前記電圧保持回路はインバータをさらに備え、前記Pチャネル型トランジスタのソースは前記インバータの入力端子に接続され、前記インバータの出力は前記2入力NANDゲート回路の前記一方の反転入力端子に接続され、前記電圧保持回路の制御信号入力端子をなすNANDゲート回路の他方の入力端子にはスローモード入力信号が入力され、前記NANDゲート回路の出力端子は前記Pチャネル型トランジスタのゲートに接続され、前記Pチャネル型トランジスタのドレインはプリチャージ電圧に接続されることを特徴とする請求項2、3のいづれか1つに記載のメモリ回路。
The hold transistor in the voltage holding circuit is a P-channel transistor, the voltage holding circuit includes at least a NAND gate circuit, and the NAND gate circuit is a two-input NAND gate circuit, and one input terminal is inverted. Input terminal,
The voltage holding circuit further includes an inverter, a source of the P-channel transistor is connected to an input terminal of the inverter, an output of the inverter is connected to the one inverting input terminal of the two-input NAND gate circuit, A slow mode input signal is input to the other input terminal of the NAND gate circuit forming the control signal input terminal of the voltage holding circuit, the output terminal of the NAND gate circuit is connected to the gate of the P channel transistor, and the P channel 4. The memory circuit according to claim 2, wherein the drain of the type transistor is connected to a precharge voltage.
プリチャージ電圧を保持する前記ホールドトランジスタのオン状態におけるドレイン電流は、前記メモリセルアレイを形成するセルトランジスタのリーク電流の和よりも大きく、かつ、前記メモリセルアレイを形成するいずれか1つのセルトランジスタのオン状態におけるドレイン電流よりも小さいことを特徴とする請求項2乃至4のいづれか1つに記載のメモリ回路。The drain current in the ON state of the hold transistor that holds the precharge voltage is larger than the sum of the leak currents of the cell transistors that form the memory cell array, and the on-state of any one of the cell transistors that form the memory cell array 5. The memory circuit according to claim 2, wherein the memory circuit is smaller than a drain current in a state. 前記カラムデコーダ及びロウデコーダのテスト制御回路は、このテスト制御回路のテスト信号が第1の電圧レベルであれば前記カラムデコーダの出力はカラムセレクタの全ての選択トランジスタを選択状態とし、前記テスト信号が第1の電圧レベルであれば前記ロウデコーダの出力は前記メモリセルアレイの全てのセルトランジスタを非選択状態とし、
かつ、前記テスト制御回路のテスト信号が第2の電圧レベルであれば、前記カラムデコーダ及びロウデコーダはカラム入力アドレス信号及びロウアドレス入力信号に対応して前記メモリセルアレイのセルトランジスタを選択することを特徴とする請求項1乃至4のいづれか1つに記載のメモリ回路。
The test control circuit of the column decoder and the row decoder, if the test signal of the test control circuit is at the first voltage level, the output of the column decoder selects all the selection transistors of the column selector, and the test signal If it is at the first voltage level, the output of the row decoder deselects all the cell transistors of the memory cell array,
If the test signal of the test control circuit is at the second voltage level, the column decoder and the row decoder select the cell transistor of the memory cell array corresponding to the column input address signal and the row address input signal. 5. The memory circuit according to claim 1, wherein the memory circuit is any one of claims 1 to 4.
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