JP4859191B2 - Semiconductor memory device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体記憶装置、特に読み出し専用メモリの読み出し動作の改善に関するものである。 The present invention relates to an improvement in a read operation of a semiconductor memory device, particularly a read only memory.
図2は、従来の半導体記憶装置の構成図である。
この半導体記憶装置は、不揮発性の読み出し専用メモリで、複数のメモリセルアレイ100〜10n、カラムスイッチ20、基準電位発生回路30、ドレイン電圧発生回路40、充電回路50等を有している。
FIG. 2 is a configuration diagram of a conventional semiconductor memory device.
This semiconductor memory device is a nonvolatile read-only memory, and includes a plurality of
各メモリセルアレイ100〜10nは、いずれも同様の構成で、浮遊ゲートを有するMOSトランジスタをメモリセルMCとして用いるもので、平行配置された複数のワード線WL0〜WLmと、これに交差して配置された複数のドレイン線DL1,DL2,…、及びソース線SL1,SL2,…を有している。ドレイン線DL1,DL2,…とソース線SL1,SL2,…は、平行して交互に配置され、これらのドレイン線DL1,DL2,…、ソース線SL1,SL2,…、及びワード線WL0〜WLmのそれぞれ対応するものに接続されるように、メモリセルMCが配置されている。メモリセルMCの制御ゲートは対応するワード線WLに、ドレインは対応するドレイン線DLに、ソースは対応するソース線SLにそれぞれ接続されている。
Each of the
更に、ドレイン線DL1,DL2,…は、各メモリセルアレイ10i(但し、i=0〜n)を選択するセルドレイン選択信号DSEi,DSOiによってオン・オフ制御されるスイッチ用のトランジスタ111,112,…を介して、ドレイン電源線12に接続されている。一方、ソース線SL1,SL2,…は、各メモリセルアレイ10iを選択するセルソース選択信号SSiによってオン・オフ制御されるスイッチ用のトランジスタ131,132,…を介して、ビット線BL1,BL2,…に接続されている。
Further, the drain lines DL1, DL2,... Are
カラムスイッチ20は、選択されたメモリセルアレイ10iから読み出されてビット線BL1,BL2,…に並列に出力されたデータの中から、カラム選択信号Y0〜Ykに従って1対のデータを選択してデータ線DT1,DT2に出力するものである。
The
基準電位発生回路30は、データ読み出し時に、イネーブル信号/CEがレベル“L”(例えば、接地電位GNDのレベル)になったときに、基準電位REFを生成するものである。なお、待機時は、イネーブル信号/CEがレベル“H”(例えば、電源電位VCCのレベル)で、この基準電位発生回路30も待機状態となって基準電位REFの生成は停止される。
The reference potential generating
ドレイン電圧発生回路40は、基準電位発生回路30から与えられる基準電位REFに基づいて、メモリセルMCに与えるドレイン電圧MCD(約0.9V)を発生するものである。このドレイン電圧発生回路40は、例えば、ゲートに基準電位REFが与えられるNチャネルMOSトランジスタ(以下、「NMOS」という)41を有している。NMOS41のソースは接地電位GNDに接続され、ドレインはPチャネルMOSトランジスタ(以下、「PMOS」という)42のドレインとゲート、及びPMOS43のゲートに接続されている。PMOS42,43のソースは電源電位VCC(例えば、3V)に接続され、このPMOS43のドレインは、NMOS44を介して接地電位GNDに接続されている。NMOS44のゲートは、ノードN40に接続され、このノードN40は、直列接続されたNMOS45とPMOS46を介して電源電位VCCに接続されている。NMOS45のゲートはNMOS44のドレインに接続され、PMOS46のゲートは接地電位GNDに接続されている。そして、ノードN40からドレイン電圧MCDが出力され、各メモリセルアレイ10iのドレイン電源線12に与えられるようになっている。
The drain
充電回路50は、待機状態が解除されたときに、各メモリセルアレイ10iのドレイン電源線12を、ドレイン電圧MCDまで急速に充電するためのものである。この充電回路50は、例えば、ゲートにイネーブル信号/CEが与えられるPMOS51を有している。PMOS51のソースは電源電位VCCに接続され、ドレインは、NMOS52を介してノードN40に接続されている。
The
更に、この充電回路50は、イネーブル信号/CEがインバータ53で反転されてゲートに与えられるPMOS54を有している。PMOS54のソースは電源電位VCCに接続され、ドレインは、ノードN50に接続されている。ノードN50は、NMOS55を介して接地電位GNDに接続されると共に、このノードN50の信号S50がNMOS52のゲートに与えられている。一方、NMOS55のゲートには、メモリセルアレイ10iのドレイン電源線12の電位が、抵抗61を介してドレイン電圧検出信号MCDSとして与えられるようになっている。
Further, the
図3は、図2の動作を示す信号波形図である。以下、この図3を参照しつつ、図2の動作を説明する。 FIG. 3 is a signal waveform diagram showing the operation of FIG. The operation of FIG. 2 will be described below with reference to FIG.
待機状態では、イネーブル信号/CEは“H”となっている。これにより、基準電位発生回路30の動作は停止し、基準電位REFは0Vであり、ドレイン電圧発生回路40から出力されるドレイン電圧MCDも0Vとなっている。一方、充電回路50では、PMOS51がオフ、PMOS54がオンとなる。また、NMOS55に与えられるドレイン電圧検出信号MCDSは0Vであるので、このNMOS55はオフである。従って、ノードN50の信号S50は“H”である。更に、ワード線WL、ドレイン線DL、ソース線SLは“L”となり、非選択のビット線BLは浮遊状態となる。
In the standby state, the enable signal / CE is “H”. As a result, the operation of the reference
待機状態の解除は、イネーブル信号/CEを“L”にすることによって行われ、これによって充電動作が開始される。 The standby state is released by setting the enable signal / CE to “L”, thereby starting the charging operation.
イネーブル信号/CEが“L”になると、基準電位発生回路30から出力される基準電位REFがゆっくりと上昇し、これに従ってドレイン電圧発生回路40のドレイン電圧MCDも上昇する。一方、充電回路50では、PMOS51がオン、PMOS54がオフとなる。また、待機状態の解除直後は、ドレイン電圧検出信号MCDSは“L”であるので、NMOS55はオフのままで、信号S50は暫く“H”に保持される。これにより、充電回路50のPMOS51とNMOS52を介して、ドレイン電圧MCDは急上昇する。 ドレイン電圧MCDの上昇によって、ワード線WL、ドレイン線DL及びソース線SLの電位が上昇してメモリセルの閾値を越えると、ビット線BLの電位も上昇を開始する。更に、ドレイン電圧MCDの急上昇によって、ドレイン電圧検出信号MCDSが上昇すると、充電回路50のNMOS55はオンとなり、信号S50が“L”となってNMOS52はオフとなる。これにより、充電回路50は、ドレイン電圧発生回路40のノードN40から切り離され、基準電位REFが所定の電位に落ち着くまで、このドレイン電圧発生回路40によってノードN40のドレイン電圧MCDが供給される。
When the enable signal / CE becomes “L”, the reference potential REF output from the reference
そして、所定の時間が経過して基準電位REFが落ち着いた時点で、データの読み出し動作が開始される。 Then, when a predetermined time has elapsed and the reference potential REF has settled, a data read operation is started.
しかしながら、前記半導体記憶装置では、次のような課題があった。
通常の待機状態は、比較的短時間で解除され、再びデータの読み出し動作が繰り返えされる。このため、待機状態で浮遊状態となったビット線BLには電荷が残留しており、完全な接地電位GNDまで低下していない。この場合、待機状態が解除されたときの基準電位REFの立ち上がりは遅いが、充電回路50によってドレイン電圧MCDが所定の電圧近辺まで急速に充電される。これにより、基準電位REFが所定の電圧に落ち着いた時点で読み出し動作が可能になる。
However, the semiconductor memory device has the following problems.
The normal standby state is released in a relatively short time, and the data read operation is repeated again. For this reason, charges remain in the bit line BL that is in a floating state in the standby state, and does not drop to the complete ground potential GND. In this case, the rise of the reference potential REF when the standby state is released is slow, but the drain voltage MCD is rapidly charged to the vicinity of the predetermined voltage by the
しかし、待機期間が長くなると、ビット線BLの電荷は漏洩してなくなってしまい、図3中の破線で示すように、ビット線BLの電位は接地電位GNDまで低下する。このため、待機状態が長期間続いた後で解除されると、充電回路50による急速充電の間はドレイン電圧MCDが所定の電圧近辺まで急速に充電されるものの、ドレイン電圧検出信号MCDSの上昇で充電回路50が切り離されると、その直後に選択されたメモリセルを通してドレイン電圧MCDがビット線BLに接続され、このドレイン電圧MCDは大きく低下する。このタイミングに読み出し動作が行われると、読み出されたデータに誤りが生ずるという問題があった。
However, if the standby period becomes longer, the charge on the bit line BL does not leak, and the potential of the bit line BL decreases to the ground potential GND as shown by the broken line in FIG. For this reason, when the standby state is released after a long period of time, the drain voltage MCD is rapidly charged to a vicinity of a predetermined voltage during the rapid charging by the
また、長期の待機期間後の読み出し不良を、製品テスト工程で検出するためには、長期間待機状態に放置した後でテストをする必要があるので、テスト時間が長くなるという課題があった。更に、電荷の漏洩時間にはばらつきがあるので、実際にどの程度の時間待機状態に放置すれば良いのかも明確でなく、読み出し不良の検出が困難であるという課題もあった。 In addition, in order to detect a reading failure after a long standby period in the product test process, it is necessary to perform a test after leaving it in a standby state for a long period of time. Further, since the charge leakage time varies, it is not clear how much time it should actually be left in the standby state, and it is difficult to detect a reading failure.
本発明は、長期の待機期間後でも、正常な読み出し動作が可能な半導体記憶装置を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device that can perform a normal read operation even after a long standby period.
本発明は、平行配置された複数のワード線、該ワード線に交差して配置された複数のドレイン線とソース線、これらのワード線とドレイン線とソース線とに接続されたメモリセル、及び該ドレイン線にドレイン電圧を供給するドレイン電源線を有するメモリセルアレイと、前記メモリセルアレイの複数のソース線に対応して設けられ、スイッチ用のトランジスタを介して該ソース線に接続される複数のビット線と、前記ビット線の信号をカラム選択信号に従って選択してデータ線に出力するカラムスイッチと、イネーブル信号によって読み出し動作が指定されたときに、前記ドレイン電圧を発生して前記メモリセルアレイのドレイン電源線に与えるドレイン電圧発生回路と、前記イネーブル信号によって読み出し動作が指定されたときに、前記ドレイン電圧を監視して所定の電位に上昇するまでの間、オン状態になって電源電位から前記メモリセルアレイのドレイン電源線を充電する充電回路とを備えた半導体記憶装置において、前記ドレイン電圧発生回路の出力側を、抵抗を介して前記メモリセルアレイのドレイン電源線に接続すると共に、該抵抗を介したドレイン電源線の電位を、前記充電回路の監視電圧として与えるように構成したことを特徴としている。 The present invention includes a plurality of word lines arranged in parallel, a plurality of drain lines and source lines arranged crossing the word lines, memory cells connected to these word lines, drain lines and source lines, and A memory cell array having a drain power supply line for supplying a drain voltage to the drain line, and a plurality of bits provided corresponding to the plurality of source lines of the memory cell array and connected to the source line via a switching transistor A column switch that selects a signal of the bit line in accordance with a column selection signal and outputs the selected signal to the data line, and generates a drain voltage when a read operation is specified by an enable signal to generate a drain power source of the memory cell array When a read operation is designated by the drain voltage generation circuit applied to the line and the enable signal, In the semiconductor memory device, the drain voltage generation circuit including a charging circuit that is turned on and charges the drain power supply line of the memory cell array from the power supply potential until the drain voltage is monitored and rises to a predetermined potential of the output side, as well as connected through a resistor to the drain power supply line of said memory cell array, the potential of the drain power supply line through the resistor, and characterized by being configured to provide a monitoring voltage of the charging circuit .
本発明では、ドレイン電圧発生回路の出力側を抵抗を介してドレイン電源線に接続してドレイン電圧を与え、更に、この抵抗を介したドレイン電源線の電位を充電回路で監視している。これにより、ドレイン電源線の電位上昇が遅延して充電回路からドレイン電圧を供給する時間が長くなり、メモリセルアレイを確実にドレイン電圧まで充電することができるという効果がある。 In the present invention, a drain voltage is applied by connecting the output side of the drain voltage generation circuit to a drain power supply line via a resistor, and the potential of the drain power supply line via this resistor is monitored by a charging circuit. As a result, the rise in the potential of the drain power supply line is delayed and the time for supplying the drain voltage from the charging circuit is lengthened, so that the memory cell array can be reliably charged to the drain voltage.
ドレイン電圧発生回路の出力側とドレイン電源線を接続する抵抗の抵抗値は、この抵抗とメモリセルアレイのドレイン電源線に接続される浮遊容量とで構成される積分回路の時定数が、イネーブル信号のアクセス規格値の40〜60%の範囲となる値に設定する。 The resistance value of the resistor connecting the output side of the drain voltage generation circuit and the drain power supply line is the time constant of the integrating circuit composed of this resistor and the stray capacitance connected to the drain power supply line of the memory cell array. The value is set to a range of 40 to 60% of the access standard value.
図1は、本発明の実施例1を示す半導体記憶装置の構成図であり、図2中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
FIG. 1 is a configuration diagram of a semiconductor memory
この半導体記憶装置は、不揮発性の読み出し専用メモリで、複数のメモリセルアレイ10i(但し、i=0〜n)、カラムスイッチ20、基準電位発生回路30、ドレイン電圧発生回路40、充電回路50等を有している。
The semiconductor memory device is a nonvolatile read-only memory, and includes a plurality of memory cell arrays 10 i (where i = 0 to n), a
各メモリセルアレイ10iは、浮遊ゲートを有するMOSトランジスタをメモリセルMCとして用いるもので、平行配置された複数のワード線WL0〜WLmと、これに交差して配置された複数のドレイン線DL1,DL2,…、及びソース線SL1,SL2,…を有している。ドレイン線DL1,DL2,…とソース線SL1,SL2,…は、平行して交互に配置され、これらのドレイン線DL1,DL2,…、ソース線SL1,SL2,…、及びワード線WL0〜WLmのそれぞれの対応するものに接続されるように、メモリセルMCが配置されている。メモリセルMCの制御ゲートは対応するワード線WLに、ドレインは対応するドレイン線DLに、ソースは対応するソース線SLにそれぞれ接続されている。
Each
更に、ドレイン線DL1,DL2,…は、各メモリセルアレイ10iを選択するセルドレイン選択信号DSEi,DSOiによってオン・オフ制御されるスイッチ用のトランジスタ111,112,…を介して、ドレイン電源線12に接続されている。一方、ソース線SL1,SL2,…は、各メモリセルアレイ10iを選択するセルソース選択信号SSiによってオン・オフ制御されるスイッチ用のトランジスタ131,132,…を介して、ビット線BL1,BL2,…に接続されている。
Further, the drain lines DL1, DL2,... Are connected to drain power supplies via switching
カラムスイッチ20は、選択されたメモリセルアレイ10iから読み出されてビット線BL1,BL2,…に並列に出力されたデータの中から、カラム選択信号Y0〜Ykに従って1対のデータを選択してデータ線DT1,DT2に出力するものである。
基準電位発生回路30は、データ読み出し時に、イネーブル信号/CEがレベル“L”になったときに、基準電位REFを生成するものである。なお、待機時は、イネーブル信号/CEがレベル“H”で、この基準電位発生回路30も待機状態となって基準電位REFの生成は停止される。
The reference
ドレイン電圧発生回路40は、基準電位発生回路30から与えられる基準電位REFに基づいて、メモリセルに与えるドレイン電圧MCD(約0.9V)を発生するものである。このドレイン電圧発生回路40は、例えば、ゲートに基準電位REFが与えられるNMOS41を有している。NMOS41のソースは接地電位GNDに接続され、ドレインはPMOS42のドレインとゲート、及びPMOS43のゲートに接続されている。PMOS42,43のソースは電源電位VCC(例えば、3V)に接続され、このPMOS43のドレインは、NMOS44を介して接地電位GNDに接続されている。NMOS44のゲートは、ノードN40に接続され、このノードN40は、直列接続されたNMOS45とPMOS46を介して電源電位VCCに接続されている。NMOS45のゲートはNMOS44のドレインに接続され、PMOS46のゲートは接地電位GNDに接続されている。そして、ノードN40からドレイン電圧MCDが出力され、このドレイン電圧MCDが、抵抗62を介して各メモリセルアレイ10iのドレイン電源線12の一端に与えられるようになっている。
The drain
なお、この抵抗62の抵抗値は、各メモリセルアレイ10iのドレイン電源線12に接続される浮遊容量とで構成される積分回路の時定数が、イネーブル信号/CEのアクセス規格値(例えば、100ns)の1/2程度(即ち、50ns程度)となるように、設定されている。
Note that the resistance value of the
充電回路50は、待機状態が解除されたときに、各メモリセルアレイ10iのドレイン電源線12を、ドレイン電圧MCDまで急速に充電するためのものである。この充電回路50は、例えば、ゲートにイネーブル信号/CEが与えられるPMOS51を有している。PMOS51のソースは電源電位VCCに接続され、ドレインはNMOS52を介してノードN40に接続されている。更にこの充電回路50は、イネーブル信号/CEがインバータ53で反転されてゲートに与えられるPMOS54を有している。PMOS54のソースは電源電位VCCに接続され、ドレインは、ノードN50に接続されている。ノードN50は、NMOS55を介して接地電位GNDに接続されると共に、このノードN50の信号S50がNMOS52のゲートに与えられている。一方、NMOS55のゲートは、抵抗61を介して各メモリセルアレイ10iのドレイン電源線12の他端(即ち、ドレイン電圧MCDが与えられる一端の反対側)に接続されている。これにより、ドレイン電源線12の電位が、抵抗61を介してドレイン電圧検出信号MCDSとして与えられるようになっている。
The charging
図4は、図1の動作を示す信号波形図である。以下、この図4を参照しつつ、図1の動作を説明する。なお、この図4中には、比較のために、図3の従来の信号波形を破線で示している。 FIG. 4 is a signal waveform diagram showing the operation of FIG. The operation of FIG. 1 will be described below with reference to FIG. In FIG. 4, the conventional signal waveform of FIG. 3 is indicated by a broken line for comparison.
待機状態では、イネーブル信号/CEは“H”となっている。これにより、基準電位発生回路30の動作は停止し、基準電位REFは0Vであり、ドレイン電圧発生回路40から出力されるドレイン電圧MCDも0Vとなっている。一方、充電回路50では、PMOS51がオフ、PMOS54がオンとなる。また、NMOS55に与えられるドレイン電圧検出信号MCDSは0Vであるので、このNMOS55はオフである。従って、ノードN50の信号S50は“H”である。更に、ワード線WL、ドレイン線DL、ソース線SLは“L”となり、非選択のビット線BLは浮遊状態となる。
In the standby state, the enable signal / CE is “H”. As a result, the operation of the reference
待機状態の解除は、イネーブル信号/CEを“L”にすることによって行われ、これによって充電動作が開始される。 The standby state is released by setting the enable signal / CE to “L”, thereby starting the charging operation.
イネーブル信号/CEが“L”になると、基準電位発生回路30から出力される基準電位REFがゆっくりと上昇し、これに従ってドレイン電圧発生回路40のドレイン電圧MCDも上昇する。一方、充電回路50では、PMOS51がオン、PMOS54がオフとなる。また、待機状態の解除直後は、ドレイン電圧検出信号MCDSは“L”であるので、NMOS55はオフのままで、信号S50は暫くの間“H”に保持される。これにより、充電回路50のPMOS51とNMOS52を介して、ドレイン電圧MCDは急上昇する。
When the enable signal / CE becomes “L”, the reference potential REF output from the reference
ドレイン電圧MCDは、抵抗62を介して各メモリセルアレイ10iに与えられるので、実際に各メモリセルアレイ10iのドレイン電源線12に印加される電圧は、この抵抗62と各メモリセルアレイ10iのドレイン電源線12等の浮遊容量による積分回路の時定数に従って上昇する。従って、ドレイン電圧検出信号MCDSの上昇は、ドレイン電圧MCDの上昇に比べて緩慢である。このため、充電回路50の信号S50が“L”になるタイミングも、従来のタイミングに比べて遅延する。
Drain voltage MCD Since applied via
一方、ドレイン電圧MCDの上昇によって、ワード線WL、ドレイン線DL及びソース線SLの電位が上昇してメモリセルの閾値を越えると、ビット線BLの電位も上昇を開始する。この時点では、信号S50はまだ“H”となっているので、ドレイン電圧MCDは、充電回路50から供給される。
On the other hand, when the potential of the word line WL, the drain line DL, and the source line SL rises due to the rise of the drain voltage MCD and exceeds the threshold value of the memory cell, the potential of the bit line BL also starts to rise. At this time, since the signal S50 is still “H”, the drain voltage MCD is supplied from the charging
ここで、ビット線BLに電荷が残っていれば、ドレイン電圧検出信号MCDSは速く上昇し、電荷が残っていなければ、このドレイン電圧検出信号MCDSはゆっくりと上昇する。更に、ドレイン電圧MCDの上昇によって、ドレイン電圧検出信号MCDSが上昇すると、充電回路50のNMOS55はオンとなり、信号S50が“L”となってNMOS52はオフとなる。これにより、充電回路50は、ドレイン電圧発生回路40のノードN40から切り離され、基準電位REFが所定の電位に落ち着くまで、このドレイン電圧発生回路40によってノードN40のドレイン電圧MCDが供給される。
Here, if the charge remains on the bit line BL, the drain voltage detection signal MCDS rises quickly, and if no charge remains, the drain voltage detection signal MCDS rises slowly. Further, when the drain voltage detection signal MCDS rises due to the rise of the drain voltage MCD, the
そして、所定の時間が経過して基準電位REFが落ち着いた時点で、メモリセルMCの選択と、選択されたメモリセルMCからのデータ読み出し動作が開始される。 Then, when a predetermined time has elapsed and the reference potential REF has settled, the selection of the memory cell MC and the data read operation from the selected memory cell MC are started.
以上のように、この実施例1の半導体記憶装置は、ドレイン電圧発生回路40及び充電回路50で発生したドレイン電圧MCDを、抵抗62を介して各メモリセルアレイ10iのドレイン電源線12の一端に与えると共に、これらの各メモリセルアレイ10iのドレイン電源線12の他端の電位を、ドレイン電圧検出信号MCDSとして充電回路50にフィードバックさせるようにしている。これにより、ドレイン電源線12の電位が所定の電位に上昇するまるまで、充電回路50から各メモリセルアレイ10iにドレイン電圧MCDを供給することができるので、待機期間が長くなってビット線BLの電荷が放電されていても、各メモリセルアレイ10iに適正なドレイン電圧MCDを与えることが可能になり、待機状態が解除された直後のデータ読み出し誤りを防止することができるという利点がある。
As described above, in the semiconductor memory device according to the first embodiment, the drain voltage MCD generated by the drain
なお、抵抗62の抵抗値は、小さいと充電回路50から各メモリセルアレイ10iにドレイン電圧MCDを供給する時間が短くなって従来と同じ問題が発生する。また、大き過ぎると、各メモリセルアレイ10iに与えられるドレイン電圧MCDの上昇が遅くなって所定の時間に読み出し動作を開始することができない。従って、抵抗62の抵抗値は、各メモリセルアレイ10iのドレイン電源線12に接続される浮遊容量とで構成される積分回路の時定数が、イネーブル信号/CEのアクセス規格値(例えば、100ns)の40〜60%の範囲となる値が最適である。
If the resistance value of the
図5は、本発明の実施例2を示す半導体記憶装置の構成図であり、図2中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
FIG. 5 is a configuration diagram of a semiconductor memory
この半導体記憶装置は、図2の半導体記憶装置における充電回路50に代えて、構成が若干異なる充電回路50Aを設けたものである。
In this semiconductor memory device, a charging
充電回路50Aは、ゲートにイネーブル信号/CEが与えられるPMOS51を有している。PMOS51のソースは電源電位VCCに接続され、ドレインはNMOS52を介してノードN40に接続されている。更にこの充電回路50は、イネーブル信号/CEを所定時間だけ遅延させてインバータ53に与える遅延素子(DLY)56を有している。遅延素子としては、例えばインバータを複数段縦続接続することで実現できる。なお、この遅延素子56による遅延時間は、待機状態解除アクセスのストローブ相当の時間に設定されている。
The charging
インバータ53の出力側は,PMOS54のゲートに接続されている。PMOS54のドレインはノードN50に接続され、このノードN50が、NMOS55を介して接地電位GNDに接続されると共に、NMOS52のゲートに接続されている。NMOS55のゲートには、メモリセルアレイ10iのドレイン電源線12の電位が、抵抗61を介してドレイン電圧検出信号MCDSとして与えられるようになっている。
The output side of the
一方、PMOS54のソースは、直列接続された複数のPMOS57a〜57cを介して、電源電位VCCに接続されている。PMOS57a〜57cのゲートは接地電位GNDに接続され、これらのPMOS57a〜57cは、オン状態に設定されている。更に、PMOS57a〜57cの接続点は、ヒューズ58a,58bを介して電源電位VCCに接続されている。その他の構成は、図2と同様である。
On the other hand, the source of the
図6は、図5の動作を示す信号波形図である。以下、この図6を参照しつつ、図5の動作を説明する。なお、この図6中には、比較のために、図3の従来の信号波形を破線で示している。 FIG. 6 is a signal waveform diagram showing the operation of FIG. Hereinafter, the operation of FIG. 5 will be described with reference to FIG. In FIG. 6, the conventional signal waveform of FIG. 3 is indicated by a broken line for comparison.
待機状態の解除は、イネーブル信号/CEを“L”にすることによって行われ、これによって充電回路50AのNMOS51がオン状態になって充電動作が開始される。一方、NMOS54のゲートには、遅延素子53とインバータ53を介してイネーブル信号/CEが与えられるので、このNMOS54がオフ状態になるのは、遅延素子53による遅延時間の経過後となる。
The standby state is released by setting the enable signal / CE to “L”, whereby the
充電動作によってドレイン電圧MCDが上昇し、これに伴ってドレイン電圧検出信号MCDSが上昇すると、電源電位VCCからオン状態に設定されたPMOS57a〜57cと、まだオン状態となっているPMOS54を介してNMOS55に電流が流れ始める。これにより、ノードN50の信号S50は、緩やかに降下しながら、充電動作が継続される。そして、遅延素子53による遅延時間の経過後、PMOS54がオフ状態になって充電動作が停止すると共に、PMOS57a〜57c,54及びNMOS55に流れる貫通電流が停止する。
When the drain voltage MCD rises due to the charging operation, and the drain voltage detection signal MCDS rises accordingly, the
以上のように、この実施例2の半導体記憶装置は、充電停止タイミングを遅延させる遅延素子56を有する充電回路50Aを備えている。これにより、充電回路50Aから各メモリセルアレイ10iにドレイン電圧MCDを供給することができるので、実施例1と同様の利点がある。また、この充電回路50Aは、ノードN50の信号S50を緩やかに変化させるための抵抗素子として、PMOS57a〜57cを有しているので、ドレイン電圧MCDの急激な変化が抑制され、読み出し動作を安定させることができるという利点がある。更に、PMOS57a〜57cは、ヒューズ58a,58bの切断の有無によって抵抗値を変化させることができるので、個別にばらつきの調整を行うことができる。
As described above, the semiconductor memory device according to the second embodiment includes the charging
なお、遅延素子56もヒューズ切断等によってトリミング可能な構成にしておけば、ウエハプロセス完了後に、個別に最適な遅延時間を設定することができる。また、PMOS57a〜57cに代えて、抵抗やその他の抵抗素子を用いることができることはいうまでもない。更に、充電回路を構成するトランジスタも、上記動作を実現できるものであれば、他の導電型のトランジスタとしてもよいことはいうまでもない。
If the
図7は、本発明の実施例3を示す半導体記憶装置の構成図であり、図2中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。 FIG. 7 is a configuration diagram of a semiconductor memory device showing Embodiment 3 of the present invention. Elements common to those in FIG. 2 are denoted by common reference numerals.
この半導体記憶装置は、図2の半導体記憶装置にテスト回路70を付加したものである。テスト回路70は、テストモードを指定するテスト信号TSTが与えられる端子71と、この端子71をプルダウンする抵抗72を有している。
This semiconductor memory device is obtained by adding a
また、このテスト回路70は、カラムスイッチ20に与えられるカラム選択信号Y0〜Ykを制御するためのORゲート730〜73kを有している。ORゲート730〜73kの第1の入力側には、それぞれカラム選択信号Y0〜Ykが与えられ、第2の入力側にはテスト信号TSTが与えられるようになっている。ORゲート730〜73kの出力側は、カラムスイッチ20に接続されている。
The
更に、このテスト回路70は、テストモード時にデータ線DL1,DL2を接地電位GNDに接続するためのNMOS741,742を有している。即ち、NMOS741,742のドレインは、それぞれデータ線DL1,DL2に接続され、ソースは接地電位GNDに接続されている。そして、NMOS741,742のゲートは、端子71に接続されてテスト信号TSTが与えられるようになっている。
Further, the
この半導体記憶装置では、端子71が無接続または“L”のときは、ORゲート730〜73kは単なるバッファとなり、NMOS741,742はオフ状態となるので、通常の動作が行われる。 In this semiconductor memory device, when the terminal 71 is not connected or is “L”, the OR gates 73 0 to 73 k are merely buffers, and the NMOSs 74 1 and 74 2 are in an off state, so that a normal operation is performed.
一方、端子71に“H”のテスト信号TSTが与えられると、カラムスイッチ20に与えられるカラム選択信号Y0〜Ykはすべて“H”となり、すべてのビット線BL1,BL2,…がデータ線DL1,DL2に接続される。更に、データ線DL1,DL2は、オン状態のNMOS741,742を介して接地電位GNDに接続される。これにより、すべてのビット線BL1,BL2,…は、接地電位GNDに接続されることになる。
On the other hand, when the test signal TST of “H” is applied to the terminal 71, all the column selection signals Y0 to Yk applied to the
以上のように、この実施例3の半導体記憶装置は、テスト信号TSTによってすべてのビット線BL1,BL2,…を強制的に接地電位GNDに接続して、これらのビット線BL1,BL2,…を完全に放電させるためのテスト回路70を有している。これにより、長期間の待機状態と同じ条件を短時間で形成することができるので、長期の待機時間後の読み出し不良を試験するための試験時間を短縮することができるという利点がある。
As described above, in the semiconductor memory device according to the third embodiment, all the bit lines BL1, BL2,... Are forcibly connected to the ground potential GND by the test signal TST, and these bit lines BL1, BL2,. A
なお、テスト回路70の構成はこの実施例3の構成に限らず、強制的に全ビット線BL1,BL2,…の電荷を放電させることができるものであれば良い。また、端子71を設けず、通常動作では有り得ない特定の入力信号の組み合わせによって、テスト信号TSTを出力するような論理回路を用いても良い。
Note that the configuration of the
上記実施例1〜3では、浮遊ゲートを有するMOSトランジスタをメモリセルMCとして用いた半導体記憶装置を対象として説明したが、ドレイン電圧発生回路と充電回路を備えたすべての半導体記憶装置に適用することができる。また、メモリセルアレイ10の数は単数でも複数でも適用可能である。
In the first to third embodiments, the semiconductor memory device using the MOS transistor having the floating gate as the memory cell MC has been described. However, the present invention is applicable to all semiconductor memory devices including the drain voltage generating circuit and the charging circuit. Can do. The number of the
10 メモリセルアレイ
12 ドレイン電源線
20 カラムスイッチ
40 ドレイン電圧発生回路
50 充電回路
62 抵抗
70 テスト回路
BL ビット線
DL ドレイン線
DT データ線
MC メモリセル
SL ソース線
WL ワード線
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記メモリセルアレイの複数のソース線に対応して設けられ、スイッチ用のトランジスタを介して該ソース線に接続される複数のビット線と、
前記ビット線の信号をカラム選択信号に従って選択してデータ線に出力するカラムスイッチと、
イネーブル信号によって読み出し動作が指定されたときに、前記ドレイン電圧を発生して前記メモリセルアレイのドレイン電源線に与えるドレイン電圧発生回路と、
前記イネーブル信号によって読み出し動作が指定されたときに、前記ドレイン電圧を監視して所定の電位に上昇するまでの間、オン状態になって電源電位から前記メモリセルアレイのドレイン電源線を充電する充電回路とを備えた半導体記憶装置において、
前記ドレイン電圧発生回路の出力側を、抵抗を介して前記メモリセルアレイのドレイン電源線に接続すると共に、該抵抗を介したドレイン電源線の電位を、前記充電回路の監視電圧として与えるように構成したことを特徴とする半導体記憶装置。 A plurality of word lines arranged in parallel, a plurality of drain lines and source lines arranged crossing the word lines, memory cells connected to these word lines, drain lines and source lines, and the drain lines A memory cell array having a drain power supply line for supplying a drain voltage;
A plurality of bit lines provided corresponding to a plurality of source lines of the memory cell array and connected to the source lines via switching transistors;
A column switch that selects the signal of the bit line according to a column selection signal and outputs the selected signal to the data line;
A drain voltage generating circuit that generates the drain voltage and applies it to the drain power supply line of the memory cell array when a read operation is designated by an enable signal;
When a read operation is specified by the enable signal, a charging circuit that is in an on state and charges the drain power supply line of the memory cell array from the power supply potential until the drain voltage is monitored and rises to a predetermined potential In a semiconductor memory device comprising:
The output side of the drain voltage generation circuit is connected to the drain power supply line of the memory cell array through a resistor, and the potential of the drain power supply line through the resistor is provided as a monitoring voltage of the charging circuit. A semiconductor memory device.
前記メモリセルアレイの複数のソース線に対応して設けられ、スイッチ用のトランジスタを介して該ソース線に接続される複数のビット線と、
前記ビット線の信号をカラム選択信号に従って選択してデータ線に出力するカラムスイッチと、
イネーブル信号によって読み出し動作が指定されたときに、前記ドレイン電圧を発生して前記メモリセルアレイのドレイン電源線に与えるドレイン電圧発生回路と、
前記イネーブル信号によって読み出し動作が指定されたときに、前記ドレイン電圧を監視して所定の電位に上昇するまでの間、オン状態になって電源電位から前記メモリセルアレイのドレイン電源線を充電する充電回路とを備えた半導体記憶装置において、
前記充電回路は、
電源電位と第1ノードの間に接続され、前記イネーブル信号によってオン状態となる第1の第1導電型MOSトランジスタと、
前記第1ノードと前記ドレイン電源線の間に接続され、第2ノードの電位によって導通状態が制御される第1の第2導電型MOSトランジスタと、
前記イネーブル信号を遅延及び反転させる遅延素子と、
前記第2ノードと抵抗手段を介して電源電位に接続された第3ノードの間に接続され、前記遅延及び反転されたイネーブル信号によってオフ状態となる第2の第1導電型MOSトランジスタと、
前記第2ノードと接地電位の間に接続され、前記ドレイン電圧によって導通状態が制御される第2の第2導電型MOSトランジスタとを、
有することを特徴とする半導体記憶装置。 A plurality of word lines arranged in parallel, a plurality of drain lines and source lines arranged crossing the word lines, memory cells connected to these word lines, drain lines and source lines, and the drain lines A memory cell array having a drain power supply line for supplying a drain voltage;
A plurality of bit lines provided corresponding to a plurality of source lines of the memory cell array and connected to the source lines via switching transistors;
A column switch that selects the signal of the bit line according to a column selection signal and outputs the selected signal to the data line;
A drain voltage generating circuit that generates the drain voltage and applies it to the drain power supply line of the memory cell array when a read operation is designated by an enable signal;
When a read operation is specified by the enable signal, a charging circuit that is in an on state and charges the drain power supply line of the memory cell array from the power supply potential until the drain voltage is monitored and rises to a predetermined potential In a semiconductor memory device comprising:
The charging circuit is
A first first conductivity type MOS transistor connected between a power supply potential and a first node and turned on by the enable signal;
A first second conductivity type MOS transistor connected between the first node and the drain power supply line, the conduction state of which is controlled by the potential of the second node;
A delay element for delaying and inverting the enable signal;
A second first-conductivity-type MOS transistor connected between the second node and a third node connected to a power supply potential via a resistance means, and turned off by the delayed and inverted enable signal;
A second second-conductivity-type MOS transistor connected between the second node and a ground potential, the conduction state of which is controlled by the drain voltage;
A semiconductor memory device comprising:
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