DE3936704A1 - Error-detecting cellular semiconductor memory with codeword generator - includes writing and read=out circuits for test data and stored codewords, integrated on same memory chip - Google Patents

Error-detecting cellular semiconductor memory with codeword generator - includes writing and read=out circuits for test data and stored codewords, integrated on same memory chip

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DE3936704A1 DE19893936704 DE3936704A DE3936704A1 DE 3936704 A1 DE3936704 A1 DE 3936704A1 DE 19893936704 DE19893936704 DE 19893936704 DE 3936704 A DE3936704 A DE 3936704A DE 3936704 A1 DE3936704 A1 DE 3936704A1
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Abstract

The chip (100) includes a circuit (10) for generating a code for error detection and correction purposes on the basis of data supplied from outside, and for combining the data and code for transmission to a storage cell field (1). Another circuit (11) checks and corrects the read-out data which are built up from the stored data and code. The codeword generator (10) and error detection/correction circuit (11) are incorporated in a masked read-only memory which is integrated on the same chip with the storage cell field (1) and X and Y decoders (3, 4). ADVANTAGE - Margin of operating supply voltage is widened so that error detection and correction can be performed quickly and accurately, even when voltage fluctuates with considerable decline from its higher level.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Halbleiterspeichereinrichtung. Insbesondere bezieht sie sich auf Verbesserungen einer Schaltung zum Fehlerprüfen/-korrigieren und einer Schaltung zum Erzeugen eines Codewortes, welches einen Fehler prüfen/korrigieren kann, wie sie in Halbleiterspeichereinrichtungen großer Kapazität mit Fehlerprüf-/-korrekturfunktionen vorhanden sind.The invention relates to a semiconductor memory device. In particular, it relates to improvements a circuit for error checking / correction and one Circuit for generating a code word, which is an error can check / correct, as in semiconductor memory devices Large capacity with error checking / correction functions available.

Wenn bei einer Halbleiterspeichereinrichtung wie einem EEPROM (eine elektrisch schreibbare und löschbare nicht flüchtige Halbleitereinrichtung), einem DRAM (ein dynamischer Direktzugriffsspeicher) oder einem SRAM (einem statischen Direktzugriffsspeicher) ihre Kapazität erhöht wird, nimmt die Zahl der schadhaften Speicherzellen zu, und daher wird angenommen, daß ein herkömmliches Redundanzspeicherzellensystem nicht mit einer solchen Situation fertig werden kann. Weiterhin kommt es manchmal während der Tätigkeit einer Halbleiterspeichereinrichtung vor, daß fehlerhafte Daten eingeschrieben oder ausgelesen werden aufgrund latent schadhafter Zellen, die nicht entdeckt worden sind, als die Einrichtung auf den Markt gebracht worden ist, aufgrund von Rauschen und ähnlichem. Daher sind seit einiger Zeit Fehlerprüf- und Fehlerkorrekturfunktionen für Daten bei einer Halbleiterspeichereinrichtung großer Kapazität hinzugefügt. Zuerst soll ein Verfahren zum Fehlerprüfen/-korrigieren von Informationen beschrieben werden, wobei als Beispiel der Hamming-Code genommen wird, der einer der üblicherweise genommenen linearen Codes ist.When in a semiconductor memory device such as an EEPROM (an electrically writable and erasable non-volatile Semiconductor device), a DRAM (a dynamic random access memory) or an SRAM (a static random access memory) their capacity increases, the number of defective memory cells too, and therefore it is believed that a conventional redundancy memory cell system does not have one can cope with such a situation. It continues sometimes during the operation of a semiconductor memory device  before that incorrect data is written or read are due to latently defective cells that are not have been discovered when the establishment was launched due to noise and the like. Therefore have been error checking and error correction functions for some time large for data in a semiconductor memory device Capacity added. First, a method for error checking / correction of information to be described, whereby the Hamming code, which is one of the is usually taken linear codes.

Zuerst wird ein zweidimensionaler Blockcode einer Länge n betrachtet. Ein Code, der als ein Codewort all die Reihen w = (x 1, x 2, . . ., x n ) betrachtet, die das folgende lineare Gleichungssystem erfüllen, wird ein linearer Code genannt.First, consider a two-dimensional block code of length n . A code that regards as a code word all the rows w = (x 1, x 2, ... , X n ) that satisfy the following system of linear equations is called a linear code.

α₁₁x₁ + α₁₂x₂ + · · · + a 1n x n
= 0
α 21x1 + α 22x2 + · · · + α 2n x n (mod. 2)
= 0
. . .
α m1 x₁ + a m2 x₂ + · · · + α mn x n
= 0
m<n,
x i ∈(0, 1)
i = 1, . . ., n,
α ₁₁ x ₁ + α ₁₂ x ₂ + · · · + a 1 n x n
= 0
α 21 x 1 + α 22 x 2 + · · · + α 2 n x n (mod. 2)
= 0
. . .
α m 1 x ₁ + a m 2 x ₂ + · · · + α mn x n
= 0
m < n ,
x i ∈ (0, 1)
i = 1,. . ., n ,

wobei a ÿ (i=1, . . ., n; j=1, . . ., n) als konstant mit dem Wert 0 oder 1 angenommen ist, und eine Operation damit wird unter Berücksichtigung der Boolschen Algebra durchgeführt.where a ÿ (i = 1, ... , n ; j = 1,..., n) is assumed to be constant with the value 0 or 1, and an operation is carried out taking Boolean algebra into account.

Das obige Gleichungssystem wird Paritätsprüfgleichung genannt, während die Koeffizientenmatrix dieser Paritätsprüfgleichung, wie sie unten gezeigt ist, Paritätsprüfmatrix genannt wird. The system of equations above is called the parity check equation, while the coefficient matrix of this parity check equation, as shown below is called a parity check matrix.  

In der Paritätsprüfgleichung werden Variablen, die unabhängig gewählt werden können, Informationsbits genannt, während Variablen, die aufgrund der ausgewählten Variablen bestimmt werden, Prüfbits genannt werden.In the parity check equation, variables that are independent can be chosen, called information bits, while Variables determined based on the selected variables are called check bits.

Es sei angenommen, ein Code sei w, dann ist die Paritätsgleichung wie folgt ausdrückbar:Assuming a code is w , the parity equation can be expressed as follows:

Hw T = 0 (mod. 2), Hw T = 0 (mod. 2),

wobei w das oben beschriebene Codewort ist und T ein Symbol, das die Transposition darstellt.where w is the code word described above and T is a symbol representing the transposition.

In der oben beschriebenen Paritätsprüfmatrix wird die, die die folgende Form annimmt, insbesondere eine kanonische Paritätsprüfmatrix genannt:In the parity check matrix described above, the one that the takes the following form, in particular a canonical parity check matrix called:

wobei I m die Einheitsmatrix der Größe m×m ist.where I m is the unit matrix of size m × m .

Hier enthalten die Checkbits die ersten m Bits (x 1, x 2, . . ., x m ). Die Beziehung zwischen den Informationsbits und den Prüfbits im Falle der kanonischen Paritätsprüfmatrix ist durch den folgenden Ausdruck gegeben:Here the check bits contain the first m bits (x 1, x 2,..., X m ). The relationship between the information bits and the check bits in the case of the canonical parity check matrix is given by the following expression:

(x₁ . . . x m ) = (x m+1, . . ., x n )P T (mod. 2) (x ₁... x m ) = (x m +1 , ... , x n ) P T (mod. 2)

Wenn daher die Informationsbits (x m+1, . . ., x n ) willkürlich ausgewählt sind, sind die ihnen entsprechenden Prüfbits eindeutig bestimmt.Therefore, if the information bits (x m +1 , ... , X n ) are selected arbitrarily, the check bits corresponding to them are uniquely determined.

Entsprechend der oben beschriebenen kanonischen Paritätsprüfmatrix wird die unten gezeigte Matrix eine Erzeugungsmatrix genannt:According to the canonical parity check matrix described above the matrix shown below becomes a generation matrix called:

Wenn in der obigen Paritätsprüfmatrix H jede Spalte nicht-0 ist und wenn keine Spalte existiert, die gleich einer anderen ist, wird ein Code, der durch die mit der Matrix H assoziierten Erzeugungsmatrix G erzeugt ist, ein Hammig Code oder ein Einzelfehlerkorrekturcode nach Hamming genannt.In the above parity check matrix H, if each column is non-0 and there is no column that is the same as another, a code generated by the generation matrix G associated with the matrix H is called a Hammig code or a Hamming single error correction code .

Für das Codewort w wirdFor the code word w is

s = Hw T (mod. 2) s = Hw T (mod. 2)

das Syndrom "s" von w genannt. Das das Syndrom s=0 für ein fehlerfreies Codewort w ist, enthält das Codewort einen Fehler, wenn das Syndrom s eines gegebenen Codewortes nicht 0 ist. Wenn das Codewort wie folgtcalled the syndrome "s" by w . Since the syndrome s = 0 for an error-free code word w , the code word contains an error if the syndrome s of a given code word is not 0. If the code word is as follows

ein Einzelfehlermuster enthält, beträgt das Syndrom s contains a single error pattern, the syndrome is s

s = H(w + e i ) T = He i T. s = H (w + e i ) T = He i T.

Das Syndrom s ist also gleich der iten Spalte der Paritätsprüfmatrix H.The syndrome s is therefore equal to the first column of the parity check matrix H.

Wenn das gegebene Codewort ein Hamming-Code ist, ist jede Spalte der Prüfmatrix H nicht-0, und es gibt keine Spalte, die einer anderen gleich ist, so daß Informationen mit Einzelfehlermustern Syndrome s unterschiedlich voneinander haben. Folglich kann Fehlerprüfen und Fehlerkorrigieren ausgeführt werden, indem die Syndrome der gegebenen Daten genommen werden und die ihnen entsprechenden Einzelfehlermuster zu den gegebenen Informationen addiert werden.If the given code word, a Hamming Code is, each column of the check matrix H is not 0, and there is no column that is a different equal so that s have information with a single error syndromes patterns different from each other. Hence, error checking and error correction can be performed by taking the syndromes of the given data and adding the individual error patterns corresponding to them to the given information.

Richtiges Datenschreiben/-lesen in der Halbleiterspeichereinrichtung wird durch Anwenden des oben beschriebenen Codewortes durchgeführt, das einen Fehler korrigieren/prüfen kann. Das heißt, beim Datenschreiben werden Prüfbits für die extern gegebenen Daten erzeugt, und dann werden die für die gegebenen einzuschreibenden Daten erzeugten Prüfbits mit den einzuschreibenden Daten verbunden, um gespeichert zu werden. Beim Datenlesen werden die in einer Speicherzelle, auf die zugegriffen ist, gespeicherte Information und die damit verbundenen Prüfbits beide gelesen, um ein Codewort zu bilden, und das Fehlerprüfen und -korrigieren, das auf dem Codewort basiert, wird ausgeführt, wodurch ein richtiges und korrektes Datenlesen ausgeführt werden kann. Die Konfiguration und der Betrieb der Halbleiterspeichereinrichtung, die Fehlerprüf-/-korrekturfunktionen gemäß der oben beschriebenen Theorie aufweist, wird nun im folgenden beschrieben.Correct data writing / reading in the semiconductor memory device is by applying the code word described above carried out that can correct / check an error. The means that when data is written, check bits for the external given data, and then those for the given Data to be written generated test bits with the data to be written Data connected to be saved. At the Data are read in a memory cell that is accessed is stored information and the related Check bits both read to form a code word, and that Error checking and correction based on the code word, is executed, which ensures correct and correct data reading can be executed. The configuration and operation of the Semiconductor memory device, the error checking / correction functions according to the theory described above will now described below.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, weist eine Halbleiterspeichereinrichtung ein Speicherzellenfeld 1 zum Speichern von Information, die extern vorgesehen wird (im folgenden als Informationsbits bezeichnet), und ein Speicherzellenfeld 2 zum Prüfen, welches eine Mehrzahl von Speicherzellen zum Speichern von Prüfinformation, die entsprechend den Informationsbits des Speicherzellenfeldes 1 erzeugt sind (im folgenden als Check-Bits bezeichnet) enthält, auf. Das Speicherzellenfeld 1 enthält die Speicherzellen in einer Mehrzahl von Zeilen und Spalten angeordnet.Das Speicherzellenfeld zum Prüfen enthält ebenso eine Mehrzahl von Speicherzellen.As shown in Fig. 1, a semiconductor memory device has a memory cell array 1 for storing information which is provided externally (hereinafter referred to as information bits), and a memory cell array 2 for testing, which a plurality of memory cells for storing test information, respectively the information bits of the memory cell array 1 are generated (hereinafter referred to as check bits). The memory cell array 1 contains the memory cells arranged in a plurality of rows and columns. The memory cell array for checking also contains a plurality of memory cells.

Zum Auswählen der Speicherzellen des Speicherzellenfeldes 1 ist ein X-Decodierer 3 zum Decodieren einer X-Adresse, die über X-Adreßeingangsanschlüsse 21 a bis 21 m zum Erzeugen eines Zeilenauswahlsignals angelegt wird, und ein Y-Decodierer 4 zum Decodieren einer Y-Adresse, die über Y-Adreßeingangsanschlüsse 22 a bis 22 m zum Erzeugen eines Spaltenauswahlsignales angelegt wird, vorgesehen. Die Zeilen- und Spaltenauswahlsignale von dem X-Decodierer 3 und dem Y-Decodierer 4 werden ebenfalls dem Speicherzellenfeld 2 zum Prüfen zugeführt.To select the memory cells of the memory cell array 1 is an X decoder 3 for decoding an X address, which is applied via X address input connections 21 a to 21 m to generate a row selection signal, and a Y decoder 4 for decoding a Y address, the m for generating a column selection signal Y is applied via a -Adreßeingangsanschlüsse 22 to 22 is provided. The row and column selection signals from the X decoder 3 and the Y decoder 4 are also supplied to the memory cell array 2 for testing.

Weiterhin ist eine Dateneingangs- und -ausgangsschaltung 6 zum Eingeben von Daten in und Ausgeben von Daten von einer externen Einrichtung über Datenanschlüsse 23 a bis 23 i zum Eingeben und Ausgeben von Daten vorgesehen. Eine Fehlerkorrekturcodierschaltung 7 ist zum Empfang der Informationsbits, die über die Dateneingangs- und -ausgangsschaltung 6 zum Erzeugen der Prüfbits gemäß der vorgegebenen Erzeugungsmatrix angelegt werden, vorgesehen. Dadurch werden die erzeugten Prüfbits zu den angelegten Informationsbits addiert, um sie zusammenzupassen. Eine Schreib-/Leseschaltung 5 ist zum Schreiben der Informationsbits von der Fehlerkorrekturcodierschaltung 7 in die ausgewählten Speicherzellen in dem Speicherzellenfeld 1 und auch zum Schreiben der Prüfbits in die ausgewählten Speicherzellen in dem Speicherzellenfeld 2 zum Prüfen und zum Lesen der Informationsbits und der Prüfbits aus den Speicherzellen, die beim Datenlesen ausgewählt sind, vorgesehen. Schließlich ist eine Fehlerdecodierschaltung 8 zum Aufnehmen der Informationsbits und der Prüfbits, die von der Schreib-/Leseschaltung 5 zum Prüfen und Korrigieren eines Fehlers der ausgelesenen Daten (Informationsbits und Prüfbits) und dann folgend zum Anlegen der Informationsbits (die korrigiert sind) an die Datenanschlüsse 23 a bis 23 i über die Dateneingangs- und -ausgangsschaltung 6 vorgesehen. Diese Halbleiterspeichereinrichtung ist auf einem Halbleiterchip 100 integriert.Furthermore, a data input and output circuit 6 is provided for inputting data into and outputting data from an external device via data connections 23 a to 23 i for inputting and outputting data. An error correction coding circuit 7 is provided for receiving the information bits which are applied via the data input and output circuit 6 for generating the check bits in accordance with the predetermined generation matrix. The test bits generated are added to the information bits created in order to match them. A read / write circuit 5 is for writing the information bits from the error correction coding circuit 7 into the selected memory cells in the memory cell array 1 and also for writing the check bits into the selected memory cells in the memory cell array 2 for checking and for reading the information bits and the check bits from the memory cells that are selected when reading data are provided. Finally, there is an error decoding circuit 8 for picking up the information bits and the check bits sent from the read / write circuit 5 for checking and correcting an error of the read data (information bits and check bits) and then for applying the information bits (which are corrected) to the data terminals 23 a to 23 i provided via the data input and output circuit 6 . This semiconductor memory device is integrated on a semiconductor chip 100 .

Es wird im folgenden als Beispiel der Betrieb einer Halbleiterspeichereinrichtung mit einer Zweifachkonfiguration beschrieben, d. h., mit einer Konfiguration, bei der der Dateneingang und -ausgang in Zwei-Biteinheiten geschieht. Weiterhin wird die folgende Matrix als Erzeugungsmatrix G angesehen, die in der Fehlercodierschaltung 7 verwandt wird.In the following, the operation of a semiconductor memory device with a dual configuration is described as an example, ie with a configuration in which the data input and output takes place in two-bit units. Furthermore, the following matrix is regarded as the generation matrix G , which is used in the error coding circuit 7 .

Die folgende Matrix wird dann als Prüfmatrix H genommen, die in der Fehlerdecodierschaltung 8 eingesetzt wird:The following matrix is then taken as the test matrix H , which is used in the error decoding circuit 8 :

Unter der Annahme, daß die extern angelegten Informationsbits D 0, D 1 sind, während die von den Informationsbits abhängigen Prüfbits P 1, P 2, P 3 sind, wird in der obigen Anordnung ein Codewort w, das in der Lage ist, Fehler zu prüfen und zu korrigieren, wie folgt angegeben: Assuming that the externally applied information bits are D 0, D 1, while the check bits dependent on the information bits are P 1, P 2, P 3, in the above arrangement, a code word w capable of errors becomes Check and correct as follows:

Bei dem Betrieb der Fehlerdecodierschaltung 8 mit der oben beschriebenen Prüfmatrix H wird ein Syndrom s aus dem Lesecodewort (eine Kombination von Informationsbits und Prüfbits) gemäß dem folgenden Ausdruck erzeugt:When the error decoding circuit 8 is operated with the test matrix H described above, a syndrome s is generated from the read code word (a combination of information bits and test bits) according to the following expression:

Wenn das Syndrom s nicht 0 ist, ist es identisch einem Spaltenvektor der Prüfmatrix H. Daher wird das Fehlerkorrigieren ausgeführt, indem geprüft wird, welcher Spaltenvektor der Prüfmatrix H diesem Syndrom gleich ist und durch Invertieren eines Bit-Wertes der Spalte, die diesem Spaltenvektor entspricht.If the syndrome s is not 0, it is identical to a column vector of the test matrix H. Therefore, error correction is carried out by checking which column vector of the check matrix H is equal to this syndrome and by inverting a bit value of the column that corresponds to this column vector.

Eine Relation zwischen Eingang und Ausgang der oben beschriebenen Codierung und Decodierung ist in Fig. 2 gezeigt. Die Tätigkeiten des Einschreibens und Auslesens von Daten der Halbleiterspeichereinrichtung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschrieben. A relation between input and output of the coding and decoding described above is shown in FIG. 2. The operations of writing and reading data from the semiconductor memory device are described below with reference to FIGS. 1 and 2.

Es wird jetzt der Fall betrachtet, in dem Zwei-Bitdaten (0, 1) extern über die Datenanschlüsse 23 a bis 23 i angelegt werden. Die externen Daten (ein Codewort) werden zu der Fehlercodierschaltung übertragen, nachdem ihre Pulsform in der Eingangs- und Ausgangsschaltung 6 gebildet ist. Die Fehlercodierschaltung 7 erzeugt Prüfbits (1, 1, 0) aus den angelegten Informationsbits (0, 1) gemäß der obigen Erzeugungsmatrix G und addiert die erzeugten Prüfbits zu den angelegten Informationsbits und führt sie der Schreib-/Leseschaltung 5 zu. Weiterhin werden die X-Adresse und die Y-Adresse entsprechend an den X-Decodierer 3 und den Y-Decodierer 4 durch die X-Adreßeingangsanschlüsse 21 a bis 22 m angelegt. Sowohl der X-Decodierer 3 als auch der Y-Decodierer 4 decodieren die angelegten Adressen zum Auswählen der entsprechenden Zeile und Spalte in dem Speicherzellenfeld 1 und dem Speicherzellenfeld 2 zum Prüfen. Die Informationsbits aus der Schreib-/Leseschaltung 5 werden in die ausgewählten Speicherzellen des Speicherzellenfeldes 1 geschrieben, während die Prüfbits in die ausgewählten Speicherzellen des Speicherzellenfeldes 2 zum Prüfen geschrieben werden. Folglich werden die Informationsbits und die Prüfbits miteinander verknüpft, um in dem Speicherzellenfeld 1 und dem Speicherzellenfeld 2 zum Prüfen gespeichert zu werden.The case is now considered in which two-bit data (0, 1) are applied externally via the data connections 23 a to 23 i . The external data (a code word) is transmitted to the error coding circuit after its pulse shape is formed in the input and output circuit 6 . The error coding circuit 7 generates check bits (1, 1, 0) from the applied information bits (0, 1) in accordance with the above generation matrix G and adds the generated check bits to the applied information bits and feeds them to the read / write circuit 5 . Furthermore, the X address and the Y address are correspondingly applied to the X decoder 3 and the Y decoder 4 through the X address input connections 21 a to 22 m . Both the X decoder 3 and the Y decoder 4 decode the applied addresses to select the corresponding row and column in the memory cell array 1 and the memory cell array 2 for checking. The information bits from the read / write circuit 5 are written into the selected memory cells of the memory cell array 1 , while the test bits are written into the selected memory cells of the memory cell array 2 for testing. Consequently, the information bits and the check bits are combined to be stored in the memory cell array 1 and the memory cell array 2 for checking.

Als nächstes wird die Lesetätigkeit beschrieben. Die X-Adresse und die Y-Adresse werden dem X-Decodierer 3 und dem Y-Decodierer 4 über die Adreßeingangsanschlüsse 21 a bis 21 m bzw. 22 a bis 22 m zugeführt. Der X-Decodierer 3 und der Y-Decodierer 4 decodieren die zugeführten Adressen zum Auswählen ihrer entsprechenden Speicherzellen in dem Speicherzellenfeld 1 und dem Speicherzellenfeld 2 zum Prüfen. Als Resultat werden die Informationsbits aus den ausgewählten Speicherzellen des Speicherzellenfeldes 1 ausgelesen, während die Prüfbits aus den Speicherzellenfeld 2 zum Prüfen ausgelesen werden. The reading activity is described next. The X address and the Y address are supplied to the X decoder 3 and the Y decoder 4 via the address input connections 21 a to 21 m and 22 a to 22 m, respectively. The X decoder 3 and the Y decoder 4 decode the supplied addresses to select their corresponding memory cells in the memory cell array 1 and the memory cell array 2 for checking. As a result, the information bits are read out from the selected memory cells of the memory cell array 1 , while the test bits are read out from the memory cell array 2 for testing.

Die ausgelesenen Informationsbits und Prüfbits werden an die Schreib-/Leseschaltung 5 und dann an die Fehlerdecodierschaltung 8 angelegt. Die Fehlerdecodierschaltung 8 führt das Fehlerprüfen und Korrigieren der Informationsbits und der Prüfbits von den zugeführten Informationsbits und Prüfbits gemäß der in Fig. 2 gezeigten Tabelle aus. Es wird jetzt der Fall betrachtet, in dem die gelesenen Informationsbits (0,1) sind und die Prüfbits (1, 1, 0) sind. In diesem Fall gibt es keinen Fehler in dem gelesenen Codewort (Informationsbits und Prüfbits), so daß die Informationsbits (0,1) von der Fehlerdecodierschaltung so ausgegeben werden, daß sie nach außerhalb der Einrichtung über die Dateneingangs- und -ausgangsschaltung und die Datenanschlüsse 23 a bis 23 i übertragen werden. Es soll jetzt der Fall betrachtet werden, in dem die (0, 1) zu lesenden Informationsbits tatsächlich als (0, 0), also als Ein-Bitfehler, gelesen werden, und zwar aufgrund gewisser Fehler in den Speicherzellen, Rauschens oder ähnlichem. Da die Prüfbits, die mit den zu speichernden auszulesenden Informationsbits verknüpft sind, (1, 1, 0) sind, korrigiert in diesem Fall die Fehlerkorrekturdecodierschaltung 8 die ausgelesenen Daten (0, 0) in (0, 1) und legt sie dann an die Dateneingangs- und -ausgangsschaltung 6 an, wie in Fig. 2 gezeigt ist. In dem Fall, in der Ein-Bitfehler nur in den Prüfbits von dem Speicherzellenfeld 2 zum Prüfen auftritt, besteht kein Fehler in den Informationsbits (0, 1) wie in Fig. 2 gezeigt ist, so daß die gelesenen Informationsbits (0, 1) über die Fehlerdecodierschaltung 8 an die Dateneingangs- und ausgangsschaltung 6 angelegt werden.The read out information bits and check bits are applied to the read / write circuit 5 and then to the error decoding circuit 8 . The error decoding circuit 8 performs error checking and correction of the information bits and the check bits from the supplied information bits and check bits according to the table shown in FIG. 2. Now consider the case where the information bits read are (0,1) and the check bits are (1, 1, 0). In this case, there is no error in the code word read (information bits and check bits), so the information bits (0,1) are output from the error decoding circuit so that they are sent outside the device through the data input and output circuit and the data terminals 23 a to 23 i are transmitted. Let us now consider the case in which the (0, 1) information bits to be read are actually read as (0, 0), i.e. as a one-bit error, due to certain errors in the memory cells, noise or the like. In this case, since the check bits associated with the information bits to be read out to be stored are (1, 1, 0), the error correction decoding circuit 8 corrects the read data (0, 0) in (0, 1) and then applies them to the Data input and output circuit 6 on, as shown in Fig. 2. In the case where one-bit error occurs only in the check bits from the memory cell array 2 for checking, there is no error in the information bits (0, 1) as shown in Fig. 2, so that the read information bits (0, 1) be applied to the data input and output circuit 6 via the error decoding circuit 8 .

Wie beschrieben worden ist, kann korrektes Datenlesen durchgeführt werden. Es kann ebenfalls in dem Fall durchgeführt werden, in dem die gelesenen Daten unterschiedlich von den ursprünglich geschriebenen Daten sind aufgrund irgendeiner Ursache (Fehler in der Speicherzelle, Rauschen usw.). As has been described, correct data reading can be performed will. It can also be done in the case in which the data read differs from the data originally written is due to some Cause (error in the memory cell, noise, etc.).  

Wie oben erwähnt ist, ermöglicht die Halbleiterspeichereinrichtung mit der Fehlerkorrekturfunktion das Auftreten von Prüfbits und die Addition der Prüfbits zu den Informationsbits gemäß der vorbestimmten Erzeugungsmatrix und Prüfmatrix zum Fehlerprüfen und -korrigieren in dem ausgelesenen Codewort (Informationsbits und Prüfbits). Wenn daher die extern angelegten Informationsbits festgestellt sind, sind die hinzugefügten ihnen entsprechenden Prüfbits eindeutig bestimmt. Und ebenfalls ein Lesecodewort, die von der Fehlerdecodierschaltung 8 auszugebenden Daten, sind eindeutig gemäß der Prüfmatrix bestimmt. Daher sind die Fehlerkorrekturcodierschaltung 7 und die Fehlerdecodierschaltung 8 auf Hardwarebasis unter Benutzung logischer Gatter in der Halbleiterspeichereinrichtung implementiert. Im folgenden wird die genauere Konfiguration der Fehlerkorrekturcodierschaltung und der Fehlerdecodierschaltung beschrieben.As mentioned above, the semiconductor memory device with the error correction function enables the occurrence of check bits and the addition of the check bits to the information bits according to the predetermined generation matrix and check matrix for error checking and correction in the read code word (information bits and check bits). Therefore, if the externally created information bits are determined, the corresponding check bits added to them are clearly determined. And also a read code word, the data to be output by the error decoding circuit 8 are clearly determined according to the test matrix. Therefore, the error correction encoding circuit 7 and the error decoding circuit 8 are implemented on a hardware basis using logic gates in the semiconductor memory device. The detailed configuration of the error correction coding circuit and the error decoding circuit will now be described.

Fig. 3 zeigt ein Diagramm, das die genaue Anordnung der Fehlerkorrekturcodierschaltung und der Fehlerdecodierschaltung auf einem logischen Pegel zeigt, wenn die Halbleiterspeichereinrichtung Daten in Zwei-Biteinheiten eingibt und ausgibt. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, weist die Fehlerkorrekturcodierschaltung 7 ein XOR-Gatter X 1 zum Empfangen von Informationsbits D 0, D 1, die von außen angelegt werden, eine Signalleitung S 1 zum Leiten des extern angelegten Informationsbits D 0 und eine Signalleitung S 2 zum Leiten des extern angelegten Informationsbits D 1 auf. Der Ausgang des XOR-Gatters X 1 stellt ein Prüfbit P 1 zur Verfügung, und die Signalleitung S 1 stellt ein Prüfbit P 2 zur Verfügung, während die Signalleitung S 2 ein Prüfbit P 3 anlegt. Fig. 3 is a diagram showing the detailed arrangement of the error correction encoding circuit and the error decoding circuit at a logic level when the semiconductor memory device-bit units Two inputs data to and outputs. As shown in FIG. 3, the error correction coding circuit 7 has an XOR gate X 1 for receiving information bits D 0, D 1 which are externally applied, a signal line S 1 for routing the externally applied information bit D 0 and a signal line S. 2 for routing the externally applied information bit D 1. The output of the XOR gate X 1 provides a test bit P 1, and the signal line S 1 provides a test bit P 2, while the signal line S 2 applies a test bit P 3.

Die Fehlerdecodierschaltung 8 weist fünf XOR-Gatter X 2 bis X 6, zwei Inverter I 1, I 2 und zwei AND-Gatter A 1, A 2 auf. Das XOR-Gatter X 2 nimmt die Informationsbits D 0, D 1 von dem Speicherzellenfeld 1 und das Prüfbit P 1 von dem Speicherzellenfeld 2 zum Prüfen auf. Das XOR-Gatter X 3 nimmt das Informationsbit D 1 und das Prüfbit P 2 auf. Das XOR-Gatter X 4 nimmt das Informationsbit D 1 und das Prüfbit P 3 auf. Der Inverter I 1 nimmt den Ausgang des XOR-Gatters X 3 auf. Der Inverter I 2 nimmt den Ausgang des XOR-Gatters X 4 auf. Das AND-Gatter A 1 nimmt den Ausgang des XOR-Gatters X 2, den Ausgang des XOR-Gatters X 3 und den Ausgang des Inverters I 2 auf. Das AND-Gatter A 2 nimmt den Ausgang des XOR-Gatters X 2, den Ausgang des Inverters I 1 und den Ausgang des XOR-Gatters X 4 auf. Das XOR-Gatter X 5 nimmt das Informationsbit D 0 und den Ausgang des AND-Gatters A 1 auf. Das XOR-Gatter X 6 nimmt das Informationsbit D 1 und den Ausgang des AND-Gatters A 2 auf. Die durch die XOR-Gatter X 5, X 6 gegangenen korrigierten Informationsbits D 0, D 1 werden dann an die Dateneingangs- und -ausgangsschaltung 6 angelegt. Durch die Implementierung der Fehlerkorrekturcodierschaltung und Fehlerdecodierschaltung auf Hardwarebasis, wie oben beschrieben ist, kann das Fehlerprüfen und -korrigieren schneller durchgeführt werden als auf einer Softwarebasis.The error decoding circuit 8 has five XOR gates X 2 to X 6, two inverters I 1, I 2 and two AND gates A 1, A 2. The XOR gate X 2 receives the information bits D 0, D 1 from the memory cell array 1 and the test bit P 1 from the memory cell array 2 for testing. The XOR gate X 3 receives the information bit D 1 and the check bit P 2. The XOR gate X 4 receives the information bit D 1 and the check bit P 3. The inverter I 1 receives the output of the XOR gate X 3. The inverter I 2 receives the output of the XOR gate X 4. The AND gate A 1 receives the output of the XOR gate X 2, the output of the XOR gate X 3 and the output of the inverter I 2. The AND gate A 2 receives the output of the XOR gate X 2, the output of the inverter I 1 and the output of the XOR gate X 4. The XOR gate X 5 receives the information bit D 0 and the output of the AND gate A 1. The XOR gate X 6 receives the information bit D 1 and the output of the AND gate A 2. The corrected information bits D 0, D 1 passed through the XOR gates X 5, X 6 are then applied to the data input and output circuit 6 . By implementing the error correction coding circuit and hardware decoding circuit as described above, the error checking and correction can be performed faster than on a software basis.

Wenn jedoch wie beschrieben eine Schaltung für einen Fehlerprüf-/-korrekturcode auf Hardwarebasis erstellt ist, weist sie eine Anzahl von logischen Gattern auf, so daß beim Fluktuieren eines daran angelegten Betriebsversorgungspotentials der Potentialpegel eines jeden logischen Gatterausganges ebenfalls fluktuiert. Folglich tritt das Problem auf, daß die Geschwindigkeit der auf die Daten ausgeübten logischen Operationen abnimmt und ebenfalls eine fehlerhafte logische Operation ausgeführt wird. Dieses Problem wird genau unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben.However, when a hardware-based error checking / correction code circuit is constructed as described, it has a number of logic gates so that when a supply potential applied thereto fluctuates, the potential level of each logic gate output also fluctuates. As a result, there arises a problem that the speed of the logical operations performed on the data decreases and an erroneous logical operation is also performed. This problem is described in detail with reference to FIG. 4.

Wie in Fig. 4 gezeigt ist, weist das XOR-Gatter X 1, das in der Fehlerkorrekturcodierschaltung enthalten ist, eine CMOS-Inverterstufe, die aus einem p-Kanal-MOS-Transistor T 1 und einem n-Kanal-MOS-Transistor T 2 gebildet ist, und eine CMOS-Inverterstufe, die aus einem p-Kanal-MOS-Transistor T 3 und einem n-Kanal-MOS-Transistor T 4 gebildet ist, auf. Die aus den Transistoren T 1, T 2 gebildete Inverterstufe nimmt das Informationsbit D 0 auf. Die aus den Transistoren T 3, T 4 gebildete Inverterstufe nimmt das Informationsbit D 1 auf. Weiter weist das XOR-Gatter X 1 einen Durchgangstransistor T 5 auf, der als Reaktion auf den Ausgang der durch die Transistoren T 3, T 4 gebildeten Inverterstufe eingeschaltet wird, so daß der Ausgang der durch die Transistoren T 1, T 2 gebildeten Inverterstufe durchgelassen wird. Das XOR-Gatter X 1 weist weiter einen Durchgangstransistor T 6 auf, der als Reaktion auf den Ausgang der durch die Transistoren T 3, T 4 gebildeten Inverterstufe leitend gemacht wird, so daß er das Informationsbit D 0 durchläßt. Weiter weist das XOR-Gatter X 1 einen Durchgangstransistor T 7 auf, der als Reaktion auf das Informationsbit D 1 eingeschaltet wird, so daß er den Ausgang der durch die Transistoren T 1, T 2 gebildeten Inverterstufe durchläßt. Das XOR-Gatter X 1 weist weiter einen Durchgangstransistor T 8 auf, der als Reaktion auf das Informationsbit D 1 eingeschaltet wird, so daß er das Informationsbit D 0 durchläßt. Schließlich weist das XOR-Gatter X 1 einen Inverter I 3 zum Invertieren des Ausganges des Durchgangstransistors 8 auf, so daß dieser Ausgang ausgegeben werden kann.As shown in Fig. 4, the XOR gate X 1, which is included in the error correction coding circuit, has a CMOS inverter stage, which consists of a p- channel MOS transistor T 1 and an n- channel MOS transistor T 2 is formed, and a CMOS inverter stage, which is formed from a p- channel MOS transistor T 3 and an n- channel MOS transistor T 4. The inverter stage formed from the transistors T 1, T 2 receives the information bit D 0. The inverter stage formed from the transistors T 3, T 4 receives the information bit D 1. Furthermore, the XOR gate X 1 has a pass transistor T 5 which is turned on in response to the output of the inverter stage formed by the transistors T 3, T 4, so that the output of the inverter stage formed by the transistors T 1, T 2 is passed becomes. The XOR gate X 1 further has a pass transistor T 6, which is made conductive in response to the output of the inverter stage formed by the transistors T 3, T 4, so that it passes the information bit D 0. Next 1, the XOR gates X a pass transistor T 7 which is turned on in response to the information bit D 1, so that it transmits the output of the inverter stage formed by the transistors T 1, T 2. The XOR gate X 1 further has a pass transistor T 8 which is turned on in response to the information bit D 1 so that it passes the information bit D 0. Finally, the XOR gate X 1 has an inverter I 3 for inverting the output of the pass transistor 8 so that this output can be output.

Ähnlich weist die Fehlerdecodierschaltung 8 ein logisches Gatter auf, das aus MOS-Transistoren gebildet ist. Das XOR-Gatter X 2 weist eine aus den Transistoren T 10, T 11 gebildete CMOS-Inverterstufe, eine aus den Transistoren T 12, T 13 gebildete CMOS-Inverterstufe, eine aus den Transistoren T 14, T 15 gebildete CMOS-Inverterstufe und Durchgangstransistoren T 16 bis T 23 auf. Die aus den Transistoren T 10, T 11 gebildete Inverterstufe nimmt das Prüfbit P 1 auf. Die aus den Transistoren T 12, T 13 gebildete Inverterstufe nimmt das Informationsbit D 0 auf. Die aus den Transistoren T 14, T 15 gebildete Inverterstufe nimmt das Informationsbit D 1 auf. Die Durchgangstransistoren T 16, T 17 werden als Reaktion auf den Ausgang der aus den Transistoren T 12, T 13 gebildeten Inverterstufe eingeschaltet. Die Durchgangstransistoren T 18, T 19 werden als Reaktion auf das Informationsbit D 0 eingeschaltet. Die Durchgangstransistoren T 20, T 21 werden als Reaktion auf den Ausgang der durch die Transistor T 14, T 15 gebildeten Inverterstufe eingeschaltet. Die Durchgangstransistoren T 22, T 23 werden als Reaktion auf das Informationsbit D 1 eingeschaltet. Der Ausgang des XOR-Gatters X 2 wird über den Inverter I 4 ausgegeben.Similarly, the error decoding circuit 8 has a logic gate formed from MOS transistors. The XOR gate X 2 has a CMOS inverter stage formed from the transistors T 10, T 11, a CMOS inverter stage formed from the transistors T 12, T 13, a CMOS inverter stage formed from the transistors T 14, T 15 and pass transistors M 16 to M 23. The inverter stage formed from the transistors T 10, T 11 receives the test bit P 1. The inverter stage formed from the transistors T 12, T 13 receives the information bit D 0. The inverter stage formed from the transistors T 14, T 15 receives the information bit D 1. The pass transistors T 16, T 17 are turned on in response to the output of the inverter stage formed from the transistors T 12, T 13. The pass transistors T 18, T 19 are turned on in response to the information bit D 0. The pass transistors T 20, T 21 are turned on in response to the output of the inverter stage formed by the transistor T 14, T 15. The pass transistors T 22, T 23 are turned on in response to the information bit D 1. The output of the XOR gate X 2 is output via the inverter I 4.

Das XOR-Gatter X 4 weist eine aus den Transistoren T 40, T 41 gebildete CMOS-Inverterstufe, Durchgangstransistoren T 42, T 43, die als Reaktion auf den Ausgang der durch die Transistoren T 14, T 15 gebildeten Inverterstufe eingeschaltet werden, Durchgangstransistoren T 44, T 45, die als Reaktion auf das Informationsbit D 1 eingeschaltet werden, und einen in einem Ausgangsabschnitt vorgesehenen Inverter I 6 auf.The XOR gate X 4 has one of the transistors T 40, T 41 formed CMOS inverter stage, pass transistors T 42, T 43, which are turned on in response to the output of the inverter stage formed by the transistors T 14, T 15, pass transistors T 44, T 45, which are switched on in response to the information bit D 1, and an inverter I 6 provided in an output section.

Der Inverter I 1 weist einen aus den Transistoren T 50, T 51 gebildeten CMOS-Inverter auf.The inverter I 1 has a CMOS inverter formed from the transistors T 50, T 51.

Der Inverter I 2 weist einen aus den Transistoren T 52, T 53 gebildeten CMOS-Inverter auf.The inverter I 2 has a CMOS inverter formed from the transistors T 52, T 53.

Das AND-Gatter A 1 weist Eingangstransistoren T 60, T 61 und T 62, Lasttransistoren T 63, T 64, und T 65, eine aus den MOS-Transistoren T 66, T 67 gebildete Inverterstufe, die an dem Ausgangsabschnitt vorgesehen ist, auf.The AND gate A 1 has input transistors T 60, T 61 and T 62, load transistors T 63, T 64, and T 65, an inverter stage formed from the MOS transistors T 66, T 67, which is provided at the output section .

Das AND-Gatter A 2 weist Eingangstransistoren T 71, T 72 und T 73, Lasttransistoren T 74, T 75 und T 76, und eine aus den Transistoren T 77, T 78 in dem Ausgangsabschnitt gebildete Inverterstufe auf. The AND gate A 2 has input transistors T 71, T 72 and T 73, load transistors T 74, T 75 and T 76, and an inverter stage formed from the transistors T 77, T 78 in the output section.

Das XOR-Gatter X 5 weist eine aus den Transistoren T 80, T 81 gebildete CMOS-Inverterstufe, einen Inverter I 7 zum Empfangen des Ausganges des AND-Gatters A 1, Durchgangstransistoren T 82, T 83, die als Reaktion auf den Ausgang des Inverters I 7 eingeschaltet werden, Durchgangstransistoren T 84, T 85, die als Reaktion auf den Ausgang des AND-Gatters A 1 eingeschaltet werden, und einen an der Ausgangsstufe vorgesehenen Inverter I 8 auf. Das korrigierte Informationsbit D 0 wird von dem Inverter I 8 ausgegeben. Das XOR-Gatter X 6 weist eine aus den Transistoren T 90, T 91, gebildete Inverterstufe, eine Inverterstufe I 9 zum Aufnehmen des Ausganges des AND-Gatters A 2, Durchgangstransistoren T 92, T 93, die als Reaktion auf den Ausgang des Inverters I 9 eingeschaltet werden, Durchgangstransistoren T 94, T 95, die als Reaktion auf den Ausgang des AND-Gatters A 2 eingeschaltet werden, und einen an der Ausgangsstufe vorgesehenen Inverter I 10 auf. Das korrigierte Informationsbit D 1 wird von dem Inverter I 10 ausgegeben.The XOR gate X 5 has a formed by the transistors T 80, T 81 CMOS inverter circuit, an inverter I 7 for receiving the output of the AND gate A 1, pass transistors T 82, T 83, that of the response to the output Inverters I 7 are turned on, pass transistors T 84, T 85, which are turned on in response to the output of AND gate A 1, and an inverter I 8 provided at the output stage. The corrected information bit D 0 is output by the inverter I 8. The XOR gate X 6 has one of the transistors T 90, T 91, inverter stage formed, an inverter stage I 9 for receiving the output of the AND gate A 2, pass transistors T 92, T 93, which in response to the output of inverter I 9 are turned on, pass transistors T 94, T 95, which are turned on in response to the output of the AND gate A 2, and an inverter I 10 provided at the output stage. The corrected information bit D 1 is output by the inverter I 10.

Leseverstärker 9 zum Lesen und Verstärken der ausgelesenen Information sind zwischen dem Speicherzellenfeld 1 für die Informationsbits und dem Speicherzellenfeld 2 für Prüfbits und der Fehlercodierschaltung vorgesehen.Sense amplifiers 9 for reading and amplifying the information read out are provided between the memory cell array 1 for the information bits and the memory cell array 2 for check bits and the error coding circuit.

Ein Betriebsspielraum auf der Hochpotentialseite der Halbleiterspeichereinrichtung wird gewöhnlich mit 4 V bis 6 V zum Beispiel angegeben. Die Betriebsspielräume auf der Hochpotentialseite der Speicherzellenfelder 1, 2 werden mit 3 V bis 7 V größer als der Betriebsspielraum dieser Halbleiterspeichereinrichtung gesetzt. Da die Betriebsspielräume auf der Hochpotentialseite der Fehlerkorrekturcodierschaltung und der Fehlerdecodierschaltung mit 4 V bis 6 V schmal sind, ist der gesamte Betriebsspielraum auf der Hochpotentialseite der Halbleiterspeichereinrichtung durch den Betriebsspielraum auf der Hochpotentialseite dieser Fehlerkorrekturschaltungsanordnung gegeben. An operating margin on the high potential side of the semiconductor memory device is usually given as 4 V to 6 V, for example. The operating margins on the high potential side of the memory cell fields 1 , 2 are set at 3 V to 7 V greater than the operating margin of this semiconductor memory device. Since the operating margins on the high potential side of the error correction coding circuit and the error decoding circuit are narrow at 4 V to 6 V, the total operating margin on the high potential side of the semiconductor memory device is given by the operating margin on the high potential side of this error correction circuit arrangement.

Es sei jetzt zum Beispiel der Fall betrachtet, daß das Betriebsversorgungspotential V cc von 5 V auf 4 V aus irgendeinem Grund abgesenkt ist. In diesem Falle enthält jedes XOR-Gatter Inverterstufen und Durchgangstransistoren, die als Reaktion auf den Ausgang der Inverterstufen gesteuert werden. Wenn daher das Betriebsversorgungspotential V cc auf 4 V zum Beispiel abgesenkt wird, wird der "H"-Pegel des Inverterstufenausgangs gesenkt, so daß auch der Inverterstufenausgangspegel, der an die Gates von jedem Durchgangstransistor angelegt wird, gesenkt wird. Jeder Durchgangstransistor kann nur eine Spannung übertragen, die gleich der Differenz zwischen der an jedes Gate angelegten Spannung und der inneren Schwellenspannung ist. Daher wird ein von dem Durchgangstransistor übertragenes Signalpotential noch weiter als 4 V durch die Schwellenspannung dieses Transistors abgesenkt. Da eine Vielzahl von solchen Durchgangstransistoren vorgesehen ist, wird der Ausgang des Durchgangstransistors auf der Ausgangsseite von jedem XOR-Gatter weiter gesenkt. Der abgesenkte Potentialpegel dieses Ausgangssignals wird weiter zu der Decodierschaltung durch Inverterstufen und Durchgangstransistoren übertragen, so daß der Potentialpegel dieses Signales weiter abgesenkt wird. Die Betriebsrate in jedem logischen Gatter wird aufgrund des Absenkens des Potentialpegels dieses Signals reduziert. Was die Betriebsrate bei der Inverterstufe zum Beispiel angeht, so wird, je höher das Versorgungspotential ist, desto höher die Laderate dessen Ausgang sein, so daß die Zugriffsgeschwindigkeit erhöht wird. Auf der anderen Seite verringert das niedrigere Versorgungspotential das Laden des Ausganges des Inverters, so daß die Zugriffsrate verringert wird. Weiterhin wird angenommen, daß in dem Fall, in dem das an jedes logische Gatter angelegte Eingangspotential sich dem Schwellenwert des logischen Gatters nähert, nicht unbedingt jedes logische Gatter eine korrekte logische Tätigkeit ausführt. Daher werden fehlerhafte Signalpegel als Ausgangssignale übertragen. It is now regarded as the event that the operational supply potential Vcc is lowered from 5 V to 4 V for some reason. In this case, each XOR gate contains inverter stages and pass transistors that are controlled in response to the output of the inverter stages. Therefore, when the operational supply potential V cc is lowered to 4 V, for example, the "H" level of the inverter stage output is lowered, so that the inverter stage output level applied to the gates of each pass transistor is also lowered. Each pass transistor can only transmit a voltage that is equal to the difference between the voltage applied to each gate and the internal threshold voltage. Therefore, a signal potential transmitted by the pass transistor is lowered further than 4 V by the threshold voltage of this transistor. Since a plurality of such pass transistors are provided, the output of the pass transistor on the output side of each XOR gate is further reduced. The lowered potential level of this output signal is further transmitted to the decoding circuit through inverter stages and pass transistors, so that the potential level of this signal is further lowered. The rate of operation in each logic gate is reduced due to the lowering of the potential level of this signal. As for the operating rate at the inverter stage, for example, the higher the supply potential, the higher the charging rate of its output, so that the access speed is increased. On the other hand, the lower supply potential reduces the loading of the output of the inverter, so that the access rate is reduced. Furthermore, it is believed that in the event that the input potential applied to each logic gate approaches the threshold of the logic gate, not every logic gate necessarily performs a correct logic operation. Therefore, erroneous signal levels are transmitted as output signals.

Trotz des Vorsehens der Schaltungen zum Korrigieren der Fehler der Daten in der Speichereinrichtung, wie oben beschrieben worden ist, treten einige Nachteile auf, nämlich daß der Betriebsspielraum auf der abgesenkten Potentialseite der Schaltungen für Fehlerprüfen/-korrigieren schmal ist, so daß die richtige Entscheidung und Korrektur der Daten nicht ausgeführt werden kann und/oder die dafür notwendige Entscheidungstätigkeit langsamer abläuft.Despite the provision of the circuits to correct the errors of the data in the storage device as described above has some disadvantages, namely that the Operating margin on the lowered potential side of the Circuits for error checking / correction is narrow, so that the right decision and correction of the data is not can be carried out and / or the necessary Decision making is slower.

Wenn nämlich die Schaltkreise zum Prüfen und Korrigieren der Fehler der Information auf Hardwarebasis unter der Benutzung von logischen Gattern implementiert werden, treten die Nachteile auf, daß der Betriebsspielraum auf der gesenkten Potentialseite in der Halbleiterspeichereinrichtung verringert wird und das richtige Fehlerprüfen/-korrigieren der Information nicht ausgeführt werden kann und/oder daß die Entscheidungstätigkeit dafür langsamer abläuft, so daß die Zugriffszeit auf die Halbleiterspeichereinrichtung verschlechtert wird.If the circuits for checking and correcting the Hardware-based information error while using implemented by logic gates, the Disadvantages on that the operating margin on the lowered Potential side reduced in the semiconductor memory device and correct error checking / correction of the information cannot be executed and / or that the decision-making for it runs more slowly, so that the access time on the semiconductor memory device is deteriorated.

In der japanischen Offenlegungsschrift 61-101857 ist ein Computersystem mit einer Anordnung offenbart, bei dem eine Schaltung zum Fehlerprüfen/-korrigieren, die außerhalb des Hauptspeichers vorgesehen ist, als ROM gebildet ist. Bei diesem Stand der Technik ist die Aufgabe gestellt, die Zahl der Hardwarekomponenten zu verringern, wenn Schaltungen zum Fehlerprüfen/-korrigieren, d. h., eine Prüfbiterzeugerschaltung und eine Fehlerprüf-/-korrekturschaltung, mit Hilfe logischer Gatter wie XOR-Gatter, AND-Gatter usw. gebildet sind. Um dies zu erreichen, sind die Prüfbiterzeugerschaltung und die Fehlerprüf-/-korrekturschaltung unter Benutzung eines ROM gebildet, "der üblicherweise und weitverbreitet benutzt wird und zu einem niedrigen Preis erhältlich ist". Folglich bezieht sich dieser Stand der Technik nur auf das Verbessern einer Schaltung, die auf das Fehlerprüfen/-korrigieren bezogen ist und außerhalb der Speichereinrichtung vorgesehen ist, sie bezieht sich nicht auf eine Schaltung zum Fehlerprüfen/-korrigieren, die in der Halbleiterspeichereinrichtung enthalten ist. Die Probleme, die eine Halbleiterspeichereinrichtung mit den oben beschriebenen Fehlerprüf-/-korrekturfunktionen aufweist, sind bei diesem Stand der Technik nicht angesprochen.Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-101857 is a Computer system disclosed with an arrangement in which one Circuit for error checking / correction outside the Main memory is provided when ROM is formed. With this State of the art is the task, the number of Reduce hardware components when circuits for error checking / correction, d. i.e., a test bit generator circuit and an error checking / correction circuit using logic Gates such as XOR gates, AND gates, etc. are formed. To do this the test bit generator circuit and the Error checking / correction circuit using a ROM formed, "which is commonly and widely used and is available at a low price. " this state of the art only relates to improving one Circuit that relates to error checking / correction  and is provided outside the storage device, it does not refer to a circuit for error checking / correction, those in the semiconductor memory device is included. The problems that a semiconductor memory device with the error checking / correction functions described above are not in this prior art addressed.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, den Spielraum für die Betriebsversorgungsspannung einer Halbleiterspeichereinrichtung mit Fehlerprüf-/-korrekturfunktionen zu vergrößern, so daß die Halbleiterspeichereinrichtung schnell und genau Fehlerprüfen und Korrigieren von Information durchführen kann, selbst wenn Schwankungen der Betriebsversorgungsspannung auftreten.It is therefore an object of the invention, the scope for Operating supply voltage of a semiconductor memory device with error checking / correction functions so that the Semiconductor memory device quickly and accurately check for errors and can correct information even if Fluctuations in the operating supply voltage occur.

Die erfindungsgemäße Halbleiterspeichereinrichtung mit Fehlerprüffunktionen und Fehlerkorrekturfunktionen weist eine Fehlerkorrekturcodierschaltung und eine Fehlerkorrekturdecodierschaltung auf, von denen mindestens eine als maskierte ROM-Implementation ausgeführt ist. Das heißt, diese Halbleiterspeichereinrichtung mit Fehlerprüf-/-korrekturfunktion enthält die Fehlerkorrekturcodierschaltung zum Aufnehmen extern angelegter Information (Informationsbits) zum Erzeugen zugehöriger Prüfbits und zum Ausgeben der aufgenommenen Informationsbits und der erzeugten Prüfbits, die miteinander verbunden sind, und die Fehlerkorrekturdecodierschaltung zum Lesen von Informationsbits und der mit den Informationsbits verbundenen Prüfbits aus den Speicherzellen, die als Reaktion auf eine externe Adresse ausgewählt sind, und zum Ausgeben der Informationsbits, nachdem das Fehlerprüfen und -korrigieren für die ausgelesenen Bitdaten ausgeführt ist, wobei eine von denen als maskierte ROM-Implementation gebildet ist. Der maskierte ROM benutzt gegebene Daten als eine Adresse zum Speichern der Daten oder zum Auslesen von Daten. The semiconductor memory device according to the invention with Error checking functions and error correction functions have one Error correction coding circuit and an error correction decoding circuit on, at least one of which is masked ROM implementation is running. That is, this semiconductor memory device with error checking / correction function the error correction coding circuit for receiving externally applied Information (information bits) for generating related Check bits and for outputting the recorded information bits and the generated test bits, which are connected to each other, and the error correction decoding circuit for reading information bits and the check bits associated with the information bits from the memory cells in response to an external Address is selected, and to output the information bits, after error checking and correction for the read out Bit data is executed, one of which being masked ROM implementation is formed. The masked ROM is used given data as an address for storing the data or for reading out data.  

Der Fehlerkorrekturcodierschaltungsabschnitt oder der Fehlerkorrekturdecodierschaltungsabschnitt in der maskierten ROM-Implementation kann erfindungsgemäß von der gleichen Schaltungsanordnung sein wie jene eines Speicherzellenfeldabschnittes und eines peripheren Schaltungsabschnittes (einschließlich eines Speicherzellenfeldes zum Prüfen) bei dieser Halbleiterspeichereinrichtung. Selbst wenn dann das Betriebsversorgungspotential schwankt, kann die Größenordnung der Abweichungen dessen Ausgangspotentialpegels auf dieselben Größenordnungen gesetzt werden wie die des Speicherzellenfeldabschnittes und des peripheren Schaltungsabschnittes, da keine Stufen von logischen Gattern (insbesondere XOR-Gatter) in den Fehlerprüf-/-korrekturschaltungen vorgesehen sind. Folglich kann der Spielraum für die Versorgungsspannung des Fehlerkorrekturcodierschaltungsanteiles oder des Fehlerkorrekturdecodierschaltungsanteiles gleich dem des Speicherzellenfeldabschnittes gemacht werden, so daß der große Spielraum der Betriebsversorgungsspannung der gesamten Halbleiterspeichereinrichtung verwandt werden kann.The error correction coding circuit section or the error correction decoding circuit section in the masked ROM implementation can according to the invention of the same circuit arrangement be like that of a memory cell array section and a peripheral circuit section (including a Memory cell array for testing) in this semiconductor memory device. Even if the operational supply potential fluctuates, the magnitude of the deviations of this Output potential level set to the same orders of magnitude are like that of the memory cell array section and peripheral circuit section since no levels of logic Gates (especially XOR gates) in the error checking / correction circuits are provided. Hence the scope for the supply voltage of the error correction coding circuit part or the error correction decoding circuit portion be made equal to that of the memory cell array section, so that the large margin of the operating supply voltage of the entire semiconductor memory device can be used.

Das hat weiter den Vorteil, daß insbesondere ein Absinken des hohen Pegels der Versorgungsspannung toleriert werden kann.This has the further advantage that in particular a decrease in the high level of the supply voltage can be tolerated.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:Further features and advantages of the invention result derive from the description of exemplary embodiments of the Invention based on the figures. From the figures show:

Fig. 1 ein schematisches Diagramm, daß die gesamte Anordnung einer Halbleiterspeichereinrichtung darstellt; Fig. 1 is a schematic diagram showing the entire arrangement of a semiconductor memory device;

Fig. 2 eine Tabelle, die das Verhältnis zwischen Eingang und Ausgang nach Codierung und Decodierung für das Fehlerprüfen und -korrigieren in der Halbleiterspeichereinrichtung zeigt; Figure 2 is a table showing the relationship between input and output by encoding and decoding for the error checking and -Correct in the semiconductor memory device.

Fig. 3 ein Diagramm, das auf dem logischen Pegel ein Beispiel für die Konfiguration einer Fehlerkorrekturcodierschaltung und einer Fehlerdecodierschaltung in der Halbleiterspeichereinrichtung zeigt, wobei die Tabelle gemäß Fig. 2 zugrundegelegt ist; Fig. 3 is a diagram showing on the logic level of an example of the configuration of an error correction encoding circuit and an error decoding circuit in the semiconductor memory device, wherein the table is applied in accordance with Fig. 2;

Fig. 4 ein Schaltdiagramm, das genauer die Schaltungskonfiguration der in Fig. 3 gezeigten Fehlerkorrekturcodierschaltung und Fehlerdecodierschaltung zeigt; Fig. 4 is a circuit diagram showing in more detail the circuit configuration of the error correction coding circuit and error decoding circuit shown in Fig. 3;

Fig. 5 ein schematisches Blockschaltbild, das die gesamte Anordnung der Halbleiterspeichereinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt; Fig. 5 is a schematic block diagram illustrating the entire configuration of the semiconductor memory device according to an embodiment of the invention;

Fig. 6 ein Diagramm, das ein Beispiel für die genauere Auslegung eines maskierten Fehlerkorrekturcodier-ROMs in einer Halbleiterspeichereinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt; Fig. 6 is a diagram showing an example according to the precise design of a masked Fehlerkorrekturcodier-ROMs in a semiconductor memory device of an embodiment of the invention;

Fig. 7 ein Diagramm, das ein Detail eines Beispiels für die Auslegung des maskierten Fehlerdecodier-ROMs in der Halbleiterspeichereinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt; Fig. 7 is a diagram showing a detail of an example for the interpretation of the masked error decoding-ROMs in the semiconductor memory device according to an embodiment of the invention;

Fig. 8A ein Diagramm, das ein Beispiel für Ersatzschaltung des maskierten ROMs zeigt; 8A is a diagram showing an example of equivalent circuit of the masked ROMs.

Fig. 8B eine planare Auslegung des in Fig. 8A gezeigten maskierten ROMs; Fig. 8B is a planar layout of the masked ROM shown in Fig. 8A;

Fig. 8C eine Querschnittsansicht entlang der Linie X-X′ in Fig. 8B; Fig. 8C is a cross-sectional view taken along line XX 'in Fig. 8B.

Fig. 9 ein schematisches Diagramm, das die Querschnittsstruktur und die Ersatzschaltung einer FAMOS-Zelle zeigt, wenn sie als Speicherzelle in einem Speicherzellenfeld verwandt wird; und Fig. 9 is a schematic diagram showing the cross sectional structure, and the equivalent circuit of a FAMOS cell when it is used as a memory cell in a memory cell array; and

Fig. 10 ein Diagramm, das die Querschnittsstruktur und die Ersatzschaltung einer DRAM-Zelle zeigt, wenn sie als Speicherzelle in dem Speicherzellenfeld verwandt wird. Fig. 10 is a diagram showing the cross-sectional structure and the equivalent circuit of a DRAM cell as it is used as a memory cell in the memory cell array.

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, ist die Halbleiterspeichereinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung integriert auf einem Halbleiterchip 100 gebildet. Zum Eingeben und Ausgeben von Signalen sind auf dem Halbleiterchip 100 X-Adreßeingangsanschlüsse 21 a bis 21 m, Y-Adreßeingangsanschlüsse 22 a bis 22 n, Dateneingangs- und Datenausgangsanschlüsse 23 a bis 23 i und Steuersignaleingangsanschlüsse 25 bis 27 vorgesehen.As shown in FIG. 5, the semiconductor memory device according to an embodiment of the invention is formed integrally on a semiconductor chip 100 . For input and output of signals, 100 X address input connections 21 a to 21 m , Y address input connections 22 a to 22 n , data input and data output connections 23 a to 23 i and control signal input connections 25 to 27 are provided on the semiconductor chip.

Eine Steuersignalerzeugerschaltung 30 wird mit Steuersignalen versehen: (ein Schreibfreigabesignal), (ein Ausgabefreigabesignal) und (ein Chipfreigabesignal), die entsprechend durch die Steuersignaleingangsanschlüsse 25 bis 27 angelegt werden. Die Steuersignalerzeugerschaltung 30 erzeugt verschiedene Typen von Steuersignalen zum Steuern der Tätigkeiten der Halbleiterspeichereinrichtung als Reaktion auf die Signale: das Signal zum Bezeichnen des Schreib-/Lesetätigkeitsmodus der Halbleiterspeichereinrichtung, das Ausgabefreigabesignal zum Angeben der Zeit der Schreib-/Lesetätigkeit und das Signal zum Anzeigen ob die Halbleiterspeichereinrichtung gewählt ist oder nicht gewählt ist. Diese von der Steuersignalerzeugerschaltung 30 erzeugten Steuersignale unterscheiden sich je nach dem, ob die Halbleiterspeichereinrichtung ein EEPROM, DRAM oder ein SRAM ist. A control signal generator circuit 30 is provided with control signals: (a write enable signal), (an output enable signal) and (a chip enable signal) which are respectively applied through the control signal input terminals 25 to 27 . The control signal generator circuit 30 generates various types of control signals for controlling the operations of the semiconductor memory device in response to the signals: the signal for designating the read / write operation mode of the semiconductor memory device, the output enable signal for indicating the time of the write / read operation and the signal for indicating whether the Semiconductor memory device is selected or is not selected. These control signals generated by the control signal generating circuit 30 differ depending on whether the semiconductor memory device is an EEPROM, DRAM or an SRAM.

Eine durch die X-Adreßeingangsanschlüsse 21 a bis 21 m angelegte X-Adresse wird an den X-Decodierer 3 angelegt. Der X-Decodierer 3 wählt entsprechende Zeilen eines Speicherzellenfeldes für Informationsbits und eines Speicherzellenfeldes zum Prüfen 2 als Reaktion auf die angelegte X-Adresse aus. Eine durch die Y-Adreßeingangsanschlüsse 22 a bis 22 n angelegte Y-Adresse wird an den Y-Decodierer 4 angelegt. Der Y-Decodierer 4 wählt entsprechende Spalten von dem Informationsbitspeicherzellenfeld 1 und dem Prüfspeicherzellenfeld 2 als Reaktion auf die angelegte Y-Adresse aus.A through X -Adreßeingangsanschlüsse 21 a to 21 m applied X address is applied to the X decoder. 3 The X decoder 3 selects corresponding rows of a memory cell field for information bits and a memory cell field for checking 2 in response to the X address applied. A through Y -Adreßeingangsanschlüsse 22 a to 22 n Y-scale address is applied to the Y decoder. 4 The Y decoder 4 selects corresponding columns from the information bit memory cell array 1 and the test memory cell array 2 in response to the Y address applied.

Die Dateneingangs- und -ausgangsschlüsse 23 a bis 23 i sind mit der Dateneingangs- und -ausgangsschaltung 6 verbunden. Die Dateneingangs- und -ausgangsschaltung formt die Pulsformen der gegebenen Daten, um externe Informationsbits an den fehlerkorrekturcodierenden maskierten ROM 10 beim Datenschreiben anzulegen, sie bildet auch die Pulsformen der Daten von einem fehlercodierenden maskierten ROM 11, die beim Datenlesen zu den Dateneingangs- und -ausgangsschlüssen 23 a bis 23 i gesandt werden sollen.The data input and output terminals 23 a to 23 i are connected to the data input and output circuit 6 . The data input and output circuitry shapes the pulse shapes of the given data to apply external bits of information to the error correction encoding masked ROM 10 when writing data, and also forms the pulse shapes of the data from an error encoding masked ROM 11 that when reading data to the data input and output terminals 23 a to 23 i are to be sent.

Der fehlerkorrekturcodierende maskierte ROM 10 verwendet Informationen (Informationsbits), die von der Dateneingangs- und -ausgangsschaltung 6 zugeführt werden, als eine Adresse und speichert Prüfbits vor, die den zugeführten Informationsbits (siehe Fig. 2) entsprechen, so daß die zugeführten Informationsbits und die Prüfbits in der maskierten ROM-Implementation miteinander verbunden werden, damit sie der Schreib-/Leseschaltung 5 zugeführt werden können.The error correction encoding masked ROM 10 uses information (information bits) supplied from the data input and output circuit 6 as an address and stores check bits corresponding to the supplied information bits (see Fig. 2) so that the supplied information bits and the Test bits in the masked ROM implementation are connected to one another so that they can be fed to the read / write circuit 5 .

Die Schreib-/Leseschaltung 5 schreibt die Informationsbits und die Prüfbits, die von dem fehlerkorrekturcodierenden maskierten ROM 10 zugeführt sind, in die entsprechenden Speicherzellen, die aus dem Informationsbitspeicherzellenfeld 1 und dem Speicherzellenfeld 2 zum Prüfen ausgewählt sind. The read / write circuit 5 writes the information bits and the check bits supplied from the error correction encoding masked ROM 10 into the corresponding memory cells selected from the information bit memory cell array 1 and the memory cell array 2 for checking.

Der fehlerdecodierende maskierte ROM 11 nimmt die Informationsbits und die Prüfbits von dem beim Schreiben der Daten ausgewählten Speicherzellen über die Schreib-/Leseschaltung auf. Der fehlerdecodierende maskierte ROM 11 speichert unter Benutzung der zugeführten Informationsbits und Prüfbits als Adresse die entsprechenden Informationsbits und Prüfbits ihrer Adresse in einer maskierten ROM-Implementation.The error-decoding masked ROM 11 receives the information bits and the check bits from the memory cells selected when the data is written via the read / write circuit. The error-decoding masked ROM 11 stores the corresponding information bits and check bits of its address in a masked ROM implementation using the supplied information bits and check bits as the address.

Beim Datenschreiben/-lesen in der Halbleiterspeichereinrichtung sind die zu erzeugenden Prüfbits oder Informationsbits eindeutig gemäß einer Prüfmatrix oder einer Erzeugungsmatrix bestimmt, wenn Eingangsdaten vorgegeben sind. Wenn daher sowohl die Fehlerkorrekturcodierschaltung als auch die Fehlerdecodierschaltung durch die maskierte ROM-Implementation realisiert sind und die Eingangsdaten als das Adreßsignal für jeden maskierten ROM benutzt wird, können die gewünschten Prüfbits und/oder Informationsbits leicht erzeugt werden.When writing / reading data in the semiconductor memory device the check bits or information bits to be generated are unique determined according to a test matrix or a generation matrix, if input data are specified. Therefore, if both the error correction coding circuit as well as the error decoding circuit realized by the masked ROM implementation and the input data as the address signal for each masked ROM is used, the desired check bits and / or information bits are easily generated.

Wie in Fig. 6 gezeigt ist, weist der fehlerkorrekturcodierende maskierte ROM 10 einen Decodiererabschnitt zum Decodieren von angelegten Informationsbits D 0, D 1 und einen ROM-Speicherabschnitt zum Vorspeichern von Prüfbits, die zu der eingegebenen Information gehören, auf. Fig. 6 zeigt die Konfiguration, bei der die Informationsbits aus zwei Bits bestehen, während die Prüfbits aus drei Bits bestehen. Sie zeigt ebenfalls ein Beispiel, bei dem die gleiche Erzeugungsmatrix wie die in der Tabelle von Fig. 2 benutzte Erzeugungsmatrix zum Erzeugen der Prüfbits verwendet wird. Der Decodiererabschnitt weist einen Inverter I 21 zum Aufnehmen des Informationsbits D 0 und einen Inverter I 22 zum Aufnehmen des Informationsbits D 1 und vier NOR-Gatter N 1 bis N 4 auf. Das NOR-Gatter N 1 nimmt die Informationsbits D 0 und D 1 auf. Das NOR-Gatter N 2 nimmt den Ausgang des Inverters I 21 und das Informationsbit D 1 auf. Das NOR-Gatter N 3 nimmt das Informationsbit D 0 und den Ausgang des Inverters I 22 auf. Das NOR-Gatter N 4 nimmt den Ausgang des Interters I 21 und den Ausgang des Inverters I 22 auf. Die Ausgänge der NOR-Gatter N 1 bis N 4 sind mit entsprechenden Wortleitungen WL 1 bis WL 4 in dem ROM-Speicherabschnitt verbunden.As shown in Fig. 6, the error correction encoding masked ROM 10 has a decoder section for decoding applied information bits D 0, D 1, and a ROM memory section for pre-storing check bits associated with the input information. Fig. 6 shows the configuration in which the information bits consist of two bits, while the check bits consist of three bits. It also shows an example in which the same generation matrix as the generation matrix used in the table of Fig. 2 is used to generate the check bits. The decoder section has an inverter I 21 for receiving the information bit D 0 and an inverter I 22 for receiving the information bit D 1 and four NOR gates N 1 to N 4. The NOR gate N 1 receives the information bits D 0 and D 1. The NOR gate N 2 receives the output of the inverter I 21 and the information bit D 1. The NOR gate N 3 receives the information bit D 0 and the output of the inverter I 22. The NOR gate N 4 takes the output of the inter-ester I 21 and the output of the inverter I on the 22nd The outputs of the NOR gates N 1 to N 4 are connected to corresponding word lines WL 1 to WL 4 in the ROM memory section.

In dem ROM-Speicherabschnitt sind Speichertransistoren M 1 bis M 6 so angeordnet, daß sie ein "1"- und "0"-Muster darstellen, das identisch einer Untermatrix ist, die der Matrix zum Erzeugen der Prüfbits in der Erzeugungsmatrix G entspricht. In dem ROM-Speicherabschnitt ist jeder Speichertransistor an dem Schnittpunkt einer jeden Wortleitung und Bitleitung vorgesehen, und damit ist eine Konfiguration derart geschaffen, daß die Information "0", "1" gemäß der Dicke des Gateoxidfilms eines jeden Speichertransistors gespeichert ist. Die in Fig. 6 gezeigte Anordnung zeigt jedoch nur die Speichertransistoren M 1 bis M 6 zum Speichern der Information in "0", bei denen die Gateoxidfilme dünn gemacht sind. Wie im einzelnen beschrieben wird, sind die Speichertransistoren M 1, M 2 bzw. M 3 an den Schnittpunkten der Wortleitung WL 1 und der Bitleitung BL 1 bis BL 3 in dem ROM-Speicherabschnitt vorgesehen. Der Speichertransistor M 4 ist an dem Schnittpunkt der Wortleitung WL 2 und der Bitleitung BL 3 vorgesehen. Der Speichertransistor M 5 ist an dem Schnittpunkt der Wortleitung WL 3 und der Bitleitung BL 2 vorgesehen. Der Speichertransistor M 6 ist an dem Schnittpunkt der Wortleitung WL 4 und der Bitleitung BL 1 vorgesehen. Die Bitleitungen BL 1 bis BL 3 sind alle mit einem Leseverstärker 9 verbunden. Nachdem der Leseverstärker 9 die Potentiale auf den Ausgängen der Bitleitungen BL 1 bis BL 3 erfaßt, verstärkt er sie und gibt sie aus als Prüfbits P 1 bis P 3. Das heißt, der Signalpegel auf der Bitleitung BL 1 stellt das Prüfbit P 1 dar, während der Signalpegel auf der Bitleitung BL 2 das Prüfbit P 2 darstellt, und der Signalpegel auf der Bitleitung BL 3 stellt das Prüfbit P 3 dar. In the ROM memory section, memory transistors M 1 to M 6 are arranged to represent a "1" and "0" pattern which is identical to a sub-matrix corresponding to the matrix for generating the check bits in the generation matrix G. In the ROM memory section, each memory transistor is provided at the intersection of each word line and bit line, and thus a configuration is made such that the information "0", "1" is stored according to the thickness of the gate oxide film of each memory transistor. However, the arrangement shown in Fig. 6 shows only the memory transistors M 1 to M 6 for storing the information in "0" in which the gate oxide films are made thin. As will be described in detail, the memory transistors M 1, M 2 and M 3 are provided at the intersections of the word lines WL 1 and the bit lines BL 1 to BL 3 in the ROM memory section. The memory transistor M 4 is provided at the intersection of the word line WL 2 and the bit line BL 3. The memory transistor M 5 is provided at the intersection of the word line WL 3 and the bit line BL 2. The memory transistor M 6 is provided at the intersection of the word line WL 4 and the bit line BL 1. The bit lines BL 1 to BL 3 are all connected to a sense amplifier 9 . After the sense amplifier 9 detects the potentials on the outputs of the bit lines BL 1 to BL 3, it amplifies them and outputs them as test bits P 1 to P 3. That is, the signal level on the bit line BL 1 represents the test bit P 1, while the signal level on bit line BL 2 represents test bit P 2, and the signal level on bit line BL 3 represents test bit P 3.

Die in Fig. 7 gezeigte Anordnung stellt ebenfalls ein Beispiel der Decodierung dar, die mit der in der Tabelle der Fig. 2 gezeigten identisch ist. Wie in Fig. 7 gezeigt ist, weist der fehlerdecodierende maskierte ROM 11 einen Decodiererabschnitt und einen Speicherabschnitt auf. Der Decodiererabschnitt weist fünf Inverter I 41 bis I 46 und zweiunddreißig NOR-Gatter N 10 bis N 12 auf. In diesem Fall bestehen die Informationsbits aus zwei Bits, während die Prüfbits aus drei Bits bestehen. Dieser Decodererabschnitt ist von einer Anordnung des NOR-Typ-Decodierers; das heißt, von der Konfiguration zum Erzeugen komplementärer Informationsdaten , und bis aus Eingangsinformation D 0, D 1 und P 1 bis P 3, zum Decodieren in den entsprechenden NOR-Gattern N 10 bis N 12 und zum Auswählen der entsprechenden Wortleitung von dem ROM-Speicherabschnitt. Zum Beispiel nimmt das NOR-Gatter N 10 die Informationsbits D 0, D 1 und die Prüfbits P 1, P 2 und P 3 auf. Das NOR-Gatter N 11 nimmt die Informationsbits D 0, D 1, die Prüfbits P 1, P 2 und ein invertiertes Bit auf. Das NOR-Gatter N 12 nimmt den Ausgang von jedem der Inverter I 41 bis I 42 auf, das heißt, die invertierten Informationsbits , und die invertierten Prüfbits bis .The arrangement shown in FIG. 7 also represents an example of the decoding which is identical to that shown in the table of FIG. 2. As shown in Fig. 7, the error decoding masked ROM 11 has a decoder section and a memory section. The decoder section has five inverters I 41 to I 46 and thirty-two NOR gates N 10 to N 12. In this case the information bits consist of two bits, while the check bits consist of three bits. This decoder section is of an arrangement of the NOR type decoder; that is, from the configuration for generating complementary information data, and up to input information D 0, D 1 and P 1 to P 3, for decoding in the corresponding NOR gates N 10 to N 12 and for selecting the corresponding word line from the ROM Storage section. For example, NOR gate N 10 receives information bits D 0, D 1 and check bits P 1, P 2 and P 3. The NOR gate N 11 receives the information bits D 0, D 1, the check bits P 1, P 2 and an inverted bit. The NOR gate N 12 receives the output from each of the inverters I 41 to I 42, that is, the inverted information bits, and the inverted check bits 14 to 14.

In dem ROM-Speicherabschnitt sind die ausgelesenen Informationsbits, die der Eingangsinformation D 0, D 1, P 1 bis P 3 entsprechen, in der ROM-Implementation gespeichert. Das heißt, dieser ROM-Speicherabschnitt hat eine derartige Konfiguration, daß zweinunddreißig Wortleitungen und zwei Bitleitungen für jedes NOR-Gatter N 10 bis N 12 vorgesehen sind, und daß ein Speichertransistor, dessen Dicke des Gateoxidfilmes entsprechend der gespeicherten Information bestimmt ist, an dem Schnittpunkt einer jeden Wortleitung und Bitleitung vorgesehen ist. Der Ausgang einer Bitleitung wird an den Leseverstärker 9 angelegt, und nachdem er darin verstärkt ist wird er als Ausleseinformation D 0, D 1 ausgegeben. Dessen Betrieb wird im folgenden kurz beschrieben. The read-out information bits, which correspond to the input information D 0, D 1, P 1 to P 3, are stored in the ROM implementation in the ROM implementation. That is, this ROM memory section has a configuration such that thirty-one word lines and two bit lines are provided for each NOR gate N 10 to N 12, and a memory transistor whose thickness of the gate oxide film is determined according to the stored information at the intersection each word line and bit line is provided. The output of a bit line is applied to the sense amplifier 9 and, after being amplified therein, it is output as readout information D 0, D 1. Its operation is briefly described below.

Es wird jetzt der Fall betrachtet, daß die von außen über Dateneingangs- und -ausgangsanschlüsse 23 a bis 23 i eingegebene Information (Informationsbits) durch (1, 0) dargestellt ist. In dem fehlerkorrekturcodierenden ROM 10 geht nur der Ausgang auf dem NOR-Gatter N 3 auf den "H"-Pegel als Reaktion auf die angelegten Informationsbits (1, 0), während die Ausgänge der NOR-Gatter N 1, N 2 und N 4 auf den "L"-Pegel fallen. Als Resultat steigt das Potential auf der Wortleitung WL 3 und der Speichertransistor M 5 wird eingeschaltet. Folglich wird das Potential auf der Bitleitung BL 2 auf den "L"-Pegel entladen, während die Ausgänge der anderen Bitleitungen BL 1, BL 3 auf den "H"-Pegel gehen, die bereits auf diesen Pegel vorgeladen sind. Die auf den Bitleitungen BL 1, BL 2 und BL 3 erscheinenden Potentiale von (H, L, H), d. h., (1, 0, 1) werden als Prüfbits P 1 bis P 3 ausgegeben, nachdem sie von dem Leseverstärker 9 gelesen und verstärkt sind. In der vorgehenden Beschreibung ist der Vorladungspfad einer jeden Bitleitung BL 1 bis BL 3 der gleiche wie der bei einer gewöhnlichen ROM-Schaltung vorgesehene, und daher ist zum Vermeiden einer übermäßigen Kompliziertheit der Zeichnung weggelassen. Die durch den Leseverstärker 9 erzeugten Prüfbits P 1, P 2 und P 3 von (1, 0, 1) werden mit den Informationsbits D 0, D 1 verbunden und an die Schreib-/Leseschaltung 5 beliefert. Die Schreib-/Leseschaltung 5 schreibt die Informationsbits und die Prüfbits in die entsprechenden Speicherzellen in dem Informationsspeicherzellenfeld und dem Speicherzellenfeld 2 zum Prüfen, die bereits über die X-Decodierer 3 und die Y-Decodierer 4 ausgewählt worden sind. Somit ist ein Zyklus des Schreibbetriebes beendet.The case is now considered that the information (information bits) entered from the outside via data input and output connections 23 a to 23 i is represented by (1, 0). In the error correction coding ROM 10 , only the output on the NOR gate N 3 goes to "H" level in response to the applied information bits (1, 0), while the outputs of the NOR gates N 1, N 2 and N 4 fall to the "L" level. As a result, the potential on the word line WL 3 rises and the memory transistor M 5 is switched on. Consequently, the potential on the bit line BL 2 is discharged to the "L" level, while the outputs of the other bit lines BL 1, BL 3 go to the "H" level, which are already precharged to this level. The potentials of (H , L , H) , ie, (1, 0, 1) appearing on the bit lines BL 1, BL 2 and BL 3 are output as test bits P 1 to P 3 after they have been read by the sense amplifier 9 and are reinforced. In the foregoing description, the precharge path of each bit line BL 1 to BL 3 is the same as that provided in an ordinary ROM circuit, and therefore the drawing is omitted to avoid excessive complication. The test bits P 1, P 2 and P 3 of (1, 0, 1) generated by the sense amplifier 9 are connected to the information bits D 0, D 1 and supplied to the read / write circuit 5 . The read / write circuit 5 writes the information bits and the check bits into the corresponding memory cells in the information memory cell array and the memory cell array 2 for checking, which have already been selected via the X decoder 3 and the Y decoder 4 . One cycle of the write operation is thus ended.

In der Darstellung für die oben beschriebene Schreibtätigkeit zeigt die Anordnung von Fig. 6 nicht die zum Ausgeben der Informationsbits D 0, D 1. Es kann jedoch die zum Übertragen der unveränderten Informationsbits D 0, D 1 sein, es kann auch weiter die zum Speichern der Informationsbits sein, die diesen Informationsbits in dem ROM-Speicherabschnitt entspricht. In the illustration for the writing activity described above, the arrangement of FIG. 6 does not show that for outputting the information bits D 0, D 1. However, it can be that for transmitting the unchanged information bits D 0, D 1, it can also continue for storing of the information bits corresponding to these information bits in the ROM section.

Bei diesem Weg des Dateneinschreibens ist der Decodiererabschnitt von einer Konfiguration des NOR-Typ-Decodierers, der der gleiche ist wie der der X-Decodierer 3 und Y-Decodierer 4, die in dem Speicherzellenfeldabschnitt vorgesehen sind, so daß der Spielraum der Betriebsversorgungsspannung dieses fehlerkorrekturcodierenden maskierten ROMs so groß sein kann wie der der dem Speicherzellenfeldabschnitt entspricht. Wenn die Betriebsversorgungsspannung gesenkt wird, erscheint das Sinken des Betriebsversorgungspotentials auf den Ausgängen der NOR-Gatter. Dieser Ausgang wird auf die Wortleitungen übertragen, diese Tätigkeit ist die gleiche wie die Wortleitungsauswahltätigkeit bei einem gewöhnlichen Speicherzellenfeldabschnitt. Daher kann dessen Betriebsspielraum so gemacht werden wie der eines Speicherzellenfeldabschnittes. Folglich kann der Betriebsspielraum für die Versorgungsspannung stärker verbessert werden als bei einer Schaltungsanordnung, die herkömmliche logische Gatter verwendet.In this way of data writing, the decoder section is of a configuration of the NOR type decoder, which is the same as that of the X decoder 3 and Y decoder 4 provided in the memory cell array section, so that the margin of the operational supply voltage encodes this error correction masked ROMs can be as large as that corresponding to the memory cell array section. As the supply voltage is lowered, the decrease in the supply potential appears on the outputs of the NOR gates. This output is transferred to the word lines, this operation is the same as the word line selection operation in an ordinary memory cell array section. Therefore, its operating margin can be made the same as that of a memory cell array section. As a result, the operating margin for the supply voltage can be improved more than in the case of a circuit arrangement which uses conventional logic gates.

In der obigen Beschreibung ist der Auswahlbetrieb der Speicherzellen in dem Speicherzellenfeld 1 und dem Speicherzellenfeld 2 zum Prüfen nicht beschrieben worden. Nachdem jedoch die X-Adresse bzw. die Y-Adresse in den X-Decodierer 3 und den Y-Decodierer 4 als Reaktion auf ein Steuersignal CE, welches extern angelegt ist, eingegeben sind, wir die Auswahltätigkeit für das Speicherzellenfeld in Abhängigkeit von einem Steuersignal von der Steuersignalerzeugerschaltung 30 ausgeführt. Das Einschreibkommando für Daten wird als Reaktion auf Steuersignale und ausgeführt. Das heißt, wenn das Schreibfreigabesignal aktiv auf "L" liegt, während das Ausgabefreigabesignal inaktiv auf "H" beim Datenschreiben liegt, werden Daten in die Dateneingangs- und -ausgangsschaltung 8 eingegeben und dann zu dem fehlerkorrekturcodierenden maskierten ROM 10 übertragen. Die Datenlesetätigkeit wird jetzt beschrieben. In the above description, the selection operation of the memory cells in the memory cell array 1 and the memory cell array 2 for testing has not been described. However, after the X address and the Y address are entered into the X decoder 3 and the Y decoder 4 in response to a control signal CE which is externally applied, the selection activity for the memory cell array becomes dependent on a control signal executed by the control signal generator circuit 30 . The data write command is executed in response to control signals and. That is, when the write enable signal is active at "L" while the output enable signal is inactive at "H" during data writing, data is input to the data input and output circuit 8 and then transferred to the error correction encoding masked ROM 10 . The data reading activity is now described.

Nachdem die X-Adresse bzw. die Y-Adresse an den X-Decodierer 3 und den Y-Decodierer 4 als Reaktion auf das externe Steuersignal angelegt sind und dann darin decodiert sind, werden die entsprechenden Speicherzellen von dem Speicherzellenfeld 1 und dem Speicherzellenfeld 2 zum Prüfen ausgewählt, so daß die darin enthaltenen Informationsbits und Prüfbits ausgelesen werden. Diese ausgelesenen Informationsbits und Prüfbits werden an den fehlerdecodierenden maskierten ROM 11 über die Schreib-/Leseschaltung 5 angelegt. Der fehlerdecodierende maskierte ROM 11 benutzt die angelegten Informationsbits D 0, D 1 und die Prüfbits P 1 bis P 3 als Adreßeingänge dafür, so daß die entsprechende fest gespeicherte Information ausgelesen wird oder in der ROM-Implementation gehalten wird. Das heißt, wenn zum Beispiel die Informationsbits (1, 0) sind und die Prüfbits (1, 0, 1) sind, ist (1, 0) bereits in der maskierten ROM-Implementation an der entsprechenden Adresse (1, 0, 1, 0, 1) gespeichert, und eine dieser Adresse entsprechende Wortleitung wird gewählt, so daß deren Inhalt als Ausleseinformation D 0, D 1 zu der Dateneingangs- und -ausgangsschaltung 6 über den Leseverstärker 9 übertragen wird. Die Dateneingangs- und -ausgangsschaltung 6 gibt die gegebenen Daten als Auslesedaten als Reaktion auf die Steuersignale , , aus. Wann immer ein Ein-Bit-Fehler aufgrund irgendeiner Ursache auftritt, d. h., wenn die ausgelesenen Bits von dem Speicherzellenfeld 1 und dem Speicherzellenfeld 2 zum Prüfen (1, 1, 1, 0, 1) (das Informationsbit D 0 ist fehlerhaft), (0, 0, 1, 0, 1) (das Informationsbit D 1 ist fehlerhaft), (1, 0, 0, 0, 1) (das Prüfbit P 1 ist fehlerhaft), (1, 0, 1, 1, 1) (das Prüfbit P 2 ist fehlerhaft) oder (1, 0, 1, 0, 0) (das Prüfbit P 3 ist fehlerhaft) sind, ist die eingeschriebene Information (1, 0) in der maskierten ROM-Implementation, so daß korrektes Datenlesen durch die Fehlerdecodierschaltung 8 ausgeführt wird. Das heißt, das Lesen der Information, bei dem der Fehler der Information korrigiert wird, wird dabei durchgeführt. After the X address and the Y address are applied to the X decoder 3 and the Y decoder 4 in response to the external control signal and are then decoded therein, the corresponding memory cells become the memory cell array 1 and the memory cell array 2 Check selected so that the information bits and check bits contained therein are read out. These read out information bits and check bits are applied to the error-decoding masked ROM 11 via the read / write circuit 5 . The error-decoding masked ROM 11 uses the applied information bits D 0, D 1 and the check bits P 1 to P 3 as address inputs for it, so that the corresponding permanently stored information is read out or kept in the ROM implementation. That is, if, for example, the information bits are (1, 0) and the check bits are (1, 0, 1), then (1, 0) is already in the masked ROM implementation at the corresponding address (1, 0, 1, 0, 1) is stored, and a word line corresponding to this address is selected, so that its content is transmitted as read information D 0, D 1 to the data input and output circuit 6 via the sense amplifier 9 . The data input and output circuit 6 outputs the given data as readout data in response to the control signals,,,. Whenever a one-bit error occurs due to any cause, that is, when the bits read out from memory cell array 1 and memory cell array 2 are checked (1, 1, 1, 0, 1) (information bit D 0 is defective), ( 0, 0, 1, 0, 1) (the information bit D 1 is faulty), (1, 0, 0, 0, 1) (the check bit P 1 is faulty), (1, 0, 1, 1, 1) (check bit P 2 is faulty) or (1, 0, 1, 0, 0) (check bit P 3 is faulty), the written information is (1, 0) in the masked ROM implementation, so that correct data reading is executed by the error decoding circuit 8 . That is, the reading of the information in which the error of the information is corrected is carried out.

Auch bei diesem Datenlesen hat der Decodiererabschnitt des decodierenden maskierten ROMs 11 die gleiche Konfiguration vom NOR-Typ wie der Decodiererabschnitt, der entsprechend dem Speicherzellenfeldabschnitt vorgesehen ist, so daß der Betriebsspielraum für die Versorgungsspannung gleich dem für einen Speicherzellenfeldabschnitt gemacht werden kann, und somit kann der Spielraum für die Betriebsversorgungsspannung in der Halbleiterspeichereinrichtung verbessert werden.Also in this data reading, the decoder section of the decoding masked ROM 11 has the same NOR type configuration as the decoder section provided corresponding to the memory cell array section, so that the operating margin for the supply voltage can be made equal to that for a memory cell array section, and thus Scope for the operating supply voltage in the semiconductor memory device can be improved.

Ähnlich wird bei der Kombination der anderen Informationsbits und Prüfbits die entsprechende Information in die maskierten ROM durch den Decodiererabschnitt ausgelesen, so daß sie über die Dateneingangs- und -ausgangsschaltung 6 ausgelesen wird, nachdem das Fehlerprüfen und Korrigieren der Information durchgeführt worden ist.Similarly, in the combination of the other information bits and check bits, the corresponding information is read out into the masked ROM by the decoder section so that it is read out through the data input and output circuit 6 after the error checking and correction of the information is performed.

Wie aus Fig. 8A zu sehen ist, weist der maskierte ROM Speichertransistoren M 10, M 13, zum Speichern der Information "0" auf, die dünne Gateoxidfilme aufweisen. Weiterhin sind Speichertransistoren M 11, M 12 mit dicken Gateoxidfilmen vorgesehen, die zum Speichern der Information "1" dienen. Die Speichertransistoren M 10, M 11 werden duch eine Wortleitung WL 10 ausgewählt, und die Information von jedem der Speichertransistoren M 10, M 11 wird auf die Bitleitungen BL 20 bzw. BL 21 übertragen. Die Speichertransistoren M 12, M 13 werden durch eine Wortleitung WL 11 ausgewählt, und die Information in jedem der Speichertransistoren M 12, M 13 wird auf die Bitleitungen BL 20 bzw. BL 21 übertragen.As can be seen from Fig. 8A, the masked ROM has memory transistors M 10, M 13 for storing the information "0" which have thin gate oxide films. Furthermore, memory transistors M 11, M 12 with thick gate oxide films are provided, which are used to store information "1". The memory transistors M 10, M 11 are selected by a word line WL 10, and the information from each of the memory transistors M 10, M 11 is transferred to the bit lines BL 20 and BL 21, respectively. The memory transistors M 12, M 13 are selected by a word line WL 11, and the information in each of the memory transistors M 12, M 13 is transferred to the bit lines BL 20 and BL 21, respectively.

Wie in Fig. 8B gezeigt ist, weisen die Speichertransistoren M 10 und M 13 dünne Gateoxidfilme auf, während die Speichertransistoren M 11, M 12 dicke Gateoxidfilme aufweisen. Der Speichertransistor mit einem dünnen Gateoxidfilm hat eine niedrige Schwellenspannung, während der mit einem dicken Gateoxidfilm eine hohe Schwellenspannung hat. Wenn daher die gleiche Spannung an die Gates der Speicherzellen über die Wortleitungen angelegt wird, wird der Speichertransistor mit dem dünnen Gateoxidfilm leitend gemacht, während der andere Speichertransistor mit einem dicken Gateoxidfilm nicht-leitend verbleibt. Folglich kann die Information "0" und "1" gespeichert werden.As shown in FIG. 8B, the memory transistors M 10 and M 13 have thin gate oxide films, while the memory transistors M 11, M 12 have thick gate oxide films. The memory transistor with a thin gate oxide film has a low threshold voltage, while that with a thick gate oxide film has a high threshold voltage. Therefore, when the same voltage is applied to the gates of the memory cells via the word lines, the memory transistor with the thin gate oxide film is made conductive, while the other memory transistor with a thick gate oxide film remains non-conductive. As a result, the information "0" and "1" can be stored.

Fig. 8C zeigt eine Querschnittansicht, die die Querschnittstruktur entlang der Linie X-X′ in Fig. 8B darstellt. Der Speichertransistor M 12 zum Speichern der Information "1" ist aus einer Source-Diffusionsschicht 201 a und einer Drain-Diffusionsschicht 201 b auf einem Halbleitersubstrat 200, einem Gateoxidfilm B von großer Dicke darauf und einer Gateelektrode 203 gebildet. Der Speichertransistor M 13 zum Speichern der Information "0" ist aus einer Source-Diffusionsschicht 201 c, die mit einer Bitleitung verbunden ist, einer Drain-Diffusionsschicht 201 b, die mit einem Massepotential verbunden ist, einem Gateoxidfilm A von kleiner Dicke darauf und der Gateelektrode 203, die die Wortleitung darstellt, gebildet. Wie oben beschrieben ist, kann Information leicht in Abhängigkeit nur von der Dicke der Gateoxidfilme gespeichert werden. Fig. 8C shows a cross-sectional view illustrating the cross-sectional structure along the line XX 'in Fig. 8B. The memory transistor M 12 for storing the information “1” is formed from a source diffusion layer 201 a and a drain diffusion layer 201 b on a semiconductor substrate 200 , a gate oxide film B of great thickness thereon and a gate electrode 203 . The memory transistor M 13 for storing the information "0" is made of a source diffusion layer 201 c , which is connected to a bit line, a drain diffusion layer 201 b , which is connected to a ground potential, a gate oxide film A of small thickness thereon and that Gate electrode 203 , which represents the word line, is formed. As described above, information can be easily stored depending only on the thickness of the gate oxide films.

Zusätzlich gibt es anstelle dieser Konfiguration eine andere Konfiguration, daß nämlich Information in Abhängigkeit, ob oder ob nicht die Gateelektroden und die Wortleitungen miteinander verbunden sind, gespeichert ist. Dabei bleibt die Dicke der Gateoxidfilme unverändert und die Dicke der Wortleitungen und der Gateelektroden ist konstant gehalten.In addition, there is another one instead of this configuration Configuration, namely information depending on whether or whether not the gate electrodes and the word lines together are connected, saved. The thickness of the remains Gate oxide films unchanged and the thickness of the word lines and the gate electrodes are kept constant.

Wie in Fig. 9 gezeigt ist, ist eine FAMOS-Zelle (eine EPROM-Zelle) aus Störstellengebieten 301 a, 301 b, die auf einem Halbleitersubstrat 300 gebildete Source- und Drain-Diffusionsschichten darstellen, aus einem floatenden Gate 302, das auf dem Halbleitersubstrat 300 über einem isolierenden Zwischenschichtfilm 304 gebildet ist und Information speichert in Abhängigkeit davon, ob oder ob nicht Ladung darin gespeichert ist, und aus einem Steuergate 303, das über dem floatenden Gate 302 davon getrennt durch einen isolierenden Zwischenschichtfilm 305 gebildet ist, gebildet.As shown in FIG. 9, a FAMOS cell (an EPROM cell) composed of impurity regions 301 a , 301 b , which represent source and drain diffusion layers formed on a semiconductor substrate 300 , consists of a floating gate 302 , which is located on the Semiconductor substrate 300 is formed over an interlayer insulating film 304 and stores information depending on whether or not charge is stored therein and is formed from a control gate 303 formed above the floating gate 302 separately by an interlayer insulating film 305 .

Wenn daher die Speicherzellenkonfiguration des Speicherzellenfeldes die FAMOS-Zellstruktur ist, wie in Fig. 9 gezeigt ist, kann der ROM mit der Codierung und Decodierung zum Fehlerprüfen und -korrigieren bei den gleichen Herstellungsschritten wie die Speicherzellentransistoren in dem Speicherzellenfeld gebildet werden, so daß die Herstellungsschritte stark vereinfacht werden können im Vergleich mit den Schritten, die für die herkömmlichen logischen Gatter verwendet werden. Das heißt, wenn die Gateelektrode des dünnen Gateoxidfilmabschnittes in den gleichen Herstellungsschritten wie die für das floatende Gate 302 gebildet werden, während die Gateelektrode für den dicken Gateisolierfilmabschnitt in dem gleichen Schritt wie der für das Steuergate 303 gebildet wird, kann der maskierte ROM leicht ohne zusätzliche Herstellungsschritte gebildet werden. Wenn in solchem Falle Information nicht in Abhängigkeit von der Dicke des Gateoxidfilmes, sondern davon, ob die Gateelektroden und die Wortleitungen in dem maskierten ROM miteinander verbunden sind oder nicht, gespeichert ist, kann der maskierte ROM in den gleichen Herstellungsschritten wie das Steuergate 303 oder das floatende Gate 302 der in Fig. 9 gezeigten Anordnung hergestellt werden.Therefore, when the memory cell configuration of the memory cell array is the FAMOS cell structure as shown in Fig. 9, the ROM with the coding and decoding for error checking and correction can be formed in the same manufacturing steps as the memory cell transistors in the memory cell array, so that the manufacturing steps can be greatly simplified compared to the steps used for the conventional logic gates. That is, if the gate electrode of the thin gate oxide film section is formed in the same manufacturing steps as that for the floating gate 302 , while the gate electrode for the thick gate insulating film section is formed in the same step as that for the control gate 303 , the masked ROM can be easily made without additional Manufacturing steps are formed. In such a case, if information is stored not depending on the thickness of the gate oxide film but whether or not the gate electrodes and the word lines are connected to each other in the masked ROM, the masked ROM can be manufactured in the same manufacturing steps as the control gate 303 or the like floating gate 302 of the arrangement shown in FIG .

Selbst in dem Fall, daß die Struktur der in den Speicherzellenfeldern 1, 2 enthaltenen Speicherzellen nicht die der FAMOS-Zellen, sondern der von gewöhnlichen DRAM-Zellen (siehe Fig. 10) ist, oder in dem Fall, daß die Information in Abhängigkeit der Dicke der Gateoxidfilme der Speichertransistoren des ROMs gespeichert ist oder ob oder ob nicht Verbindungen zwischen den Gateelektroden und den Kontaktelektroden existieren, können auf jeden Fall die Speichertransistoren des maskierten ROMs in den gleichen Herstellungsschritten gebildet werden wie die Transistoren in dem Speicherzellenfeldabschnitt. Wie in Fig. 10 gezeigt ist, können die Gateelektroden der ROM-Speichertransistoren in den gleichen Herstellungsschritten gebildet werden wie die Gateelektrode 400 der DRAM-Zelle oder der Zellenplatte 401, die eine Elektrode eines informationsspeichernden Kondensators ist. Folglich kann der ROM zum Fehlerprüfen/-korrigieren in der maskierten ROM-Implementation leicht ohne komplizierte Herstellungsschritte gebildet werden. Wie in Fig. 10 gezeigt ist, ist die DRAM-Zelle einfach aus einem Halbleitersubstrat 405, einem diffundierten Störstellengebiet 406 a, das die Source wird, dem anderen diffundierten Störstellengebiet 406 b, das das Drain wird, einem Gateisolierfilm 407 und einer Zellenplatte 401 gebildet.Even in the case that the structure of the memory cells contained in the memory cell arrays 1 , 2 is not that of the FAMOS cells, but that of ordinary DRAM cells (see Fig. 10), or in the case that the information is dependent on the In any case, thickness of the gate oxide films of the memory transistors of the ROM is stored or whether or not connections exist between the gate electrodes and the contact electrodes, the memory transistors of the masked ROM can be formed in the same manufacturing steps as the transistors in the memory cell array section. As shown in FIG. 10, the gate electrodes of the ROM memory transistors can be formed in the same manufacturing steps as the gate electrode 400 of the DRAM cell or the cell plate 401 , which is an electrode of an information storage capacitor. As a result, the ROM for error checking / correction in the masked ROM implementation can be easily formed without complicated manufacturing steps. As shown in Fig. 10, the DRAM cell is simply formed from a semiconductor substrate 405 , a diffused impurity region 406 a , which becomes the source, the other diffused impurity region 406 b , which becomes the drain, a gate insulating film 407 and a cell plate 401 .

Die Ersatzschaltbilder der FAMOS-Zelle und der DRAM-Zelle sind in den Fig. 9(b) bzw. 10(b) gezeigt.The equivalent circuit diagrams of the FAMOS cell and the DRAM cell are shown in Figs. 9 (b) and 10 (b), respectively.

Wie bis jetzt beschrieben ist, ist erfindungsgemäß mindestens einer von dem Fehlerkorrekturcodierschaltungsabschnitt und dem Fehlerdecodierschaltungabschnitt in der maskierten ROM-Implementation in der Halbleiterspeichereinrichtung gebildet, die Fehlerprüf-/-korrekturen enthält, so daß die Konfigurationen der Fehlerkorrekturcodier- und -decodierschaltungsabschnitte die gleichen sein können wie die anderer Abschnitte der Halbleiterspeichereinrichtung; d. h., des Speicherzellenfeldabschnittes und des dazugehörigen peripheren Schaltungsabschnittes. Folglich können die Spielräume der Betriebsversorgungsspannung für den Fehlerkorrekturcodierschaltungsabschnitt und den -decodierschaltungsabschnitt vergrößert werden, nämlich so wie die Spielräume der Betriebsversorgung in den Speicherabschnitten der Informationsbits und der Prüfbits und in den zugehörigen peripheren Schaltabschnitten. Folglich kann ein großer Spielraum für die Betriebsversorgungsspannung für die gesamte Halbleiterspeichereinrichtung vorgesehen werden, so daß eine derartige Halbleiterspeichereinrichtung vorgesehen werden kann, die schnell und richtig Datenlesen ausführen kann, selbst wenn die Versorgungsspannung schwankt.As described so far, at least according to the invention one of the error correction coding circuit section and the Error decoding circuit section in the masked ROM implementation formed in the semiconductor memory device, the Contains error checking / corrections so that the configurations of the error correction coding and decoding circuit sections may be the same as that of other sections of the semiconductor memory device; d. i.e., the memory cell array section and of the associated peripheral circuit section. Hence can the scope of the operating supply voltage for the Error correction coding circuit section and decoding circuit section be enlarged, namely like that Operating supply scope in the storage sections the information bits and the check bits and in the associated ones  peripheral switching sections. Consequently, a big one Scope for the operating supply voltage for the entire Semiconductor memory device are provided so that a such a semiconductor memory device can be provided, that can perform data reading quickly and correctly, even if the supply voltage fluctuates.

Claims (5)

1. Halbleiterspeichereinrichtung, die Fehler prüfende und/oder korrigierende Funktionen aufweist, mit:
  • - einem Speicherzellenfeld mit einer Mehrzahl von Speicherelementen;
  • - einer Schreibeinrichtung (5, 10) im Datenschreibbetriebsmodus zum Erzeugen von Prüfinformation, die der von außen zugeführten Speicherinformation entspricht, Verbinden der erzeugten Prüfinformation mit der von außen zugeführten Speicherinformation zum Bilden eines Codewortes, das für mindestens Ein-Bit-Information Fehler prüfen und korrigieren kann, und Schreiben des Codewortes in durch eine von außen angelegte Adresse ausgewählte Speicherelemente; und
  • - einer Ausgabeeinrichtung (5, 11), die im Datenlesebetriebsmodus aktiviert wird, zum Auslesen des gespeicherten Codewortes aus dem durch eine externe Adresse ausgewählten Speicherelement und Fehlerprüfen und -korrigieren des ausgegebenen Codewortes und dann Ausgeben der in dem korrigierten Codewort enthaltenen Speicherinformation als Auslese-Information,
1. A semiconductor memory device which has error-checking and / or correcting functions, with:
  • a memory cell array with a plurality of memory elements;
  • - A writing device ( 5 , 10 ) in the data write operating mode for generating test information which corresponds to the memory information supplied from the outside, connecting the generated test information with the memory information supplied from the outside to form a code word which tests and corrects errors for at least one-bit information can, and writing the code word in memory elements selected by an externally created address; and
  • - An output device ( 5 , 11 ), which is activated in the data reading operating mode, for reading out the stored code word from the memory element selected by an external address and checking and correcting the error in the output code word and then outputting the memory information contained in the corrected code word as readout information ,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Codeworterzeugereinrichtung (10) und Fehlerprüf-/Fehlerkorrigiereinrichtung (11) unter Verwendung einer Nur-Lese-Speichereinrichtung zum Speichern von Codewortinformation in jeder der zugeführten Information entsprechenden Adresse gebildet ist und die Nur-Lese-Speichereinrichtung auf dem gleichen Halbleiterchip (100) wie das die Mehrzahl von Speicherelementen enthaltende Speicherzellenfeld (1) gebildet ist. characterized in that at least one of the code word generator means ( 10 ) and error check / error correcting means ( 11 ) is formed using read-only memory means for storing code word information in each address corresponding to the information supplied, and the read-only memory means is the same Semiconductor chip ( 100 ) as the memory cell array ( 1 ) containing the plurality of memory elements is formed. 2. Halbleiterspeichereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Codeworterzeugereinrichtung und die Fehlerprüf-/Fehlerkorrigiereinrichtung beide unter Verwendung der Nur-Lese-Speichereinrichtung gebildet sind.2. The semiconductor memory device as claimed in claim 1, characterized in that the code word generator and the error checking / correcting device both using the read-only memory device are formed. 3. Halbleiterspeichereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Nur-Lese-Speichereinrichtung ein maskierter ROM ist.3. The semiconductor memory device according to claim 1 or 2, characterized in that read-only storage means is a masked ROM. 4. Halbleiterspeichereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der maskierte ROM in dem gleichen Herstellungsschritt wie das Speicherzellenfeld hergestellt ist.4. The semiconductor memory device according to claim 3, characterized in that the masked ROM is in the same Manufacturing step how the memory cell array is made.
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