JP2005063619A - Semiconductor storage device - Google Patents
Semiconductor storage device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005063619A JP2005063619A JP2003295920A JP2003295920A JP2005063619A JP 2005063619 A JP2005063619 A JP 2005063619A JP 2003295920 A JP2003295920 A JP 2003295920A JP 2003295920 A JP2003295920 A JP 2003295920A JP 2005063619 A JP2005063619 A JP 2005063619A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sense amplifier
- power supply
- memory device
- semiconductor memory
- data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、書き換え耐性評価時にワード線一括書き換え動作を行なえる半導体記憶装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor memory device capable of performing a word line batch rewrite operation during rewrite endurance evaluation.
半導体記憶装置におけるワード線一括書き換え動作は、ワード線とビット線とが互いに交差する領域に配されたメモリセルのみを書き換える動作と比べて、書き換えるカラム数が多いため必然的に消費電力が増加する。この対策として書き換え動作時に動作領域を制限する手法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 The word line batch rewrite operation in the semiconductor memory device inevitably increases the power consumption because the number of columns to be rewritten is larger than the operation of rewriting only the memory cell arranged in the region where the word line and the bit line intersect each other. . As a countermeasure against this, there has been proposed a method of limiting the operation area during the rewriting operation (see, for example, Patent Document 1).
具体的には、複数のワード線のうちの1本と接続されるセンスアンプのすべてにデータを書き込むという動作と、すべてのワード線を順次アクセスしながらセンスアンプでラッチしたデータをメモリセルに書き込むという動作とを一連の動作として、データを反転して繰り返す。しかしながら、このような手法を採ると、異なる2つの動作モードを連続して実行する必要があるため、2系統の制御回路及びモード切替え回路が必要となり、半導体記憶装置自体の回路規模が増大したり、制御動作が複雑化して評価装置等に制約が生じたりするという問題がある。 Specifically, the operation of writing data to all of the sense amplifiers connected to one of the plurality of word lines and the data latched by the sense amplifier while sequentially accessing all the word lines are written to the memory cells. The above operations are repeated as a series of operations with data inverted. However, if such a method is adopted, it is necessary to continuously execute two different operation modes, so that two systems of control circuits and mode switching circuits are required, which increases the circuit scale of the semiconductor memory device itself. There is a problem that the control operation is complicated and the evaluation apparatus is restricted.
一方、半導体記憶装置に対する書き換え耐性評価は、該装置の開発段階における一評価項目に過ぎないことから、評価装置の駆動能力を確保さえすれば、半導体記憶装置の消費電力が問題となることは少ない。 On the other hand, since the evaluation of rewriting durability for a semiconductor memory device is only one evaluation item in the development stage of the device, the power consumption of the semiconductor memory device is not a problem as long as the driving capability of the evaluation device is ensured. .
以下、前記の問題を解決すべく、すべての書き換え動作において単一の動作モードで実行されるワード線一括書き換え動作を採用した従来の技術について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, in order to solve the above-described problem, a conventional technique employing a word line batch rewrite operation executed in a single operation mode in all rewrite operations will be described with reference to the drawings.
図9は従来の半導体記憶装置であって、セルキャパシタに強誘電体材料を用いた強誘電体メモリ装置の回路ブロックを示している。 FIG. 9 shows a circuit block of a conventional semiconductor memory device, which is a ferroelectric memory device using a ferroelectric material for a cell capacitor.
図9に示すように、外部から指定されたアドレスA0〜Amがアドレスバッファに入力され、アドレスバッファからの出力信号は、ワード線WL〜WLxをそれぞれデコードして選択する行デコーダと、センスアンプブロックSAB0〜SAByをデコードして選択する列デコーダとに入力される。 As shown in FIG. 9, externally designated addresses A0 to Am are input to an address buffer, and an output signal from the address buffer is a row decoder that decodes and selects word lines WL to WLx, respectively, and a sense amplifier block SAB0 to SABy are input to a column decoder for decoding and selecting.
外部信号CE、WE及びOE等が入力される制御回路からの制御信号によりアドレスバッファ、I/Oバッファ、行デコーダ、列デコーダ及びセンスアンプブロックSAB0〜SAByの動作がそれぞれ制御される。単位メモリのビット構成は8ビットであり、1つのメモリセルはそれぞれ2個ずつのトランジスタと強誘電体キャパシタとから構成される、いわゆる2T2C型メモリセルである。 Operations of the address buffer, the I / O buffer, the row decoder, the column decoder, and the sense amplifier blocks SAB0 to SABy are controlled by control signals from a control circuit to which external signals CE, WE, OE and the like are input. The bit configuration of the unit memory is 8 bits, and each memory cell is a so-called 2T2C type memory cell composed of two transistors and a ferroelectric capacitor.
1本のワード線WLに接続されるn個のメモリセルのうち最初の8個はそれぞれビット線対BL0〜BL7及び/BL0〜/BL7と接続され、列デコーダからのカラム選択信号CSEL0によりセンスアンプブロックSAB0が活性化されることにより、各データ線対DL0〜DL7及び/DL0〜/DL7を介して読み出し動作又は書き込み動作が行なわれる。 Of the n memory cells connected to one word line WL, the first eight are connected to bit line pairs BL0 to BL7 and / BL0 to / BL7, respectively, and a sense amplifier is supplied by a column selection signal CSEL0 from the column decoder. By activating block SAB0, a read operation or a write operation is performed via each data line pair DL0 to DL7 and / DL0 to / DL7.
図10に1つのセンスアンプブロックSAB0の構成を示し、図11にセンスアンプ及びカラム選択スイッチ部の詳細構成を示す。 FIG. 10 shows the configuration of one sense amplifier block SAB0, and FIG. 11 shows the detailed configuration of the sense amplifier and column selection switch section.
図10又は図11に示すように、外部からアクセスされるメモリセルは、ワード線WL及びプレート線CPにより選択的にビット線対BL0〜BL7及び/BL0〜/BL7と接続され、ビット線対BL0〜BL7及び/BL0〜/BL7は各センスアンプSA0〜SA7とそれぞれ接続される。各センスアンプの動作を制御する信号SAPは、センスアンプブロックSAB0〜SAByの各センスアンプに含まれるPチャネル型MOSトランジスタQp4のゲートに共通に入力される。また、各センスアンプに含まれるNチャネル型MOSトランジスタQn4は、起動信号SANE、停止信号SAND及びカラム選択信号CSEL0により制御される。これにより、Pチャネル型MOSトランジスタQp4は、カラム選択信号CSEL0に依らずすべてのカラムにおいて同時に活性化される。一方、Nチャネル型MOSトランジスタQn4は、選択されたカラムのみが活性化される。 As shown in FIG. 10 or FIG. 11, memory cells accessed from the outside are selectively connected to the bit line pairs BL0 to BL7 and / BL0 to / BL7 by the word line WL and the plate line CP, and the bit line pair BL0. ... To BL7 and / BL0 to / BL7 are connected to the sense amplifiers SA0 to SA7, respectively. The signal SAP for controlling the operation of each sense amplifier is input in common to the gates of the P-channel MOS transistors Qp4 included in each sense amplifier of the sense amplifier blocks SAB0 to SABy. The N-channel MOS transistor Qn4 included in each sense amplifier is controlled by a start signal SANE, a stop signal SAND, and a column selection signal CSEL0. As a result, the P-channel MOS transistor Qp4 is simultaneously activated in all the columns regardless of the column selection signal CSEL0. On the other hand, only the selected column of N channel type MOS transistor Qn4 is activated.
ビット線対BL0〜BL7及び/BL0〜/BL7とデータ線対DL0〜DL7及び/DL0〜/DL7をそれぞれ接続するカラム選択スイッチであるNチャネル型MOSトランジスタQn6は、起動信号YS及びカラム選択信号CSEL0により選択的に活性化される。 An N-channel MOS transistor Qn6, which is a column selection switch for connecting the bit line pairs BL0 to BL7 and / BL0 to / BL7 and the data line pairs DL0 to DL7 and / DL0 to / DL7, respectively, has an activation signal YS and a column selection signal CSEL0. Is selectively activated.
半導体記憶装置は、メモリセルの書き換え耐性が信頼性の点でより重要な要素となってきており、近年は強誘電体メモリ装置においても、書き換え耐性が比較的に向上しており、評価時間がより長くなる傾向にある。一方、新規の微細化プロセスを用いたメモリコアの開発や製品化においては、書き換え耐性の評価及び出荷前のスクリーニングをより効率良く短時間に行なうことが求められている。そこで、半導体記憶装置の評価を効率良く行なう方法として、1本のワード線に接続されるメモリセルのすべてを同時に選択状態とし、それらすべてのメモリセルに対して一括に書き込みを行なうという技術が開発されている。この動作を極性が互いに反転したデータを用いて繰り返し行なうことにより、短時間に書き換え耐性の評価を行なうことが可能となる。 In a semiconductor memory device, the rewrite endurance of a memory cell has become a more important factor in terms of reliability. In recent years, even in a ferroelectric memory device, the rewrite endurance has been relatively improved, and the evaluation time has been increased. It tends to be longer. On the other hand, in the development and commercialization of a memory core using a new miniaturization process, it is required to evaluate rewrite resistance and perform screening before shipment more efficiently and in a short time. Therefore, as a method for efficiently evaluating a semiconductor memory device, a technique has been developed in which all memory cells connected to one word line are simultaneously selected and data is written to all the memory cells at once. Has been. By repeatedly performing this operation using data whose polarities are reversed from each other, it is possible to evaluate the rewrite resistance in a short time.
次に、1本のワード線に接続されるメモリセルのすべてに一括に書き込みを行なう場合のカラム選択スイッチ及びセンスアンプの動作について図12を参照しながら説明する。 Next, the operation of the column selection switch and the sense amplifier in the case where all the memory cells connected to one word line are collectively written will be described with reference to FIG.
まず、図12に示すように、すべてのカラムアドレス0〜yが選択されると、カラム選択信号CSEL0〜CSELyがすべて活性化状態である“H(ハイ)”レベルとなり、続いて、起動信号SAPが活性化状態である“L(ロー)”レベルに遷移することにより、センスアンプを構成するPチャネル型MOSトランジスタQp4がすべて活性化される。 First, as shown in FIG. 12, when all the column addresses 0 to y are selected, all the column selection signals CSEL0 to CSELy are set to the “H (high)” level in an activated state, and then the activation signal SAP. As a result of the transition to the “L (low)” level, which is an activated state, all the P-channel MOS transistors Qp4 constituting the sense amplifier are activated.
一方、全カラムアドレスにおいて、カラム選択スイッチを構成するPチャネル型MOSトランジスタQp1は、そのゲートに“H”レベルのカラム選択信号CSEL0〜CSELyを受けて非活性化状態にある。さらに、信号SAPと同時に“L”レベルに遷移した信号SANEをゲートに受けるPチャネル型MOSトランジスタQp2と、この時点では“L”レベルである停止信号SANDをゲートに受けるPチャネル型MOSトランジスタQp3が共に活性化される。これにより、カラム選択スイッチから出力される信号SAN0〜SANyが“H”レベルとなって、各センスアンプのNチャネル型MOSトランジスタQn4が活性化され、メモリセルから読み出されたデータに依存するビット線BL、/BLの電位が増幅される。 On the other hand, at all column addresses, the P-channel MOS transistor Qp1 constituting the column selection switch receives the “H” level column selection signals CSEL0 to CSELy at its gate and is in an inactive state. Further, a P-channel MOS transistor Qp2 that receives a signal SANE that has transitioned to the “L” level simultaneously with the signal SAP at its gate, and a P-channel MOS transistor Qp3 that receives a stop signal SAND that is at the “L” level at this time at its gate. Both are activated. As a result, the signals SAN0 to SANy output from the column selection switch become “H” level, the N-channel MOS transistor Qn4 of each sense amplifier is activated, and the bit depends on the data read from the memory cell. The potentials of the lines BL and / BL are amplified.
次に、データを書き込むために停止信号SANDが“H”レベルに遷移すると、Pチャネル型MOSトランジスタQp3が非活性化し、且つNチャネル型MOSトランジスタQn3が活性化される。このとき、すべてのカラムアドレスにおいて、そのゲートに“H”レベルのカラム選択信号CSEL0〜CSELyを受けるNチャネル型MOSトランジスタQn1も活性化状態にあるため、信号SAN0〜SANyが一時的に“L”レベルとなって、Nチャネル型MOSトランジスタQn4が非活性化される。このセンスアンプに接地電源を供給するNチャネル型MOSトランジスタQn4が非活性化された間に、カラム選択スイッチの制御信号YS及びYS0〜YSyを所定時間だけ“H”レベルに遷移することにより、Nチャネル型MOSトランジスタQn6を介してビット線対BL0〜BLn及び/BL0〜/BLnとデータ線対DL0〜DL7及び/DL0〜/DL7とがそれぞれ接続されて全カラムにわたってデータの書き換えが行なわれる。
本願発明者は、前記従来の半導体記憶装置におけるワード線一括書き換え動作について種々検討を重ねた結果、以下のような問題を見出している。 The inventor of the present application has found the following problems as a result of various studies on the word line batch rewrite operation in the conventional semiconductor memory device.
すなわち、前記従来の半導体記憶装置は、1本のワード線と接続されるすべてのメモリセルに一括に書き込みを行なう際に、1本のデータ線DL,/DLと接続されるビット線BL,/BLの本数が、通常の書き込み動作時と比べて(y+1)倍(yは1以上の整数。)となる。その結果、データ線DL,/DLの容量に対してビット線BL,/BLの総容量がはるかに大きくなるため、通常動作時と同様に、カラム選択スイッチの制御信号YS0〜YSyが“H”レベルとなる書き込み期間に、Nチャネル型MOSトランジスタQn4が非活性状態にあったとしても、各ビット線/BL0〜/BLnを“L”レベルから“H”レベルにまで書き換えることが容易には行なえないというものである。 That is, in the conventional semiconductor memory device, when all the memory cells connected to one word line are collectively written, bit lines BL, / DL connected to one data line DL, / DL are written. The number of BLs is (y + 1) times (y is an integer equal to or greater than 1) compared to the normal write operation. As a result, the total capacity of the bit lines BL and / BL becomes much larger than the capacity of the data lines DL and / DL, so that the column selection switch control signals YS0 to YSy are “H” as in the normal operation. Even if the N-channel MOS transistor Qn4 is in an inactive state during the write period when the level is reached, the bit lines / BL0 to / BLn can be easily rewritten from the “L” level to the “H” level. It is not.
さらに、センスアンプに電源電位を供給するPチャネル型MOSトランジスタQp4が活性状態のままであるため、ビット線BL0〜BLnに対しても“H”レベルから“L”レベルに書き換えることは非常に困難である。たとえビット相補線/BL0〜/BLnがPチャネル型MOSトランジスタQp4の閾値電圧以上になった時点で、ビット線BL0〜BLnがそのドレインに接続するPチャネル型MOSトランジスタQp5が非活性化されたとしても、書き換え時間は通常書き込み動作時と比べて非常に長い時間が必要となる。 Furthermore, since the P-channel MOS transistor Qp4 that supplies the power supply potential to the sense amplifier remains active, it is very difficult to rewrite the bit lines BL0 to BLn from the “H” level to the “L” level. It is. Even if bit complementary lines / BL0 to / BLn become equal to or higher than the threshold voltage of P channel type MOS transistor Qp4, P channel type MOS transistor Qp5 connected to the drain of bit lines BL0 to BLn is inactivated. However, the rewrite time is much longer than that in the normal write operation.
このように、従来の一括書き込み型の半導体記憶装置は、通常の書き込み動作時と比べて非常に長い動作サイクルが必要となる。その結果、書き換え耐性の評価を行なうのに多大な時間を要し、さらにはこの評価を実行するための遅延回路の規模も大きくなって、ひいてはレイアウト面積が増大するという問題もある。 As described above, the conventional batch write type semiconductor memory device requires a very long operation cycle as compared with a normal write operation. As a result, it takes a lot of time to evaluate the rewriting durability, and further, the scale of the delay circuit for executing this evaluation becomes large, resulting in an increase in layout area.
本発明は、前記従来の問題を解決し、レイアウト面積を増大させることなく、一括書き込み動作モードにおいても従来よりも大幅に書き込みサイクルを短縮でき、書き換え耐性の評価を短時間に行なえるようにすることを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and can shorten the write cycle significantly in the batch write operation mode as compared with the conventional one without increasing the layout area, and can evaluate the rewrite endurance in a short time. For the purpose.
前記の目的を達成するため、本発明は、半導体記憶装置を、ワード線一括書き込み動作モード時で且つ各ビット線と各データ線とが接続されるデータ書き込み期間に、センスアンプに含まれた電源電位又は接地電位を供給する電源供給用トランジスタを非活性状態とする構成とする。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a semiconductor memory device includes a power supply included in a sense amplifier in a word line batch write operation mode and in a data write period in which each bit line and each data line are connected. A power supply transistor that supplies a potential or a ground potential is inactivated.
具体的に、本発明に係る第1の半導体記憶装置は、複数のワード線と該複数のワード線と交差する複数のビット線とにそれぞれ接続された複数のメモリセルと、複数のビット線とそれぞれ接続された差動増幅型の複数のセンスアンプと、複数のビット線と各センスアンプを介して接続された複数のデータ線とを備え、各センスアンプは、ソースが電源電位又は接地電位と接続された電源供給用トランジスタを有し、電源供給用トランジスタは、複数のワード線のうちの1本と接続されるメモリセルのすべてに対して書き込みを行なうワード線一括書き込み動作モード時であって各ビット線と各データ線とが接続されるデータ書き込み期間に非活性状態となる。 Specifically, a first semiconductor memory device according to the present invention includes a plurality of memory cells respectively connected to a plurality of word lines and a plurality of bit lines intersecting with the plurality of word lines, a plurality of bit lines, Each of the sense amplifiers includes a plurality of differential amplification type sense amplifiers connected to each other, and a plurality of bit lines and a plurality of data lines connected via the sense amplifiers. A power supply transistor that is connected, and the power supply transistor is in a word line batch write operation mode for writing to all of the memory cells connected to one of the plurality of word lines; It becomes inactive during a data write period in which each bit line and each data line are connected.
第1の半導体記憶装置によると、電源供給用トランジスタは、複数のワード線のうちの1本と接続されるメモリセルのすべてに対して書き込みを行なうワード線一括書き込み動作モード時であって各ビット線と各データ線とが接続されるデータ書き込み期間に非活性状態となるため、データ書き込み期間に各ビット線に電源電位又は接地電位が供給されなくなる。すなわち、各ビット線はデータ書き込み期間にセンスアンプにおいてフローティング状態となるため、互いに接続された各データ線から各ビット線へのデータの書き込みが容易となるので、一括書き込み動作モードにおける書き込みサイクルを従来よりも大幅に短縮できるようになり、その結果、書き換え耐性の評価を短時間に行なうことができる。 According to the first semiconductor memory device, the power supply transistor is in the word line batch write operation mode in which writing is performed to all of the memory cells connected to one of the plurality of word lines. Since the data writing period in which the line and each data line are connected is inactivated, the power supply potential or the ground potential is not supplied to each bit line during the data writing period. That is, since each bit line is in a floating state in the sense amplifier during the data write period, it is easy to write data from each connected data line to each bit line. As a result, the rewrite resistance can be evaluated in a short time.
第1の半導体記憶装置において、各センスアンプは、データ書き込み期間が終了した後に、各センスアンプごとに含まれる電源供給用トランジスタを活性化することによりそれぞれセンス動作を行なうことが好ましい。このようにすると、各ビット線と接続されたメモリセルに対して入力されたデータを確実に書き込むことができる。 In the first semiconductor memory device, each sense amplifier preferably performs a sensing operation by activating a power supply transistor included in each sense amplifier after the data write period ends. In this way, it is possible to reliably write the input data to the memory cell connected to each bit line.
第1の半導体記憶装置において、複数のビット線は互いに相補な関係の電位を取り得る複数のビット線対からなり、各センスアンプは、複数のビット線対のうちの1対と接続されており、データ書き込み期間において1対のビット線の極性が互いに反転した後に、電源供給用トランジスタを活性化することによりセンス動作を行なうことが好ましい。このようにすると、各ビット線と接続されたメモリセルに対して入力されたデータを確実に書き込むことができる。 In the first semiconductor memory device, the plurality of bit lines are composed of a plurality of bit line pairs that can take complementary potentials, and each sense amplifier is connected to one of the plurality of bit line pairs. It is preferable that the sense operation is performed by activating the power supply transistor after the polarities of the pair of bit lines are inverted from each other in the data write period. In this way, it is possible to reliably write the input data to the memory cell connected to each bit line.
本発明に係る第2の半導体記憶装置は、複数のワード線と該複数のワード線と交差する複数のビット線とにそれぞれ接続された複数のメモリセルと、複数のビット線とそれぞれ接続された差動増幅型の複数のセンスアンプと、複数のビット線と各センスアンプを介して接続された複数のデータ線とを備え、各センスアンプは、ソースが電源電位又は接地電位と接続された電源供給用トランジスタを有し、電源供給用トランジスタは、複数のワード線のうちの1本と接続されるメモリセルのすべてに対して書き込みを行なうワード線一括書き込み動作モード時であって各ビット線と各データ線とが接続されるデータ書き込み期間及び該データ書き込み期間よりも前の期間に非活性状態となる。 A second semiconductor memory device according to the present invention is connected to a plurality of memory cells respectively connected to a plurality of word lines and a plurality of bit lines crossing the plurality of word lines, and to a plurality of bit lines. Each of the sense amplifiers includes a plurality of differential amplification type sense amplifiers and a plurality of data lines connected to the plurality of bit lines via the sense amplifiers, and each sense amplifier has a power source whose source is connected to a power supply potential or a ground potential A power supply transistor, and the power supply transistor is in a word line batch write operation mode in which writing is performed to all of the memory cells connected to one of the plurality of word lines. It becomes inactive in a data writing period in which each data line is connected and in a period before the data writing period.
第2の半導体記憶装置によると、電源供給用トランジスタは、複数のワード線のうちの1本と接続されるメモリセルのすべてに対して書き込みを行なうワード線一括書き込み動作モード時であって各ビット線と各データ線とが接続されるデータ書き込み期間及びその前の期間に非活性状態となるため、データ書き込み期間及びその前の期間に各ビット線に電源電位又は接地電位が供給されなくなる。すなわち、各ビット線はデータ書き込み期間及びその前の期間にセンスアンプにおいてフローティング状態となるため、互いに接続された各データ線から各ビット線へのデータの書き込みがさらに容易となるので、一括書き込み動作モードにおける書き込みサイクルを従来よりも大幅に短縮できるようになり、その結果、書き換え耐性の評価をより一層短時間に行なうことができる。 According to the second semiconductor memory device, the power supply transistor is in the word line batch write operation mode in which writing is performed to all of the memory cells connected to one of the plurality of word lines. Inactive during the data write period in which the line and each data line are connected and in the previous period, the power supply potential or the ground potential is not supplied to each bit line in the data write period and in the previous period. That is, since each bit line is in a floating state in the sense amplifier in the data write period and the previous period, it is easier to write data from each connected data line to each bit line. The write cycle in the mode can be greatly shortened compared to the conventional case, and as a result, the evaluation of the rewrite resistance can be performed in a shorter time.
第1又は第2の半導体記憶装置において、電源供給用トランジスタにはNチャネル型トランジスタを用いることができる。 In the first or second semiconductor memory device, an N-channel transistor can be used as the power supply transistor.
また、第1又は第2の半導体記憶装置において、電源供給用トランジスタにはPチャネル型トランジスタを用いることができる。 In the first or second semiconductor memory device, a p-channel transistor can be used as the power supply transistor.
これらの場合に、より具体的には、ソースが電源電位と接続された電源供給用トランジスタはPチャネル型トランジスタであり、ソースが接地電位と接続された電源供給用トランジスタはNチャネル型トランジスタであることが好ましい。 In these cases, more specifically, the power supply transistor whose source is connected to the power supply potential is a P-channel transistor, and the power supply transistor whose source is connected to the ground potential is an N-channel transistor. It is preferable.
第1又は第2の半導体記憶装置は、複数のビット線に共有され、且つ各センスアンプに対して通常動作モードとワード線一括書き込み動作モードとを切り換えるモード判定回路をさらに備えていることが好ましい。 The first or second semiconductor memory device preferably further includes a mode determination circuit that is shared by a plurality of bit lines and switches between the normal operation mode and the word line batch write operation mode for each sense amplifier. .
この場合に、モード判定回路は、一の入力端子にワード線一括書き込み動作モードを表わす第1の信号を受ける論理積ゲートと、一の入力端子に通常動作モード時及びワード線一括書き込み動作モード時に有意な第2の信号を受け、他の入力端子に論理積ゲートの出力を受ける論理和ゲートとを有し、論理積ゲートは他の入力端子に第2の信号が遅延された遅延信号が入力されることが好ましい。 In this case, the mode determination circuit includes an AND gate that receives a first signal representing the word line batch write operation mode at one input terminal, and a normal operation mode and a word line batch write operation mode at one input terminal. A logical sum gate which receives a significant second signal and receives the output of the logical product gate at another input terminal, and the logical product gate receives a delayed signal obtained by delaying the second signal at the other input terminal. It is preferred that
本発明に係る第1又は第2の半導体記憶装置によると、レイアウト面積を増大させることなく、ワード線一括書き込み動作モードにおける書き込みサイクルを従来よりも短縮できるため、書き換え耐性の評価を短時間に行なうことが可能となる。 According to the first or second semiconductor memory device of the present invention, since the write cycle in the word line batch write operation mode can be shortened as compared with the conventional one without increasing the layout area, the rewrite endurance is evaluated in a short time. It becomes possible.
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態について図面を参照しながら説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の第1の実施形態に係る半導体記憶装置の回路ブロックを示している。 FIG. 1 shows a circuit block of a semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.
図1に示すように、半導体記憶装置10には、複数のワード線WL0〜WLx(但し、xは1以上の整数である。)及びこれと交差する複数のビット線BL0,/BL0〜BLn,/BLn(但し、nは1以上の整数である。)とそれぞれ接続され、例えば2T2C型の複数のメモリセル(図示せず)が行列状に配置されてなるメモリセルアレイ20と、該メモリセルアレイ20の周辺回路部を構成する、センスアンプ21、アドレスバッファ22、行デコーダ23、列デコーダ24、制御回路25及びI/Oバッファ26とを有している。
As shown in FIG. 1, the
センスアンプ21は、(y+1)個(但し、yは1以上の整数である。)のブロックSAB0〜SAB7に分割され、例えば第1のセンスアンプブロックSAB0は8対のビット線対BL0,/BL0〜BL7,/BL7と接続されている。
The
アドレスバッファ22は外部から指定されたアドレスA0〜Am(但し、mは1以上の整数である。)をラッチして、行デコーダ23及び列デコーダ24に出力する。
The
行デコーダ23は、アドレスバッファ22からの出力信号を受け、ワード線WL〜WLxをそれぞれデコードして選択し、列デコーダ24は、アドレスバッファ22からの出力信号を受け、各センスアンプブロックSAB0〜SAByをデコードして選択する。
The
制御回路25は、外部からのチップイネーブル信号CE、ライトイネーブル信号WE及びアウトプットイネーブル信号OEを受け、アドレスバッファ22、行デコーダ23、列デコーダ24、制御回路25及びI/Oバッファ26にそれぞれ所定の制御信号を出力する。
The
図2にセンスアンプブロックSAB0と、該センスアンプブロックSAB0とそれぞれ接続されるビット線対BL0,/BL0〜BL7,/BL7、データ線対DL0,/DL0〜DL7,/DL7及びメモリセル30の詳細構成を示す。
2 shows details of the sense amplifier block SAB0, the bit line pairs BL0, / BL0 to BL7, / BL7, the data line pairs DL0, / DL0 to DL7, / DL7 and the
図2に示すように、例えばビット線対BL0,/BL0と接続される1つのセンスアンプは、それぞれがPチャネル型MOSトランジスタQp5及びNチャネル型MOSトランジスタQn5からなるインバータ対がクロスカップルされた、いわゆる差動増幅型のアンプである。このインバータ対には、該インバータ対に電源電位を供給するPチャネル型MOSトランジスタQp4と、接地電位を供給するNチャネル型MOSトランジスタQn4とが接続されている。 As shown in FIG. 2, for example, one sense amplifier connected to the bit line pair BL0, / BL0 has an inverter pair composed of a P-channel MOS transistor Qp5 and an N-channel MOS transistor Qn5, respectively. This is a so-called differential amplification type amplifier. Connected to the inverter pair are a P-channel MOS transistor Qp4 for supplying a power supply potential to the inverter pair and an N-channel MOS transistor Qn4 for supplying a ground potential.
Pチャネル型MOSトランジスタQp4は、そのゲートに第1のセンスアンプ起動信号SAPが入力され、ソースが電源と接続され、ドレインがPチャネル型MOSトランジスタQp5同士の共有ソースと接続されている。従って、Pチャネル型MOSトランジスタQp4はカラム選択信号に依らずすべてのカラムにおいて同時に活性化される。 The P-channel MOS transistor Qp4 has a gate to which the first sense amplifier activation signal SAP is input, a source connected to the power supply, and a drain connected to a shared source between the P-channel MOS transistors Qp5. Therefore, the P-channel MOS transistor Qp4 is activated simultaneously in all columns regardless of the column selection signal.
一方、Nチャネル型MOSトランジスタQn4は、そのゲートにカラム選択信号により選択的に活性化された第2のセンスアンプ起動信号SAN0が入力され、ソースが接地され、ドレインがNチャネル型MOSトランジスタQn5同士の共有ソースと接続されている。 On the other hand, the N-channel MOS transistor Qn4 receives the second sense amplifier activation signal SAN0 selectively activated by the column selection signal at its gate, the source is grounded, and the drain is between the N-channel MOS transistors Qn5. Connected with a shared source.
また、ビット線対BL0,/BL0〜BLn,/BLnとデータ線対DL0,/DL0〜DL7,/DL7とは、各ビット線対BL0,/BL0等とそれぞれ直列に接続され、且つ各ビット線対間で共有する共有ゲートにカラム選択スイッチ起動信号YS0を受ける複数のNチャネル型MOSトランジスタQn6により選択的に接続される。 The bit line pairs BL0, / BL0 to BLn, / BLn and the data line pairs DL0, / DL0 to DL7, / DL7 are connected in series with the bit line pairs BL0, / BL0, etc. A common gate shared between the pair is selectively connected by a plurality of N-channel MOS transistors Qn6 receiving a column selection switch activation signal YS0.
図3は本発明の第1の実施形態に係るテストモード判定回路40、カラム選択スイッチ41及びセンスアンプブロックSAB0を示し、図4はテストモード判定回路40の構成例を示している。
FIG. 3 shows a test
図3に示すように、第1の実施形態に係る半導体記憶装置は、第1のセンスアンプ起動信号SAPの外部信号である第1のセンスアンプ外部起動信号SAPEと、ワード線一括書き込みモード選択信号TESTとを入力とし、第1のセンスアンプ起動信号SAPを出力するテストモード判定回路40を備えていることを特徴とする。
As shown in FIG. 3, the semiconductor memory device according to the first embodiment includes a first sense amplifier external activation signal SAPE that is an external signal of the first sense amplifier activation signal SAP, and a word line batch write mode selection signal. A test
図4に示すように、第1の実施形態に係るテストモード判定回路40は、一例として、第1の入力端子にワード線一括書き込みモード選択信号TESTを受けるANDゲート401と、一の入力端子に第1のセンスアンプ外部起動信号SAPEを受け、他の入力端子にANDゲート401の出力を受けるORゲート402とを有している。
As shown in FIG. 4, the test
ANDゲート401は、第2の入力端子に、直列接続された複数のインバータからなる第1の遅延回路40aを介して第1のセンスアンプ外部起動信号SAPEを受け、第3の入力端子には、第1の遅延回路40aからの第1の遅延信号を受け、直列接続された複数のインバータからなる第2の遅延回路40bを介して第2の遅延信号を受ける。ここで、第1の遅延回路40aによる第1の遅延時間をaとし、第2の遅延回路40bによる第2の遅延時間をbとする。
The AND
カラム選択スイッチ41は、図3に示すように、一の入力端子にカラム選択スイッチ外部起動信号YSを受け、他の入力端子にカラムアドレス0のカラム選択信号CSEL0を受け、これらの論理積演算を行なってカラム選択スイッチ起動信号YS0を出力するANDゲート411と、ゲートにカラム選択信号CSEL0を受けるPチャネル型MOSトランジスタQp1及びNチャネル型MOSトランジスタQn1と、ゲートに第2のセンスアンプ外部起動信号SANEを受けるPチャネル型MOSトランジスタQp2及びNチャネル型MOSトランジスタQn2と、第2のセンスアンプ起動信号SAN0を所定時間だけ非活性化させるセンスアンプ停止信号SANDをゲートに受けるPチャネル型MOSトランジスタQp3及びNチャネル型MOSトランジスタQn3とから構成されている。
As shown in FIG. 3, the
以下、前記のように構成された半導体記憶装置のワード線一括書き込みモードにおけるカラム選択スイッチ41及びセンスアンプブロックSABの動作について図5を参照しながら説明する。
The operation of the
図5に示すように、まず、ワード線一括書き込みモード選択信号TESTを動作サイクルの最初に“H”レベルに固定する。その後、すべてのカラムアドレス0〜yが選択されて、各カラム選択信号CSEL0〜CSELyがすべて活性化状態の“H”レベルに遷移し、その後、第1のセンスアンプ外部起動信号SAPE及び第1のセンスアンプ起動信号SAPが共に“L”レベルに遷移することにより、各センスアンプブロックSAB0〜SAByに含まれるPチャネル型MOSトランジスタQp4が活性化する。 As shown in FIG. 5, first, the word line batch write mode selection signal TEST is fixed to the “H” level at the beginning of the operation cycle. After that, all the column addresses 0 to y are selected, and all the column selection signals CSEL0 to CSELy are all shifted to the “H” level in the activated state. Thereafter, the first sense amplifier external activation signal SAPE and the first When both sense amplifier activation signals SAP transition to the “L” level, the P-channel MOS transistors Qp4 included in the sense amplifier blocks SAB0 to SABy are activated.
これに対し、すべてのカラムアドレス0〜yにおいて、各カラム選択スイッチ41に含まれるPチャネル型MOSトランジスタQp1は、各カラム選択信号CSEL0〜CSELyが“H”レベルであるため非活性状態であるものの、第1のセンスアンプ外部起動信号SAPE信号と同時に第2のセンスアンプ外部起動信号SANEも“L”レベルに遷移しており、且つセンスアンプ停止信号SANDが“L”レベル状態にあるため、Pチャネル型MOSトランジスタQp2及びQp3が活性化される。これにより、各第2のセンスアンプ起動信号SAN0〜SANyが“H”レベルとなって、各Nチャネル型MOSトランジスタQn4が活性化され、各センスアンプブロックSAB0〜SAByには、各Pチャネル型MOSトランジスタQp4からは電源電位が、各Nチャネル型MOSトランジスタQn4からは接地電位が各センスアンプにそれぞれ供給されるようになる。その結果、メモリセル30から読み出されたデータを反映する電位が各ビット線対BL0,/BL0〜BL7,/BL7において増幅される。
On the other hand, at all column addresses 0 to y, the P-channel MOS transistor Qp1 included in each
続いて、選択された1本のワード線WLと接続されている各メモリセル30に対してデータが書き込まれるように、センスアンプ停止信号SANDを“H”レベルに遷移させて、各カラム選択スイッチ41に含まれるPチャネル型MOSトランジスタQp3を非活性とする一方、Nチャネル型MOSトランジスタQn3を活性化する。このとき、すべてのカラムアドレス0〜yにおいて、Nチャネル型MOSトランジスタQn1は、各カラム選択信号CSEL0〜CSELyが“H”レベルであり活性状態にあるため、各第2のセンスアンプ起動信号SAN0〜SANyが一時的に“L”レベルとなって、Nチャネル型MOSトランジスタQn4が非活性状態となる。
Subsequently, the sense amplifier stop signal SAND is changed to “H” level so that data is written to each
第1の実施形態の特徴として、テストモード判定回路40において、第1のセンスアンプ外部起動信号SAPEが“L”レベルに遷移した後、第1の遅延回路40aは奇数個のインバータからなるため、第1の遅延時間aの経過後に、その出力信号である第1のセンスアンプ起動信号SAPが“H”レベルに遷移する。その結果、各センスアンプブロックSAB0〜SAByにおけるPチャネル型MOSトランジスタQp4は非活性となる。
As a feature of the first embodiment, in the test
このように、各センスアンプブロックSAB0〜SAByにおいて、各センスアンプに接地電位を供給するNチャネル型MOSトランジスタQn4、及び電源電位を供給するPチャネル型MOSトランジスタQp4を非活性状態としている間に、カラム選択スイッチ外部起動信号YS、及びカラム選択スイッチ起動信号YS0〜YSyを所定時間だけ“H”レベルとすることにより、ビット線対BL0,/BL0〜BLn,/BLnとデータ線対DL0,/DL0〜DL7,/DL7がNチャネル型MOSトランジスタQn6を介してそれぞれ接続されて、全カラムのデータの書き換えが行なわれる。 As described above, in each sense amplifier block SAB0-SABy, the N-channel MOS transistor Qn4 that supplies the ground potential to each sense amplifier and the P-channel MOS transistor Qp4 that supplies the power supply potential are inactive. The bit line pair BL0, / BL0 to BLn, / BLn and the data line pair DL0, / DL0 are set by setting the column selection switch external activation signal YS and the column selection switch activation signals YS0 to YSy to the “H” level for a predetermined time. ... To DL7, / DL7 are connected to each other through an N channel type MOS transistor Qn6 to rewrite data in all columns.
ここで、テストモード判定回路40を構成する第2の遅延回路40bが持つ第2の遅延時間bは、カラム選択スイッチ外部起動信号YS、及びカラム選択スイッチ起動信号YS0〜YSyが活性化される時間より長く設定する必要がある。その後、再び所定期間だけ第1のセンスアンプ起動信号SAPを“L”レベルとし、第2のセンスアンプ起動信号SAN0〜SANyを“H”レベルとすることにより、各センスアンプに接地電位を供給するNチャネル型MOSトランジスタQn4、及び電源電位を供給するPチャネル型MOSトランジスタQp4を活性状態として、各センスアンプを起動することにより、各メモリセル30に所定のデータが書き込まれる。
Here, the second delay time b included in the
このように、第1の実施形態によると、1本のワード線WLと接続されたメモリセル30をアクセスするビット線対BL0,/BL0〜BLn,/BLnに対するデータの書き込み時に、センスアンプに電源電位及び接地電位をそれぞれ供給するPチャネル型MOSトランジスタQp4及びNチャネル型MOSトランジスタQn4を非活性とすることにより、データ線対DL0,/DL0〜DL7,/DL7から、これらとNチャネル型MOSトランジスタQn6を介してそれぞれ接続されるビット線対BL0,/BL0〜BLn,/BLnへの書き込みが極めて容易となる。このため、一括書き込み動作モードにおいて、書き込みサイクルを従来と比べて大幅に短縮できるので、書き換え耐性の評価を短時間に行なうことが可能となる。
As described above, according to the first embodiment, when data is written to the bit line pairs BL0, / BL0 to BLn, / BLn for accessing the
なお、テストモード判定回路40の回路構成は、図4に示した構成に限られず、同等の機能を有するならば、他の回路構成であってもよい。
Note that the circuit configuration of the test
(第2の実施形態)
以下、本発明の第2の実施形態について図面を参照しながら説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第2の実施形態においては、第1の実施形態に係る半導体記憶装置と同等の回路構成を用いた、ワード線一括書き込みモードにおける動作の他の形態を示す。 The second embodiment shows another mode of operation in the word line batch write mode using a circuit configuration equivalent to that of the semiconductor memory device according to the first embodiment.
すなわち、ここでは、各ビット線対BL0,/BL0〜BLn,/BLnに対する書き込み期間が完了するまでは、第1のセンスアンプ起動信号SAPを“H”レベル状態に維持してこれを活性化しない構成とする。 That is, here, until the write period for each of the bit line pairs BL0, / BL0 to BLn, / BLn is completed, the first sense amplifier activation signal SAP is maintained at the “H” level state and is not activated. The configuration.
図6は本発明の第2の実施形態に係る半導体記憶装置のワード線一括書き込みモードにおけるカラム選択スイッチ41及びセンスアンプブロックSABの動作タイミングを示している。
FIG. 6 shows operation timings of the
図6に示すように、まず、ワード線一括書き込みモード選択信号TESTを動作サイクルの最初に“H”レベルにする。その後、すべてのカラムアドレス0〜yが選択されて、各カラム選択信号CSEL0〜CSELyがすべて活性化状態の“H”レベルに遷移する。 As shown in FIG. 6, first, the word line batch write mode selection signal TEST is set to the “H” level at the beginning of the operation cycle. Thereafter, all the column addresses 0 to y are selected, and all the column selection signals CSEL0 to CSELy transit to the “H” level in the activated state.
続いて、第1のセンスアンプ外部起動信号SAPEを“L”レベルに遷移する。ここで、例えば図7に示すような、遅延時間cを生じさせる偶数個のインバータからなる遅延回路42cを有するテストモード判定回路42を用いると、その出力信号である第1のセンスアンプ起動信号SAPは“H”レベルを維持する。これにより、各センスアンプブロックSAB0〜SAByに含まれるPチャネル型MOSトランジスタQp4はすべて非活性状態のままである。
Subsequently, the first sense amplifier external activation signal SAPE transitions to the “L” level. Here, for example, when a test
これに対し、すべてのカラムアドレス0〜yにおいて、各カラム選択スイッチ41に含まれるPチャネル型MOSトランジスタQp1は、各カラム選択信号CSEL0〜CSELyが“H”レベルであるため非活性状態であるものの、第1のセンスアンプ外部起動信号SAPE信号と同時に第2のセンスアンプ外部起動信号SANEも“L”レベルに遷移しており、且つセンスアンプ停止信号SANDが“L”レベル状態にあるため、Pチャネル型MOSトランジスタQp2及びQp3が活性化される。これにより、各第2のセンスアンプ起動信号SAN0〜SANyが“H”レベルとなって、各Nチャネル型MOSトランジスタQn4からセンスアンプに接地電位がそれぞれ供給されるようになる。その結果、メモリセル30から読み出されたデータは、“L”レベル側のビット線BL0等の電位のみが増幅される。
On the other hand, at all column addresses 0 to y, the P-channel MOS transistor Qp1 included in each
続いて、選択された1本のワード線WLと接続されている各メモリセル30に対してデータが書き込まれるように、センスアンプ停止信号SANDを“H”レベルに遷移させて、各カラム選択スイッチ41に含まれるPチャネル型MOSトランジスタQp3を非活性とする一方、Nチャネル型MOSトランジスタQn3を活性化する。このとき、すべてのカラムアドレス0〜yにおいて、Nチャネル型MOSトランジスタQn1は、各カラム選択信号CSEL0〜CSELyが“H”レベルであり活性状態にあるため、各第2のセンスアンプ起動信号SAN0〜SANyが一時的に“L”レベルとなって、Nチャネル型MOSトランジスタQn4が非活性状態となる。また、第1のセンスアンプ起動信号SAPは“H”レベルであり、各センスアンプブロックSAB0〜SAByに含まれるPチャネル型MOSトランジスタQp4はすべて非活性状態を維持する。
Subsequently, the sense amplifier stop signal SAND is changed to “H” level so that data is written to each
このように、各センスアンプブロックSAB0〜SAByにおいて、各センスアンプに接地電位を供給するNチャネル型MOSトランジスタQn4、及び電源電位を供給するPチャネル型MOSトランジスタQp4を非活性状態としている間に、カラム選択スイッチ外部起動信号YS、及びカラム選択スイッチ起動信号YS0〜YSyを所定の時間だけ“H”レベルとすることにより、ビット線対BL0,/BL0〜BLn,/BLnとデータ線対DL0,/DL0〜DL7,/DL7がNチャネル型MOSトランジスタQn6を介してそれぞれ接続されて、全カラムのデータの書き換えが行なわれる。 As described above, in each sense amplifier block SAB0-SABy, the N-channel MOS transistor Qn4 that supplies the ground potential to each sense amplifier and the P-channel MOS transistor Qp4 that supplies the power supply potential are inactive. By setting the column selection switch external activation signal YS and the column selection switch activation signals YS0 to YSy to the “H” level for a predetermined time, the bit line pair BL0, / BL0 to BLn, / BLn and the data line pair DL0, / DL0 to DL7, / DL7 are connected to each other through an N-channel MOS transistor Qn6, and data in all columns is rewritten.
続いて、第1のセンスアンプ起動信号SAPの信号レベルを、テストモード判定回路42により遅延時間cだけ“H”レベルに維持した後、所定の時間だけ“L”レベルとし、第2のセンスアンプ起動信号SAN0〜SANyを“H”レベルとすることにより、各センスアンプに接地電位を供給するNチャネル型MOSトランジスタQn4、及び電源電位を供給するPチャネル型MOSトランジスタQp4を活性状態として、各センスアンプを起動することにより、各メモリセル30に所定のデータが書き込まれる。
Subsequently, the signal level of the first sense amplifier activation signal SAP is maintained at the “H” level for the delay time c by the test
このように、第2の実施形態によると、1本のワード線WLと接続されたメモリセル30をアクセスするビット線対BL0,/BL0〜BLn,/BLnへのデータの書き込み時に、センスアンプに電源電位及び接地電位をそれぞれ供給するPチャネル型MOSトランジスタQp4及びNチャネル型MOSトランジスタQn4を非活性とすることにより、データ線対DL0,/DL0〜DL7,/DL7からの書き込みが極めて容易となるため、一括書き込み動作モードにおいて、書き込みサイクルを従来と比べて大幅に短縮できるので、書き換え耐性の評価を短時間に行なうことが可能となる。
As described above, according to the second embodiment, when data is written to the bit line pairs BL0, / BL0 to BLn, / BLn that access the
その上、各ビット線対BL0,/BL0〜BLn,/BLnに対する書き込み期間が完了するまでは、第1のセンスアンプ起動信号SAPを“H”レベルの非活性状態に維持することにより、各ビット線対BL0,/BL0〜BLn,/BLnに読み出された“H”レベル側のデータが増幅されないため、データの書き換えがより一層容易となって、一括書き込み動作モードにおいて、書き込みサイクルを従来よりもさらに大幅に短縮できるので、書き換え耐性の評価をさらに短時間で行なうことが可能となる。 In addition, the first sense amplifier activation signal SAP is maintained in the “H” level inactive state until the write period for each of the bit line pairs BL0, / BL0 to BLn, / BLn is completed. Since the data on the “H” level side read to the line pairs BL0, / BL0 to BLn, / BLn is not amplified, the data rewrite is further facilitated, and the write cycle is made easier in the batch write operation mode. Therefore, it is possible to evaluate the rewrite resistance in a shorter time.
なお、各ビット線対BL0,/BL0〜BLn,/BLnに対する書き込み期間が完了するまで起動しない信号を、第2のセンスアンプ起動信号SAN0のみとした場合であっても同様の効果があることはいうまでもない。 Note that the same effect can be obtained even when the second sense amplifier activation signal SAN0 is the only signal that does not activate until the write period for each bit line pair BL0, / BL0 to BLn, / BLn is completed. Needless to say.
(第3の実施形態)
以下、本発明の第3の実施形態について図面を参照しながら説明する。
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第3の実施形態においては、第1の実施形態に係る半導体記憶装置と同等の回路構成を用いた、ワード線一括書き込みモードにおける動作のさらに他の形態を示す。 The third embodiment shows still another form of operation in the word line batch write mode using a circuit configuration equivalent to that of the semiconductor memory device according to the first embodiment.
すなわち、各ビット線対BL0,/BL0〜BLn,/BLnに対する書き込み期間が完了するまでは、第1のセンスアンプ起動信号SAPを“H”レベルとし、且つ、第2のセンスアンプ起動信号SAN0〜SANyを“L”レベルとして、これらを共に活性化しない構成とする。 That is, until the write period for each of the bit line pairs BL0, / BL0 to BLn, / BLn is completed, the first sense amplifier activation signal SAP is set to the “H” level and the second sense amplifier activation signals SAN0 to SAN0. SANy is set to “L” level, and both are not activated.
図8は本発明の第3の実施形態に係る半導体記憶装置のワード線一括書き込みモードにおけるカラム選択スイッチ41及びセンスアンプブロックSABの動作タイミングを示している。
FIG. 8 shows operation timings of the
図8に示すように、まず、ワード線一括書き込みモード選択信号TESTを動作サイクルの最初に“H”レベルにする。その後、センスアンプ停止信号SANDを“H”レベルに遷移させ、続いて、すべてのカラムアドレス0〜yが選択されて、各カラム選択信号CSEL0〜CSELyがすべて活性化状態の“H”レベルに遷移する。これにより、その後、第2のセンスアンプ外部起動信号SANEを“L”レベルとして、カラム選択スイッチ41におけるNチャネル型MOSトランジスタQn2を非活性状態としても、各カラム選択信号CSEL0〜CSELy及びセンスアンプ停止信号SANDが共に“H”レベレベルであるため、Pチャネル型MOSトランジスタQp1,Qp3が非活性状態で且つNチャネル型MOSトランジスタQn1,Qn3が活性状態となる。このため、第2のセンスアンプ起動信号SAN0〜SANmはすべて“L”レベルとなり、センスアンプにおけるNチャネル型MOSトランジスタQn4は非活性状態を維持する。
As shown in FIG. 8, first, the word line batch write mode selection signal TEST is set to the “H” level at the beginning of the operation cycle. Thereafter, the sense amplifier stop signal SAND is shifted to the “H” level, all the column addresses 0 to y are subsequently selected, and all the column selection signals CSEL0 to CSELy are all shifted to the “H” level in the activated state. To do. As a result, the column selection signals CSEL0 to CSELy and the sense amplifier are stopped even if the second sense amplifier external activation signal SANE is set to “L” level and the N-channel MOS transistor Qn2 in the
また、第2のセンスアンプ外部起動信号SANEが“L”レベルになるのと同時に、第1のセンスアンプ外部起動信号SAPEを“L”レベルに遷移しても、例えば図7に示すような第2の実施形態と同等の構成を持つテストモード判定回路42を用いることにより、その出力信号である第1のセンスアンプ起動信号SAPは“H”レベルを維持するため、各センスアンプブロックSAB0〜SAByに含まれるPチャネル型MOSトランジスタQp4はすべて非活性状態のままである。従って、指定されたワード線WLにより活性化されたメモリセル30から読み出されたデータは“H”レベルデータ及び“L”レベルデータのいずれもが増幅されることはない。
Even if the first sense amplifier external activation signal SAPE transitions to the “L” level at the same time as the second sense amplifier external activation signal SANE becomes the “L” level, for example, as shown in FIG. By using the test
続いて、Nチャネル型MOSトランジスタQn4及びPチャネル型MOSトランジスタQp4が非活性状態にある間に、カラム選択スイッチ外部起動信号YS、及びカラム選択スイッチ起動信号YS0〜YSyを所定の時間だけ“H”レベルとすることにより、ビット線対BL0,/BL0〜BLn,/BLnとデータ線対DL0,/DL0〜DL7,/DL7がNチャネル型MOSトランジスタQn6を介してそれぞれ接続されて、全カラムのデータの書き換えが行なわれる。 Subsequently, while the N-channel MOS transistor Qn4 and the P-channel MOS transistor Qp4 are inactive, the column selection switch external activation signal YS and the column selection switch activation signals YS0 to YSy are set to “H” for a predetermined time. By setting the level, the bit line pairs BL0, / BL0 to BLn, / BLn and the data line pairs DL0, / DL0 to DL7, / DL7 are respectively connected via the N-channel MOS transistor Qn6, and the data of all columns Is rewritten.
続いて、所定期間だけ第1のセンスアンプ起動信号SAPを“L”レベルとし、第2のセンスアンプ起動信号SAN0〜SANyを“H”レベルとすることにより、各センスアンプに接地電位を供給するNチャネル型MOSトランジスタQn4、及び電源電位を供給するPチャネル型MOSトランジスタQp4を活性状態として、各センスアンプを起動することにより、各メモリセル30に所定のデータが書き込まれる。
Subsequently, the first sense amplifier activation signal SAP is set to the “L” level and the second sense amplifier activation signals SAN0 to SANy are set to the “H” level only for a predetermined period, thereby supplying the ground potential to each sense amplifier. The N-channel MOS transistor Qn4 and the P-channel MOS transistor Qp4 that supplies the power supply potential are activated to activate each sense amplifier, whereby predetermined data is written to each
このように、第3の実施形態によると、1本のワード線WLと接続されたメモリセル30をアクセスするビット線対BL0,/BL0〜BLn,/BLnへのデータの書き込み時に、センスアンプに電源電位及び接地電位をそれぞれ供給するPチャネル型MOSトランジスタQp4及びNチャネル型MOSトランジスタQn4を非活性とすることにより、データ線対DL0,/DL0〜DL7,/DL7からの書き込みが極めて容易となる。
As described above, according to the third embodiment, when data is written to the bit line pairs BL0, / BL0 to BLn, / BLn for accessing the
その上、第3の実施形態においては、ビット線対BL0,/BL0〜BLn,/BLnに対する書き込み期間が完了するまでは、第1のセンスアンプ起動信号SAPを“H”レベルとし、且つ第2のセンスアンプ起動信号SAN0〜SANyを“L”として、いずれも活性化しないことにより、各ビット線対BL0,/BL0〜BLn,/BLnに読み出された“H”レベル及び“L”レベルのデータが増幅されることがない。その結果、データの書き換えがより一層容易となるので、一括書き込み動作モードにおいても従来よりさらに書き込みサイクルを短縮でき、書き換え耐性の評価を短時間に行なうことが可能となる。 In addition, in the third embodiment, the first sense amplifier activation signal SAP is set to the “H” level until the write period for the bit line pairs BL0, / BL0 to BLn, / BLn is completed, and the second When the sense amplifier activation signals SAN0 to SANy are set to “L” and none of them is activated, the “H” level and “L” level read to each of the bit line pairs BL0, / BL0 to BLn, / BLn are set. Data is not amplified. As a result, data rewriting is further facilitated, so that even in the batch write operation mode, the write cycle can be further shortened compared to the prior art, and the rewrite endurance can be evaluated in a short time.
本発明に係る半導体記憶装置は、レイアウト面積を増大させることなく、ワード線一括書き込み動作モード時における書き込みサイクルを従来よりも短縮できるため、書き換え耐性の評価を短時間に行なうことができ、従って、書き換え耐性評価時にワード線一括書き換え動作を行なえる半導体記憶装置に有用である。 Since the semiconductor memory device according to the present invention can shorten the write cycle in the word line batch write operation mode as compared with the conventional one without increasing the layout area, it is possible to evaluate the rewrite durability in a short time. This is useful for a semiconductor memory device capable of performing a word line batch rewrite operation during rewrite endurance evaluation.
10 半導体記憶装置
20 メモリセルアレイ
21 センスアンプ
SAB センスアンプブロック
22 アドレスバッファ
23 行デコーダ
24 列デコーダ
25 制御回路
26 I/Oバッファ
30 メモリセル
40 テストモード判定回路
41 カラム選択スイッチ
40a 第1の遅延回路
40b 第2の遅延回路
401 ANDゲート
402 ORゲート
42 テストモード判定回路
42c 遅延回路
Qp4 Pチャネル型MOSトランジスタ(電源供給用トランジスタ)
Qn4 Nチャネル型MOSトランジスタ(電源供給用トランジスタ)
DESCRIPTION OF
Qn4 N-channel MOS transistor (power supply transistor)
Claims (9)
前記複数のビット線とそれぞれ接続された差動増幅型の複数のセンスアンプと、
前記複数のビット線と前記各センスアンプを介して接続された複数のデータ線とを備え、
前記各センスアンプは、ソースが電源電位又は接地電位と接続された電源供給用トランジスタを有し、
前記電源供給用トランジスタは、前記複数のワード線のうちの1本と接続されるメモリセルのすべてに対して書き込みを行なうワード線一括書き込み動作モード時であって、前記各ビット線と前記各データ線とが接続されるデータ書き込み期間に非活性状態となることを特徴とする半導体記憶装置。 A plurality of memory cells respectively connected to a plurality of word lines and a plurality of bit lines intersecting the plurality of word lines;
A plurality of differential amplification type sense amplifiers respectively connected to the plurality of bit lines;
The plurality of bit lines and a plurality of data lines connected through the sense amplifiers,
Each of the sense amplifiers includes a power supply transistor having a source connected to a power supply potential or a ground potential,
The power supply transistor is in a word line batch write operation mode for writing to all of the memory cells connected to one of the plurality of word lines, and each bit line and each data A semiconductor memory device, wherein the semiconductor memory device is inactivated in a data writing period in which a line is connected.
前記各センスアンプは、前記複数のビット線対のうちの1対と接続されており、前記データ書き込み期間において前記1対のビット線の極性が互いに反転した後に、前記電源供給用トランジスタを活性化することによりセンス動作を行なうことを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。 The plurality of bit lines are composed of a plurality of bit line pairs that can take a complementary potential.
Each of the sense amplifiers is connected to one of the plurality of bit line pairs, and activates the power supply transistor after the polarities of the pair of bit lines are mutually inverted in the data write period The semiconductor memory device according to claim 1, wherein a sense operation is performed.
前記複数のビット線とそれぞれ接続された差動増幅型の複数のセンスアンプと、
前記複数のビット線と前記各センスアンプを介して接続された複数のデータ線とを備え、
前記各センスアンプは、ソースが電源電位又は接地電位と接続された電源供給用トランジスタを有し、
前記電源供給用トランジスタは、前記複数のワード線のうちの1本と接続されるメモリセルのすべてに対して書き込みを行なうワード線一括書き込み動作モード時であって、前記各ビット線と前記各データ線とが接続されるデータ書き込み期間及該びデータ書き込み期間よりも前の期間に非活性状態となることを特徴とする半導体記憶装置。 A plurality of memory cells respectively connected to a plurality of word lines and a plurality of bit lines intersecting the plurality of word lines;
A plurality of differential amplification type sense amplifiers respectively connected to the plurality of bit lines;
The plurality of bit lines and a plurality of data lines connected through the sense amplifiers,
Each of the sense amplifiers includes a power supply transistor having a source connected to a power supply potential or a ground potential,
The power supply transistor is in a word line batch write operation mode for writing to all of the memory cells connected to one of the plurality of word lines, and each bit line and each data A semiconductor memory device which is inactive in a data writing period in which a line is connected and in a period before the data writing period.
一の入力端子に前記ワード線一括書き込み動作モードを表わす第1の信号を受ける論理積ゲートと、
一の入力端子に前記通常動作モード時及び前記ワード線一括書き込み動作モード時に有意な第2の信号を受け、他の入力端子に前記論理積ゲートの出力を受ける論理和ゲートとを有し、
前記論理積ゲートは、他の入力端子に前記第2の信号が遅延された遅延信号が入力されることを特徴とする請求項8に記載の半導体記憶装置。
The mode determination circuit includes:
An AND gate receiving a first signal representing the word line batch write operation mode at one input terminal;
An OR gate that receives a significant second signal in one input terminal during the normal operation mode and the word line batch write operation mode and receives the output of the AND gate in the other input terminal;
9. The semiconductor memory device according to claim 8, wherein the AND gate receives a delayed signal obtained by delaying the second signal at another input terminal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003295920A JP3868409B2 (en) | 2003-08-20 | 2003-08-20 | Semiconductor memory device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003295920A JP3868409B2 (en) | 2003-08-20 | 2003-08-20 | Semiconductor memory device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005063619A true JP2005063619A (en) | 2005-03-10 |
JP3868409B2 JP3868409B2 (en) | 2007-01-17 |
Family
ID=34371989
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003295920A Expired - Fee Related JP3868409B2 (en) | 2003-08-20 | 2003-08-20 | Semiconductor memory device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3868409B2 (en) |
-
2003
- 2003-08-20 JP JP2003295920A patent/JP3868409B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3868409B2 (en) | 2007-01-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7778107B2 (en) | Decoding control with address transition detection in page erase function | |
US7304908B2 (en) | SRAM device capable of performing burst operation | |
KR100965066B1 (en) | Flash memory device and circuit of selecting block the same | |
JPH0229987A (en) | Semiconductor memory circuit | |
KR20140106770A (en) | Semiconductor memory device, method of testing the same and method of operating the same | |
JPH11219589A (en) | Static semiconductor memory | |
JP2006518910A (en) | Low voltage sense amplifier and method | |
JP4843193B2 (en) | Flash memory device and method for stress testing column select transistor of the device | |
US6088292A (en) | Semiconductor memory device having a plurality of banks activated by a common timing control circuit | |
US7233542B2 (en) | Method and apparatus for address generation | |
US7116585B2 (en) | Memory systems and methods | |
KR0135221B1 (en) | Semiconductor static random access memory device | |
US6747908B2 (en) | Semiconductor memory device and method of selecting word line thereof | |
JP3240897B2 (en) | Semiconductor storage device | |
JP2786420B2 (en) | Data read / write method and device therefor | |
JPH10334667A (en) | Semiconductor memory apparatus | |
US20030095438A1 (en) | Nonvolatile semiconductor memory device having function of determining good sector | |
JP3868409B2 (en) | Semiconductor memory device | |
KR100361863B1 (en) | Semiconductor memory device | |
JP3835962B2 (en) | Semiconductor memory device | |
JP5728358B2 (en) | Semiconductor memory device | |
JP4119412B2 (en) | Integrated circuit device and test method thereof | |
KR100939116B1 (en) | Semiconductor memory device for reducing current consumption during precharge operation | |
JP2007019997A (en) | Field-effect transistor circuit and designing method | |
KR100630671B1 (en) | Selective precharge method for lowering power consumption and read-only memory device using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060501 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060516 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060628 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060926 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061010 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091020 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101020 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |