JP2008269671A - Semiconductor memory device and its operating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、相変化ランダムアクセスメモリ(PRAM)、抵抗変化ランダムアクセスメモリ(ReRAM)、及び固体電解質メモリのような不揮発性の半導体記憶装置に関しており、特に、参照セルを用いてデータ読み出しを行う場合における、データの誤り訂正技術に関する。 The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device such as a phase change random access memory (PRAM), a resistance change random access memory (ReRAM), and a solid electrolyte memory, and in particular, when reading data using a reference cell. The present invention relates to a data error correction technique.
近年、1ビットの情報を記憶素子の抵抗を変化させて記憶する新しい不揮発性半導体記憶装置の研究開発が活発に行われている。例えば、カルコゲナイト合金等で形成された相変化抵抗素子を記憶素子として用いるPRAM(Phase change RAM)は、そのような不揮発性半導体記憶装置の一つの例である。PRAMは、相変化抵抗素子の抵抗値が、加熱方法によって(あるいは加熱後の冷却方法によって)変化するという性質を利用している。相変化抵抗素子の加熱は、最も典型的には、相変化抵抗素子に電流を流すことによってジュール熱を発生させることによって行われる。他の例は、ペロブスカイト酸化物などで形成された金属酸化物抵抗素子を記憶素子として用いるReRAM(Resistive RAM)である。ReRAMは、ペロブスカイト酸化物などで形成された金属酸化物抵抗素子の抵抗値が、金属酸化物抵抗素子への印加電圧、又は印加電流によって変化するという性質を利用している。更に、硫化銅のような固体電解質で形成された固体電解質抵抗素子を記憶素子として用いる固体電解質メモリについても、研究開発が進められている。固体電解質抵抗素子は、固体電解質の中における原子の移動を利用した素子であり、固体電解質抵抗素子の抵抗値は、印加電圧の極性によって変化する。固体電解質メモリは、このような固体電解質抵抗素子の性質を利用している。 In recent years, research and development of new nonvolatile semiconductor memory devices that store 1-bit information by changing the resistance of a memory element have been actively conducted. For example, a PRAM (Phase change RAM) using a phase change resistance element formed of a chalcogenite alloy or the like as a memory element is an example of such a nonvolatile semiconductor memory device. PRAM utilizes the property that the resistance value of the phase change resistance element changes depending on the heating method (or the cooling method after heating). The heating of the phase change resistance element is most typically performed by generating Joule heat by passing a current through the phase change resistance element. Another example is a ReRAM (Resistive RAM) using a metal oxide resistance element formed of perovskite oxide or the like as a memory element. The ReRAM utilizes the property that the resistance value of a metal oxide resistance element formed of perovskite oxide or the like changes depending on the voltage applied to the metal oxide resistance element or the applied current. Furthermore, research and development is also underway for solid electrolyte memories that use a solid electrolyte resistance element formed of a solid electrolyte such as copper sulfide as a memory element. The solid electrolyte resistance element is an element that utilizes movement of atoms in the solid electrolyte, and the resistance value of the solid electrolyte resistance element changes depending on the polarity of the applied voltage. The solid electrolyte memory uses such a property of the solid electrolyte resistance element.
これらの記憶素子に蓄えられた記憶データのリード動作は、その抵抗値を検出することで行われる点で共通している。抵抗値の検出の最も典型的な方法の一つは、予め規定のデータがプログラムされた参照セルをメモリセルに設け、選択状態のメモリセルから得られる信号(典型的には電流信号)と、参照セルから得られる信号とを比較する方法である。例えば、データ「0」がプログラムされている参照セルと、データ「1」がプログラムされている参照セルとが用意され、これらの参照セルに流れる電流の平均電流値と、メモリセルに流れる電流の電流値とを比較してリード動作が実行される。 The read operation of the storage data stored in these storage elements is common in that it is performed by detecting the resistance value. One of the most typical methods for detecting the resistance value is that a reference cell programmed with predetermined data is provided in the memory cell, and a signal (typically a current signal) obtained from the selected memory cell, This is a method of comparing a signal obtained from a reference cell. For example, a reference cell in which data “0” is programmed and a reference cell in which data “1” is programmed are prepared. The average current value of the current flowing through these reference cells and the current flowing through the memory cell are The read operation is performed by comparing the current value.
他の多くのメモリデバイスと同様に、上述のPRAM、ReRAM及び固体電解質メモリも、メモリセルのデータエラーに遭遇することが不可避であると考えられる。PRAMの場合、加熱方法の違いによってデータ書き込みを行うため、その動作環境、特に、環境温度の影響を受けやすい。例えば、室温で最適化されているPRAMを100℃程度の環境下で動作させると、室温で正常に動作したメモリセルが、不良動作することが考えられる。更に、ライト動作とリード動作とで同じ電流経路が使用されるため、リード動作によって記憶データが書き換えられる可能性も否定できない。一方、ReRAM及び固体電解質メモリの場合、書き込みデータに応じてライト動作を変更する必要がある等、ライト動作の制御が複雑であり、電源電圧の変動等でライト動作が正常に実行されないことがある。また、PRAMと同様に、ライト動作とリード動作とで同じ電流経路が使用されるため、リード動作によって記憶データが書き換えられる可能性もある。以上に説明されているように、PRAM、ReRAM及び固体電解質メモリでは、特にライト動作とリード動作とで同じ電流経路が使用されることを原因とするソフトエラーは避け難く、不所望な記憶データの反転が低確率で発生することは避け難い。 Like many other memory devices, the PRAM, ReRAM, and solid electrolyte memory described above are considered inevitable to encounter memory cell data errors. In the case of PRAM, data writing is performed depending on the heating method, so that it is easily affected by the operating environment, particularly the environmental temperature. For example, when a PRAM optimized at room temperature is operated in an environment of about 100 ° C., it is considered that a memory cell that normally operates at room temperature performs a defective operation. Furthermore, since the same current path is used for the write operation and the read operation, the possibility that the stored data is rewritten by the read operation cannot be denied. On the other hand, in the case of the ReRAM and the solid electrolyte memory, the write operation is complicated because the write operation needs to be changed according to the write data, and the write operation may not be executed normally due to fluctuations in the power supply voltage. . Similarly to the PRAM, since the same current path is used for the write operation and the read operation, the stored data may be rewritten by the read operation. As described above, in the PRAM, ReRAM, and solid electrolyte memory, it is difficult to avoid a soft error caused by using the same current path in the write operation and the read operation. It is unavoidable that reversal occurs with a low probability.
このようなデータエラーに対処するためには、他の多くのメモリデバイスと同様に、誤り訂正符号を利用したECC(Error check and correction)技術により、ソフトエラーを救済することが望ましい。ECCが採用されているメモリデバイスでは、データ書き込みの際に書き込みデータに対して誤り訂正符号化が行われ、誤り訂正符号化されたデータがメモリアレイに書き込まれる。データ読み出しの際には、メモリアレイから読み出されたデータからシンドロームが計算され、データ誤りが発見された場合には、その誤りが訂正されたデータが外部に出力される。このとき、メモリアレイに記憶されているデータも同時に訂正される。 In order to cope with such a data error, it is desirable to relieve a soft error by an ECC (Error Check and Correction) technique using an error correction code, as in many other memory devices. In a memory device employing ECC, error correction encoding is performed on write data when data is written, and the error correction encoded data is written to the memory array. At the time of data reading, a syndrome is calculated from the data read from the memory array, and when a data error is found, the corrected data is output to the outside. At this time, the data stored in the memory array is also corrected.
1つの有用な誤り訂正符号は、1つのブロックが複数のシンボルで構成され、各々のシンボルが複数のビットから構成され、更にシンボル単位での誤り訂正が可能なバースト誤り訂正符号である。リード・ソロモン符号、及び、ファイア符号は、このようなバースト誤り訂正符号の一種である。PRAM、ReRAM及び固体電解質メモリにおけるバースト誤り訂正符号の有用性は、参照セルにデータエラーが発生したときに誤り訂正を可能にする点である。参照セルにデータエラーが発生したときには、多くの場合、読み出しデータにバースト誤りが発生する。バースト誤り訂正符号を採用すれば、参照セルにデータエラーが発生した場合でも、読み出しデータを正しく訂正できる可能性が高くなる。 One useful error correction code is a burst error correction code in which one block is composed of a plurality of symbols, each symbol is composed of a plurality of bits, and error correction in symbol units is possible. The Reed-Solomon code and the Fire code are a kind of such a burst error correction code. The usefulness of burst error correction codes in PRAM, ReRAM, and solid electrolyte memory is that it enables error correction when a data error occurs in a reference cell. When a data error occurs in the reference cell, a burst error often occurs in the read data. If a burst error correction code is employed, there is a high possibility that read data can be corrected correctly even if a data error occurs in the reference cell.
バースト誤り訂正符号をメモリアレイの誤り訂正のために使用する上での1つの問題は、符号構成が、PRAM、ReRAM及び固体電解質メモリの入出力の数に適合しないことがあることである。一般的には、PRAM、ReRAM及び固体電解質メモリは、外部入出力ピンの数が2n個であることが好適である。例えば、典型的なPRAMの外部インターフェースは、DQ0〜DQ15の16(=24)個の入出力ピンを備えている。しかし、公知のバースト誤り訂正符号化手法では、その符号構成が、外部入出力ピンの数が2n個であるPRAM、ReRAM及び固体電解質メモリに適していないという事態が発生し得る。以下、リード・ソロモン符号を例にとって説明する。 One problem in using burst error correction codes for memory array error correction is that the code configuration may not fit the number of inputs and outputs of the PRAM, ReRAM, and solid electrolyte memory. In general, the PRAM, ReRAM, and solid electrolyte memory preferably have 2n external input / output pins. For example, a typical PRAM external interface includes 16 (= 2 4 ) input / output pins DQ0 to DQ15. However, in the known burst error correction coding method, there may occur a situation in which the code configuration is not suitable for PRAM, ReRAM, and solid electrolyte memory having 2n external input / output pins. Hereinafter, a Reed-Solomon code will be described as an example.
公知のリード・ソロモン符号化では、1つのブロックは、データシンボルとパリティシンボルとで構成される。データシンボルとは、実際に使用されるデータを含むシンボルであり、パリティシンボルとは、誤り検出及び誤り訂正に使用されるシンボルである。1つのシンボルがMビットで構成されている場合、1つのブロックに含まれるデータシンボルの許容最大数は、2M−1個である。例えば、1つのシンボルが4ビットで構成される場合には、1つのブロックを最大で15個のデータシンボルを含むように構成することができる。一つのブロックに含まれるシンボルの総数がJであり、そのうちのデータシンボルの数がKであるリード・ソロモン符号は、(J,K)リード・ソロモン符号と呼ばれる。 In the known Reed-Solomon coding, one block is composed of data symbols and parity symbols. A data symbol is a symbol that includes data that is actually used, and a parity symbol is a symbol that is used for error detection and error correction. When one symbol is composed of M bits, the maximum allowable number of data symbols included in one block is 2 M −1. For example, when one symbol is composed of 4 bits, one block can be configured to include a maximum of 15 data symbols. A Reed-Solomon code in which the total number of symbols included in one block is J and the number of data symbols is K is referred to as a (J, K) Reed-Solomon code.
1つのブロックに含まれるパリティシンボルの数は、誤り訂正能力に影響する。リード・ソロモン符号では、一ブロックに含まれるシンボルのうちのt個のシンボルの誤り訂正を可能にするためには、一つのブロックが2t個のパリティシンボルを含む必要がある。 The number of parity symbols included in one block affects the error correction capability. In the Reed-Solomon code, one block needs to include 2t parity symbols in order to enable error correction of t symbols of symbols included in one block.
1つのブロックに含まれるデータシンボルの最大数が、2Mから1だけ少ないことはPRAM、ReRAM及び固体電解質メモリの設計の上で重大である。PRAM、ReRAM及び固体電解質メモリのアーキテクチャを簡便にするためには、1つのブロックの各データシンボルを、各入出力ピンに割り当てることが好適である。しかし、外部入出力ピンの数を2n個にするためには、1つのシンボルに含まれるビット数を無駄に増やさなくてはならない。即ち、リード・ソロモン符号では、1つのシンボルがnビットで構成されている場合のデータシンボルの最大数が2nからたった1だけ少ないために、2n個の入出力ピンを1つのブロックの2n個のデータシンボルにそれぞれに割り当てるためには、1つのシンボルを(n+1)ビットで構成する必要がある。これは、符号構成の効率性を低下させるため好ましくない。
The fact that the maximum number of data symbols contained in one block is reduced from 2 M to 1 is critical in the design of PRAM, ReRAM and solid electrolyte memory. In order to simplify the architecture of the PRAM, ReRAM and solid electrolyte memory, it is preferable to assign each data symbol of one block to each input / output pin. However, in order to reduce the number of external input / output pins to 2n, the number of bits included in one symbol must be increased unnecessarily. That is, in the Reed-Solomon code, for the maximum number of data symbols in the case where one symbol is composed of n bits is less by only one from 2 n, a 2 n pieces of input and output pins of one
このことは、とりわけ、16個の入出力ピンを備えるPRAM、ReRAM及び固体電解質メモリを実現するために重大である。1つのシンボルに含まれるビット数が2の累乗で表される数であることは、PRAM、ReRAM及び固体電解質メモリのアドレス割付を容易にすることは明らかである。例えば、1つのシンボルに含まれるビット数が4であることは、アドレス割付を容易にするため好適である。しかし、問題は、1つのシンボルが4ビットで構成される場合には、1つのブロックに含まれるデータシンボルの最大数が15個であることである。1つのシンボルを4ビットで構成すると、16個の入出力ピンを備えるPRAM、ReRAM及び固体電解質メモリを実現するためにはデータシンボルの数が1つだけ不足してしまう。したがって、一般的なリード・ソロモン符号化手法では、16個の入出力ピンを備えるPRAM、ReRAM及び固体電解質メモリを実現するためには、1つのシンボルを5ビットで構成する必要がある。これは、符号構成の効率を低下させる上、アドレス割付を複雑にするため好ましくない。 This is especially important for realizing PRAM, ReRAM and solid electrolyte memory with 16 input / output pins. It is clear that the number of bits included in one symbol is a number represented by a power of 2, facilitating address allocation of PRAM, ReRAM and solid electrolyte memory. For example, it is preferable that the number of bits included in one symbol is 4 in order to facilitate address allocation. However, the problem is that when one symbol is composed of 4 bits, the maximum number of data symbols included in one block is 15. When one symbol is composed of 4 bits, the number of data symbols is insufficient by one to realize PRAM, ReRAM and solid electrolyte memory having 16 input / output pins. Therefore, in a general Reed-Solomon encoding method, in order to realize a PRAM, a ReRAM, and a solid electrolyte memory having 16 input / output pins, it is necessary to configure one symbol with 5 bits. This is not preferable because it reduces the efficiency of the code structure and complicates the address assignment.
このような背景から、誤り訂正符号の符号構成を、PRAM、ReRAM及び固体電解質メモリの入出力の数に適合させるための技術を提供することが望まれている。特に、1つのシンボルが実質的に4ビットで構成されていながら、16個の入出力ピンを備えるPRAM、ReRAM及び固体電解質メモリを実現するための技術を提供することが望まれている。 From such a background, it is desired to provide a technique for adapting the code configuration of the error correction code to the number of inputs and outputs of the PRAM, ReRAM, and solid electrolyte memory. In particular, it is desired to provide a technique for realizing a PRAM, a ReRAM, and a solid electrolyte memory having 16 input / output pins while one symbol is substantially composed of 4 bits.
本発明の目的は、バースト誤り訂正符号の符号構成をPRAM、ReRAM及び固体電解質メモリの入出力の数に適合させ、これにより、符号構成の効率を向上させるための技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a technique for adapting the code configuration of a burst error correction code to the number of inputs and outputs of PRAM, ReRAM and solid electrolyte memory, thereby improving the efficiency of the code configuration.
上記の目的を達成するために、本発明は、以下に述べられる手段を採用する。その手段を構成する技術的事項の記述には、[特許請求の範囲]の記載と[発明を実施するための最良の形態]の記載との対応関係を明らかにするために、[発明を実施するための最良の形態]で使用される番号・符号が付加されている。但し、付加された番号・符号は、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的範囲を限定的に解釈するために用いてはならない。 In order to achieve the above object, the present invention employs the means described below. In the description of technical matters constituting the means, in order to clarify the correspondence between the description of [Claims] and the description of [Best Mode for Carrying Out the Invention] Number / symbol used in the best mode for doing this is added. However, the added number / symbol should not be used to limit the technical scope of the invention described in [Claims].
一の観点において、本発明による半導体記憶装置は、複数のシンボルから構成され、各々のシンボルが複数のビットから構成され、更にシンボル単位での誤り訂正が可能な誤り訂正符号を誤り検出及び誤り訂正に使用する半導体記憶装置である。当該半導体記憶装置は、それぞれが、相変化抵抗素子、金属酸化物抵抗素子、又は固体電解質抵抗素子のいずれかを含む複数のメモリセルと、周辺回路(3〜7)とを備えている。複数のメモリセルは、前記シンボルのうちのデータシンボルの一部のビットを記憶する第1データセル(11)を含んでいる。周辺回路(3〜7)は、第1データセル(11)から前記一部のビットを読み出し、前記一部のビットに所定のダミービットを付け加えることによって前記データシンボルを再生し、前記再生されたデータシンボルを用いて誤り検出及び誤り訂正を行う。 In one aspect, a semiconductor memory device according to the present invention includes a plurality of symbols, each symbol includes a plurality of bits, and an error correction code capable of error correction in symbol units is detected and corrected. This is a semiconductor memory device used for the above. The semiconductor memory device includes a plurality of memory cells each including one of a phase change resistance element, a metal oxide resistance element, and a solid electrolyte resistance element, and a peripheral circuit (3 to 7). The plurality of memory cells include a first data cell (11) that stores some bits of a data symbol of the symbols. Peripheral circuits (3-7) read out the part of the bits from the first data cell (11), regenerate the data symbol by adding a predetermined dummy bit to the part of the bit, and the reproduced Error detection and error correction are performed using data symbols.
一実施形態では、当該半導体記憶装置のメモリセルは、更に、前記シンボルのうちのパリティシンボルの一部のビットを記憶する第2データセル(11)と、読み出し動作時に、前記第1データセル(11)と同時に選択される第1参照セル(12A)及び第2参照セル(12B)とを含む。この場合、前記第2参照セル(12B)は、前記パリティシンボルの残余ビットを記憶し、且つ、前記第1データセル(11)と別のデータセルからのデータ読み出しに使用される参照信号を生成するために使用され、前記第1参照セル(12A)は、前記第1データセル(11)及び前記第2参照セル(12B)からのデータ読み出しに使用される参照信号を生成するために使用されることが好ましい。 In one embodiment, the memory cell of the semiconductor memory device further includes a second data cell (11) that stores a bit of a parity symbol of the symbols, and the first data cell ( 11) includes a first reference cell (12A) and a second reference cell (12B) that are simultaneously selected. In this case, the second reference cell (12B) stores the remaining bits of the parity symbol and generates a reference signal used for reading data from a data cell different from the first data cell (11). The first reference cell (12A) is used to generate a reference signal used for reading data from the first data cell (11) and the second reference cell (12B). It is preferable.
一実施形態では、前記第2参照セルは、互いに相補のデータを記憶する第1セルと第2セルから構成される。この場合、前記所定のダミービットは、前記第1メモリセルと前記第2メモリセルに記憶される前記残余ビットが、互いに相補であるように決定されていることが好ましい。 In one embodiment, the second reference cell includes a first cell and a second cell that store complementary data. In this case, it is preferable that the predetermined dummy bit is determined so that the remaining bits stored in the first memory cell and the second memory cell are complementary to each other.
好適には、周辺回路(3〜7)は、前記第1データセルから読み出された前記データシンボルと前記第2参照セル(12B)から読み出された前記残余ビットの両方にデータ誤りを検出したとき、前記第1参照セル(12A)に記憶されているデータを訂正する。この場合、周辺回路(3〜7)は、前記第1データセルから読み出された前記データシンボルにデータ誤りを検出し、前記第2参照セルから読み出された前記残余ビットにデータ誤りを検出しなかったとき、前記第1データセル(11)に記憶されているデータを訂正することが好ましい。また、周辺回路(3〜7)は、前記第2参照セルから読み出された前記残余ビットにデータ誤りを検出し、前記第1メモリセルから読み出された前記データシンボルにデータ誤りを検出しなかったとき、前記第2参照セルに記憶されている前記残余ビットを訂正することが好ましい。 Preferably, the peripheral circuit (3-7) detects a data error in both the data symbol read from the first data cell and the residual bit read from the second reference cell (12B). Then, the data stored in the first reference cell (12A) is corrected. In this case, the peripheral circuits (3 to 7) detect a data error in the data symbol read from the first data cell, and detect a data error in the remaining bit read from the second reference cell. If not, it is preferable to correct the data stored in the first data cell (11). The peripheral circuits (3 to 7) detect a data error in the remaining bits read from the second reference cell, and detect a data error in the data symbol read from the first memory cell. If not, it is preferable to correct the remaining bits stored in the second reference cell.
他の観点では、本発明による半導体記憶装置は、それぞれが、相変化抵抗素子、金属酸化物抵抗素子、又は固体電解質抵抗素子のいずれかを含む複数のメモリセルと、周辺回路(3−7)とを具備する。複数のメモリセルは、複数のデータセル(11)を含んでいる。周辺回路(3−7)は、複数のデータセル(11)と、前記書き込みデータに所定のダミービットを付け加えることによってデータシンボルを生成し、前記生成されたデータシンボルを用いてパリティシンボルを算出し、前記データシンボルのうち前記書き込みデータに対応するビットのみを前記複数のデータセル(11)のうちの第1データセル(11)に書き込む。 In another aspect, the semiconductor memory device according to the present invention includes a plurality of memory cells each including one of a phase change resistance element, a metal oxide resistance element, and a solid electrolyte resistance element, and a peripheral circuit (3-7). It comprises. The plurality of memory cells include a plurality of data cells (11). The peripheral circuit (3-7) generates a data symbol by adding a plurality of data cells (11) and a predetermined dummy bit to the write data, and calculates a parity symbol using the generated data symbol Only the bit corresponding to the write data in the data symbol is written into the first data cell (11) of the plurality of data cells (11).
一実施形態では、当該半導体記憶装置のメモリセルは、更に、読み出し動作時に、前記第1データセル(11)と同時に選択される第1参照セル(12A)及び第2参照セル(12B)とを含んでいる。この場合、周辺回路(3〜7)は、前記パリティシンボルの一部のビットを前記複数のデータセル(11)のうちの第2データセルに書き込み、且つ、前記パリティシンボルの残余ビットを前記第2参照セル(12B)に書き込み、前記第1参照セル(12A)は、前記第1データセル(11)及び前記第2参照セル(12B)からのデータ読み出しに使用される参照信号を生成するために使用される。 In one embodiment, the memory cell of the semiconductor memory device further includes a first reference cell (12A) and a second reference cell (12B) that are selected simultaneously with the first data cell (11) during a read operation. Contains. In this case, the peripheral circuits (3 to 7) write some bits of the parity symbol to the second data cell of the plurality of data cells (11), and write the remaining bits of the parity symbol to the second data cell. In order to write to two reference cells (12B), the first reference cell (12A) generates a reference signal used for reading data from the first data cell (11) and the second reference cell (12B). Used for.
前記第2参照セル(12B)が、互いに相補のデータを記憶する第1セルと第2セルから構成される場合、前記所定のダミービットは、前記第1セルと前記第2セルに記憶される前記残余ビットが、互いに相補であるように決定されていることが好ましい。 When the second reference cell (12B) includes a first cell and a second cell that store complementary data, the predetermined dummy bit is stored in the first cell and the second cell. Preferably, the remaining bits are determined to be complementary to each other.
更に他の観点において、本発明による半導体記憶装置は、それぞれが、相変化抵抗素子、金属酸化物抵抗素子、又は固体電解質抵抗素子のいずれかを含む複数のメモリセルを具備する。前記複数のメモリセルは、前記複数のシンボルのうちのデータシンボルのビットを記憶するために使用される第1データセル(11)と、前記複数のシンボルのうちのパリティシンボルの一部のビットを記憶するために使用される第2データセル(11)と、前記第1データセル(11)のデータ読み出しに使用される参照信号を生成するために使用される第1参照セル(12A)と、前記第1データセル(11)とは別のデータセルのデータ読み出しに使用される参照信号を生成するために使用される第2参照セル(12A)とを含んでいる。第2参照セル(12A)は、前記パリティシンボルの残余ビットを記憶するために使用される。 In still another aspect, the semiconductor memory device according to the present invention includes a plurality of memory cells each including any of a phase change resistance element, a metal oxide resistance element, and a solid electrolyte resistance element. The plurality of memory cells include a first data cell (11) used for storing a bit of a data symbol of the plurality of symbols, and a bit of a parity symbol of the plurality of symbols. A second data cell (11) used for storing; a first reference cell (12A) used for generating a reference signal used for reading data of the first data cell (11); The first data cell (11) includes a second reference cell (12A) used to generate a reference signal used for reading data from another data cell. The second reference cell (12A) is used to store the remaining bits of the parity symbol.
好適には、前記第1参照セル(12A)は、第1データセル(11)のみではなく、前記第2参照セルからのデータ読み出しに使用される参照信号を生成するために使用される。 Preferably, the first reference cell (12A) is used to generate a reference signal used for reading data from the second reference cell as well as the first data cell (11).
第1データセル(11)には、前記データシンボルのうちの一部のビットのみが記憶されることが好適である。この場合、半導体記憶装置の周辺回路(3−7)は、前記一部のビットに所定のダミービットを付け加えることによって前記データシンボルを再生し、且つ、前記第2データセル(11)及び前記第2参照セル(12B)から前記パリティシンボルを読み出し、前記再生されたデータシンボルと前記読み出されたパリティシンボルを用いて誤り検出及び誤り訂正を行うことが好ましい。 The first data cell (11) preferably stores only some of the bits of the data symbol. In this case, the peripheral circuit (3-7) of the semiconductor memory device reproduces the data symbol by adding a predetermined dummy bit to the part of bits, and the second data cell (11) and the second data cell. It is preferable to read the parity symbol from the two reference cells (12B) and perform error detection and error correction using the reproduced data symbol and the read parity symbol.
本発明によれば、バースト誤り訂正符号の符号構成を半導体記憶装置の入出力の数に適合させ、これにより、符号構成の効率を向上させることができる。 According to the present invention, the code configuration of the burst error correction code can be adapted to the number of inputs and outputs of the semiconductor memory device, thereby improving the efficiency of the code configuration.
本実施形態の半導体記憶装置は、それぞれが、相変化抵抗素子、金属酸化物抵抗素子、又は固体電解質抵抗素子のいずれかを含む複数のメモリセルを具備する不揮発性のメモリデバイスである。メモリセルとして相変化抵抗素子が使用される場合は、本実施形態の半導体記憶装置はPRAMとして機能し、メモリセルとして金属酸化物抵抗素子が使用される場合は、本実施形態の半導体記憶装置はReRAMとして機能する。また、メモリセルとして固体電解質抵抗素子が使用される場合は、本実施形態の半導体記憶装置は固体電解質メモリとして機能する。 The semiconductor memory device of this embodiment is a nonvolatile memory device that includes a plurality of memory cells each including any of a phase change resistance element, a metal oxide resistance element, and a solid electrolyte resistance element. When a phase change resistance element is used as a memory cell, the semiconductor memory device of this embodiment functions as a PRAM. When a metal oxide resistance element is used as a memory cell, the semiconductor memory device of this embodiment Functions as ReRAM. When a solid electrolyte resistance element is used as the memory cell, the semiconductor memory device of this embodiment functions as a solid electrolyte memory.
本実施形態の半導体記憶装置では、メモリアレイに記憶されるデータが、(18、16)リード・ソロモン符号を用いて符号化される。即ち、本実施形態では、1つのブロックに含まれるデータシンボルの数は16、パリティシンボルの数は2である。これは、1つのブロックに含まれる18のシンボルのうちの1つのシンボルの誤り訂正が可能であることを意味している。 In the semiconductor memory device of this embodiment, data stored in the memory array is encoded using (18, 16) Reed-Solomon code. That is, in the present embodiment, the number of data symbols included in one block is 16, and the number of parity symbols is 2. This means that error correction of one symbol out of 18 symbols included in one block is possible.
既述のとおり、データシンボルの数を16にするためには、公知のリード・ソロモン符号化手法では、1つのシンボルに含まれるビット数は5でなくてはならない。しかし、本実施形態では、下記のような符号構成を採用することにより、誤り訂正符号の符号構成と半導体記憶装置の入出力の数の不適合性を解消している:
(1)各データシンボル、パリティシンボルを構成する5ビットのうちの4ビットは、メモリアレイのデータセルに記憶される。
(2)各データシンボルの残りの1ビットとしては所定値が使用され、データセルには記憶されない。
(3)各パリティシンボルの残りの1ビットは、参照セルに記憶される。
As described above, in order to reduce the number of data symbols to 16, the number of bits included in one symbol must be 5 in the known Reed-Solomon encoding method. However, in the present embodiment, by adopting the following code configuration, the incompatibility between the code configuration of the error correction code and the number of inputs and outputs of the semiconductor memory device is eliminated:
(1) 4 bits out of 5 bits constituting each data symbol and parity symbol are stored in a data cell of the memory array.
(2) A predetermined value is used as the remaining 1 bit of each data symbol and is not stored in the data cell.
(3) The remaining 1 bit of each parity symbol is stored in the reference cell.
これにより、1つのデータシンボルに含まれるビット数を実質的には4にしながら、16個の入出力を有するPRAM、ReRAM、及び固体電解質メモリを実現することができる。また、データシンボルは合計64ビット、パリティシンボルは合計10ビットであるから、64個の入出力を有するPRAM、ReRAM、及び固体電解質メモリを実現することも可能である。以下、本実施形態の半導体記憶装置を詳細に説明する。なお、以下の実施形態においては、便宜上、相変化抵抗素子をメモリセルとして使用するPRAMを例にとって説明する。しかし、金属酸化物抵抗素子をメモリセルとして使用するReRAM、及び固体電解質抵抗素子をメモリセルとして使用する固体電解質メモリも、以下の実施形態と同様の動作方法、及び回路構成をとることが可能である。 As a result, a PRAM, ReRAM, and solid electrolyte memory having 16 inputs / outputs can be realized while the number of bits included in one data symbol is substantially four. Further, since the data symbols are 64 bits in total and the parity symbols are 10 bits in total, it is also possible to realize a PRAM, ReRAM, and solid electrolyte memory having 64 inputs / outputs. Hereinafter, the semiconductor memory device of this embodiment will be described in detail. In the following embodiments, for convenience, a PRAM using a phase change resistance element as a memory cell will be described as an example. However, the ReRAM using the metal oxide resistance element as the memory cell and the solid electrolyte memory using the solid electrolyte resistance element as the memory cell can also have the same operation method and circuit configuration as the following embodiments. is there.
図1は、本発明の一実施形態に係るPRAM10の構成を示すブロック図である。PRAM10は、磁気抵抗素子で構成されたメモリセルが行列に配置されたメモリアレイを複数備えている。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a
PRAM10のメモリアレイには、データアレイ1_0〜1_15とパリティアレイ2_0、2_1の2種類がある。以下において、相互に区別しない場合には、データアレイ1_0〜1_15を総称してデータアレイ1と記載し、パリティアレイ2_0、2_1をパリティアレイ2と記載する。データアレイ1は、データシンボルを記憶するために使用され、パリティアレイ2は、パリティシンボルを記憶するために使用される。データアレイ1_0〜1_15は、それぞれPRAM10のデータ入出力DQ0〜DQ15に対応付けられている。データ書き込み時には、データ入出力DQ0〜DQ15に入力された書き込みデータからデータシンボルが構成されてデータアレイ1_0〜1_15に保存される一方、そのデータシンボルからパリティシンボルが生成されてパリティアレイ2_0、2_1に保存される。
There are two types of memory arrays of the
データアレイ1及びパリティアレイ2へのアクセスは、周辺回路、具体的には、ロウデコーダ3と、カラムデコーダ4と、書き込み回路5と、センスアンプ回路6と、コントローラ7とを用いて行われる。ロウデコーダ3及びカラムデコーダ4は、アクセスされるメモリセルを選択するために使用される。書き込み回路5は、選択されたメモリセルに対するデータ書き込みに使用される書き込み電流を生成する。センスアンプ回路6は、メモリセルに記憶されているデータを識別するために使用される。コントローラ7は、ロウデコーダ3と、カラムデコーダ4と、書き込み回路5と、センスアンプ回路6とを制御する機能を有している。コントローラ7は、更に、誤り訂正のための様々な演算、例えば、リード・ソロモン符号化や誤り検出を行う機能を有している。
Access to the
図2は、本実施の形態のデータアレイ1_0及びデータアレイ1_0に対応して設けられたセンスアンプ回路6の構成の詳細を示すブロック図である。データアレイ1_0に配置されているメモリセルには、データセル11と参照セル12の2種類がある。図3に示されているように、データセル11と参照セル12は、ワード線13とビット線14とが交差する位置に配置されている。ワード線13は、Xアドレスに応じて選択され、ビット線14はYアドレスに応じて選択される。
FIG. 2 is a block diagram showing details of the configuration of the data array 1_0 and the
図2に戻り、データアレイ1_0は、2つのエリア15A、15Bに区分されている。エリア15Aは、偶数のYアドレスのデータを記憶するために使用される領域であり、エリア15Bは、奇数のYアドレスのデータを記憶するために使用される領域である。一のXアドレスによって1つのメモリセルの行が指定されるのに対し、一のYアドレスでは、4つのデータセル11の列が指定される。即ち、一組のXアドレスとYアドレスを指定すると、同一の行に位置する4つのデータセル11が選択される。後述されるように、この4つのデータセル11は、一つのデータシンボルを記憶するために使用される。
Returning to FIG. 2, the data array 1_0 is divided into two areas 15A and 15B. The area 15A is an area used for storing even-numbered Y address data, and the area 15B is an area used for storing odd-numbered Y address data. A row of one memory cell is designated by one X address, whereas a column of four
本実施形態の説明では、16個のデータ入出力構成の場合、データセル11の列を区別するためにYアドレスのさらに下位のyアドレスを使用することがある。図2において、一組のXアドレスとYアドレス
例えば、各データアレイ1及び各パリティアレイ2のYアドレス”0”のデータQ0〜Q3は、それぞれ、yアドレス”0”〜”3”に対応しており、Yアドレス”1”のデータQ4〜Q7は、それぞれ、yアドレス”0”〜”3”に対応している。更に、Yアドレス”2”のデータQ8〜Q11は、yアドレス”0”〜”3”に対応しており、Yアドレス”3”のデータQ12〜Q15は、yアドレス”0”〜”3”に対応している。
In the description of the present embodiment, in the case of 16 data input / output configurations, a lower y address than the Y address may be used to distinguish the columns of the
一方、64個のデータ入出力構成の場合、下位のyアドレスは存在せず、データアレイ1_0〜1_15のデータQ0〜Q3が1サイクルで64ビットのデータとして入出力され、同様に、データアレイ1_0〜1_15のデータQ4〜Q7も1サイクルで64ビットのデータとして入出力される。 On the other hand, in the case of 64 data input / output configurations, there is no lower y address, and data Q0 to Q3 of data array 1_0 to 1_15 are input / output as 64-bit data in one cycle. Similarly, data array 1_0 ˜1_15 data Q4 to Q7 are also input / output as 64-bit data in one cycle.
エリア15A、15Bのそれぞれに、参照セル12の列が2つずつ設けられている。エリア15Aに設けられている参照セルは、以下、参照セル12Aと呼ばれ、エリア15Bに設けられている参照セル12は、参照セル12Bと呼ばれる。同一のメモリセルの行に位置する(即ち、同一のワード線13に接続されている)2つの参照セル12Aには、互いに相補のデータが書き込まれている。エリア15Aに位置するデータセル11からのデータ読み出しの際には、当該データセル11と同一の行に位置する2つの参照セル12Aに電流が流され、それらの電流から参照信号が発生される。この参照信号は、データ”1”に対応する信号レベルと、データ”0”に対応する信号レベルの中間に対応する信号レベルを有するように発生される。その参照信号と、データセル11に電流が流されることによって発生するデータ信号とを比較することにより、当該データセル11のデータが判別される。
Two columns of
同一のメモリセルの行に位置する2つの参照セル12Aには、互いに相補のデータが記憶されていればよく、2つの参照セル12Aのいずれにデータ”1”、”0”が記録されていても良いことに留意されたい。2つの参照セル12Aの特性の違いが充分に小さければ、2つの参照セル12Aのいずれにデータ”1”、”0”が記録されていても、データ読み出しに影響はない。即ち、2つの参照セル12Aは、それぞれデータ”1”、”0”を記憶する状態と、データ”0”、”1”を記憶する状態の何れの状態をとることも許容される。
The two
同様に、同一のメモリセルの行に位置する(即ち、同一のワード線13に接続されている)2つの参照セル12Bには、互いに相補のデータが書き込まれている。エリア15Bに位置するデータセル11からのデータ読み出しの際には、該データセル11と同一の行に位置する2つの参照セル12Bが使用される。
Similarly, complementary data is written in two
センスアンプ回路6は、2つの4ビット・センスアンプ16A、16Bと、2つの2ビット・センスアンプ17A、17Bとを備えている。4ビット・センスアンプ16Aは、エリア15Aに位置するデータセル11に記憶されているデータの識別に使用される。詳細には、4ビット・センスアンプ16Aは、エリア15Aに位置する参照セル12Aから受け取った信号から参照信号を生成し、その参照信号を用いてエリア15Aに位置するデータセル11に記憶されているデータを識別する。同様に、4ビット・センスアンプ16Bは、エリア15Bに位置するデータセル11に記憶されているデータの識別に使用される。
The
一方、2ビット・センスアンプ17A、17Bは、参照セル12A、12Bに記憶されているデータの識別に使用される。後述されるように、一般的なPRAMとは異なり、参照セル12A、12Bは、単に参照信号の生成に使用されるわけではない;参照セル12A、12Bは、参照信号の生成と共に、パリティシンボルの一部のビットの記憶に使用される。2ビット・センスアンプ17Aは、エリア15Bに位置する参照セル12Bから受け取った信号から参照信号を生成し、その参照信号を用いてエリア15Aに位置する参照セル12Aのデータを識別する。同様に、2ビット・センスアンプ17Bは、エリア15Aに位置する参照セル12Aから受け取った信号から参照信号を生成し、その参照信号を用いてエリア15Bに位置する参照セル12Bのデータを識別する。
On the other hand, the 2-
一実施形態では、他のデータアレイ1_1〜1_15及びパリティアレイ2_0、2_1、並びに、それらに対応して設けられたセンスアンプ回路6も、図2に示されている構成を有する。ただし、他のデータアレイ1_1〜1_15及びパリティアレイ2_0、2_1は、図4に示されているように、行列に配置されたデータセル11と、2列に配置された参照セル12とで構成されることも可能である。この場合、センスアンプ回路6は、4ビット・センスアンプで構成される。データアレイ1_0と同様に、一のXアドレスによってメモリセルの行が選択され、一のYアドレスによってメモリセルの列が4つ選択される。即ち、一組のXアドレスとYアドレスを指定すると、同一の行に位置する4つのデータセル11と、2つの参照セル12が選択される。4ビット・センスアンプは、選択されたメモリセルの行に位置する2つの参照セル12から供給される信号を用いて参照信号を生成し、その参照信号を用いてデータセル11のデータを識別する。
In the embodiment, the other data arrays 1_1 to 1_15 and the parity arrays 2_0 and 2_1, and the
続いて、本実施形態におけるデータ割付を説明する。本実施形態では、一組のXアドレスとYアドレスが一つのブロックに対応している。即ち、アクセス時にXアドレス、Yアドレスが指定されると、そのXアドレス、Yアドレスに対応する一つのブロックに対するアクセスが行われる。 Subsequently, data allocation in the present embodiment will be described. In this embodiment, one set of X address and Y address corresponds to one block. That is, when an X address and a Y address are specified at the time of access, access to one block corresponding to the X address and the Y address is performed.
図5A、図5Bは、本実施形態におけるバースト誤り訂正符号の符号構成を示す概念図である。図5Aは、偶数Yアドレスに対応するブロックの符号構成を、Yアドレス”0”を例として図示しており、図5Bは、奇数Yアドレスに対応するブロックの符号構成を、Yアドレス”1”を例として図示している。 5A and 5B are conceptual diagrams showing a code configuration of a burst error correction code in the present embodiment. FIG. 5A illustrates the code configuration of a block corresponding to an even-numbered Y address by taking a Y address “0” as an example, and FIG. 5B illustrates the code configuration of a block corresponding to an odd-numbered Y address to a Y-address “1”. Is shown as an example.
図5A、図5Bに示されているように、各ブロックは、16個のデータシンボルと、2つのパリティシンボルで構成される。16個のデータシンボルは、それぞれ、PRAM10の入出力DQ0〜DQ15に、即ち、それぞれデータアレイ1_0〜1_15に対応付けられている。以下では、入出力DQ0〜DQ15に対応付けられているデータシンボルを、それぞれ、データシンボルDQ0〜DQ15と記載することがある。更に、2つのパリティシンボルは、それぞれ、パリティアレイ2_0、2_1に対応付けられている。以下では、パリティアレイ2_0、2_1に対応付けられたパリティシンボルを、それぞれ、パリティシンボルP0、P1と記載することがある。
As shown in FIGS. 5A and 5B, each block includes 16 data symbols and two parity symbols. The 16 data symbols are respectively associated with the inputs / outputs DQ0 to DQ15 of the
データアレイ1_0〜1_15は、それぞれ、データシンボルDQ0〜DQ15を記憶するために使用される。ただし、データシンボルDQ0〜DQ15の全ビットがデータアレイ1_0〜1_15に記憶されるのではない。データシンボルDQ0〜DQ15のそれぞれを構成する5ビットのうちの上位4ビットは、それぞれデータアレイ1_0〜1_15に記憶される。残りの下位1ビットは、所定値に固定され、実際にはデータアレイ1_0〜1_15には記憶されない。実際にデータアレイ1_0〜1_15には記憶されないデータシンボルDQ0〜DQ15のビットを、以下では、ダミービットと呼ぶこととする。 Data arrays 1_0 to 1_15 are used to store data symbols DQ0 to DQ15, respectively. However, all bits of data symbols DQ0 to DQ15 are not stored in data arrays 1_0 to 1_15. The upper 4 bits of the 5 bits constituting each of data symbols DQ0 to DQ15 are stored in data arrays 1_0 to 1_15, respectively. The remaining lower 1 bits are fixed to a predetermined value and are not actually stored in the data arrays 1_0 to 1_15. The bits of the data symbols DQ0 to DQ15 that are not actually stored in the data arrays 1_0 to 1_15 are hereinafter referred to as dummy bits.
同様に、パリティアレイ2_0、2_1は、それぞれ、パリティシンボルP0、P1を記憶するために使用される。ただし、パリティシンボルP0、P1の全ビットが、パリティアレイ2_0、2_1に記憶されるのではない。パリティシンボルP0、P1を構成する5ビットのうちの4ビットは、それぞれ、パリティアレイ2_0、2_1に記憶される。残りの1ビットは、データアレイ1_0の参照セル12A、12Bに記憶される;パリティアレイ2_0、2_1に記憶されない残りの1ビットを、以下では、残余ビットと記載することとする。より詳細には、あるXアドレスのある偶数Yアドレスに対応するブロックのパリティシンボルP0、P1の残余ビットは、データアレイ1_0の該Xアドレスに対応するメモリセルの行に位置する参照セル12Bに記憶される。図2及び図5Aでは、参照セル12Bに記憶されている残余ビットがQref0として参照されている。一方、あるXアドレスの奇数YアドレスブロックのパリティシンボルP0、P1の残余ビットは、データアレイ1_0の該Xアドレスに対応するメモリセルの行に位置する参照セル12Aに記憶される。図2及び図5Bでは、参照セル12Aに記憶されている残余ビットは、Qref1として参照されている。
Similarly, the parity arrays 2_0 and 2_1 are used to store parity symbols P0 and P1, respectively. However, all bits of the parity symbols P0 and P1 are not stored in the parity arrays 2_0 and 2_1. Of the 5 bits constituting the parity symbols P0 and P1, 4 bits are stored in the parity arrays 2_0 and 2_1, respectively. The remaining 1 bit is stored in the
上述されているように、同一のXアドレスに対応する2つの参照セル12Aは、その一方がデータ”1”を他方がデータ”0”でなくてはならず、同一のXアドレスに対応する2つの参照セル12Bも、同様である。したがって、実質的には、2つの参照セル12A(又は2つの参照セル12B)で1ビットのデータしか記憶できない。これでは、2つのパリティシンボルP0、P1それぞれの残余ビットを記憶することはできないと考えられるかもしれない。
As described above, two
しかし、このような問題は、データシンボルDQ0〜DQ15のダミービットを適切に決定することによって回避できる。具体的には、データシンボルDQ0〜DQ15のダミービットのうちの奇数個を”1”に設定することにより、2つのパリティシンボルP0、P1の残余ビットを、それぞれ、”1”、”0”の組み合わせ、又は、”0”、”1”の組み合わせのいずれかに制限することができる。なぜなら、データシンボルDQ0〜DQ15の値をそれぞれD0〜D15とし、パリティシンボルP0、P1の値をそれぞれP0、P1としたとき、リード・ソロモン符号では、下記の式が成立するからである:
D0+D1+D2+・・・+D15+P0+P1=0.
ここで、D0〜D15、及びP0、P1は、ガロア体GF(25)の元であり、加算は、ガロア体GF(25)上の演算として定義されることに留意されたい。上記の式は、データシンボルDQ0〜DQ15の最下位ビットのうちの奇数個が1であれば、パリティシンボルP0、P1の一方が”0”、他方が”1”でなければならないことを意味している。これは、一方がデータ”1”、他方がデータ”0”を記憶する2つの参照セル12A(又は2つの参照セル12B)で2つのパリティシンボルP0、P1の残余ビットを記憶できることを意味している。
However, such a problem can be avoided by appropriately determining dummy bits of the data symbols DQ0 to DQ15. Specifically, by setting the odd number of dummy bits of the data symbols DQ0 to DQ15 to “1”, the remaining bits of the two parity symbols P0 and P1 are set to “1” and “0”, respectively. It can be limited to a combination or a combination of “0” and “1”. This is because when the values of the data symbols DQ0 to DQ15 are D 0 to D 15 and the values of the parity symbols P0 and P1 are P 0 and P 1 respectively, the following equation is established in the Reed-Solomon code: is there:
D 0 + D 1 + D 2 +... + D 15 + P 0 + P 1 = 0.
Note that D 0 to D 15 and P 0 , P 1 are elements of the Galois field GF (2 5 ), and the addition is defined as an operation on the Galois field GF (2 5 ). I want. The above equation means that if the odd number of the least significant bits of the data symbols DQ0 to DQ15 is 1, one of the parity symbols P0 and P1 must be “0” and the other must be “1”. ing. This means that the remaining bits of the two parity symbols P0 and P1 can be stored in two
以下では、図9A、9Bに図示されている符号構成に対応したリード動作、及び、ライト動作を説明する。 Hereinafter, a read operation and a write operation corresponding to the code configuration illustrated in FIGS. 9A and 9B will be described.
(リード動作)
図10を参照して、リード動作では、まず、選択されたXアドレス、Yアドレスに対応するブロックのデータシンボル及びパリティシンボルのデータがパリティアレイ2_0、2_1から読み出される(ステップS01)。
(Read operation)
Referring to FIG. 10, in the read operation, first, data symbols and parity symbol data of a block corresponding to the selected X address and Y address are read from parity arrays 2_0 and 2_1 (step S01).
より具体的には、リード動作が開始されると、データアレイ1_0〜1_15、パリティアレイ2_0、2_1のそれぞれにおいて、選択されたXアドレス、Yアドレスの組によって選択される4つのデータセル11から4ビットのデータが読み出される。詳細には、Yアドレスが偶数Yアドレスである場合には、エリア15Aに位置する参照セル12Aを用いて生成された参照信号を用いてエリア15Aに位置するデータセル11からデータが読み出され、奇数Yアドレスである場合には、エリア15Bに位置する参照セル12Bを用いて生成された参照信号を用いてエリア15Bに位置するデータセル11からデータが読み出される。以下では、データ読み出しに使用される参照信号の生成に使用された参照セルを参照信号生成参照セルと呼ぶこととする。
More specifically, when the read operation is started, four
更に、データアレイ1_0の参照セル12からパリティシンボルP0、P1の残余ビットが読み出される。指定されたYアドレスが偶数Yアドレスである場合には、指定されたXアドレスに対応する2つの参照セル12Bから、参照セル12Aを用いて生成された参照信号を用いて2ビットのデータが読み出される。一方、奇数Yアドレスである場合には、指定されたXアドレスに対応する2つの参照セル12Aから、参照セル12Bを用いて生成された参照信号を用いて2ビットのデータが読み出される。以下では、パリティシンボルP0、P1の残余ビットが読み出された参照セルを、読み出し対象参照セルと呼ぶこととする。
Further, the remaining bits of the parity symbols P0 and P1 are read from the
コントローラ7は、データアレイ1_0〜1_15から読み出された4ビットのデータに所定のダミービットを付け加えて、16個のデータシンボルを再生する。更に、コントローラ7は、パリティアレイ2_0、2_1から読み出された4ビットのデータに読み出し対象参照セルから読み出された残余ビットを付け加えて、2個のパリティシンボルを再生する。
The
続いて、コントローラ7は、再生した16個のデータシンボル及び2個のパリティシンボルを用いて誤り検出を行う(ステップS02)。
Subsequently, the
誤りが検出されなかった場合には(ステップS03)、コントローラ7は、データアレイ1_0〜1_15から読み出された読み出しデータをそのまま出力し(ステップS04)、読み出し動作が完了する。
If no error is detected (step S03), the
一方、誤りが検出された場合には、コントローラ7は、誤り訂正が可能であるかを判断する(ステップS05)。本実施形態では、一のシンボルに誤りが検出された場合には、誤りのビット数に関らず誤り訂正が可能である。誤り訂正が不可能である場合、コントローラ7は、エラー信号を出力し、リード動作を完了させる(ステップS12)。
On the other hand, if an error is detected, the
誤り訂正が可能である場合、コントローラ7は、データアレイ1_0〜1_15から読み出された読み出しデータを訂正し、訂正された読み出しデータを出力する(ステップS06)。
If error correction is possible, the
更にコントローラ7は、データアレイ1_0〜1_15、及びパリティアレイ2_0、2_1について誤り訂正動作を行う(ステップS07〜S11)。この誤り訂正動作の一つの主題は、データセル11と、参照信号生成参照セル(参照信号の生成に使用された参照セル)と、読み出し対象参照セル(パリティシンボルの残余ビットが読み出された参照セル)とのいずれを訂正すべきであるかである。データセル11及び読み出し対象参照セルにデータ誤りが検出されても、それらに実際に記憶されているデータに誤りがあるとは限らない;参照信号の生成に使用された参照信号生成参照セルにデータ誤りがあった場合にも、データセル11及び読み出し対象参照セルにデータ誤りが検出され得る。本実施形態では、誤り検出において検出された誤りパターンの内容に応じて、適切なメモリセルのデータが訂正される。
Further, the
具体的には、本実施形態では、データセル11及び読み出し対象参照セルの両方にデータ誤りが検出された場合には、対応する参照信号生成参照セルのデータが反転されて訂正される。これは、メモリセルのデータ誤り率が充分に低減されている状況において、データセル11及び読み出し対象参照セルの両方にデータ誤りが検出された場合には参照信号生成参照セルのデータ誤りが発生している確率が最も高いからである。一方、データセル11にのみデータ誤りが検出された場合にはデータセル11のデータが訂正され、読み出し対象参照セルのみにデータ誤りが検出された場合には、読み出し対象参照セルのデータが訂正される。
Specifically, in this embodiment, when a data error is detected in both the
より具体的には、誤りが検出され、且つ、読み出し対象参照セルに誤りが検出されない場合(即ち、データセル11にのみデータ誤りが検出された場合)、図11Aに示されているように、誤りが発見されたデータセル11のデータが反転され、これにより、データセル11のデータが訂正される(ステップS11)。
More specifically, when an error is detected and no error is detected in the read target reference cell (that is, when a data error is detected only in the data cell 11), as shown in FIG. The data in the
一方、読み出し対象参照セルに誤りが検出され(ステップS07)、且つ、データセル11にも誤りが検出された場合(ステップS08)、図11Bに示されているように、コントローラ7は、参照信号生成参照セルに誤りがあると判断し、対応する参照信号生成参照セルの訂正を行う。参照信号生成参照セルの訂正は、参照信号の生成に使用された2つの参照セルのうちの一方のみのデータを反転することによって行われる。参照信号生成参照セルに誤りがある状態とは、(データ”1”、データ”0”の何れであるかは不明であるが)2つの参照セルに同一のデータが書き込まれている状態であるから、一方のみのデータを反転することによって参照信号生成参照セルの訂正を行うことができる。Ref
On the other hand, when an error is detected in the read target reference cell (step S07) and an error is also detected in the data cell 11 (step S08), as shown in FIG. 11B, the
更に、読み出し対象参照セルに誤りが検出され(ステップS07)、且つ、データセル11には誤りが検出されない場合には(ステップS08)、図11Cに示されているように、コントローラ7は、読み出し対象参照セルに誤りがあると判断し、データ誤りが検出された読み出し対象参照セルの訂正を行う。
Furthermore, when an error is detected in the reference cell to be read (step S07) and no error is detected in the data cell 11 (step S08), the
このようなリード動作によれば、データセル11及び参照セル12に書き込まれているデータを高い確率で正しく訂正することができる。
According to such a read operation, data written in the
(ライト動作)
次に、ライト動作について説明する。ライトコマンドが入力されると、コントローラ7は、書き込みデータに応じたパリティシンボルのデータパターンを作成する。留意すべきことは、パリティシンボルの作成には、データシンボルの全てのビット情報が必要であることである。図5A、図5Bの符号例では、64個のデータ入出力構成が採用される場合には、64ビットの書き込みデータは、一つのデータシンボルの全てのビット情報であるから、64ビットの書き込みデータからパリティシンボルを作成可能である。したがって、この場合には、データアレイ1には、書き込みデータがデータシンボルDQ0〜DQ15(の上位4ビット)としてそのまま書き込まれ、パリティシンボルを記憶するパリティアレイ2には、書き込みデータからコントローラ7によって作成された2つのパリティシンボルP0、P1の上位4ビットが書き込まれる。更に、データアレイ1_0の参照セル12(参照セル12A又は参照セル12B)に、パリティシンボルP0、P1の残余ビット(最下位ビット)が書き込まれる。上述のように、パリティシンボルP0、P1の残余ビットは、一方が”1”で他方が”0”であるから1ビットの情報量しかなく、また、一対の参照セル12は、1ビットを記憶できるから、結局、2つのパリティシンボルP0、P1の残余ビットを、一対の参照セル12で記憶できることに留意されたい。ライト動作時においては、書き込み先のデータセル11、参照セル12に誤りビットが存在していたとしても、上書きされるため、後述されるような先読み動作と誤り検出動作は必要ない。
(Light operation)
Next, the write operation will be described. When a write command is input, the
一方、16個のデータ入出力構成が採用される場合には、各データシンボルの一部のビットしか、書き込みデータとして外部から入力されない。パリティシンボルを作成するためには、図8Aのフローチャートに示されているように、対応するデータシンボルの全てのビットが先読みされる(ステップS21)。次に、コントローラ7は、入力された16ビットの書き込みデータと、先読みで取得された残りの48ビットのデータを用いて、2つのパリティシンボルP0、P1を作成する(ステップS22)。次に、16ビットの書き込みデータと、2つのパリティシンボルP0、P1のデータ書き込みが行われる(ステップS23)。具体的には、16ビットの書き込みデータがデータアレイ1の対応するデータセル11に書き込まれ、2つのパリティシンボルP0、P1の上位4ビットが、パリティアレイ2の対応するデータセル11に書き込まれ、更に、2つのパリティシンボルP0、P1の残余ビットが、データアレイ1_0の対応する参照セル12に書き込まれる。例えば、図9Aは、書き込みデータとしてデータQ0(Y=0のy=0に対応)が入力された場合の符号構成と実際にライト動作が行われるビットを示す図である。ステップS21では、データQ0〜Q3(y=0〜3)に相当する全てのビット情報がデータアレイ1から先読みされる。ステップS22では、書き込みデータであるデータQ0(y=0)と、元々、データアレイ1に書き込まれていたデータであるデータQ1〜Q3(y=1〜3)からパリティシンボルが作成される。ステップS23では、書き込みデータD0がデータアレイ1に書き込まれ、パリティシンボルP0、P1の上位4ビットがパリティアレイ2に書き込まれ、パリティシンボルP0、P1の残余ビットのデータQref0が、データアレイ1_0の参照セル12Bに書き込まれる。
On the other hand, when 16 data input / output configurations are employed, only some of the bits of each data symbol are input from outside as write data. In order to create a parity symbol, as shown in the flowchart of FIG. 8A, all bits of the corresponding data symbol are prefetched (step S21). Next, the
図8A、図9Aに示されているような、書き込みデータに対応するデータビットと、パリティシンボルに限定してデータ書き込みを行う方法は、ライト動作時の消費電流を削減できるメリットがある反面、書き込みデータ以外のデータビットに対応するデータセル11にソフトエラーが存在しても、そのソフトエラーを訂正できないという問題もある。
8A and 9A, the method of writing data limited to data bits corresponding to write data and parity symbols has the merit of reducing current consumption during write operation, but write There is also a problem that even if a soft error exists in the
図8Bは、このような問題を解決するための他のライト動作を説明する図であり、図9Bは、当該他のライト動作において、書き込みデータとしてデータQ0(Y=0のy=0に対応)が入力された場合の符号構成と、実際にデータ書き込みが行われるビットを示す図である。ステップS31では、書き込みデータQ0が属するデータシンボルDQ0〜DQ15、及びそれに対応するパリティシンボルP0、P1の全てのビット情報がデータアレイ1及びパリティアレイ2から先読みされる。先読みされるデータには、新たなパリティシンボルの残余ビットの書き込み先である参照セル12のデータも含まれていることに留意されたい。例えば、書き込み先のYアドレスが偶数アドレス(例えば”0”)である場合には、データアレイ1_0のエリア15Bの参照セル12Bが、新たなパリティシンボルの残余ビットの書き込み先であり、この参照セル12BのデータQref0が先読みされる。一方、書き込み先のYアドレスが奇数アドレス(例えば”1”)である場合には、データアレイ1_0のエリア15Aの参照セル12Aが、新たなパリティシンボルの残余ビットの書き込み先であり、この参照セル12AのデータQref1が先読みされる。以下では、パリティシンボルの残余ビットの書き込み先の参照セル12を書き込み対象参照セルと呼ぶこととする。
FIG. 8B is a diagram for explaining another write operation for solving such a problem. FIG. 9B shows data Q0 (corresponding to y = 0 of Y = 0) as write data in the other write operation. ) Is a diagram illustrating a code configuration and a bit in which data is actually written. In step S31, all the bit information of the data symbols DQ0 to DQ15 to which the write data Q0 belongs and the corresponding parity symbols P0 and P1 are pre-read from the
データアレイ1_0のデータセル11と書き込み対象参照セルの先読みにおいては、書き込み参照セルと同一の行に位置する参照セル12が参照信号の生成に使用される。例えば、書き込み先のYアドレスが偶数アドレス(例えば”0”)である場合には、データアレイ1_0のエリア15Aの参照セル12Aが参照信号の生成に使用され、書き込み先のYアドレスが奇数アドレス(例えば”1”)である場合には、データアレイ1_0のエリア15Bの参照セル12Bが参照信号の生成に使用される。以下では、先読みにおいて参照信号の生成に使用される参照セル12を、参照信号生成参照セルと呼ぶこととする。
In the prefetching of the
続いて、コントローラ7は、先読みされたデータシンボル及びパリティシンボルに対して誤り検出を行う(ステップS32)。先読みされたデータシンボルに誤り(ソフトエラー)が無い場合、即ち、ステップS33で誤りがないと判断された場合には、コントローラ7は、入力された16ビットの書き込みデータと、先読みで取得された残りの48ビットのデータを用いて、2つのパリティシンボルP0、P1を作成する(ステップS34)。次に、16ビットの書き込みデータと、2つのパリティシンボルP0、P1のデータ書き込みが行われる(ステップS35)。具体的には、16ビットの書き込みデータがデータアレイ1の対応するデータセル11に書き込まれ、2つのパリティシンボルP0、P1の上位4ビットが、パリティアレイ2の対応するデータセル11に書き込まれ、更に、2つのパリティシンボルP0、P1の残余ビットが、書き込み対象参照セル12に書き込まれる。
Subsequently, the
一方、ステップS32、S33においてデータ誤りが検出された場合、コントローラ7は、誤り訂正が可能であるかを判断する(ステップS36)。本実施形態では、一のシンボルに誤りが検出された場合には、誤りのビット数に関らず誤り訂正が可能である。誤り訂正が不可能である場合、コントローラ7は、エラー信号を出力し、ライト動作を完了させる(ステップS37)。
On the other hand, when a data error is detected in steps S32 and S33, the
誤り訂正が可能である場合には、誤りパターンに応じて異なる動作シーケンスで、データ書き込みが行われる。より具体的には、下記のようにしてデータ書き込みが行われる。 When error correction is possible, data writing is performed in an operation sequence that differs depending on the error pattern. More specifically, data writing is performed as follows.
先読みされたデータシンボルの書きこみデータに対応するデータビット、又は、書き込み対象参照セルに記憶されているビットに誤りがあった場合には(ステップS38:YES)、誤りが発見されなかった場合と同様に、パリティシンボルP0、P1の作成(ステップS34)と、16ビットの書き込みデータと、2つのパリティシンボルP0、P1のデータ書き込みが行われる(ステップS35)。データシンボルの書きこみデータに対応するデータビット、又は、書き込み対象参照セルに記憶されているビットに誤りが発見されても、これらは上書きされるので、何らの対処も必要としない。 When there is an error in the data bit corresponding to the write data of the pre-read data symbol or the bit stored in the reference cell to be written (step S38: YES), the case where no error is found and Similarly, creation of parity symbols P0 and P1 (step S34), writing of 16-bit write data, and data of two parity symbols P0 and P1 are performed (step S35). Even if an error is found in the data bit corresponding to the write data of the data symbol or the bit stored in the reference cell to be written, these are overwritten, so no action is required.
先読みされたデータシンボルの書きこみデータに対応しないデータビットに誤りがあった場合には(ステップS39:YES)、誤り訂正されたデータシンボルとパリティシンボルとが生成される(ステップS40)。詳細には、誤り訂正によって正しいデータビットが算出され、更に、書きこみデータに対応するデータビットと誤りが訂正されたデータビットとを組み合わせることにより、誤り訂正されたデータシンボルDQ0〜DQ15が生成される。更に、誤り訂正されたデータシンボルからパリティシンボルP0、P1が生成される。 If there is an error in a data bit that does not correspond to the pre-read data symbol write data (step S39: YES), an error-corrected data symbol and a parity symbol are generated (step S40). Specifically, correct data bits are calculated by error correction, and further, error-corrected data symbols DQ0 to DQ15 are generated by combining the data bits corresponding to the write data and the data bits with corrected errors. The Further, parity symbols P0 and P1 are generated from the error-corrected data symbols.
続いて、誤り訂正されたデータシンボルDQ0〜DQ15とパリティシンボルP0、P1とが、データアレイ1及びパリティアレイ2の書き込まれる(ステップS41)。ステップS41のデータ書き込みでは、図9Bに示されているように、書き込みデータに対応するデータビットのみならず、データシンボルDQ0〜DQ15の全体が書き込まれることに留意されたい。
Subsequently, the error-corrected data symbols DQ0 to DQ15 and the parity symbols P0 and P1 are written into the
また、上記のいずれにも該当しない場合、即ち、参照電流生成参照セルに誤りがあった場合には、誤り訂正されたデータシンボルとパリティシンボルとが生成された後、(ステップS42)、参照電流生成参照セルの訂正とデータ書き込みとが同時に行われる(ステップS44)。ステップS42における誤り訂正されたデータシンボルとパリティシンボルの生成の手順は、ステップS40と同様である。詳細には、誤り訂正によって正しいデータビットが算出され、更に、書きこみデータに対応するデータビットと誤りが訂正されたデータビットとを組み合わせることにより、誤り訂正されたデータシンボルDQ0〜DQ15が生成される。更に、誤り訂正されたデータシンボルからパリティシンボルP0、P1が生成される。 If none of the above applies, that is, if there is an error in the reference current generation reference cell, after the error-corrected data symbol and parity symbol are generated (step S42), the reference current Correction of the generated reference cell and data writing are performed simultaneously (step S44). The procedure for generating error-corrected data symbols and parity symbols in step S42 is the same as in step S40. Specifically, correct data bits are calculated by error correction, and further, error-corrected data symbols DQ0 to DQ15 are generated by combining the data bits corresponding to the write data and the data bits with corrected errors. The Further, parity symbols P0 and P1 are generated from the error-corrected data symbols.
パリティシンボルP0、P1の生成には、先読みによって得られたデータシンボルDQ0〜DQ15ではなく、誤り訂正されたデータシンボルDQ0〜DQ15が使用されることに留意されたい。参照電流生成参照セルに誤りがある場合には、先読みによって得られたデータシンボルDQ0〜DQ15の値は、データアレイ1に書き込まれている値とは相違し得る。一方、誤り訂正されたデータシンボルDQ0〜DQ15は、データアレイ1に書き込まれている値と一致する。従って、誤り訂正されたデータシンボルからパリティシンボルP0、P1が生成される必要がある。
It should be noted that, for generating the parity symbols P0 and P1, error-corrected data symbols DQ0 to DQ15 are used instead of the data symbols DQ0 to DQ15 obtained by prefetching. When there is an error in the reference current generation reference cell, the values of the data symbols DQ0 to DQ15 obtained by prefetching may be different from the values written in the
ステップS44における参照電流生成参照セルの訂正は、2つの参照電流生成参照セルの一方のデータを反転させることによって行われる。ステップS44におけるデータ書き込みでは、16ビットの書き込みデータと、2つのパリティシンボルP0、P1のデータ書き込みが行われる。ステップS44におけるデータ書き込みでは、書きこみデータに対応しないデータビットの訂正は行われる必要がない。 The correction of the reference current generation reference cell in step S44 is performed by inverting one data of the two reference current generation reference cells. In the data write in step S44, 16-bit write data and two parity symbols P0 and P1 are written. In the data writing in step S44, it is not necessary to correct data bits that do not correspond to the written data.
以上の手順でライト動作を行うことにより、書き込みデータ以外のデータビットに対応するデータセル11におけるソフトエラーを訂正しながらデータ書き込みを行うことができる。
By performing the write operation according to the above procedure, data can be written while correcting the soft error in the
1、1_0〜1_15:データアレイ
2、2_0、2_1:パリティアレイ
3:ロウデコーダ
4:カラムデコーダ
5:書き込み回路
6:センスアンプ回路
7:コントローラ
11:データセル
12、12A、12B:参照セル
13:ワード線
14:ビット線
15A、15B:エリア
16A、16B:4ビット・センスアンプ
17A、17B:2ビット・センスアンプ
1, 1_0 to 1_15:
Claims (12)
それぞれが、相変化抵抗素子、金属酸化物抵抗素子、又は固体電解質抵抗素子のいずれかを含む複数のメモリセルと、
周辺回路
とを具備し、
前記複数のメモリセルは、前記シンボルのうちのデータシンボルの一部のビットを記憶する第1データセルを含み、
前記周辺回路は、前記第1データセルから前記一部のビットを読み出し、前記一部のビットに所定のダミービットを付け加えることによって前記データシンボルを再生し、前記再生されたデータシンボルを用いて誤り検出及び誤り訂正を行う
半導体記憶装置。 A semiconductor memory device that uses an error correction code that is composed of a plurality of symbols, each symbol is composed of a plurality of bits, and is capable of error correction in symbol units for error detection and error correction,
A plurality of memory cells each including any of a phase change resistance element, a metal oxide resistance element, or a solid electrolyte resistance element;
Peripheral circuit,
The plurality of memory cells include a first data cell that stores some bits of a data symbol of the symbol;
The peripheral circuit reads the part of the bits from the first data cell, reproduces the data symbol by adding a predetermined dummy bit to the part of the bit, and uses the reproduced data symbol for an error. A semiconductor memory device that performs detection and error correction.
前記複数のメモリセルは、更に、
前記シンボルのうちのパリティシンボルの一部のビットを記憶する第2データセルと、
読み出し動作時に、前記第1データセルと同時に選択される第1参照セル及び第2参照セルとを含み、
前記第2参照セルは、前記パリティシンボルの残余ビットを記憶し、且つ、前記第1データセルと別のデータセルからのデータ読み出しに使用される参照信号を生成するために使用され、
前記第1参照セルは、前記第1データセル及び前記第2参照セルからのデータ読み出しに使用される参照信号を生成するために使用される
半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 1,
The plurality of memory cells further includes:
A second data cell storing a bit of a part of a parity symbol of the symbols;
A first reference cell and a second reference cell selected simultaneously with the first data cell during a read operation;
The second reference cell is used to store a remaining bit of the parity symbol and generate a reference signal used for reading data from a data cell different from the first data cell;
The first reference cell is used to generate a reference signal used for reading data from the first data cell and the second reference cell. Semiconductor memory device.
前記第2参照セルは、互いに相補のデータを記憶する第1セルと第2セルから構成され、
前記所定のダミービットは、前記第1セルと前記第2セルに記憶される前記残余ビットが、互いに相補であるように決定されている
半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 1,
The second reference cell includes a first cell and a second cell that store complementary data,
The predetermined dummy bit is determined so that the remaining bits stored in the first cell and the second cell are complementary to each other.
前記周辺回路は、前記第1データセルから読み出された前記データシンボルと前記第2参照セルから読み出された前記残余ビットの両方にデータ誤りを検出したとき、前記第1参照セルに記憶されているデータを訂正する
半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 2,
When the peripheral circuit detects a data error in both the data symbol read from the first data cell and the remaining bit read from the second reference cell, the peripheral circuit is stored in the first reference cell. Semiconductor memory device that corrects data that is stored.
前記周辺回路は、前記第1データセルから読み出された前記データシンボルにデータ誤りを検出し、前記第2参照セルから読み出された前記残余ビットにデータ誤りを検出しなかったとき、前記第1データセルに記憶されているデータを訂正する
半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 4,
When the peripheral circuit detects a data error in the data symbol read from the first data cell and does not detect a data error in the remaining bits read from the second reference cell, A semiconductor memory device for correcting data stored in one data cell.
前記周辺回路は、前記第2参照セルから読み出された前記残余ビットにデータ誤りを検出し、前記第1メモリセルから読み出された前記データシンボルにデータ誤りを検出しなかったとき、前記第2参照セルに記憶されている前記残余ビットを訂正する
半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 4,
The peripheral circuit detects a data error in the remaining bits read from the second reference cell, and detects no data error in the data symbol read from the first memory cell. A semiconductor memory device that corrects the remaining bits stored in two reference cells.
それぞれが、相変化抵抗素子、金属酸化物抵抗素子、又は固体電解質抵抗素子のいずれかを含む複数のメモリセルと、
周辺回路
とを具備し、
前記メモリセルが、複数のデータセルを含み、
前記周辺回路は、前記書き込みデータに所定のダミービットを付け加えることによってデータシンボルを生成し、前記生成されたデータシンボルを用いてパリティシンボルを算出し、前記データシンボルのうち前記書き込みデータに対応するビットのみを前記複数のデータセルのうちの第1データセルに書き込む
半導体記憶装置。 A semiconductor memory device that uses an error correction code that is composed of a plurality of symbols, each symbol is composed of a plurality of bits, and is capable of error correction in symbol units for error detection and error correction,
A plurality of memory cells each including any of a phase change resistance element, a metal oxide resistance element, or a solid electrolyte resistance element;
Peripheral circuit,
The memory cell includes a plurality of data cells;
The peripheral circuit generates a data symbol by adding a predetermined dummy bit to the write data, calculates a parity symbol using the generated data symbol, and a bit corresponding to the write data in the data symbol A semiconductor memory device that writes only the data into the first data cell of the plurality of data cells.
更に、
読み出し動作時に、前記第1データセルと同時に選択される第1参照セル及び第2参照セルとを具備し、
前記周辺回路は、前記パリティシンボルの一部のビットを前記複数のデータセルのうちの第2データセルに書き込み、且つ、前記パリティシンボルの残余ビットを前記第2参照セルに書き込み、
前記第1参照セルは、前記第1データセル及び前記第2参照セルからのデータ読み出しに使用される参照信号を生成するために使用される
半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 7,
Furthermore,
A first reference cell and a second reference cell selected simultaneously with the first data cell during a read operation;
The peripheral circuit writes some bits of the parity symbol to a second data cell of the plurality of data cells, and writes the remaining bits of the parity symbol to the second reference cell;
The first reference cell is used to generate a reference signal used for reading data from the first data cell and the second reference cell. Semiconductor memory device.
前記第2参照セルは、互いに相補のデータを記憶する第1セルと第2セルから構成され、
前記所定のダミービットは、前記第1セルと前記第2セルに記憶される前記残余ビットが、互いに相補であるように決定されている
半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 8,
The second reference cell includes a first cell and a second cell that store complementary data,
The predetermined dummy bit is determined so that the remaining bits stored in the first cell and the second cell are complementary to each other.
それぞれが、相変化抵抗素子、金属酸化物抵抗素子、又は固体電解質抵抗素子のいずれかを含む複数のメモリセルを具備し、
前記複数のメモリセルは、
前記複数のシンボルのうちのデータシンボルのビットを記憶するために使用される第1データセルと、
前記複数のシンボルのうちのパリティシンボルの一部のビットを記憶するために使用される第2データセルと、
前記第1データセルのデータ読み出しに使用される参照信号を生成するために使用される第1参照セルと、
前記第1データセルとは別のデータセルのデータ読み出しに使用される参照信号を生成するために使用される第2参照セル
とを含み、
前記第2参照セルは、前記パリティシンボルの残余ビットを記憶するために使用される
半導体記憶装置。 A semiconductor memory device that uses an error correction code that is composed of a plurality of symbols, each symbol is composed of a plurality of bits, and is capable of error correction in symbol units for error detection and error correction,
Each comprises a plurality of memory cells including either a phase change resistance element, a metal oxide resistance element, or a solid electrolyte resistance element,
The plurality of memory cells include
A first data cell used to store a bit of a data symbol of the plurality of symbols;
A second data cell used to store bits of a part of a parity symbol of the plurality of symbols;
A first reference cell used to generate a reference signal used for reading data of the first data cell;
A second reference cell used to generate a reference signal used to read data of a data cell different from the first data cell;
The second reference cell is used for storing a remaining bit of the parity symbol.
前記第1参照セルは、前記第2参照セルからのデータ読み出しに使用される参照信号を生成するために使用される
半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 10,
The first reference cell is used to generate a reference signal used for reading data from the second reference cell.
更に、
周辺回路を具備し、
前記第1データセルには、前記データシンボルのうちの一部のビットのみが記憶され、
前記周辺回路は、前記第1データセルから前記一部のビットを読み出し、前記一部のビットに所定のダミービットを付け加えることによって前記データシンボルを再生し、且つ、前記第2データセル及び前記第2参照セルから前記パリティシンボルを読み出し、前記再生されたデータシンボルと前記読み出されたパリティシンボルを用いて誤り検出及び誤り訂正を行う
半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 10,
Furthermore,
With peripheral circuits,
In the first data cell, only some bits of the data symbol are stored,
The peripheral circuit reads the part of the bits from the first data cell, reproduces the data symbol by adding a predetermined dummy bit to the part of the bit, and the second data cell and the second data cell. A semiconductor memory device that reads out the parity symbol from two reference cells and performs error detection and error correction using the reproduced data symbol and the read parity symbol.
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