JP2012185870A - Semiconductor memory - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源を供給しない間もデータを保持することができる不揮発性の半導体記憶装置に関し、特に抵抗値の変化によってデータを記憶する抵抗変化型メモリのデータ書き換え技術に関するものである。 The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device that can retain data even when power is not supplied, and more particularly to a data rewriting technique of a resistance change type memory that stores data by changing a resistance value.
半導体基板上に素子を集積してデータを記憶する半導体記憶装置には、大きく分けて電源を供給している間のみデータを保持できる揮発性メモリと、電源の供給が無い間もデータを保持できる不揮発性メモリとの2つの種類があり、更にそれぞれの中で方式や使い方によって分類される。 Semiconductor memory devices that store data by integrating elements on a semiconductor substrate can be roughly divided into a volatile memory that can hold data only while power is supplied, and data that can be held even when power is not supplied. There are two types of non-volatile memories, which are further classified according to the method and usage.
不揮発性メモリの中で現在最も良く用いられている方式はフラッシュメモリであるが、そのフラッシュメモリと比べて、高速・低消費電力で書き換えが可能な新規不揮発性メモリの開発が近年盛んである。例えば、抵抗変化型素子を記憶素子に用いた抵抗変化型メモリ(ReRAM:Resistive RAM)等である(特許文献1参照)。 Among the nonvolatile memories, the flash memory is most frequently used at present. However, in recent years, new nonvolatile memories that can be rewritten with high speed and low power consumption are actively developed. For example, a resistance change type memory (ReRAM: Resistive RAM) using a resistance change type element as a memory element (see Patent Document 1).
抵抗変化型メモリは、書き換え時間がナノ秒オーダーと高速書き換えが可能であり、更に書き換え時に必要な電圧が、フラッシュメモリでは10V以上必要であるが、抵抗変化型メモリでは1.8Vでの書き換えが可能であり、不揮発性メモリの低消費電力化が実現可能である。 The resistance change type memory can be rewritten at a high speed of nanosecond order. Further, the voltage required for rewriting requires 10 V or more for the flash memory, but the resistance change type memory can be rewritten at 1.8 V. It is possible to achieve low power consumption of the nonvolatile memory.
図10は、抵抗素子R1をメモリセルとして用いる際の従来の抵抗変化型メモリの基本的構成を示した図である。抵抗素子R1は、2つの接続用ノードN1,N2を有し、電圧を印加されるとその抵抗値を変化させる特性を持ち、その変化の向きは電圧の向きによって異なる。すなわち、ノードN1側に正の電圧パルスを加え、ノードN2はグランド電位に保つと、抵抗素子R1にノードN1からノードN2に向けて正の電圧が印加され、抵抗値が増加する。逆に、ノードN2側に正の電圧パルスを加え、ノードN1はグランド電位に保つと、抵抗素子R1にノードN1からノードN2に向けて負の電圧が印加され、抵抗値が減少する。この抵抗値の変化は電圧が印加されていない状態でも保持されるため、この特性を用いて不揮発性メモリ素子として使用できる。なお、図面では電圧印加の向きによって抵抗変化の方向が異なることを明示するため、ノードN1側に黒の帯を付し、以後、黒帯がある側に正の電圧を印加すると抵抗値が増加するものとする。 FIG. 10 is a diagram showing a basic configuration of a conventional resistance change type memory when the resistance element R1 is used as a memory cell. The resistance element R1 has two connection nodes N1 and N2, and has a characteristic of changing its resistance value when a voltage is applied. The direction of the change varies depending on the direction of the voltage. That is, when a positive voltage pulse is applied to the node N1 side and the node N2 is kept at the ground potential, a positive voltage is applied to the resistance element R1 from the node N1 to the node N2, and the resistance value increases. Conversely, when a positive voltage pulse is applied to the node N2 side and the node N1 is kept at the ground potential, a negative voltage is applied to the resistance element R1 from the node N1 to the node N2, and the resistance value decreases. Since the change in the resistance value is maintained even when no voltage is applied, this characteristic can be used as a nonvolatile memory element. In the drawing, in order to clearly indicate that the direction of resistance change varies depending on the direction of voltage application, a black band is attached to the node N1 side, and thereafter a resistance value increases when a positive voltage is applied to the side where the black band is present. It shall be.
抵抗素子R1とトランジスタM1とのペアがメモリセルを構成する。抵抗素子R1のノードN1はトランジスタM1(通常はNMOSトランジスタが良く用いられるため、ここでもNMOSトランジスタとする)を介してビット線BL1に接続され、もう片方のノードN2はソース線SL1に接続されている。更に、トランジスタM1のゲートはワード線WL1に接続され、ビット線BL1はビット線ドライバBD1に、ソース線SL1はソース線ドライバSD1にそれぞれ接続されている。 A pair of the resistance element R1 and the transistor M1 constitutes a memory cell. The node N1 of the resistance element R1 is connected to the bit line BL1 through a transistor M1 (usually an NMOS transistor is also often used as an NMOS transistor), and the other node N2 is connected to the source line SL1. Yes. Further, the gate of the transistor M1 is connected to the word line WL1, the bit line BL1 is connected to the bit line driver BD1, and the source line SL1 is connected to the source line driver SD1.
データを抵抗素子R1に書き込む際は、ワード線WL1をハイレベルにしてトランジスタM1をオン状態にして、抵抗素子R1に電圧パルスを印加する。例えば、抵抗素子R1の抵抗が高い状態をデータ“0”、低い状態をデータ“1”に割り当てたとする。この場合にデータ“0”を書き込むためには、ソース線ドライバSD1によって抵抗素子R1のノードN2にグランドレベルが印加された状態で、ビット線ドライバBD1で発生した正の電圧パルスを抵抗素子R1のノードN1に印加する。一方、データ“1”を書き込むためには、ビット線ドライバBD1によって抵抗素子R1のノードN1にグランドレベルが印加された状態で、ソース線ドライバSD1で発生した正の電圧パルスを抵抗素子R1のノードN2に印加する。 When writing data to the resistance element R1, the word line WL1 is set to high level to turn on the transistor M1, and a voltage pulse is applied to the resistance element R1. For example, it is assumed that a state in which the resistance of the resistance element R1 is high is assigned to data “0”, and a state in which the resistance element R1 is low is assigned to data “1”. In this case, in order to write data “0”, a positive voltage pulse generated in the bit line driver BD1 is applied to the resistance element R1 while the ground level is applied to the node N2 of the resistance element R1 by the source line driver SD1. Apply to node N1. On the other hand, in order to write data “1”, a positive voltage pulse generated in the source line driver SD1 is applied to the node of the resistance element R1 in a state where the ground level is applied to the node N1 of the resistance element R1 by the bit line driver BD1. Apply to N2.
上記従来例においては、高い電流能力が必要なため面積が大きいビット線ドライバとソース線ドライバとの2つが1つのメモリセルへの書き込みに必要であり、チップ面積増大によるコストの上昇を招いている。しかも、複数のメモリセルへのデータ“0”とデータ“1”との同時書き込みができないため、書き込み期間中に使用していないドライバが存在することになる。また、既にメモリセルに書き込まれているデータと入力された書き込みデータとが同一の場合、書き換える必要がないが、そのようなセルに対しても書き込みパルスが印加され、電力と時間を余分に消費するだけでなく、ディスターブ等の信頼性に悪影響を与えている。また、1つのメモリセルあたりソース線とビット線との2つの配線をメモリアレイの縦方向に設ける必要があり、チップ面積の増大を招いている。 In the above conventional example, since a high current capability is required, two of the bit line driver and the source line driver having a large area are necessary for writing into one memory cell, resulting in an increase in cost due to an increase in chip area. . In addition, since data “0” and data “1” cannot be simultaneously written into a plurality of memory cells, there are drivers that are not used during the writing period. In addition, if the data already written in the memory cell and the input write data are the same, there is no need to rewrite, but a write pulse is applied to such a cell, consuming extra power and time. In addition, it has an adverse effect on the reliability of disturbances. Further, it is necessary to provide two wirings of a source line and a bit line per memory cell in the vertical direction of the memory array, which causes an increase in chip area.
これらのことは、性能とコストの要求が厳しい半導体記憶装置の開発において重大な課題となっている。 These are important issues in the development of semiconductor memory devices that have strict performance and cost requirements.
本発明は、書き込みに必要なドライバ数を削減して書き込み動作中に使用しないドライバの存在を無くし、1つのセルあたりに必要な配線本数を減らして、チップ面積を削減することで、コストパフォーマンスに優れ、かつ書き換え時間の短縮や消費電力の削減等の特性を向上させた半導体記憶装置を実現することを目的とする。 The present invention reduces the number of drivers required for writing, eliminates the presence of drivers that are not used during the writing operation, reduces the number of wirings required per cell, and reduces the chip area, thereby improving cost performance. An object of the present invention is to realize a semiconductor memory device which is excellent and has improved characteristics such as shortening of rewriting time and power consumption.
前述の目的を達成するため、本発明の第1の半導体記憶装置は、電圧の印加によって抵抗値が変化する抵抗変化型メモリセルと、前記抵抗変化型メモリセルに接続されたソース線と、前記抵抗変化型メモリセルに接続されたビット線と、前記抵抗変化型メモリセルに書き込み電位を供給するドライバと、前記ドライバの出力を前記ソース線に接続する第1のスイッチ素子と、前記ドライバの出力を前記ビット線に接続する第2のスイッチ素子とを備え、外部から入力された書き込みデータに基づき、前記第1のスイッチ素子と前記第2のスイッチ素子とのオン・オフを切り換えることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, a first semiconductor memory device of the present invention includes a resistance change type memory cell whose resistance value is changed by application of a voltage, a source line connected to the resistance change type memory cell, A bit line connected to the resistance change type memory cell, a driver for supplying a write potential to the resistance change type memory cell, a first switch element for connecting an output of the driver to the source line, and an output of the driver And a second switch element for connecting the first switch element and the second switch element based on write data input from the outside. To do.
また、本発明の第2の半導体記憶装置は、互いに隣接し、かつ各々電圧の印加によって抵抗値が変化する第1及び第2の抵抗変化型メモリセルと、前記第1の抵抗変化型メモリセルに接続された第1のソース線と、前記第2の抵抗変化型メモリセルに接続された第2のソース線と、前記第1の抵抗変化型メモリセルと前記第2の抵抗変化型メモリセルとに共通接続されたビット線とを備えたことを特徴とする。 The second semiconductor memory device of the present invention includes a first resistance change type memory cell and a first resistance change type memory cell which are adjacent to each other and each change in resistance value by application of a voltage, and the first resistance change type memory cell. A first source line connected to the second resistance change type memory cell, a second source line connected to the second resistance change type memory cell, the first resistance change type memory cell, and the second resistance change type memory cell. And a bit line commonly connected to each other.
本発明の第1の半導体記憶装置によれば、1つのメモリセルへの書き込みに必要なドライバはビット線ドライバの1つのみとなり、かつ複数のメモリセルへのデータ“0”とデータ“1”との同時書き込みを容易に実現できる。このことによって、低コストで書き換え時間の短い半導体記憶装置が実現できる。 According to the first semiconductor memory device of the present invention, only one bit line driver is required for writing to one memory cell, and data “0” and data “1” to a plurality of memory cells are provided. Simultaneous writing with can be easily realized. As a result, a semiconductor memory device with low cost and short rewrite time can be realized.
本発明の第2の半導体記憶装置によれば、ワード線方向に隣接する2つのメモリセルでビット線を共有することで、チップ面積の削減効果が得られる。 According to the second semiconductor memory device of the present invention, the chip area can be reduced by sharing the bit line between two memory cells adjacent in the word line direction.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
《第1の実施形態》
図1は、本発明の抵抗変化型メモリの最も基本的な構成を示した図である。実際に半導体記憶装置として用いる際には他にも様々な構成要素が必要となるが、本発明に関する説明を容易にするため、記述を省略する。また、図10と同じ符号が付してあるものは同一の構成要素のため、説明は省略する。
<< First Embodiment >>
FIG. 1 is a diagram showing the most basic configuration of a resistance change type memory according to the present invention. When actually used as a semiconductor memory device, various other components are required. However, in order to facilitate the description of the present invention, the description is omitted. In addition, since components having the same reference numerals as those in FIG. 10 are the same components, description thereof will be omitted.
図10を使って説明した従来例との差分として、図1の構成は、ソース線SL1とグランドとを接続するスイッチ素子S1と、ビット線BL1とグランドとを接続するスイッチ素子S2と、ソース線SL1とビット線ドライバBD1とを接続するスイッチ素子S3と、ビット線BL1とビット線ドライバBD1とを接続するスイッチ素子S4とを有し、それらスイッチ素子S1〜S4は個別に開閉が制御できるものとする。また、ソース線ドライバSD1が削除されている。 As a difference from the conventional example described with reference to FIG. 10, the configuration of FIG. 1 includes a switch element S1 that connects the source line SL1 and the ground, a switch element S2 that connects the bit line BL1 and the ground, and a source line. The switch element S3 that connects SL1 and the bit line driver BD1 and the switch element S4 that connects the bit line BL1 and the bit line driver BD1, and the switch elements S1 to S4 can be controlled individually. To do. Further, the source line driver SD1 is deleted.
初期状態においては、スイッチ素子S1〜S4は開(オープン)状態であり、ワード線WL1やビット線BL1やソース線SL1等の各ノードはグランドレベルにあるものとする。 In the initial state, the switch elements S1 to S4 are in an open state, and each node such as the word line WL1, the bit line BL1, and the source line SL1 is at the ground level.
データを書き込む際は、次のようにして抵抗素子R1に電圧パルスを印加する。例えば、データ“0”を書き込むためには、まず、スイッチ素子S4を閉じてビット線BL1とビット線ドライバBD1とを接続し、スイッチ素子S1を閉じてソース線SL1とグランドとを接続する。次にワード線WL1をハイレベルにしてトランジスタM1をオン状態にして、ソース線SL1を通じて抵抗素子R1のノードN2にグランドレベルが印加された状態で、ビット線ドライバBD1で発生した正の電圧パルスを抵抗素子R1のノードN1に印加する。 When writing data, a voltage pulse is applied to the resistance element R1 as follows. For example, to write data “0”, first, the switch element S4 is closed to connect the bit line BL1 and the bit line driver BD1, and the switch element S1 is closed to connect the source line SL1 to the ground. Next, a positive voltage pulse generated by the bit line driver BD1 is applied in a state where the word line WL1 is set to the high level, the transistor M1 is turned on, and the ground level is applied to the node N2 of the resistance element R1 through the source line SL1. The voltage is applied to the node N1 of the resistance element R1.
データ“1”を書き込むためには、初期状態に戻した後、スイッチ素子S3を閉じてソース線SL1とビット線ドライバBD1とを接続し、スイッチ素子S2を閉じてビット線BL1とグランドとを接続する。次にワード線WL1をハイレベルにしてトランジスタM1をオン状態にして、ビット線BL1を通じて抵抗素子R1のノードN1にグランドレベルが印加された状態で、ビット線ドライバBD1で発生した正の電圧パルスを抵抗素子R1のノードN2に印加する。 To write data “1”, after returning to the initial state, the switch element S3 is closed to connect the source line SL1 and the bit line driver BD1, and the switch element S2 is closed to connect the bit line BL1 to the ground. To do. Next, the positive voltage pulse generated by the bit line driver BD1 is applied in a state where the word line WL1 is set to the high level, the transistor M1 is turned on, and the ground level is applied to the node N1 of the resistance element R1 through the bit line BL1. The voltage is applied to the node N2 of the resistance element R1.
このようにすることで、データ“0”書き込みとデータ“1”書き込みとの両方を1つのドライバによって実現することが可能となる。 In this way, both data “0” writing and data “1” writing can be realized by one driver.
なお、スイッチ素子S1及びS2の一方の端子の電位をグランドレベル以外の他の電位に固定しつつ、ビット線ドライバBD1から所要の書き込み電位を供給するようにしてもよい。 Note that a required write potential may be supplied from the bit line driver BD1 while fixing the potential of one terminal of the switch elements S1 and S2 to a potential other than the ground level.
図2は、図1の基本構成を用いた本発明の第1の実施形態に係る抵抗変化型メモリのブロック図である。実際に半導体記憶装置として用いる際には図2に示した構成要素他にも様々な構成要素が存在する場合があるが、本発明に関する説明を容易にするため、記述を省略する。 FIG. 2 is a block diagram of a resistance change type memory according to the first embodiment of the present invention using the basic configuration of FIG. In actual use as a semiconductor memory device, there may be various components in addition to the components shown in FIG. 2, but the description thereof is omitted to facilitate the description of the present invention.
図2の抵抗変化型メモリ10は、図1の前記メモリセルをアレイ状に並べたメモリアレイ(ARY)14と、前記ビット線ドライバBD1を有するライトドライバ(WD)11と、前記スイッチ素子S1〜S4に加えてデータの流れを切り換えるためのスイッチ素子SS1及びSS2を有するYマルチプレクサ(YMUX)12と、メモリアレイ14のソース線及びビット線を選択するYデコーダ(YDEC)13と、メモリアレイ14のワード線を選択するXデコーダ(XDEC)15と、読み出したデータを表す信号を増幅するセンスアンプ(SA)16と、センスアンプ16を使って読み出したデータを蓄える出力バッファ(OUTBUF)17と、外部とのデータのやり取りを行う入出力端子(I/O)18と、外部から入力されたデータを蓄える入力バッファ(INBUF)19と、入力バッファ19に蓄えられたデータに基づきフラグを立てるスワップフラグ(SFLG)20と、全体制御を司る制御回路(CONTROL)21とを有する。
The resistance
なお、スイッチ素子SS1,SS2の一方の接続先はセンスアンプ16となっているが、読み出し電位や電流はビット線のみに発生させ、ソース線に発生させることがない場合は、ビット線と接続するスイッチ素子SS2のみセンスアンプ16に接続し、ソース線が接続されるスイッチ素子SS1は、必ずしもセンスアンプ16に接続する必要はない。また、読み出し時に必要な電位をライトドライバ11から供給してもよい。
Note that one connection destination of the switch elements SS1 and SS2 is the
図3は、本発明の半導体記憶装置のデータ書き込み動作の流れを示した概略図であり、これまで説明した構成要素とデータの流れの関係を示したものである。これら図2と図3を使って、本発明をアレイに適用した場合を説明する。 FIG. 3 is a schematic diagram showing the flow of the data write operation of the semiconductor memory device of the present invention, and shows the relationship between the components described so far and the data flow. The case where the present invention is applied to an array will be described with reference to FIGS.
図2において、スイッチ素子S1〜S4は図1で説明したように、書き込むデータによってビット線BL1とソース線SL1との接続先を切り換えるが、その制御は入力バッファ19に蓄えられたデータに基づき生成されるスワップフラグ20に基づいて行われる。入力バッファ19やスワップフラグ20には複数のビットが存在し、複数のデータやフラグを保持することができる。また、スイッチ素子S1〜S4に関しても、図2では1グループしか表示していないが、実際には複数のスイッチ素子のグループが存在し、それぞれがスワップフラグ20のそれぞれのビットに対応して制御される。ここでは説明を容易にするため、入力バッファ19とスワップフラグ20とのビット数及びスイッチ素子のグループ数を4として、図3を使って書き込み動作を説明する。なお、BD1〜BD4は4ビット分のビット線ドライバであり、101〜104は4ビット分のメモリセル(MC)である。
In FIG. 2, the switch elements S1 to S4 switch the connection destination of the bit line BL1 and the source line SL1 according to the data to be written as described in FIG. 1, but the control is generated based on the data stored in the
まず、入力バッファ19に書き込みデータ“0110”が入力されたものとする。その書き込みデータに基づいて、データ“0”書き込みのビットに対応するスワップフラグ20のビットには0をセットし、データ“1”書き込みのビットに対応するスワップフラグ20のビットには1をセットする。場合によって、入力バッファ19をスワップフラグ20として使用することも可能である。スワップフラグ20の出力は、Yマルチプレクサ12内のスイッチ素子S1〜S4の各グループへそれぞれ送られ、図1で説明した本発明の接続制御が行われて、書き込み動作が実行される。
First, it is assumed that write data “0110” is input to the
このように、複数のメモリセル101〜104を並べたメモリアレイ14において、スイッチ素子S1〜S4を書き込みデータに応じて個別に制御することで、データ“0”の書き込みとデータ“1”の書き込みとを同時に行うことができる。
In this manner, in the
《第2の実施形態》
図4は、本発明の第2の実施形態に係る半導体記憶装置の全体構成のうち、説明に必要な部分を抜き出したブロック図であり、実際に半導体記憶装置として用いる際には他にも様々な構成要素が存在する場合があるが、本発明に関する説明を容易にするため、記述を省略する。また、図2と同じ符号が付してあるものは同一の構成要素のため、説明は省略する。
<< Second Embodiment >>
FIG. 4 is a block diagram in which a part necessary for explanation is extracted from the entire configuration of the semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention. However, in order to facilitate the description of the present invention, the description is omitted. Also, since the components denoted by the same reference numerals as those in FIG. 2 are the same components, description thereof will be omitted.
図2と図4との差分としては、入力バッファ19に蓄えられたデータと出力バッファ17に蓄えられたデータとを比較し、不一致の場合にフラグを立てる書き込みフラグ(HLFLG)22が存在する。この書き込みフラグ22も内部に複数のビットを持つが、その数は第1の実施形態と同様に4とする。書き込みフラグ22のそれぞれビット出力はライトドライバ11へ送られ、ビット線ドライバBD1〜BD4の制御に使用される。
As a difference between FIG. 2 and FIG. 4, there is a write flag (HLFLG) 22 that compares the data stored in the
図5は、本発明の半導体記憶装置のデータ書き込み動作の流れを示した概略図であり、これまで説明した構成要素とデータの流れの関係を示したものである。この図5を使って、本発明をアレイに適用した場合を説明する。まず、入力バッファ19に書き込みデータ“0110”が入力されたものとする。その書き込みデータに基づいて、データ“0”書き込みのビットに対応するスワップフラグ20のビットには0をセットし、データ“1”書き込みのビットに対応するスワップフラグ20のビットには1をセットする。ここまでは第1の実施形態と同様である。第2の実施形態では、書き込みパルスを印加する前に一旦メモリセル101〜104に蓄えられているデータを出力バッファ17に読み出す。そのデータを入力バッファ19に蓄えられているデータの対応するビットと比較し、不一致の場合に“1”を、一致した場合に“0”をそれぞれ書き込みフラグ22の対応するビットにセットする。この方法は書き込みフラグ22を一旦リセット(全て“0”)状態にして、不一致のビットのみ1をセットする等n様々な方法があるが、基本的には一般的な比較回路とラッチ回路とで実現可能であり、その具体的な実現手段の詳細な説明は省略する。そして、書き込みフラグ22の各ビットの出力は、それぞれビット線ドライバBD1〜BD4へ送られ、書き込みフラグ22に“1”がセットされているビットに対応するビット線ドライバのみパルスを出力するように制御する。その他の動作については第1の実施形態と同様である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the flow of data write operation of the semiconductor memory device of the present invention, and shows the relationship between the components described so far and the data flow. The case where the present invention is applied to an array will be described with reference to FIG. First, it is assumed that write data “0110” is input to the
このような構成/制御方法をとることによって、既に書き込まれているデータと、新たに書き込むデータとが一致して、書き換える必要がないビット(図5ではビット3及びビット4)に対して、書き換えパルスの発生や印加を止めることができ、パルス発生に必要な電力を削減できるだけでなく、メモリアレイ14への電圧パルス印加によるディスターブの発生を抑えることができる。
By adopting such a configuration / control method, the data already written and the newly written data coincide with each other and need not be rewritten (bit 3 and bit 4 in FIG. 5). The generation and application of pulses can be stopped, and not only the power required for generating pulses can be reduced, but also the occurrence of disturbance due to the application of voltage pulses to the
《第3の実施形態》
図6は、本発明の第3の実施形態に係る半導体記憶装置である抵抗変化型メモリの基本構成を示した図である。実際に半導体記憶装置として用いる際には他にも様々な構成要素が必要となるが、本発明に関する説明を容易にするため、記述を省略する。また、図1と同じ符号が付してあるものは同一の構成要素のため、説明は省略する。
<< Third Embodiment >>
FIG. 6 is a diagram showing a basic configuration of a resistance change type memory which is a semiconductor memory device according to the third embodiment of the present invention. When actually used as a semiconductor memory device, various other components are required. However, in order to facilitate the description of the present invention, the description is omitted. Moreover, since what is attached | subjected with the same code | symbol as FIG. 1 is the same component, description is abbreviate | omitted.
図1と異なる部分として、抵抗素子R1に隣接する他の抵抗素子R2の一方のノードN3はトランジスタM2を介して、抵抗素子R1のビット線でもあるビット線BL1に接続され、抵抗素子R2のもう片方のノードN4はソース線SL2に接続されていることと、ソース線SL2とグランドとを接続するスイッチ素子S5と、ソース線SL2とビット線ドライバBD1とを接続するスイッチ素子S6とが追加されていることとである。なお、追加されたスイッチ素子S5〜S6は、個別に開閉が制御できるものとする。 As a part different from FIG. 1, one node N3 of the other resistance element R2 adjacent to the resistance element R1 is connected to the bit line BL1 which is also the bit line of the resistance element R1 through the transistor M2, and the other resistance element R2 One node N4 is connected to the source line SL2, a switch element S5 connecting the source line SL2 and the ground, and a switch element S6 connecting the source line SL2 and the bit line driver BD1 are added. It is to be. Note that the added switch elements S5 to S6 can be individually controlled to open and close.
初期状態においては、スイッチ素子S1〜S6は開(オープン)状態であり、ワード線WL1やビット線BL1やソース線SL1/SL2等の各ノードはグランドレベルにあるものとする。 In the initial state, the switch elements S1 to S6 are in an open state, and the nodes such as the word line WL1, the bit line BL1, and the source lines SL1 / SL2 are at the ground level.
データを書き込む際は、次のようにして抵抗素子R1及びR2に電圧パルスを印加する。例えば、データ“0”を抵抗素子R1に書き込むためには、まず、スイッチ素子S4とS6を閉じてビット線BL1とソース線SL2をビット線ドライバBD1に接続し、スイッチ素子S1を閉じてソース線SL1とグランドとを接続する。次にワード線WL1をハイレベルにしてトランジスタM1及びM2をオン状態にして、ソース線SL1を通じて抵抗素子R1のノードN2にグランドレベルが印加された状態で、ビット線ドライバBD1で発生した正の電圧パルスを抵抗素子R1のノードN1に印加する。この時、ワード線WL1を共有している抵抗素子R2のノードN3に対してもビット線ドライバBD1からの電圧パルスが印加されるが、同時に抵抗素子R2のノードN4に対してもソース線SL2を通じてビット線ドライバBD1からの電圧パルスが印加されるため、抵抗素子R2に発生する電位差は0に保たれ、抵抗素子R2の抵抗値は変化せず、抵抗素子R2へのデータの書き込みは行われない。 When writing data, voltage pulses are applied to the resistance elements R1 and R2 as follows. For example, in order to write data “0” to the resistance element R1, first, the switch elements S4 and S6 are closed, the bit line BL1 and the source line SL2 are connected to the bit line driver BD1, and the switch element S1 is closed and the source line Connect SL1 and ground. Next, the positive voltage generated by the bit line driver BD1 in a state where the word line WL1 is set to the high level, the transistors M1 and M2 are turned on, and the ground level is applied to the node N2 of the resistance element R1 through the source line SL1. A pulse is applied to the node N1 of the resistance element R1. At this time, the voltage pulse from the bit line driver BD1 is applied also to the node N3 of the resistance element R2 sharing the word line WL1, but at the same time, the node N4 of the resistance element R2 is also applied to the node N4 through the source line SL2. Since the voltage pulse from the bit line driver BD1 is applied, the potential difference generated in the resistance element R2 is maintained at 0, the resistance value of the resistance element R2 does not change, and no data is written to the resistance element R2. .
データ“1”を抵抗素子R1に書き込むためには、初期状態に戻した後、スイッチ素子S3を閉じてソース線SL1とビット線ドライバBD1とを接続し、スイッチ素子S2を閉じてビット線BL1とグランドとを接続する。この時、スイッチ素子S5は開状態のままにして、ソース線SL2をHi−z状態にする場合と、スイッチ素子S5を閉じてソース線SL2をグランド状態にする場合があるが、どちらを選択しても問題はない。次にワード線WL1をハイレベルにしてトランジスタM1及びM2をオン状態にして、ビット線BL1を通じて抵抗素子R1のノードN1にグランドレベルが印加された状態で、ビット線ドライバBD1で発生した正の電圧パルスを抵抗素子R1のノードN2に印加する。この時、ワード線WL1を共有している抵抗素子R2のノードN3及びN4の電位はグランドレベルに保たれるため、抵抗素子R2の抵抗値は変化せず、抵抗素子R2へのデータの書き込みは行われない。 In order to write data “1” to the resistance element R1, after returning to the initial state, the switch element S3 is closed to connect the source line SL1 and the bit line driver BD1, and the switch element S2 is closed to connect the bit line BL1. Connect to ground. At this time, the switch element S5 is left open and the source line SL2 is set to the Hi-z state, or the switch element S5 is closed and the source line SL2 is set to the ground state. There is no problem. Next, the positive voltage generated by the bit line driver BD1 in a state where the word line WL1 is set to the high level to turn on the transistors M1 and M2 and the ground level is applied to the node N1 of the resistance element R1 through the bit line BL1. A pulse is applied to the node N2 of the resistance element R1. At this time, since the potentials of the nodes N3 and N4 of the resistance element R2 sharing the word line WL1 are kept at the ground level, the resistance value of the resistance element R2 does not change, and data is written to the resistance element R2. Not done.
データ“0”を抵抗素子R2に書き込むためには、初期状態に戻した後、スイッチ素子S4とS3を閉じてビット線BL1とソース線SL1をビット線ドライバBD1に接続し、スイッチ素子S5を閉じてソース線SL2とグランドとを接続する。次にワード線WL1をハイレベルにしてトランジスタM1及びM2をオン状態にして、ソース線SL2を通じて抵抗素子R2のノードN4にグランドレベルが印加された状態で、ビット線ドライバBD1で発生した正の電圧パルスを抵抗素子R2のノードN3に印加する。この時、ワード線WL1を共有している抵抗素子R1のノードN1に対してもビット線ドライバBD1からの電圧パルスが印加されるが、同時に抵抗素子R1のノードN2に対してもソース線SL1を通じてビット線ドライバBD1からの電圧パルスが印加されるため、抵抗素子R1に発生する電位差は0に保たれ、抵抗素子R1の抵抗値は変化せず、抵抗素子R1へのデータの書き込みは行われない。 In order to write data “0” to the resistance element R2, after returning to the initial state, the switch elements S4 and S3 are closed, the bit line BL1 and the source line SL1 are connected to the bit line driver BD1, and the switch element S5 is closed. The source line SL2 is connected to the ground. Next, the positive voltage generated by the bit line driver BD1 in the state where the word line WL1 is set to the high level to turn on the transistors M1 and M2 and the ground level is applied to the node N4 of the resistance element R2 through the source line SL2. A pulse is applied to the node N3 of the resistance element R2. At this time, the voltage pulse from the bit line driver BD1 is also applied to the node N1 of the resistance element R1 sharing the word line WL1, but at the same time, the node N2 of the resistance element R1 is also applied to the node N2 through the source line SL1. Since the voltage pulse from the bit line driver BD1 is applied, the potential difference generated in the resistance element R1 is maintained at 0, the resistance value of the resistance element R1 does not change, and no data is written to the resistance element R1. .
データ“1”を抵抗素子R2に書き込むためには、初期状態に戻した後、スイッチ素子S6を閉じてソース線SL2とビット線ドライバBD1とを接続し、スイッチ素子S2を閉じてビット線BL1とグランドとを接続する。この時、スイッチ素子S1は開状態のままにして、ソース線SL1をHi−z状態にする場合と、スイッチ素子S1を閉じてソース線SL1をグランド状態にする場合があるが、どちらを選択しても問題はない。次にワード線WL1をハイレベルにしてトランジスタM1及びM2をオン状態にして、ビット線BL1を通じて抵抗素子R2のノードN3にグランドレベルが印加された状態で、ビット線ドライバBD1で発生した正の電圧パルスを抵抗素子R2のノードN4に印加する。この時、ワード線WL1を共有している抵抗素子R1のノードN1及びN2の電位はグランドレベルに保たれるため、抵抗素子R1の抵抗値は変化せず、抵抗素子R1へのデータの書き込みは行われない。 In order to write data “1” to the resistance element R2, after returning to the initial state, the switch element S6 is closed, the source line SL2 and the bit line driver BD1 are connected, the switch element S2 is closed, and the bit line BL1 is connected. Connect to ground. At this time, the switch element S1 is left open and the source line SL1 is set to the Hi-z state, or the switch element S1 is closed and the source line SL1 is set to the ground state. There is no problem. Next, the positive voltage generated by the bit line driver BD1 in the state where the word line WL1 is set to the high level to turn on the transistors M1 and M2 and the ground level is applied to the node N3 of the resistance element R2 through the bit line BL1. A pulse is applied to the node N4 of the resistance element R2. At this time, since the potentials of the nodes N1 and N2 of the resistance element R1 sharing the word line WL1 are maintained at the ground level, the resistance value of the resistance element R1 does not change, and data is written to the resistance element R1. Not done.
このようにすることで、隣接する2つのメモリセルでビット線を共有しても書き込みを行うことが可能となり、ビット線の共有によるビット線本数の削減によって、チップ面積を削減できる。 By doing so, writing can be performed even if the bit lines are shared by two adjacent memory cells, and the chip area can be reduced by reducing the number of bit lines by sharing the bit lines.
なお、スイッチ素子S1,S2及びS5の一方の端子の電位をグランドレベル以外の他の電位に固定しつつ、ビット線ドライバBD1から所要の書き込み電位を供給するようにしてもよい。 Note that a required write potential may be supplied from the bit line driver BD1 while fixing the potential of one terminal of the switch elements S1, S2, and S5 to a potential other than the ground level.
図7及び図8は、図6で示した基本的な構成に、実際の半導体記憶装置に近づけるよう、メモリアレイとその周辺回路を構成する要素を追加したものである。メモリセル101〜114,201〜214,301〜314がアレイ状に並んでおり、それぞれワード線WL1,WL2,WL3と、ビット線BL1,BL5,BL9,BL13と、ソース線SL1,SL2,SL5,SL6,SL9,SL10,SL13,SL14とに接続されてメモリアレイ14を構成している。それらのうち、ビット線BL1,BL5,BL9,BL13...は、ワード線方向に隣接するメモリセル(例えば101と102)により共有されている。例えば、ビット線BL1はメモリセル101及び102で共有されている。
7 and 8 are obtained by adding elements constituting the memory array and its peripheral circuits to the basic configuration shown in FIG. 6 so as to be close to an actual semiconductor memory device.
メモリアレイ14とライトドライバ11との間、又はライトドライバ11に並ぶ位置には、Yデコーダ13やYマルチプレクサ12やセンスアンプ16が存在する。Yデコーダ13は、Yデコード信号YD1〜YD4を受け、選択用トランジスタ(通常はNMOSトランジスタ)MS1〜MS14及びMB1〜MB13をオン・オフさせ、センスアンプ16又はライトドライバ11に接続するソース線及びビット線を選択する。Yマルチプレクサ12は、外部からの制御信号によって、スイッチ素子(通常はMOSトランジスタで構成される)SS1,SS2,SS3の接続先を切り換えて、ソース線及びビット線をセンスアンプ16かライトドライバ11かのいずれかに接続する。また、Yデコーダ13とYマルチプレクサ12とセンスアンプ16とライトドライバ11とには、記述されている構成要素以外にも省略されている構成要素が存在する。
なお、図7では、ワード線WL4以降と、ビット線BL2〜BL4,BL6〜BL8,BL10〜BL12,BL14以降と、ソース線SL3,SL4,SL7,SL8,SL10,SL12,SL14以降との記述がないが、それらは説明の都合で省略されているだけで、実際の半導体記憶装置には、それらに接続されているメモリセルも含めて存在する。 In FIG. 7, the word line WL4 and later, the bit lines BL2 to BL4, BL6 to BL8, BL10 to BL12, and BL14 and the source lines SL3, SL4, SL7, SL8, SL10, SL12, and SL14 are described. However, they are omitted for convenience of explanation, and an actual semiconductor memory device includes memory cells connected to them.
また、複数のビット線やソース線がYデコーダ13を介してYマルチプレクサ12に接続されているが、この例で示したデコード方法はあくまでも一例であり、他にも様々なデコード方法があるが、説明は省略する。
A plurality of bit lines and source lines are connected to the
また、図8中のスイッチ素子SS1,SS2,SS3の一方の接続先はセンスアンプ16となっているが、読み出し電位や電流はビット線のみに発生させ、ソース線に発生させることがない場合は、ビット線と接続するスイッチ素子SS2のみセンスアンプ16に接続し、ソース線が接続されるスイッチ素子SS1やSS3は、必ずしもセンスアンプ16に接続する必要はない。また、読み出し時に必要な電位をライトドライバ11から供給してもよい。
In addition, one connection destination of the switch elements SS1, SS2, and SS3 in FIG. 8 is the
図9は、本発明の半導体記憶装置のデータ書き込み動作の流れを示した概略図であり、これまで説明した構成要素とデータの流れの関係を示したものである。この図9を使って、本発明をアレイに適用した場合を説明する。まず、入力バッファ19に書き込みデータ“0110”が入力されたものとする。その書き込みデータに基づいて、データ“0”書き込みのビットに対応するスワップフラグ20のビットには0をセットし、データ“1”書き込みのビットに対応するスワップフラグ20のビットには1をセットし、このスワップフラグ20のデータによって、前述したスイッチ素子S1〜S6の制御を行う。また、書き込みパルスを印加する前に一旦メモリセル101〜104に蓄えられているデータを出力バッファ17に読み出す。そのデータを入力バッファ19に蓄えられているデータの対応するビットと比較し、不一致の場合に“1”を、一致した場合に“0”を書き込みフラグ22の各ビットにセットする。ここまでは第2の実施形態と同様である。
FIG. 9 is a schematic diagram showing the flow of the data write operation of the semiconductor memory device of the present invention, and shows the relationship between the components described so far and the data flow. The case where the present invention is applied to an array will be described with reference to FIG. First, it is assumed that write data “0110” is input to the
第3の実施形態では、書き込みフラグ22の各ビットの出力は、それぞれビット線ドライバBD1とBD3へ送られ、メモリセル101〜104への書き込みが2回に分けて行われる。まず、ビット線ドライバBD1でメモリセル101に、ビット線ドライバBD3でメモリセル103に書き込みが行われるため、メモリセル101に対応する書き込みフラグ22の出力がビット線ドライバBD1に、メモリセル103に対応する書き込みフラグ22の出力がビット線ドライバBD3にそれぞれ送られ、書き込みフラグ22に“1”がセットされているビットに対応するビット線ドライバのみパルスを出力するように制御して、データの書き込みが実行される。次に、メモリセル102に対応する書き込みフラグ22の出力がビット線ドライバBD1に、メモリセル104に対応する書き込みフラグ22の出力がビット線ドライバBD3にそれぞれ送られ、書き込みが実行される。
In the third embodiment, the output of each bit of the
第3の実施形態においても第2の実施形態と同様に、このような構成/制御方法をとることによって、既に書き込まれているデータと、新たに書き込むデータとが一致して、書き換える必要がないビット(図9ではビット3及びビット4)に対して、書き換えパルスの発生や印加を止めることができ、パルス発生に必要な電力を削減できるだけでなく、メモリアレイ14への電圧パルス印加によるディスターブの発生を抑えることができる。
Also in the third embodiment, as in the second embodiment, by adopting such a configuration / control method, the already written data matches the newly written data, and there is no need to rewrite. For the bits (bit 3 and bit 4 in FIG. 9), the generation and application of the rewrite pulse can be stopped, and not only the power required for the pulse generation can be reduced, but also the disturbance caused by the voltage pulse application to the
《第3の実施形態の変形例》
図6で説明した抵抗変化型メモリにおける前述とは異なるデータ書き込み方法を、図6を使って説明する。初期状態においては、スイッチ素子S1〜S6は開(オープン)状態であり、ワード線WL1やビット線BL1やソース線SL1/SL2等の各ノードはグランドレベルにあるものとする。
<< Modification of Third Embodiment >>
A data write method different from the above in the resistance change type memory described with reference to FIG. 6 will be described with reference to FIG. In the initial state, the switch elements S1 to S6 are in an open state, and the nodes such as the word line WL1, the bit line BL1, and the source lines SL1 / SL2 are at the ground level.
データを書き込む際は、まずビット線BL1とワード線WL1とを共有する隣接メモリセルの抵抗素子R1及びR2のデータの状態を同じにする。例えば、データ“0”を2つの抵抗素子R1及びR2に書き込むためには、まず、スイッチ素子S4を閉じてビット線BL1をビット線ドライバBD1に接続し、スイッチ素子S1とS5を閉じてソース線SL1とSL2をグランドに接続する。次にワード線WL1をハイレベルにしてトランジスタM1及びM2をオン状態にして、ソース線SL1を通じて抵抗素子R1のノードN2にグランドレベルが印加され、同時にソース線SL2を通じて抵抗素子R2のノードN4にグランドレベルが印加された状態で、ビット線ドライバBD1で発生した正の電圧パルスを抵抗素子R1のノードN1と抵抗素子R2のノードN3とに印加する。この時、抵抗素子R1へのデータ“0”の書き込みと同時に、抵抗素子R2へのデータ“0”の書き込みが実施される。 When writing data, first, the data states of the resistance elements R1 and R2 of the adjacent memory cells sharing the bit line BL1 and the word line WL1 are made the same. For example, in order to write data “0” to the two resistance elements R1 and R2, first, the switch element S4 is closed, the bit line BL1 is connected to the bit line driver BD1, the switch elements S1 and S5 are closed, and the source line SL1 and SL2 are connected to the ground. Next, the word line WL1 is set to the high level, the transistors M1 and M2 are turned on, and the ground level is applied to the node N2 of the resistance element R1 through the source line SL1, and simultaneously, the ground level is applied to the node N4 of the resistance element R2 through the source line SL2. With the level applied, a positive voltage pulse generated by the bit line driver BD1 is applied to the node N1 of the resistance element R1 and the node N3 of the resistance element R2. At this time, the data “0” is written to the resistance element R2 simultaneously with the data “0” being written to the resistance element R1.
抵抗素子R1及びR2への書き込みデータが“0”の場合は、新たな書き込みパルスの印加は必要なく、それらのメモリセルへの書き込み動作は終了する。一方、抵抗素子R1への書き込みデータが“1”の場合は、第3の実施形態のデータ“1”を抵抗素子R1に書き込む方法と同じ方法で、抵抗素子R2への書き込みデータが“1”の場合は、第3の実施形態のデータ“1”を抵抗素子R2に書き込む方法と同じ方法でそれぞれ行う。その際、書き込み対象でない抵抗素子の両端のノードはグランドレベルに保たれるため、データの書き込みは行われない。 When the write data to the resistance elements R1 and R2 is “0”, it is not necessary to apply a new write pulse, and the write operation to these memory cells ends. On the other hand, when the write data to the resistor element R1 is “1”, the write data to the resistor element R2 is “1” by the same method as the method of writing the data “1” of the third embodiment to the resistor element R1. In this case, the same method as the method of writing the data “1” of the third embodiment to the resistance element R2 is performed. At this time, data is not written because the nodes at both ends of the resistance element not to be written are kept at the ground level.
以上のように、抵抗素子R1及びR2を一旦データ“0”状態にした後に、所望の抵抗素子にデータ“1”を書き込むという、2段階の書き込み動作を行う書き込み方法の場合は、第3の実施形態において抵抗素子の両端に同時にパルスを印加することで、書き込み対象でない抵抗素子へのデータ書き込みを阻む方法に比べ、安定しており設計や製造が容易になる。すなわち、第3の実施形態のように同一パルスを印加するダイナミックな方法では、各ノードの付加容量/抵抗等の影響を考慮して、正確にパルスが印加できるように設計/製造を行う必要があるが、本変形例のようにスタティックな状態を保つ方法では、そのような制約がない。 As described above, in the case of the writing method that performs the two-step writing operation in which the resistance elements R1 and R2 are once set in the data “0” state and then the data “1” is written to the desired resistance element, In the embodiment, by simultaneously applying a pulse to both ends of the resistance element, the method is more stable and easier to design and manufacture than the method of preventing data writing to the resistance element not to be written. That is, in the dynamic method of applying the same pulse as in the third embodiment, it is necessary to design / manufacture so that the pulse can be applied accurately in consideration of the influence of the additional capacitance / resistance of each node. However, there is no such restriction in the method of maintaining a static state as in this modification.
なお、本変形例で説明した方法をメモリアレイに適用する方法は第1及び第2の実施形態と同様であり、説明は省略する。 Note that a method of applying the method described in this modification to the memory array is the same as in the first and second embodiments, and a description thereof will be omitted.
本発明によって、書き込み動作の無駄を省き、より低消費電力な半導体記憶装置が実現可能である。また、更なる本発明の技術の活用によって、チップ面積が小さくコストの安い半導体記憶装置が実現可能である。このように低コストで使い勝手の良い不揮発性メモリを実現することによって、それを用いる電子機器の性能を向上させ、よりよい製品を社会に送り出すことができる。 According to the present invention, it is possible to realize a semiconductor memory device that eliminates waste of writing operation and consumes less power. Further, by further utilizing the technique of the present invention, a semiconductor memory device having a small chip area and a low cost can be realized. By realizing such a low-cost and easy-to-use nonvolatile memory, the performance of electronic devices using the nonvolatile memory can be improved, and better products can be sent to society.
具体的には、抵抗変化型の不揮発性メモリのコストが下がり、使い勝手が向上する。その結果、高速書き換え/低電力を生かした不揮発性メモリを低価格で提供することが可能となり、特に音楽や映像を記録し再生する携帯機器の分野等では、機器の大幅な性能向上や市場の拡大が見込まれる。 Specifically, the cost of the resistance change type nonvolatile memory is reduced, and the usability is improved. As a result, it is possible to provide nonvolatile memories that make use of high-speed rewriting / low power at a low price, especially in the field of portable devices that record and play back music and video, etc. Expansion is expected.
10 抵抗変化型メモリ
11 ライトドライバ
12 Yマルチプレクサ
13 Yデコーダ
14 メモリアレイ
15 Xデコーダ
16 センスアンプ
17 出力バッファ
18 入出力端子
19 入力バッファ
20 スワップフラグ
21 制御回路
22 書き込みフラグ
101〜114 メモリセル
201〜214 メモリセル
301〜314 メモリセル
BD1〜BD4 ビット線ドライバ
BL1〜BL13 ビット線
M1〜M2 NMOSトランジスタ
MB1〜MB13 NMOSトランジスタ
MS1〜MS14 NMOSトランジスタ
N1〜N4 接続ノード
R1〜R2 抵抗素子
S1〜S6 スイッチ素子
SD1 ソース線ドライバ
SL1〜SL13 ソース線
SS1〜SS3 スイッチ素子
WL1〜WL3 ワード線
YD1〜YD4 Yデコード信号
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記抵抗変化型メモリセルに接続されたソース線と、
前記抵抗変化型メモリセルに接続されたビット線と、
前記抵抗変化型メモリセルに書き込み電位を供給するドライバと、
前記ドライバの出力を前記ソース線に接続する第1のスイッチ素子と、
前記ドライバの出力を前記ビット線に接続する第2のスイッチ素子とを備え、
外部から入力された書き込みデータに基づき、前記第1のスイッチ素子と前記第2のスイッチ素子とのオン・オフを切り換えることを特徴とする半導体記憶装置。 A resistance change type memory cell whose resistance value is changed by applying a voltage;
A source line connected to the resistance change type memory cell;
A bit line connected to the resistance change type memory cell;
A driver for supplying a write potential to the resistance change type memory cell;
A first switch element for connecting the output of the driver to the source line;
A second switching element for connecting the output of the driver to the bit line;
A semiconductor memory device, wherein the first switch element and the second switch element are switched on and off based on externally input write data.
前記ソース線と固定電位とを接続する第3のスイッチ素子と、
前記ビット線と前記固定電位とを接続する第4のスイッチ素子とを更に備え、
前記書き込みデータに基づき、前記第3のスイッチ素子と前記第4のスイッチ素子とのオン・オフを切り換えることを特徴とする半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 1.
A third switch element connecting the source line and a fixed potential;
A fourth switch element for connecting the bit line and the fixed potential;
A semiconductor memory device, wherein the third switch element and the fourth switch element are switched on and off based on the write data.
前記第1〜第4のスイッチ素子としてMOSトランジスタを用いることを特徴とする半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 2.
A semiconductor memory device using MOS transistors as the first to fourth switch elements.
前記書き込みデータを蓄える入力バッファを更に備えたことを特徴とする半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 1.
A semiconductor memory device further comprising an input buffer for storing the write data.
前記抵抗変化型メモリセルから読み出したデータと前記書き込みデータとを比較する比較器を更に備え、
前記比較器における比較結果に基づいて前記ドライバを制御することを特徴とする半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 1.
A comparator for comparing the data read from the resistance change type memory cell with the write data;
A semiconductor memory device, wherein the driver is controlled based on a comparison result in the comparator.
前記比較において一致したときには前記抵抗変化型メモリセルへのデータ書き込みを行わず、不一致のときには前記抵抗変化型メモリセルへのデータ書き込みを行うことを特徴とする半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 5.
A semiconductor memory device characterized by not writing data to the resistance-change memory cell when they match in the comparison, and writing data to the resistance-change memory cell when they do not match.
前記読み出したデータを蓄える出力バッファを更に備えたことを特徴とする半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 5.
A semiconductor memory device further comprising an output buffer for storing the read data.
前記比較器における比較結果を格納するフラグ回路を更に備えたことを特徴とする半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 5.
A semiconductor memory device further comprising a flag circuit for storing a comparison result in the comparator.
前記第1の抵抗変化型メモリセルに接続された第1のソース線と、
前記第2の抵抗変化型メモリセルに接続された第2のソース線と、
前記第1の抵抗変化型メモリセルと前記第2の抵抗変化型メモリセルとに共通接続されたビット線とを備えたことを特徴とする半導体記憶装置。 First and second resistance change type memory cells that are adjacent to each other and each change in resistance value by application of a voltage;
A first source line connected to the first resistance change type memory cell;
A second source line connected to the second resistance change type memory cell;
A semiconductor memory device comprising: a bit line commonly connected to the first resistance change type memory cell and the second resistance change type memory cell.
前記第1の抵抗変化型メモリセル又は前記第2の抵抗変化型メモリセルに書き込み電位を供給するドライバと、
前記ドライバの出力を前記第1のソース線に接続する第1のスイッチ素子と、
前記ドライバの出力を前記第2のソース線に接続する第2のスイッチ素子と、
前記ドライバの出力を前記ビット線に接続する第3のスイッチ素子とを更に備え、
外部から入力された書き込みデータに基づき、前記第1のスイッチ素子と前記第2のスイッチ素子と前記第3のスイッチ素子とのオン・オフを切り換えることを特徴とする半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 9.
A driver for supplying a write potential to the first resistance change type memory cell or the second resistance change type memory cell;
A first switch element for connecting the output of the driver to the first source line;
A second switch element for connecting the output of the driver to the second source line;
A third switch element for connecting the output of the driver to the bit line;
A semiconductor memory device, wherein on / off of the first switch element, the second switch element, and the third switch element is switched based on externally input write data.
前記第1のソース線と固定電位とを接続する第4のスイッチ素子と、
前記第2のソース線と前記固定電位とを接続する第5のスイッチ素子と、
前記ビット線と前記固定電位とを接続する第6のスイッチ素子とを更に備え、
前記書き込みデータに基づき、前記第4のスイッチ素子と前記第5のスイッチ素子と前記第6のスイッチ素子とのオン・オフを切り換えることを特徴とする半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 10.
A fourth switch element connecting the first source line and a fixed potential;
A fifth switch element connecting the second source line and the fixed potential;
A sixth switch element for connecting the bit line and the fixed potential;
A semiconductor memory device, wherein the fourth switch element, the fifth switch element, and the sixth switch element are switched on and off based on the write data.
前記第1〜第6のスイッチ素子としてMOSトランジスタを用いることを特徴とする半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 11.
A semiconductor memory device using MOS transistors as the first to sixth switch elements.
前記書き込みデータを蓄える入力バッファを更に備えたことを特徴とする半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 10.
A semiconductor memory device further comprising an input buffer for storing the write data.
前記第1の抵抗変化型メモリセル又は前記第2の抵抗変化型メモリセルから読み出したデータと前記書き込みデータとを比較する比較器を更に備え、
前記比較器における比較結果に基づいて前記ドライバを制御することを特徴とする半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 10.
A comparator that compares the data read from the first resistance change type memory cell or the second resistance change type memory cell with the write data;
A semiconductor memory device, wherein the driver is controlled based on a comparison result in the comparator.
前記比較において一致したときには前記第1及び第2の抵抗変化型メモリセルへのデータ書き込みを行わず、不一致のときには前記第1又は第2の抵抗変化型メモリセルへのデータ書き込みを行うことを特徴とする半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 14.
If they match in the comparison, data is not written to the first and second resistance change memory cells, and if they do not match, data is written to the first or second resistance change memory cell. A semiconductor memory device.
前記読み出したデータを蓄える出力バッファを更に備えたことを特徴とする半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 14.
A semiconductor memory device further comprising an output buffer for storing the read data.
前記比較器における比較結果を格納するフラグ回路を更に備えたことを特徴とする半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 14.
A semiconductor memory device further comprising a flag circuit for storing a comparison result in the comparator.
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