JP2020194610A - Semiconductor storage device - Google Patents

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Abstract

To provide a semiconductor storage device that writes data to second memory cells by using a write circuit for first memory cells without lowering a write margin.SOLUTION: A semiconductor storage device includes: a plurality of first memory cells that store data according to a resistance value of a first resistance element; a second memory cell that stores data set in the semiconductor storage device according to a resistance value of a second resistance element; a plurality of first bit lines and a plurality of first source lines connected to a plurality of first memory cells; a write circuit that outputs the data to be written to the plurality of first memory cells or the second memory cell; a first switch circuit that connects the write circuit to the plurality of first bit lines and the plurality of first source lines in a write operation of writing data to the second memory cell; and a second switch circuit for connecting the plurality of first bit lines and the plurality of first source lines to the second memory cell in the write operation.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、半導体記憶装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor storage device.

一部の半導体記憶装置は、良品率である歩留まりを向上するために、不良のメモリセルの代わりに動作させる冗長メモリセルと、不良のメモリセルを示す不良アドレスを記憶するアドレス情報記憶部とを有する。この種の半導体記憶装置は、外部から供給されるアドレスがアドレス情報記憶部に記憶した不良アドレスと一致する場合、不良のメモリセルの代わりに冗長メモリセルにアクセスすることで、不良がある場合にも正常に動作する。 Some semiconductor storage devices have a redundant memory cell that operates in place of a defective memory cell and an address information storage unit that stores a defective address indicating a defective memory cell in order to improve the yield, which is a non-defective rate. Have. When the address supplied from the outside matches the defective address stored in the address information storage unit, this type of semiconductor storage device accesses the redundant memory cell instead of the defective memory cell when there is a defect. Works fine.

また、冗長メモリセルを有する一部の不揮発性の半導体記憶装置は、外部から供給されるデータを記憶する通常メモリセルと、不良アドレス等を記憶する情報メモリセルとを有する。そして、通常メモリセルに接続される通常ビット線と情報メモリセルに接続される情報ビット線とが、選択トランジスタを介して接続される。この種の不揮発性の半導体記憶装置では、情報メモリセルへの不良アドレス等の書き込みは、通常ビット線および選択トランジスタを介して、通常メモリセル用のデータの書き込み回路を使用して実行される。また、情報メモリセルからの不良アドレス等の読み出しは、情報メモリセル専用の読み出し回路を用いて実行される(例えば、特許文献1、2参照)。 Further, some non-volatile semiconductor storage devices having redundant memory cells have a normal memory cell for storing data supplied from the outside and an information memory cell for storing a defective address or the like. Then, the normal bit line connected to the normal memory cell and the information bit line connected to the information memory cell are connected via the selection transistor. In this type of non-volatile semiconductor storage device, writing of a bad address or the like to an information memory cell is usually performed via a bit line and a selection transistor using a data writing circuit for the normal memory cell. Further, reading of a defective address or the like from an information memory cell is executed using a reading circuit dedicated to the information memory cell (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特開2010−171210号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-17210 特開2002−150789公報JP-A-2002-150789

通常メモリセル用の書き込み回路を使用して、情報メモリセルへの不良アドレス等の書き込みを実行する場合、情報メモリセル専用の書き込み回路を設けなくてよいため、半導体記憶装置の回路規模は削減される。一方、不良アドレス等を、通常ビット線および選択トランジスタを介して通常メモリセル用の書き込み回路から情報メモリセルに転送する場合、通常ビット線の配線抵抗等の負荷が大きいほど、不良アドレス等の情報メモリセルへの書き込みマージンは低下する。 When writing a bad address or the like to an information memory cell using a write circuit for a normal memory cell, it is not necessary to provide a write circuit dedicated to the information memory cell, so that the circuit scale of the semiconductor storage device is reduced. To. On the other hand, when a defective address or the like is transferred from a writing circuit for a normal memory cell to an information memory cell via a normal bit line and a selection transistor, the larger the load such as the wiring resistance of the normal bit line, the more information such as the defective address or the like. The write margin to the memory cell is reduced.

1つの側面では、本発明は、第1のメモリセル用の書き込み回路を利用して、書き込みマージンを低下させることなく、第2のメモリセルにデータを書き込むことを目的とする。 In one aspect, it is an object of the present invention to utilize a write circuit for a first memory cell to write data to a second memory cell without lowering the write margin.

一つの観点によれば、半導体記憶装置は、書き込み動作により抵抗値が変化する第1の抵抗素子を含み、前記第1の抵抗素子の抵抗値に応じてデータを記憶する複数の第1のメモリセルと、書き込み動作により抵抗値が変化する第2の抵抗素子を含み、前記第2の抵抗素子の抵抗値に応じて、半導体記憶装置内に設定するデータを記憶する第2のメモリセルと、前記複数の第1のメモリセルに接続される複数の第1のビット線および複数の第1のソース線と、前記複数の第1のメモリセルまたは前記第2のメモリセルに書き込むデータを出力する書き込み回路と、前記第2のメモリセルにデータを書き込む書き込み動作において、前記書き込み回路を前記複数の第1のビット線と前記複数の第1のソース線とに接続する第1のスイッチ回路と、前記第2のメモリセルにデータを書き込む書き込み動作において、前記複数の第1のビット線と前記複数の第1のソース線とを前記第2のメモリセルに接続する第2のスイッチ回路と、を有する。 According to one viewpoint, the semiconductor storage device includes a first resistance element whose resistance value changes due to a writing operation, and a plurality of first memories for storing data according to the resistance value of the first resistance element. A cell, a second memory cell including a second resistance element whose resistance value changes according to a writing operation, and a second memory cell for storing data set in the semiconductor storage device according to the resistance value of the second resistance element. Outputs a plurality of first bit lines and a plurality of first source lines connected to the plurality of first memory cells, and data to be written to the plurality of first memory cells or the second memory cell. A write circuit and a first switch circuit that connects the write circuit to the plurality of first bit lines and the plurality of first source lines in a write operation for writing data to the second memory cell. In a writing operation for writing data to the second memory cell, a second switch circuit for connecting the plurality of first bit lines and the plurality of first source lines to the second memory cell. Have.

1つの側面では、本発明は、第1のメモリセル用の書き込み回路を利用して、書き込みマージンを低下させることなく、第2のメモリセルにデータを書き込むことができる。 In one aspect, the present invention can utilize a write circuit for a first memory cell to write data to a second memory cell without lowering the write margin.

一実施形態における半導体記憶装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the semiconductor storage device in one Embodiment. 別の実施形態における半導体記憶装置の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the semiconductor storage device in another embodiment. 図2の半導体記憶装置の回路の配置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the arrangement of the circuit of the semiconductor storage device of FIG. 図3の電源回路の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the power supply circuit of FIG. 図4の電源回路の動作の一例を示す波形図である。It is a waveform diagram which shows an example of the operation of the power supply circuit of FIG. 図2のROMコラムスイッチのレイアウトの一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the layout of the ROM column switch of FIG. 図6のROMコラムスイッチを制御する制御回路の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the control circuit which controls the ROM column switch of FIG. 図2のROMリード回路の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the ROM read circuit of FIG. 図8のROMリード回路の動作の一例を示すタイミング図である。It is a timing diagram which shows an example of the operation of the ROM read circuit of FIG. 図2のコラムスイッチの一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the column switch of FIG. 1個のROMメモリセルがメモリセルアレイに対応して設けられる例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the example in which one ROM memory cell is provided corresponding to a memory cell array. 図11のメモリセルアレイのコラムスイッチを制御するコラム制御回路の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the column control circuit which controls the column switch of the memory cell array of FIG. 図12のコラム制御回路の続きを示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the continuation of the column control circuit of FIG. 2個のROMメモリセルがメモリセルアレイに対応して設けられる例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the example in which two ROM memory cells are provided corresponding to a memory cell array. 図14のメモリセルアレイのコラムスイッチを制御するコラム制御回路の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the column control circuit which controls the column switch of the memory cell array of FIG. 8個のROMメモリセルがメモリセルアレイに対応して設けられる例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the example in which 8 ROM memory cells are provided corresponding to a memory cell array. 図16の続きを示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the continuation of FIG. 図16および図17のメモリセルアレイのコラムスイッチを制御するコラム制御回路の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the column control circuit which controls the column switch of the memory cell array of FIG. 16 and FIG. 図2の半導体記憶装置のROMメモリセルの書き込み動作の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the writing operation of the ROM memory cell of the semiconductor storage device of FIG. 図2の半導体記憶装置のROMメモリセルのベリファイ動作の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the verification operation of the ROM memory cell of the semiconductor storage device of FIG. 図2の半導体記憶装置のROMメモリセルの読み出し動作の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the reading operation of the ROM memory cell of the semiconductor storage device of FIG. 他の半導体記憶装置の回路の配置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the arrangement of the circuit of another semiconductor storage device. 別の実施形態における半導体記憶装置の回路の配置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the arrangement of the circuit of the semiconductor storage device in another embodiment. 他の半導体記憶装置の回路の配置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the arrangement of the circuit of another semiconductor storage device.

以下、図面を用いて実施形態が説明される。以下では、信号等の情報が伝達される信号線には、信号名と同じ符号を使用し、電圧線には電圧名と同じ符号を使用し、電源線には電源名と同じ符号を使用する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the following, the same code as the signal name is used for the signal line through which information such as a signal is transmitted, the same code as the voltage name is used for the voltage line, and the same code as the power supply name is used for the power supply line. ..

図1は、一実施形態における半導体記憶装置の一例を示す。例えば、図1に示す半導体記憶装置100は、抵抗変化型メモリである。半導体記憶装置100は、複数のメモリセル1a、メモリセル1b、スイッチ回路2a、2b、スイッチ制御回路3a、3b、書き込み回路4および読み出し回路5a、5bを有する。また、半導体記憶装置100は、メモリセル1aにそれぞれ接続される複数のビット線BL(BL0、BL1)および複数のソース線SL(SL0、SL1)を有する。 FIG. 1 shows an example of a semiconductor storage device according to an embodiment. For example, the semiconductor storage device 100 shown in FIG. 1 is a resistance change type memory. The semiconductor storage device 100 has a plurality of memory cells 1a, memory cells 1b, switch circuits 2a and 2b, switch control circuits 3a and 3b, write circuits 4 and read circuits 5a and 5b. Further, the semiconductor storage device 100 has a plurality of bit lines BL (BL0, BL1) and a plurality of source lines SL (SL0, SL1) connected to the memory cell 1a, respectively.

メモリセル1aは、第1のメモリセルの一例であり、例えば、半導体記憶装置100の外部から書き込まれるデータを記憶する。メモリセル1bは、第2のメモリセルの一例であり、例えば、半導体記憶装置100の内部回路の特性を調整するデータを記憶する。スイッチ回路2aは、第1のスイッチ回路の一例であり、スイッチ回路2bは、第2のスイッチ回路の一例である。読み出し回路5aは、第1の読み出し回路の一例であり、読み出し回路5bは、第2の読み出し回路の一例である。ビット線BLは、第1のビット線の一例であり、ソース線SLは、第1のソース線の一例である。 The memory cell 1a is an example of the first memory cell, and stores data written from the outside of the semiconductor storage device 100, for example. The memory cell 1b is an example of a second memory cell, and stores, for example, data for adjusting the characteristics of the internal circuit of the semiconductor storage device 100. The switch circuit 2a is an example of the first switch circuit, and the switch circuit 2b is an example of the second switch circuit. The read circuit 5a is an example of a first read circuit, and the read circuit 5b is an example of a second read circuit. The bit line BL is an example of the first bit line, and the source line SL is an example of the first source line.

書き込み回路4および読み出し回路5aは、グローバルビット線GBLおよびグローバルソース線GSLを介してスイッチ回路2aに接続される。メモリセル1bは、ビット線RBLおよびソース線RSLを介してスイッチ回路2bに接続される。ビット線RBLは、第2のビット線の一例であり、ソース線RSLは、第2のソース線の一例である。 The write circuit 4 and the read circuit 5a are connected to the switch circuit 2a via the global bit line GBL and the global source line GSL. The memory cell 1b is connected to the switch circuit 2b via the bit line RBL and the source line RSL. The bit line RBL is an example of a second bit line, and the source line RSL is an example of a second source line.

各メモリセル1aは、書き込み動作により抵抗値が変化する抵抗素子Rを含み、抵抗素子Rの抵抗値に応じてデータを記憶する。メモリセル1bは、書き込み動作により抵抗値が変化する一対の抵抗素子R0、R1を含み、抵抗素子R0、R1の抵抗値に応じてデータを記憶する。例えば、メモリセル1bが記憶するデータは、半導体記憶装置100の電源の起動時に読み出され、半導体記憶装置100内のラッチ回路やレジスタ等に設定され、内部回路の特性の調整等に使用される。抵抗素子Rは、第1の抵抗素子の一例であり、抵抗素子R0、R1は、第2の抵抗素子の一例である。 Each memory cell 1a includes a resistance element R whose resistance value changes due to a writing operation, and stores data according to the resistance value of the resistance element R. The memory cell 1b includes a pair of resistance elements R0 and R1 whose resistance values change depending on the writing operation, and stores data according to the resistance values of the resistance elements R0 and R1. For example, the data stored in the memory cell 1b is read out when the power supply of the semiconductor storage device 100 is started, is set in a latch circuit, a register, or the like in the semiconductor storage device 100, and is used for adjusting the characteristics of the internal circuit or the like. .. The resistance element R is an example of the first resistance element, and the resistance elements R0 and R1 are examples of the second resistance element.

スイッチ回路2aは、ビット線BL0、BL1をグローバルビット線GBLにそれぞれ接続するスイッチSWと、ソース線SL0、SL1をグローバルソース線GSLにそれぞれ接続するスイッチSWとを有する。スイッチ回路2bは、ビット線BL0、BL1をビット線RBLにそれぞれ接続するスイッチSWと、ソース線SL0、SL1をソース線RSLにそれぞれ接続するスイッチSWとを有する。スイッチ制御回路3aは、スイッチ回路2aの各スイッチSWの動作を制御する。スイッチ制御回路3bは、スイッチ回路2bの各スイッチSWの動作を制御する。 The switch circuit 2a has a switch SW for connecting the bit lines BL0 and BL1 to the global bit line GBL, and a switch SW for connecting the source lines SL0 and SL1 to the global source line GSL, respectively. The switch circuit 2b has a switch SW for connecting the bit lines BL0 and BL1 to the bit line RBL, and a switch SW for connecting the source lines SL0 and SL1 to the source line RSL, respectively. The switch control circuit 3a controls the operation of each switch SW of the switch circuit 2a. The switch control circuit 3b controls the operation of each switch SW of the switch circuit 2b.

メモリセル1bにデータを書き込む書き込み動作において、スイッチ回路2a、2bは、以下のように動作する。スイッチ回路2aは、書き込み回路4を複数のビット線BL0、BL1と複数のソース線SL0、SL1とに接続する。スイッチ回路2bは、メモリセル1bにデータを書き込む書き込み動作において、メモリセル1bを複数のビット線BL0、BL1と複数のソース線SL0、SL1とに接続する。例えば、メモリセル1bの書き込み動作は、抵抗素子R0、R1毎に実行される。 In the writing operation of writing data to the memory cell 1b, the switch circuits 2a and 2b operate as follows. The switch circuit 2a connects the writing circuit 4 to the plurality of bit lines BL0 and BL1 and the plurality of source lines SL0 and SL1. The switch circuit 2b connects the memory cell 1b to the plurality of bit lines BL0 and BL1 and the plurality of source lines SL0 and SL1 in the writing operation of writing data to the memory cell 1b. For example, the writing operation of the memory cell 1b is executed for each of the resistance elements R0 and R1.

そして、複数のビット線BL0、BL1、複数のソース線SL0、SL1および複数のスイッチSWを介して、書き込み回路4からメモリセル1bに書き込み電圧が供給される。これにより、書き込み電圧の供給線の抵抗を、単一の供給線を用いる場合に比べて下げることができる。したがって、書き込み電圧が複数のスイッチ回路2a、2bを介してメモリセル1bに供給される場合にも、電圧降下を最小限にして、所望の書き込み電圧を抵抗素子R0(または、R1)に供給することができる。例えば、メモリセル1a用の書き込み回路4をメモリセル1bの書き込み動作に使用する場合、書き込み回路4とメモリセル1bまでの距離は長くなりやすい。書き込み電圧の供給経路が長い場合にも、所望の書き込み電圧を抵抗素子R0(または、R1)に供給することができる。この結果、抵抗素子R0(または、R1)の抵抗値を所望の値に設定することができ、メモリセル1bに所望の論理を書き込むことができる。 Then, a write voltage is supplied from the write circuit 4 to the memory cell 1b via the plurality of bit lines BL0, BL1, the plurality of source lines SL0, SL1, and the plurality of switch SWs. As a result, the resistance of the write voltage supply line can be reduced as compared with the case where a single supply line is used. Therefore, even when the write voltage is supplied to the memory cell 1b via the plurality of switch circuits 2a and 2b, the desired write voltage is supplied to the resistance element R0 (or R1) while minimizing the voltage drop. be able to. For example, when the write circuit 4 for the memory cell 1a is used for the write operation of the memory cell 1b, the distance between the write circuit 4 and the memory cell 1b tends to be long. Even when the write voltage supply path is long, the desired write voltage can be supplied to the resistance element R0 (or R1). As a result, the resistance value of the resistance element R0 (or R1) can be set to a desired value, and the desired logic can be written to the memory cell 1b.

メモリセル1bに書き込まれたデータの論理を検証するベリファイ動作において、スイッチ回路2a、2bは、以下のように動作する。スイッチ回路2aは、読み出し回路5aをビット線BLのいずれかとソース線SLのいずれかとに接続する。スイッチ回路2bは、ビット線RBLをビット線BL0、BL1のいずれかに接続し、ソース線RSLをソース線SL0、SL1のいずれかに接続する。 In the verification operation for verifying the logic of the data written in the memory cell 1b, the switch circuits 2a and 2b operate as follows. The switch circuit 2a connects the read circuit 5a to either the bit line BL or the source line SL. The switch circuit 2b connects the bit line RBL to any of the bit lines BL0 and BL1 and connects the source line RSL to any of the source lines SL0 and SL1.

メモリセル1bからデータを読み出す読み出し動作において、スイッチ回路2bは、ビット線BL0、BL1およびソース線SL0、SL1とメモリセル1bとの接続を遮断する。これにより、後述する読み出し回路5bによるメモリセル1bの読み出し動作において、ビット線BLの負荷およびソース線SLの負荷が、読み出し動作に影響することを抑止することができる。 In the read operation of reading data from the memory cell 1b, the switch circuit 2b cuts off the connection between the bit lines BL0 and BL1 and the source lines SL0 and SL1 and the memory cell 1b. Thereby, in the read operation of the memory cell 1b by the read circuit 5b described later, it is possible to prevent the load of the bit line BL and the load of the source line SL from affecting the read operation.

一方、メモリセル1aのいずれかにデータを書き込む書き込み動作において、スイッチ回路2a、2bは、以下のように動作する。スイッチ回路2aは、書き込み回路4をビット線BL0、BL1のいずれかとソース線SL0、SL1のいずれかとに接続する。スイッチ回路2bは、ビット線BL0、BL1およびソース線SL0、SL1とメモリセル1b(すなわち、ビット線RBLとソース線RSL)との接続を遮断する。これにより、メモリセル1aの書き込み動作時に、ビット線BLおよびソース線SLにビット線RBLおよびソース線RSL等の負荷が接続されることを抑止することができ、データの書き込み不足等の書き込みマージンの低下を抑止することができる。 On the other hand, in the writing operation of writing data to any of the memory cells 1a, the switch circuits 2a and 2b operate as follows. The switch circuit 2a connects the writing circuit 4 to any of the bit lines BL0 and BL1 and the source line SL0 and SL1. The switch circuit 2b cuts off the connection between the bit lines BL0 and BL1 and the source lines SL0 and SL1 and the memory cell 1b (that is, the bit line RBL and the source line RSL). As a result, it is possible to prevent a load such as a bit line RBL and a source line RSL from being connected to the bit line BL and the source line SL during the write operation of the memory cell 1a, and it is possible to prevent a write margin such as insufficient data writing. The decline can be suppressed.

メモリセル1aのいずれかに書き込まれたデータの論理を検証するベリファイ動作において、スイッチ回路2a、2bは、以下のように動作する。スイッチ回路2aは、読み出し回路5aをビット線BLのいずれかとソース線SLのいずれかとに接続する。スイッチ回路2bは、ビット線RBLとビット線BL0、BL1との接続、およびソース線RSLとソース線SL0、SL1との接続を遮断する。これにより、メモリセル1aのベリファイ動作時に、ビット線BLおよびソース線SLにビット線RBLおよびソース線RSL等の負荷が接続されることを抑止することができ、データの判定等に誤りが発生することを抑止することができる。 In the verification operation for verifying the logic of the data written in any of the memory cells 1a, the switch circuits 2a and 2b operate as follows. The switch circuit 2a connects the read circuit 5a to either the bit line BL or the source line SL. The switch circuit 2b cuts off the connection between the bit line RBL and the bit lines BL0 and BL1 and the connection between the source line RSL and the source lines SL0 and SL1. As a result, it is possible to prevent a load such as a bit line RBL and a source line RSL from being connected to the bit line BL and the source line SL during the verification operation of the memory cell 1a, and an error occurs in data determination or the like. It can be deterred.

メモリセル1aのいずれかからデータを読み出す読み出し動作において、スイッチ回路2a、2bは、以下のように動作する。スイッチ回路2aは、読み出し回路5aをビット線BLのいずれかとソース線SLのいずれかに接続する。スイッチ回路2bは、ビット線BL0、BL1およびソース線SL0、SL1とメモリセル1bとの接続を遮断する。これにより、メモリセル1aの読み出し動作時に、ビット線BLおよびソース線SLにビット線RBLおよびソース線RSL等の負荷が接続されることを抑止することができ、誤ったデータが読み出されることを抑止することができる。 In the read operation of reading data from any of the memory cells 1a, the switch circuits 2a and 2b operate as follows. The switch circuit 2a connects the read circuit 5a to either the bit line BL or the source line SL. The switch circuit 2b cuts off the connection between the bit lines BL0 and BL1 and the source lines SL0 and SL1 and the memory cell 1b. As a result, it is possible to prevent a load such as a bit line RBL and a source line RSL from being connected to the bit line BL and the source line SL during the read operation of the memory cell 1a, and prevent incorrect data from being read. can do.

この実施形態では、メモリセル1aにデータを書き込む書き込み回路4を利用して、メモリセル1bへのデータの書き込みを実行する。また、メモリセル1aからデータを読み出す読み出し回路5aを利用してメモリセル1bのベリファイ動作を実行する。このため、メモリセル1bの専用の書き込み回路およびベリファイ回路を設ける場合に比べて、半導体記憶装置100の回路規模を削減することができる。 In this embodiment, the writing circuit 4 for writing data to the memory cell 1a is used to write the data to the memory cell 1b. Further, the verification operation of the memory cell 1b is executed by using the read circuit 5a that reads data from the memory cell 1a. Therefore, the circuit scale of the semiconductor storage device 100 can be reduced as compared with the case where the dedicated writing circuit and verification circuit of the memory cell 1b are provided.

書き込み回路4は、メモリセル1aの書き込み動作において、書き込み対象のメモリセル1aに接続されたビット線BLおよびソース線SLを所定の電圧差に設定し、書き込み対象のメモリセル1aの抵抗素子Rに電流を流し、抵抗値を変化させる。書き込み回路4は、メモリセル1bの書き込み動作において、複数のビット線BLおよび複数のソース線SLを所定の電圧差に設定し、メモリセル1bの抵抗素子R0、R1のうち選択された抵抗素子R0(または、R1)に電流を流し、抵抗値を変化させる。メモリセル1bの書き込み動作では、抵抗素子R0の書き込み動作と抵抗素子R1の書き込み動作により、抵抗素子R0、R1の抵抗値がそれぞれ設定され、メモリセル1bに所定の論理が書き込まれる。 In the writing operation of the memory cell 1a, the writing circuit 4 sets the bit line BL and the source line SL connected to the memory cell 1a to be written to a predetermined voltage difference, and sets the resistance element R of the memory cell 1a to be written. A current is passed to change the resistance value. In the writing operation of the memory cell 1b, the writing circuit 4 sets a plurality of bit lines BL and a plurality of source lines SL to a predetermined voltage difference, and selects a resistance element R0 from the resistance elements R0 and R1 of the memory cell 1b. A current is passed through (or R1) to change the resistance value. In the writing operation of the memory cell 1b, the resistance values of the resistance elements R0 and R1 are set by the writing operation of the resistance element R0 and the writing operation of the resistance element R1, respectively, and a predetermined logic is written to the memory cell 1b.

読み出し回路5aは、メモリセル1aの読み出し動作およびベリファイ動作において、スイッチ回路2aおよびビット線BLのいずれかとソース線SLのいずれかとを介して、アクセス対象のメモリセル1aに読み出し電圧を供給する。そして、読み出し回路5aは、アクセス対象のメモリセル1aの抵抗素子Rを流れる電流量に応じて、アクセス対象のメモリセル1aに記憶されたデータを判定する。読み出し回路5aは、メモリセル1bのベリファイ動作において、スイッチ回路2a、2bおよびビット線BLのいずれかとソース線SLのいずれかとを介して、メモリセル1bに読み出し電圧を供給する。そして、読み出し回路5aは、メモリセル1bの抵抗素子R0(または、R0)を流れる電流量に応じて、抵抗素子R0(または、R1)に記憶されたデータの論理を判定する。 In the read operation and verify operation of the memory cell 1a, the read circuit 5a supplies a read voltage to the memory cell 1a to be accessed via either the switch circuit 2a and the bit line BL and either the source line SL. Then, the reading circuit 5a determines the data stored in the memory cell 1a to be accessed according to the amount of current flowing through the resistance element R of the memory cell 1a to be accessed. In the verification operation of the memory cell 1b, the read circuit 5a supplies a read voltage to the memory cell 1b via either the switch circuits 2a and 2b and the bit line BL and either the source line SL. Then, the reading circuit 5a determines the logic of the data stored in the resistance element R0 (or R1) according to the amount of current flowing through the resistance element R0 (or R0) of the memory cell 1b.

例えば、読み出し回路5aは、抵抗素子R、R0、R1をそれぞれ流れる電流に応じて発生する電圧を図示しない参照電圧と比較することで、抵抗素子R、R0、R1に記憶されたデータを判定する。メモリセル1aの読み出し動作において読み出し回路5aが判定したデータは、半導体記憶装置100の外部に読み出しデータとして出力される。メモリセル1a、1bのベリファイ動作において読み出し回路5aが判定したデータは、抵抗素子R、R0、R1が所望の抵抗値に設定されたか否かの判定に使用される。 For example, the readout circuit 5a determines the data stored in the resistance elements R, R0, and R1 by comparing the voltage generated according to the current flowing through the resistance elements R, R0, and R1 with a reference voltage (not shown). .. The data determined by the read circuit 5a in the read operation of the memory cell 1a is output as read data to the outside of the semiconductor storage device 100. The data determined by the read circuit 5a in the verification operation of the memory cells 1a and 1b is used to determine whether or not the resistance elements R, R0, and R1 are set to desired resistance values.

読み出し回路5bは、例えば、抵抗素子R0、R1に直接接続されている。読み出し回路5bは、メモリセル1bからデータを読み出す読み出し動作において、抵抗素子R0、R1の両端を所定の電圧に設定し、抵抗素子R0、R1にそれぞれ流れる電流量に応じて、メモリセル1bに記憶されたデータを判定する。例えば、抵抗素子R0、R1は、互いに異なる抵抗値に設定され、相補の論理を記憶する。この場合、読み出し回路5bは、抵抗素子R0、R1にそれぞれ流れる電流量の差に応じて、メモリセル1bに記憶されたデータを判定する。 The readout circuit 5b is directly connected to, for example, the resistance elements R0 and R1. In the read operation of reading data from the memory cell 1b, the read circuit 5b sets both ends of the resistance elements R0 and R1 to predetermined voltages, and stores the data in the memory cell 1b according to the amount of current flowing through the resistance elements R0 and R1, respectively. Judge the data. For example, the resistance elements R0 and R1 are set to different resistance values and store complementary logic. In this case, the reading circuit 5b determines the data stored in the memory cell 1b according to the difference in the amount of current flowing through the resistance elements R0 and R1.

読み出し回路5bに直接接続された抵抗素子R0、R1に流れる電流を読み出し回路5bにより検出することでデータを読み出すことができるため、メモリセル1bに記憶されたデータを最小限の時間で読み出すことができる。また、書き込み動作において、抵抗素子R0(または、R1)の抵抗値を所望の値に設定することができるため、読み出し回路5bによる読み出しマージンを向上することができ、半導体記憶装置100の信頼性を向上することができる。 Since the data can be read by detecting the current flowing through the resistance elements R0 and R1 directly connected to the read circuit 5b by the read circuit 5b, the data stored in the memory cell 1b can be read in the minimum time. it can. Further, in the writing operation, the resistance value of the resistance element R0 (or R1) can be set to a desired value, so that the reading margin by the reading circuit 5b can be improved, and the reliability of the semiconductor storage device 100 can be improved. Can be improved.

なお、メモリセル1bは、メモリセル1aと同様に、1つの抵抗素子Rを有してもよい。この場合、読み出し回路5bは、例えば、抵抗素子Rを流れる電流に応じて発生する電圧を参照電圧と比較することで、メモリセル1bに記憶されたデータを判定する。 The memory cell 1b may have one resistance element R like the memory cell 1a. In this case, the read circuit 5b determines the data stored in the memory cell 1b by comparing the voltage generated according to the current flowing through the resistance element R with the reference voltage, for example.

以上、図1に示す実施形態では、メモリセル1bへのデータの書き込みは、複数のビット線BL0、BL1および複数のソース線SL0、SL1を介して、書き込み回路4からメモリセル1bに書き込み電圧を供給することで実行される。複数のビット線BL0、BL1および複数のソース線SL0、SL1を使用することで、書き込み電圧の供給経路の抵抗を、単一の供給線を用いる場合に比べて下げることができる。 As described above, in the embodiment shown in FIG. 1, data is written to the memory cell 1b from the writing circuit 4 via the plurality of bit lines BL0 and BL1 and the plurality of source lines SL0 and SL1. It is executed by supplying. By using the plurality of bit lines BL0 and BL1 and the plurality of source lines SL0 and SL1, the resistance of the write voltage supply path can be reduced as compared with the case where a single supply line is used.

これにより、書き込み電圧が複数のスイッチ回路2a、2bを介して供給され、または、書き込み電圧の供給経路が長い場合にも、供給経路の抵抗の上昇を抑えて、所望の書き込み電圧を抵抗素子R0(または、R1)に供給することができる。メモリセル1a用の書き込み回路4を利用して、抵抗素子R0(または、R1)の所望の抵抗値に設定できるため、書き込みマージンを低下させることなく、メモリセル1bにデータを書き込むことができる。 As a result, even when the write voltage is supplied via the plurality of switch circuits 2a and 2b, or when the supply path of the write voltage is long, the increase in the resistance of the supply path is suppressed and the desired write voltage is applied to the resistance element R0. (Or R1) can be supplied. Since the writing circuit 4 for the memory cell 1a can be used to set a desired resistance value of the resistance element R0 (or R1), data can be written to the memory cell 1b without lowering the writing margin.

メモリセル1a用の書き込み回路4を利用してメモリセル1bへのデータの書き込みを実行し、メモリセル1a用の読み出し回路5aを利用してメモリセル1bのベリファイ動作を実行することで、半導体記憶装置100の回路規模を削減することができる。 The write circuit 4 for the memory cell 1a is used to write data to the memory cell 1b, and the read circuit 5a for the memory cell 1a is used to execute the verify operation of the memory cell 1b. The circuit scale of the device 100 can be reduced.

抵抗素子R0、R1に直接接続された、メモリセル1b専用の読み出し回路5bによりメモリセル1bからデータを読み出すことで、ビット線BL、ソース線SLおよびスイッチ回路2a、2bを経由することなくメモリセル1bからデータを読み出すことができる。これにより、メモリセル1bに記憶されたデータを最小限の時間で読み出すことができる。 By reading data from the memory cell 1b by the read circuit 5b dedicated to the memory cell 1b directly connected to the resistance elements R0 and R1, the memory cell does not go through the bit line BL, the source line SL and the switch circuits 2a and 2b. Data can be read from 1b. As a result, the data stored in the memory cell 1b can be read out in the minimum time.

さらに、メモリセル1bの読み出し動作時に、スイッチ回路2bのスイッチSWを遮断することで、ビット線BLの負荷およびソース線SLの負荷が、メモリセル1bの読み出し動作に影響することを抑止することができる。メモリセル1aの書き込み動作時に、スイッチ回路2bのスイッチSWを遮断することで、ビット線BLおよびソース線SLにビット線RBLおよびソース線RSLの負荷が接続されることを抑止することができ、データの書き込み不足等の発生を抑止することができる。 Further, by shutting off the switch SW of the switch circuit 2b during the read operation of the memory cell 1b, it is possible to prevent the load of the bit line BL and the load of the source line SL from affecting the read operation of the memory cell 1b. it can. By shutting off the switch SW of the switch circuit 2b during the writing operation of the memory cell 1a, it is possible to prevent the load of the bit line RBL and the source line RSL from being connected to the bit line BL and the source line SL, and data. It is possible to suppress the occurrence of insufficient writing of.

メモリセル1aの読み出し動作時に、スイッチ回路2bのスイッチ遮断することで、読み出し動作時に、ビット線RBLおよびソース線RSL等の負荷がビット線BLおよびソース線SLに接続されることを抑止することができる。同様に、メモリセル1aのベリファイ動作時に、スイッチ回路2bのスイッチSWを遮断することで、ベリファイ動作時に、ビット線RBLおよびソース線RSL等の負荷がビット線BLおよびソース線SLに接続されることを抑止することができる。したがって、読み出し動作時およびベリファイ動作時に、データの判定等に誤りが発生することを抑止することができる。 By shutting off the switch circuit 2b during the read operation of the memory cell 1a, it is possible to prevent loads such as the bit line RBL and the source line RSL from being connected to the bit line BL and the source line SL during the read operation. it can. Similarly, by shutting off the switch SW of the switch circuit 2b during the verification operation of the memory cell 1a, a load such as the bit line RBL and the source line RSL is connected to the bit line BL and the source line SL during the verification operation. Can be deterred. Therefore, it is possible to prevent an error in data determination or the like from occurring during the read operation and the verify operation.

図2は、別の実施形態における半導体記憶装置の一例を示す。図1と同様の要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。 FIG. 2 shows an example of a semiconductor storage device according to another embodiment. The same elements as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

半導体記憶装置100Aは、マトリックス状に配置された複数のメモリセル10を含むメモリセルアレイ20、コラムスイッチ30、ライトドライバ40および読み出し回路50を有する。また、半導体記憶装置100Aは、ROMメモリセル12、ROMリード回路60およびROMコラムスイッチ70を有する。 The semiconductor storage device 100A includes a memory cell array 20 including a plurality of memory cells 10 arranged in a matrix, a column switch 30, a write driver 40, and a read circuit 50. Further, the semiconductor storage device 100A includes a ROM memory cell 12, a ROM read circuit 60, and a ROM column switch 70.

メモリセル10は、第1のメモリセルの一例であり、ROMメモリセル12は、第2のメモリセルの一例である。コラムスイッチ30は、第1のスイッチ回路の一例であり、ROMコラムスイッチ70は、第2のスイッチ回路の一例である。ライトドライバ40は、書き込み回路の一例である。読み出し回路50は、第1の読み出し回路の一例であり、ROMリード回路60は、第2の読み出し回路の一例である。 The memory cell 10 is an example of a first memory cell, and the ROM memory cell 12 is an example of a second memory cell. The column switch 30 is an example of a first switch circuit, and the ROM column switch 70 is an example of a second switch circuit. The write driver 40 is an example of a writing circuit. The read circuit 50 is an example of a first read circuit, and the ROM read circuit 60 is an example of a second read circuit.

各メモリセル10は、書き込み動作により抵抗値が変化する抵抗素子Rと転送トランジスタTとを有し、1ビットのデータを記憶する。すなわち、半導体記憶装置100Aは、抵抗変化型メモリである。例えば、転送トランジスタTは、nチャネルMOS(Metal-Oxide Semiconductor)トランジスタである。抵抗素子Rの一端は、転送トランジスタTの一端(ソースまたはドレイン)に接続され、抵抗素子Rの他端は、ソース線SL(SL0、SL1、SL2、SL3のいずれか)に接続される。転送トランジスタTの他端は、ビット線BL(BL0、BL1、BL2、BL3のいずれか)に接続され、転送トランジスタTのゲートは、ワード線WL(WL0、WL1、WL2、WL3のいずれか)に接続される。 Each memory cell 10 has a resistance element R whose resistance value changes according to a writing operation and a transfer transistor T, and stores 1-bit data. That is, the semiconductor storage device 100A is a resistance change type memory. For example, the transfer transistor T is an n-channel MOS (Metal-Oxide Semiconductor) transistor. One end of the resistance element R is connected to one end (source or drain) of the transfer transistor T, and the other end of the resistance element R is connected to the source line SL (any of SL0, SL1, SL2, SL3). The other end of the transfer transistor T is connected to the bit line BL (any of BL0, BL1, BL2, BL3), and the gate of the transfer transistor T is connected to the word line WL (any of WL0, WL1, WL2, WL3). Be connected.

なお、メモリセルアレイ20に設けられるメモリセル10の数は、図2に示す例に限定されず、ビット線BL、ソース線SLの数は、2以上であれば、図2に示す例に限定されない。ワード線WLの数は、図2に示す例に限定されない。また、図2は、例えば、1つのデータ端子I/Oに対応する回路構成の例を示しており、例えば、図3に示すように、64ビットのデータ端子I/O0−I/O63を有する半導体記憶装置100Aは、図2に示す回路構成を64個有する。 The number of memory cells 10 provided in the memory cell array 20 is not limited to the example shown in FIG. 2, and the number of bit lines BL and source lines SL is not limited to the example shown in FIG. 2 as long as it is 2 or more. .. The number of word line WLs is not limited to the example shown in FIG. Further, FIG. 2 shows an example of a circuit configuration corresponding to, for example, one data terminal I / O. For example, as shown in FIG. 3, it has a 64-bit data terminal I / O0-I / O63. The semiconductor storage device 100A has 64 circuit configurations shown in FIG.

図2に示す各種トランジスタにおいて、ゲートに対向するチャネル領域に示した太線は、例えば、ゲート絶縁膜が標準のトランジスタに比べて厚い高耐圧タイプであることを示す。例えば、半導体記憶装置100Aは、電源電圧VCCを電源端子で受け、電源電圧VCCと同じ電源電圧VPPYと、電源電圧より高い電源電圧VPPXと、電源電圧VCCより低い電源電圧VDDとを使用して動作する。ゲート、ソースまたはドレインで電源電圧VPPY、VPPXのいずれかを受けるトランジスタには、高耐圧タイプが使用される。 In the various transistors shown in FIG. 2, the thick line shown in the channel region facing the gate indicates, for example, that the gate insulating film is a high withstand voltage type thicker than that of a standard transistor. For example, the semiconductor storage device 100A receives the power supply voltage VCS at the power supply terminal, and operates by using the same power supply voltage VPPY as the power supply voltage VCS, the power supply voltage VPPX higher than the power supply voltage, and the power supply voltage VDD lower than the power supply voltage VCS. To do. A high withstand voltage type is used for a transistor that receives either a power supply voltage VPPPY or VPPX at the gate, source, or drain.

半導体記憶装置100Aの電源が起動後にメモリセル10がアクセス可能な状態において、例えば、電源電圧VCC、VPPYは2.5Vであり、電源電圧VPPXは3.3Vであり、電源電圧VDDは1.2Vである。なお、電源電圧VCC、VPPY、VPPX、VDDは、電圧値の大小関係がVPPX>VPPY=VCC>VDDであれば、上述と異なる電圧でもよい。電源電圧VPPXは、電源電圧VPPYにnチャネルMOSトランジスタの閾値電圧を加えた電圧より高いことが好ましい。 In a state where the memory cell 10 can be accessed after the power supply of the semiconductor storage device 100A is started, for example, the power supply voltage VCS and VPPPY are 2.5V, the power supply voltage VPPX is 3.3V, and the power supply voltage VDD is 1.2V. Is. The power supply voltages VCS, VPPPY, VPPX, and VDD may have voltages different from those described above as long as the magnitude relation of the voltage values is VPPX> VPPPY = VCS> VDD. The power supply voltage VPPX is preferably higher than the power supply voltage VPPY plus the threshold voltage of the n-channel MOS transistor.

コラムスイッチ30は、ビット線BLをグローバルビット線GBLに接続するCMOS(Complementary MOS)伝達ゲートと、ソース線SLをグローバルソース線GSLに接続するCMOS伝達ゲートとを含む。CMOS伝達ゲートは、nチャネルMOSトランジスタのソース/ドレインとpチャネルMOSトランジスタのソース/ドレインとをそれぞれ接続した構成を有する。各CMOS伝達ゲートは、コラム選択信号YD(YD0、YD1、YD2、YD3のいずれか)によりオン(導通)またはオフ(遮断)する。コラムスイッチ30の例は、図10に示す。コラム選択信号YDを生成するコラム制御回路の例は、図12および図13に示す。 The column switch 30 includes a CMOS (Complementary MOS) transmission gate that connects the bit line BL to the global bit line GBL and a CMOS transmission gate that connects the source line SL to the global source line GSL. The CMOS transmission gate has a configuration in which the source / drain of the n-channel MOS transistor and the source / drain of the p-channel MOS transistor are connected to each other. Each CMOS transmission gate is turned on (conducting) or off (blocking) by a column selection signal YD (any of YD0, YD1, YD2, YD3). An example of the column switch 30 is shown in FIG. Examples of the column control circuit that generates the column selection signal YD are shown in FIGS. 12 and 13.

ライトドライバ40は、書き込み制御信号WR0に応じて、グローバルビット線GBLを接地線VSSに接続するスイッチ40aと、グローバルソース線GSLを電源線VPPYに接続するスイッチ40bとを有する。また、ライトドライバ40は、書き込み制御信号WR1に応じて、グローバルビット線GBLを電源線VPPYに接続するスイッチ40cと、グローバルソース線GSLを接地線VSSに接続するスイッチ40dとを有する。例えば、スイッチ40a、40dは、nチャネルMOSトランジスタであり、スイッチ40b、40cは、CMOS伝達ゲートを有する。図2等では、pチャネルMOSトランジスタは、ゲートに負論理を示す丸印を付けることで、nチャネルMOSトランジスタと区別している。スイッチ40b、40cのCMOS伝達ゲートは、コラムスイッチ30のCMOS伝達ゲートと同じである。 The write driver 40 has a switch 40a for connecting the global bit line GBL to the ground line VSS and a switch 40b for connecting the global source line GSL to the power supply line VPPY in response to the write control signal WR0. Further, the write driver 40 has a switch 40c for connecting the global bit line GBL to the power supply line VSS and a switch 40d for connecting the global source line GSL to the ground line VSS according to the write control signal WR1. For example, switches 40a and 40d are n-channel MOS transistors, and switches 40b and 40c have CMOS transmission gates. In FIG. 2 and the like, the p-channel MOS transistor is distinguished from the n-channel MOS transistor by marking the gate with a circle indicating negative logic. The CMOS transmission gates of the switches 40b and 40c are the same as the CMOS transmission gates of the column switch 30.

読み出し回路50は、グローバルビット線GBLを接地線に接続するスイッチ50aと、センスアンプ52と、グローバルソース線GSLをセンスアンプ52に接続するスイッチ50bとを有する。スイッチ50a、50bは、nチャネルMOSトランジスタを有し、読み出しイネーブル信号RENにより制御される。 The readout circuit 50 includes a switch 50a for connecting the global bit line GBL to the ground line, a sense amplifier 52, and a switch 50b for connecting the global source line GSL to the sense amplifier 52. The switches 50a and 50b have an n-channel MOS transistor and are controlled by a read enable signal REN.

センスアンプ52は、後述する読み出し動作およびベリファイ動作において、選択されたメモリセル10の抵抗素子Rを流れる電流に応じてグローバルソース線GSLに現れる電圧を参照電圧VREFと比較することで、メモリセル10が保持する論理を読み出す。なお、センスアンプ52は、メモリセル12のベリファイ動作にも使用される。読み出し動作は、図9および図21で説明し、ベリファイ動作は、図20で説明する。 The sense amplifier 52 compares the voltage appearing in the global source line GSL with the reference voltage VREF according to the current flowing through the resistance element R of the selected memory cell 10 in the read operation and the verify operation described later, and thereby the memory cell 10 Read the logic held by. The sense amplifier 52 is also used for the verification operation of the memory cell 12. The read operation will be described with reference to FIGS. 9 and 21, and the verify operation will be described with reference to FIG.

ROMメモリセル12は、相補の論理を記憶する2つの抵抗素子R0、R1と2つの転送トランジスタT0、T1とを有する。ROMメモリセル12は、2つのメモリセル10と等価である。転送トランジスタT0のゲートは、ワード線RWL0に接続され、転送トランジスタT1のゲートは、ワード線RWL1に接続される。以下では、ワード線RWL0、RWL1を区別なく説明する場合、単にワード線RWLと称する場合がある。ROMメモリセル12は、ビットイネーブル線RBE0、RBE1を介してROMリード回路60に接続される。ビットイネーブル線RBE0は、抵抗素子R0と転送トランジスタT0との接続ノードに接続され、ビットイネーブル線RBE1は、抵抗素子R1と転送トランジスタT1との接続ノードに接続される。 The ROM memory cell 12 has two resistance elements R0 and R1 for storing complementary logic and two transfer transistors T0 and T1. The ROM memory cell 12 is equivalent to two memory cells 10. The gate of the transfer transistor T0 is connected to the word line RWL0, and the gate of the transfer transistor T1 is connected to the word line RWL1. In the following, when the word lines RWL0 and RWL1 will be described without distinction, they may be simply referred to as word lines RWL. The ROM memory cell 12 is connected to the ROM read circuit 60 via the bit enable lines RBE0 and RBE1. The bit enable line RBE0 is connected to the connection node between the resistance element R0 and the transfer transistor T0, and the bit enable line RBE1 is connected to the connection node between the resistance element R1 and the transfer transistor T1.

ROMメモリセル12は、2つの抵抗素子R0、R1により1ビットを記憶する。例えば、ROMメモリセル12は、抵抗素子R0の抵抗値が抵抗素子R1の抵抗値より高い場合、論理1を記憶し、抵抗素子R1の抵抗値が抵抗素子R0の抵抗値より高い場合、論理0を記憶する。例えば、ROMメモリセル12は、4組のビット線BL/ソース線SLに対応して設けられる。以下では、1組のビット線BL/ソース線SLを1コラムとも称する。 The ROM memory cell 12 stores 1 bit by two resistance elements R0 and R1. For example, the ROM memory cell 12 stores logic 1 when the resistance value of the resistance element R0 is higher than the resistance value of the resistance element R1, and logic 0 when the resistance value of the resistance element R1 is higher than the resistance value of the resistance element R0. Remember. For example, the ROM memory cell 12 is provided corresponding to four sets of bit line BL / source line SL. Hereinafter, one set of bit line BL / source line SL is also referred to as one column.

なお、ROMメモリセル12は、3以上の抵抗素子を有してもよい。ROMメモリセル12が奇数個の抵抗素子を有する場合、ROMメモリセル12から読み出されるデータの論理は、例えば、多数決により判定されてもよい。また、ROMメモリセル12が4個の抵抗素子を有する場合、2個の抵抗素子R毎に相補の論理を記憶してもよい。ROMメモリセル12に複数の抵抗素子を配置し、ROMメモリセル12に記憶される情報量を増やすことで、ROMメモリセル10に記憶されるデータに比べてデータの信頼性を向上することができる。 The ROM memory cell 12 may have three or more resistance elements. When the ROM memory cell 12 has an odd number of resistance elements, the logic of the data read from the ROM memory cell 12 may be determined by, for example, a majority vote. Further, when the ROM memory cell 12 has four resistance elements, complementary logic may be stored for each of the two resistance elements R. By arranging a plurality of resistance elements in the ROM memory cell 12 and increasing the amount of information stored in the ROM memory cell 12, the reliability of the data can be improved as compared with the data stored in the ROM memory cell 10. ..

例えば、半導体記憶装置100Aが32個のデータ端子I/Oを有し、データ端子I/O毎に32コラムが設けられる場合、メモリセルアレイ20は、1024コラムを有する。この場合、図2の回路構成では、最大で256個のROMメモリセル12をメモリセルアレイ20に隣接して設けることが可能である。 For example, if the semiconductor storage device 100A has 32 data terminals I / O and 32 columns are provided for each data terminal I / O, the memory cell array 20 has 1024 columns. In this case, in the circuit configuration of FIG. 2, a maximum of 256 ROM memory cells 12 can be provided adjacent to the memory cell array 20.

例えば、ROMメモリセル12は、半導体記憶装置100Aに設けられる電源回路80(図3)が生成する内部電圧を調整するためのトリミング情報を記憶してもよい。また、半導体記憶装置100Aは、不良のメモリセル10を救済するための冗長メモリセルを有し、不良のメモリセル10の代わりに冗長メモリセルを動作させる切り替え回路(救済回路)を有してもよい。この場合、ROMメモリセル12は、不良のメモリセル10のアドレス(不良アドレス)を記憶してもよい。さらに、ROMメモリセル12は、各種制御信号のタイミング(遅延量)を調整するためのトリミング情報を記憶してもよく、半導体記憶装置100Aの識別コードや製造情報等を記憶してもよい。 For example, the ROM memory cell 12 may store trimming information for adjusting the internal voltage generated by the power supply circuit 80 (FIG. 3) provided in the semiconductor storage device 100A. Further, the semiconductor storage device 100A may have a redundant memory cell for relieving the defective memory cell 10 and may have a switching circuit (relief circuit) for operating the redundant memory cell instead of the defective memory cell 10. Good. In this case, the ROM memory cell 12 may store the address (defective address) of the defective memory cell 10. Further, the ROM memory cell 12 may store trimming information for adjusting the timing (delay amount) of various control signals, or may store an identification code, manufacturing information, or the like of the semiconductor storage device 100A.

図5で説明するように、ROMメモリセル12は、半導体記憶装置100Aの電源の起動時に読み出しアクセスされ、ROMメモリセル12に予め記憶されたデータは、ROMリード回路60により読み出される。ROMリード回路60は、電源の起動時に動作し、ROMメモリセル12の2つの抵抗素子R0、R1にそれぞれ流れる電流に応じて、ROMメモリセル12が保持するデータの論理を判定し、判定した論理をデータ出力信号SAOUTとして出力する。ROMリード回路60の例は、図8に示し、ROMリード回路60の動作の例は、図9に示す。 As described with reference to FIG. 5, the ROM memory cell 12 is read-accessed when the power supply of the semiconductor storage device 100A is started, and the data stored in advance in the ROM memory cell 12 is read out by the ROM read circuit 60. The ROM read circuit 60 operates when the power supply is started, and determines the logic of the data held by the ROM memory cell 12 according to the currents flowing through the two resistance elements R0 and R1 of the ROM memory cell 12, respectively. Is output as a data output signal SAOUT. An example of the ROM read circuit 60 is shown in FIG. 8, and an example of the operation of the ROM read circuit 60 is shown in FIG.

ROMコラムスイッチ70は、各ビット線BLと、ROMメモリセル12に接続されたビット線RBLとを接続する4つのスイッチ70a、70b、70c、70dを有する。また、ROMコラムスイッチ70は、各ソース線SLと、ROMメモリセル12に接続されたソース線RSLとを接続する4つのスイッチ70e、70f、70g、70hを有する。例えば、各スイッチ70a−70hは、nチャネルMOSトランジスタである。スイッチ70a、70b、70c、70e、70f、70gは、コラム選択信号RYDVWに基づいて動作し、スイッチ70d、70hは、コラム選択信号RYDWに基づいて動作する。 The ROM column switch 70 has four switches 70a, 70b, 70c, and 70d that connect each bit line BL and the bit line RBL connected to the ROM memory cell 12. Further, the ROM column switch 70 has four switches 70e, 70f, 70g, and 70h for connecting each source line SL and the source line RSL connected to the ROM memory cell 12. For example, each switch 70a-70h is an n-channel MOS transistor. The switches 70a, 70b, 70c, 70e, 70f and 70g operate based on the column selection signal RYDVW, and the switches 70d and 70h operate based on the column selection signal RYDW.

例えば、ROMメモリセル12の書き込み動作時に、コラム選択信号RYDVW、RYDWの両方がハイレベルに設定され、ROMメモリセル12のベリファイ動作時に、コラム選択信号RYDVWがハイレベルに設定される。これにより、図19で説明するように、ROMメモリセル12の書き込み動作時には、8つのスイッチ70a−70hがオンし、図20で説明するように、ROMメモリセル12のベリファイ動作時には、スイッチ70d、70hがオンする。 For example, both the column selection signals RYDVW and RYDW are set to high levels during the write operation of the ROM memory cells 12, and the column selection signals RYDVW are set to high levels during the verify operation of the ROM memory cells 12. As a result, as described with reference to FIG. 19, the eight switches 70a-70h are turned on during the writing operation of the ROM memory cell 12, and the switch 70d, as described with reference to FIG. 20, during the verifying operation of the ROM memory cell 12. 70h turns on.

なお、ROMメモリセル12、ROMリード回路60およびROMコラムスイッチ70に付加している「ROM」は、ROMメモリセル12が、半導体記憶装置100Aの出荷後にROM(Read Only Memory)として機能することを示す。例えば、後述するように、半導体記憶装置100Aの試験工程において、ROMメモリセル12にデータが書き込まれる。試験工程において、ROMメモリセル12にデータを書き込む書き込み動作は、ライトドライバ40を使用して実行され、ROMメモリセル12に書き込んだデータを確認するベリファイ動作は、読み出し回路50を使用して実行される。 The "ROM" added to the ROM memory cell 12, the ROM read circuit 60, and the ROM column switch 70 indicates that the ROM memory cell 12 functions as a ROM (Read Only Memory) after the semiconductor storage device 100A is shipped. Shown. For example, as will be described later, data is written to the ROM memory cell 12 in the test process of the semiconductor storage device 100A. In the test process, the write operation of writing data to the ROM memory cell 12 is executed using the write driver 40, and the verify operation of confirming the data written to the ROM memory cell 12 is executed using the read circuit 50. To.

図3は、図2の半導体記憶装置100Aの回路の配置の一例を示す。すなわち、図3は、半導体記憶装置100Aのチップレイアウトの一例を示す。図3では、例えば、ROMリード回路60、ROMメモリセル12、メモリセルアレイ20、コラムスイッチ30、読み出し回路50およびライトドライバ40をそれぞれ含む2つの回路群が、電源回路80とデータ入出力回路90との間に配置される。例えば、半導体記憶装置100Aは、下位の32ビットのデータ端子I/O0−I/O31に対応する回路群と、上位の32ビットのデータ端子I/O32−I/O63に対応する回路群とを有する。 FIG. 3 shows an example of the arrangement of the circuit of the semiconductor storage device 100A of FIG. That is, FIG. 3 shows an example of the chip layout of the semiconductor storage device 100A. In FIG. 3, for example, two circuit groups including a ROM read circuit 60, a ROM memory cell 12, a memory cell array 20, a column switch 30, a read circuit 50, and a write driver 40 are a power supply circuit 80 and a data input / output circuit 90. Placed between. For example, the semiconductor storage device 100A has a circuit group corresponding to the lower 32-bit data terminal I / O0-I / O31 and a circuit group corresponding to the upper 32-bit data terminal I / O32-I / O63. Have.

2つの回路群のメモリセルアレイ20の間には、ワード線WLを選択するためのローデコーダ22等の各種制御回路が配置される。例えば、ローデコーダ22と電源回路80との間の領域には、ワード線RWLを選択するためのローデコーダと、ROMリード回路60を動作せるための制御信号の生成回路等が配置されてもよい。また、ローデコーダ22とデータ入出力回路90との間の領域には、コラムスイッチ30を選択するためのコラムデコーダ、コラムデコーダを制御する制御回路、読み出し回路50を制御する制御回路、ライトドライバ40を制御する制御回路が配置されてもよい。 Various control circuits such as a low decoder 22 for selecting a word line WL are arranged between the memory cell array 20 of the two circuit groups. For example, in the area between the low decoder 22 and the power supply circuit 80, a low decoder for selecting the word line RWL, a control signal generation circuit for operating the ROM read circuit 60, and the like may be arranged. .. Further, in the area between the low decoder 22 and the data input / output circuit 90, a column decoder for selecting the column switch 30, a control circuit for controlling the column decoder, a control circuit for controlling the read circuit 50, and a write driver 40 A control circuit for controlling the above may be arranged.

電源回路80に接続される信号線RDTは、ROMメモリセル12から読み出されるデータRDTの転送経路を示す。例えば、データRDTは、電源電圧VPPX、VDDを調整するトリミング情報として電源回路80に転送されてもよい。また、半導体記憶装置100Aが、不良のメモリセル10を救済するための冗長メモリセルを有する場合、データRDTは、不良のメモリセル10を示す不良アドレスを示してもよい。なお、不良アドレスは、不良のメモリセル10が接続されたワード線WLまたはビット線BLを示してもよい。そして、不良アドレスを示すデータRDTは、不良のメモリセル10の代わりに冗長メモリセルを動作させる図示しない切り替え回路(救済回路)に転送されてもよい。一方、データ入出力回路90に接続される信号線DTは、メモリセル10に読み書きされるデータ信号DTの転送経路を示す。 The signal line RDT connected to the power supply circuit 80 indicates a transfer path of the data RDT read from the ROM memory cell 12. For example, the data RDT may be transferred to the power supply circuit 80 as trimming information for adjusting the power supply voltages VPPX and VDD. Further, when the semiconductor storage device 100A has a redundant memory cell for relieving the defective memory cell 10, the data RDT may indicate a defective address indicating the defective memory cell 10. The defective address may indicate a word line WL or a bit line BL to which a defective memory cell 10 is connected. Then, the data RDT indicating the defective address may be transferred to a switching circuit (relief circuit) (not shown) that operates a redundant memory cell instead of the defective memory cell 10. On the other hand, the signal line DT connected to the data input / output circuit 90 indicates a transfer path of the data signal DT read / written to / from the memory cell 10.

半導体記憶装置100Aは、通常のメモリセル10の書き込み動作に使用するライトドライバ40を利用してROMメモリセル12にデータを書き込むことができる。また、半導体記憶装置100Aは、通常のメモリセル10の読み出し動作に使用する読み出し回路50を利用してROMメモリセル12のベリファイ動作を実行することができる。このため、ROMメモリセル12用のライトドライバおよびベリファイ用センスアンプを設ける場合に比べて、半導体記憶装置100Aのチップサイズを削減することができる。また、ROMメモリセル12の書き込み動作およびベリファイ動作の制御を簡易にすることができる。 The semiconductor storage device 100A can write data to the ROM memory cell 12 by using the write driver 40 used for the normal writing operation of the memory cell 10. Further, the semiconductor storage device 100A can execute the verification operation of the ROM memory cell 12 by using the read circuit 50 used for the read operation of the normal memory cell 10. Therefore, the chip size of the semiconductor storage device 100A can be reduced as compared with the case where the write driver for the ROM memory cell 12 and the sense amplifier for verification are provided. Further, it is possible to simplify the control of the writing operation and the verifying operation of the ROM memory cell 12.

メモリセルアレイ20、ROMコラムスイッチ70およびROMメモリセル12の周囲の太い破線枠は、ダミーメモリセルが配置されるダミー領域DMYを示している。ダミーメモリセルは、メモリセルアレイ20の周囲の領域に比べてトランジスタT等が密に配置されるメモリセル10が露光工程において受けるハレーションの影響等を低減するために配置される。露光工程で発生するハレーションは、素子のパターンを変形させ、素子の電気的特性を劣化させる場合がある。 The thick dashed line frame around the memory cell array 20, the ROM column switch 70, and the ROM memory cell 12 indicates a dummy area DMY in which the dummy memory cell is arranged. The dummy memory cell is arranged in order to reduce the influence of halation on the memory cell 10 in which the transistors T and the like are arranged densely as compared with the area around the memory cell array 20 in the exposure process. Halation generated in the exposure process may deform the pattern of the device and deteriorate the electrical characteristics of the device.

図4は、図3の電源回路80の一例を示す。電源回路80は、低電圧検出回路82、降圧回路84、ROMリード制御回路86および昇圧回路88を有する。低電圧検出回路82は、電源検出回路の一例であり、ROMリード制御回路86は、読み出し制御回路の一例であり、昇圧回路88は、内部電圧生成回路の一例である。 FIG. 4 shows an example of the power supply circuit 80 of FIG. The power supply circuit 80 includes a low voltage detection circuit 82, a step-down circuit 84, a ROM read control circuit 86, and a boost-up circuit 88. The low voltage detection circuit 82 is an example of a power supply detection circuit, the ROM read control circuit 86 is an example of a read control circuit, and the booster circuit 88 is an example of an internal voltage generation circuit.

低電圧検出回路82は、半導体記憶装置100Aの外部から供給される電源電圧VCC(外部電源電圧)が所定の電圧以下の場合、ロウレベルの開始信号STTを出力し、電源電圧VCCが所定の電圧を超えた場合、ハイレベルの開始信号STTを出力する。開始信号STTは、降圧回路84およびROMリード制御回路86に供給される。降圧回路84は、開始信号STTがハイレベルの期間に電源電圧VCCを降圧して電源電圧VDDを生成する。 When the power supply voltage VCS (external power supply voltage) supplied from the outside of the semiconductor storage device 100A is equal to or lower than a predetermined voltage, the low voltage detection circuit 82 outputs a low-level start signal STT, and the power supply voltage VCS sets the predetermined voltage. If it exceeds, a high level start signal STT is output. The start signal STT is supplied to the step-down circuit 84 and the ROM read control circuit 86. The step-down circuit 84 steps down the power supply voltage VCS while the start signal STT is at a high level to generate the power supply voltage VDD.

ROMリード制御回路86は、電源電圧VDDに基づいて動作し、開始信号STTがロウレベルからハイレベルに変化したことに基づいて、所定の期間ロウレベルに維持され、その後ハイレベルに変化するラッチ信号LATVSSを生成する。また、ROMリード制御回路86は、プリチャージ信号PREB、出力制御信号SAOUTBおよびセンスアンプイネーブル信号SAENを生成する。さらに、ROMリード制御回路86は、ラッチ信号LATVSSをハイレベルに設定したことに基づいて、許可信号VPENを生成し、昇圧回路88に出力する。 The ROM read control circuit 86 operates based on the power supply voltage VDD, and based on the change of the start signal STT from the low level to the high level, the latch signal LATVSS which is maintained at the low level for a predetermined period and then changes to the high level. Generate. Further, the ROM read control circuit 86 generates a precharge signal PREB, an output control signal SAOUTB, and a sense amplifier enable signal SAEN. Further, the ROM read control circuit 86 generates a permission signal VPEN based on setting the latch signal LATVSS to a high level, and outputs it to the booster circuit 88.

昇圧回路88は、ROMリード制御回路86から出力される許可信号VPENに基づいて動作を開始し、電源電圧VCC、VDDを用いて電源電圧VPPXを生成する。電源電圧VPPXは、内部電圧の一例である。なお、電源回路80は、センスアンプ52で使用する参照電圧VREFを生成してもよい。 The booster circuit 88 starts operation based on the permission signal VPEN output from the ROM read control circuit 86, and generates the power supply voltage VPPX using the power supply voltages VCS and VDD. The power supply voltage VPPX is an example of the internal voltage. The power supply circuit 80 may generate a reference voltage VREF used in the sense amplifier 52.

電源回路80は、電源端子で受けた電源電圧VCCを電源電圧VPPYとして、コラムスイッチ30、ライトドライバ40およびセンスアンプ52等に出力する。電源電圧VPPX、VCC、VPPY、VDDの関係は、VPPX>VCC=VPPY>VDDである。例えば、電源電圧VPPXは、ワード線WL、RWL、コラム選択信号RYDW、RYDVWのハイレベル電圧に使用される。電源電圧VPPYは、コラム選択信号YD、書き込み制御信号WR0、WR1、読み出しイネーブル信号REN等のハイレベル電圧に使用される。 The power supply circuit 80 outputs the power supply voltage VCS received at the power supply terminal as the power supply voltage VPPY to the column switch 30, the light driver 40, the sense amplifier 52, and the like. The relationship between the power supply voltages VPPX, VCS, VPPPY, and VDD is VPPX> VCS = VPPPY> VDD. For example, the power supply voltage VPPX is used for high level voltages of word lines WL, RWL, column selection signals RYDW, RYDVW. The power supply voltage VPPY is used for high level voltages such as the column selection signal YD, the write control signals WR0 and WR1, and the read enable signal REN.

なお、半導体記憶装置100Aが電源端子で電源電圧VDDを受ける場合、電源回路80は、電源電圧VDDを昇圧して電源電圧VPPY、VPPXを生成してもよく、この場合、低電圧検出回路82は、電源電圧VDDに基づいて動作する。また、半導体記憶装置100Aが電源端子で電源電圧VPPXを受ける場合、電源回路80は、電源電圧VPPXを降圧して電源電圧VPPY、VDDを生成してもよく、この場合、低電圧検出回路82は、電源電圧VPPXに基づいて動作する。さらに、半導体記憶装置100Aが複数の電源端子で電源電圧VCC、VDD、VPPXをそれぞれ受ける場合、電源回路80は、降圧回路84および昇圧回路88を持たなくてもよい。 When the semiconductor storage device 100A receives the power supply voltage VDD at the power supply terminal, the power supply circuit 80 may boost the power supply voltage VDD to generate the power supply voltages VPPY and VPPX. In this case, the low voltage detection circuit 82 , Operates based on power supply voltage VDD. Further, when the semiconductor storage device 100A receives the power supply voltage VPPX at the power supply terminal, the power supply circuit 80 may step down the power supply voltage VPPX to generate the power supply voltages VPPY and VDD. In this case, the low voltage detection circuit 82 , Operates based on the power supply voltage VPPX. Further, when the semiconductor storage device 100A receives the power supply voltages VCS, VDD, and VPPX at the plurality of power supply terminals, the power supply circuit 80 does not have to have the step-down circuit 84 and the step-up circuit 88.

図5は、図4の電源回路80の動作の一例を示す。図5は、半導体記憶装置100Aの電源の立ち上げ時の動作の例を示している。まず、半導体記憶装置100Aに電源電圧VCCが供給されると(PON)、電源電圧VCCに追従して電源電圧VDD、VPPY、VPPXと、ラッチ信号LATVSSの電圧とが上昇する(図5(a)、(b))。 FIG. 5 shows an example of the operation of the power supply circuit 80 of FIG. FIG. 5 shows an example of the operation of the semiconductor storage device 100A at the time of starting up the power supply. First, when the power supply voltage VCS is supplied to the semiconductor storage device 100A (PON), the power supply voltages VDD, VPPPY, VPPX and the voltage of the latch signal LATVSS rise following the power supply voltage VCS (FIG. 5A). , (B)).

例えば、電源電圧VCCが0.8Vを超えた場合、低電圧検出回路82は、開始信号STTをロウレベルからハイレベルに変更する(図5(c))。なお、0.8Vは、ROMリード制御回路86が動作可能な最低電圧よりも所定値だけ高い電圧である。この後、開始信号STTの電圧は、電源電圧VCCに追従して上昇をする(図5(d))。 For example, when the power supply voltage VCS exceeds 0.8 V, the low voltage detection circuit 82 changes the start signal STT from low level to high level (FIG. 5 (c)). Note that 0.8V is a voltage higher than the minimum voltage at which the ROM read control circuit 86 can operate by a predetermined value. After that, the voltage of the start signal STT rises following the power supply voltage VCS (FIG. 5 (d)).

降圧回路84は、電源電圧VCCが0.8Vを超えた場合に動作を開始し、電源電圧VDDを生成する(図5(e))。例えば、降圧回路84は、電源電圧VCCを抵抗分割することで電源電圧VDDを生成する。 The step-down circuit 84 starts operation when the power supply voltage VCS exceeds 0.8 V, and generates the power supply voltage VDD (FIG. 5 (e)). For example, the step-down circuit 84 generates the power supply voltage VDD by dividing the power supply voltage VCS into resistors.

ROMリード制御回路86は、開始信号STTがハイレベルに変化したことに基づいて、ラッチ信号LATVSSを所定期間ロウレベルに設定し、その後ハイレベルに設定する(図5(f))。ラッチ信号LATVSSのロウレベル期間は、ROMメモリセル12からのデータの読み出し期間である。ROMメモリセル12からのデータの読み出し期間は、電源電圧VCC、VPPY、VDD、VPPXが規定の電圧に到達する前に設定される。 The ROM read control circuit 86 sets the latch signal LATVSS to a low level for a predetermined period of time based on the change of the start signal STT to a high level, and then sets it to a high level (FIG. 5 (f)). The low level period of the latch signal LATVSS is the period for reading data from the ROM memory cell 12. The data read period from the ROM memory cell 12 is set before the power supply voltages VCS, VPPY, VDD, and VPPX reach the specified voltage.

これにより、電源電圧VCC、VPPY、VDD、VPPXが規定の電圧に到達し、半導体記憶装置100Aを搭載するユーザシステム等によりメモリセル10のアクセスが開始される前に、トリミング情報や不良アドレス等を所定の回路に設定することができる。この結果、半導体記憶装置100Aを誤動作させることなく、メモリセルMCに対してデータを読み書きすることができる。 As a result, before the power supply voltages VCS, VPPY, VDD, and VPPX reach the specified voltage and the access to the memory cell 10 is started by the user system or the like equipped with the semiconductor storage device 100A, trimming information, defective addresses, and the like are input. It can be set to a predetermined circuit. As a result, data can be read and written to and from the memory cell MC without causing the semiconductor storage device 100A to malfunction.

なお、ROMリード制御回路86は、ラッチ信号LATVSSをロウレベルに設定したことに基づいて、プリチャージ信号PREB、出力制御信号SAOUTB、センスアンプイネーブル信号SAENを生成する。プリチャージ信号PREB、出力制御信号SAOUTB、センスアンプイネーブル信号SAENの例は、図9で説明する。また、ROMリード制御回路86は、ラッチ信号LATVSSをハイレベルに設定したことに基づいて、許可信号VPENを生成する。なお、例えば、ROMリード制御回路86は、ラッチ信号LATVSSのロウレベル期間を生成するための遅延回路を有してもよい。 The ROM read control circuit 86 generates a precharge signal PREB, an output control signal SAOUTB, and a sense amplifier enable signal SAEN based on setting the latch signal LATVSS to a low level. Examples of the precharge signal PREB, the output control signal SAOUTB, and the sense amplifier enable signal SAEN will be described with reference to FIG. Further, the ROM read control circuit 86 generates a permission signal VIPEN based on setting the latch signal LATVSS to a high level. For example, the ROM read control circuit 86 may have a delay circuit for generating a low level period of the latch signal LATVSS.

昇圧回路88は、ラッチ信号LATVSSがハイレベルに変化した後にROMリード制御回路86から出力される許可信号VPENに基づいて動作を開始し、電源電圧VPPXを生成する(図5(g))。 The booster circuit 88 starts operation based on the permission signal VPEN output from the ROM read control circuit 86 after the latch signal LATVSS changes to a high level, and generates a power supply voltage VPPX (FIG. 5 (g)).

ROMメモリセル12からのデータの読み出しが完了し、ラッチ信号LATVSSがハイレベルになった後に昇圧回路88を動作させることで、電源電圧VDDが1.2Vより低い期間での昇圧回路88の動作による電源変動を抑えることができる。これにより、例えば、昇圧回路88の動作により電源変動が発生する場合にも、電源が変動する前にROMメモリセル12からデータを読み出すことができ、ROMメモリセル12からのデータの読み出しマージンが低下することを抑止できる。 By operating the booster circuit 88 after the reading of data from the ROM memory cell 12 is completed and the latch signal LATVSS reaches a high level, the booster circuit 88 operates in a period when the power supply voltage VDD is lower than 1.2 V. Power supply fluctuation can be suppressed. As a result, for example, even when the power supply fluctuates due to the operation of the booster circuit 88, the data can be read from the ROM memory cell 12 before the power supply fluctuates, and the data read margin from the ROM memory cell 12 decreases. Can be deterred.

さらに、ROMメモリセル12からのデータの読み出しを制御するROMリード制御回路86により許可信号VPENを生成することで、読み出しの完了に同期して許可信号VPENを生成することができる。これにより、ROMメモリセル12からのデータの読み出し中に昇圧回路88が動作を開始することを抑止することができる。 Further, by generating the permission signal VPEN by the ROM read control circuit 86 that controls the reading of data from the ROM memory cell 12, the permission signal VPEN can be generated in synchronization with the completion of reading. As a result, it is possible to prevent the booster circuit 88 from starting operation while reading data from the ROM memory cell 12.

図6は、図2のROMコラムスイッチ70のレイアウトの一例を示す。スイッチ70a−70hおよびROMメモリセル12は、メモリセルアレイ20の配置されるメモリセル10のレイアウトの繰り返しパターンを利用して形成される。すなわち、スイッチ70a−70hおよびROMメモリセル12は、メモリセル10と同じレイアウトパターンを使用して、メモリセルアレイ20に隣接した領域に配置される。通常、メモリセルアレイ20の素子は、メモリセルアレイ20の周囲に設けられる制御回路等の周辺回路の素子に比べて密に配置される。このため、スイッチ70a−70hおよびROMメモリセル12をメモリセル10と同じレイアウトパターンを使用して設けることで、レイアウト面積の増加を最小限にすることができる。 FIG. 6 shows an example of the layout of the ROM column switch 70 of FIG. The switches 70a-70h and the ROM memory cell 12 are formed by utilizing the repeating pattern of the layout of the memory cell 10 in which the memory cell array 20 is arranged. That is, the switches 70a-70h and the ROM memory cell 12 are arranged in an area adjacent to the memory cell array 20 using the same layout pattern as the memory cell 10. Normally, the elements of the memory cell array 20 are arranged more densely than the elements of peripheral circuits such as control circuits provided around the memory cell array 20. Therefore, by providing the switches 70a-70h and the ROM memory cell 12 using the same layout pattern as the memory cell 10, an increase in the layout area can be minimized.

なお、図6等に示すROMメモリセル12の抵抗素子R0、R1および図2等に示すメモリセル10の抵抗素子Rは、転送トランジスタT0、T1、Tの形成領域の上方に形成される。各図では、説明を分かりやすくするために、抵抗素子R0、R1、Rを記載しているが、ROMメモリセル12およびメモリセル10のトランジスタ領域のレイアウトは、図6に示すROMコラムスイッチ70のトランジスタのレイアウトと同様である。 The resistance elements R0 and R1 of the ROM memory cell 12 shown in FIG. 6 and the like and the resistance element R of the memory cell 10 shown in FIG. 2 and the like are formed above the formation regions of the transfer transistors T0, T1 and T. In each figure, the resistance elements R0, R1, and R are described for the sake of clarity, but the layout of the transistor area of the ROM memory cell 12 and the memory cell 10 is the layout of the ROM column switch 70 shown in FIG. It is similar to the layout of the transistor.

図6に示す網掛けの領域は、ダミーメモリセルが形成されるダミー領域DMYを模式的に示している。図6に示すように、ROMコラムスイッチ70およびROMメモリセル12は、メモリセル10のレイアウトの繰り返しパターンを利用して形成される。このため、ダミー領域DMYを、メモリセルアレイ20、ROMコラムスイッチ70およびROMメモリセル12の形成領域の周囲を覆って形成することができる。この結果、ROMコラムスイッチ70とメモリセルアレイ20とを互いに離れて配置し、ダミー領域DMYを別々に設ける場合に比べて、ダミーメモリセルのレイアウト面積を削減することができ、半導体記憶装置100Aのチップサイズを削減することができる。 The shaded area shown in FIG. 6 schematically shows a dummy area DMY in which a dummy memory cell is formed. As shown in FIG. 6, the ROM column switch 70 and the ROM memory cell 12 are formed by utilizing the repeating pattern of the layout of the memory cell 10. Therefore, the dummy region DMY can be formed so as to cover the periphery of the formation regions of the memory cell array 20, the ROM column switch 70, and the ROM memory cell 12. As a result, the layout area of the dummy memory cell can be reduced as compared with the case where the ROM column switch 70 and the memory cell array 20 are arranged apart from each other and the dummy area DMY is provided separately, and the chip of the semiconductor storage device 100A can be reduced. The size can be reduced.

図7は、図6のROMコラムスイッチ70を制御する制御回路の一例を示す。ROMコラムスイッチ70を制御する制御回路72は、コラム選択信号RYDWを出力するレベルシフタ74、コラム選択信号RYDVWを出力するレベルシフタ76およびレベルシフタ74、76の入力に接続される論理回路78を有する。 FIG. 7 shows an example of a control circuit that controls the ROM column switch 70 of FIG. The control circuit 72 that controls the ROM column switch 70 includes a level shifter 74 that outputs a column selection signal RYDW, a level shifter 76 that outputs a column selection signal RYDVW, and a logic circuit 78 that is connected to the inputs of the level shifters 74 and 76.

論理回路78は、ROMメモリセル12の抵抗素子R0、R1のいずれかにデータを書き込む書き込み動作時と、抵抗素子R0、R1のデータの書き込みレベルを検証するベリファイ動作時とに、ハイレベルのROMアクセス信号RACCを受ける。そして、論理回路78は、書き込み動作時にハイレベルに設定される書き込み信号WRに応答して、書き込み信号WRと同じ論理レベルの制御信号pRYDW、pRYDVWをレベルシフタ74、76にそれぞれ出力する。また、論理回路78は、ベリファイ動作時にハイレベルに設定されるベリファイ信号VRFYに応答して、ベリファイ信号VRFYと同じ論理レベルの制御信号pRYDVWをレベルシフタ76に出力する。 The logic circuit 78 is a high-level ROM during a writing operation of writing data to any of the resistance elements R0 and R1 of the ROM memory cell 12 and a verification operation of verifying the data writing level of the resistance elements R0 and R1. Receive access signal RACC. Then, the logic circuit 78 outputs the control signals pRYDW and pRYDVW of the same logic level as the write signal WR to the level shifters 74 and 76, respectively, in response to the write signal WR set to a high level during the write operation. Further, the logic circuit 78 outputs a control signal pRYDVW having the same logic level as the verify signal VRFY to the level shifter 76 in response to the verify signal VRFY set to a high level during the verify operation.

ROMアクセス信号RACC、書き込み信号WRおよびベリファイ信号VRFYは、図3に示したROMコラムスイッチ70に隣接する領域に設けられるROMアクセス制御回路により生成される。ROMアクセス制御回路は、図5に示したROMメモリセル12の書き込み動作期間およびベリファイ動作期間に動作する。 The ROM access signal RACC, the write signal WR, and the verify signal VRFY are generated by the ROM access control circuit provided in the area adjacent to the ROM column switch 70 shown in FIG. The ROM access control circuit operates during the write operation period and the verify operation period of the ROM memory cell 12 shown in FIG.

レベルシフタ74は、制御信号pRYDWのハイレベルを電源電圧VDDから電源電圧VPPXに変換し、コラム選択信号RYDWとして出力する。レベルシフタ76は、制御信号pRYDVWのハイレベルを電源電圧VDDから電源電圧VPPXに変換し、コラム選択信号RYDVWとして出力する。 The level shifter 74 converts the high level of the control signal pRYDW from the power supply voltage VDD to the power supply voltage VPPX and outputs it as the column selection signal RYDW. The level shifter 76 converts the high level of the control signal pRYDVW from the power supply voltage VDD to the power supply voltage VPPX and outputs it as the column selection signal RYDVW.

なお、論理回路78の論理にしたがって、ROMメモリセル12の書き込み動作時には、コラム選択信号RYDW、RYDVWがハイレベルに設定される。ROMメモリセル12のベリファイ動作時には、コラム選択信号RYDVWがハイレベルに設定され、コラム選択信号RYDWがロウレベルに設定される。これにより、図19で説明するように、ROMメモリセル12の書き込み動作では、全てのコラムスイッチ70a−70hがオンし、図20で説明するように、ROMメモリセル12のベリファイ動作では、コラムスイッチ70d、70hがオンし、コラムスイッチ70a−70c、70e−70gがオフする。 According to the logic of the logic circuit 78, the column selection signals RYDW and RYDVW are set to high levels during the writing operation of the ROM memory cell 12. During the verify operation of the ROM memory cell 12, the column selection signal RYDVW is set to a high level and the column selection signal RYDW is set to a low level. As a result, as described with reference to FIG. 19, all the column switches 70a-70h are turned on in the writing operation of the ROM memory cell 12, and as described in FIG. 20, the column switch is turned on in the verifying operation of the ROM memory cell 12. The 70d and 70h are turned on, and the column switches 70a-70c and 70e-70g are turned off.

図8は、図2のROMリード回路60の一例を示す。ROMリード回路60は、ラッチ部61、電源スイッチ62、接地スイッチ63、プリチャージ部64、65および出力部66、67を有する。ROMメモリセル12の抵抗素子R0、R1は、ラッチ部61と接地スイッチ63との間に配置される。ROMリード回路60は、電源電圧VDD(例えば、1.2V)を受けて動作する。 FIG. 8 shows an example of the ROM read circuit 60 of FIG. The ROM read circuit 60 includes a latch unit 61, a power switch 62, a ground switch 63, precharge units 64 and 65, and output units 66 and 67. The resistance elements R0 and R1 of the ROM memory cell 12 are arranged between the latch portion 61 and the ground switch 63. The ROM read circuit 60 operates by receiving the power supply voltage VDD (for example, 1.2V).

ラッチ部61は、一方の出力が他方の入力に接続された一対のCMOSインバータ610、611を有する。CMOSインバータ610、611は、反転回路の一例である。CMOSインバータ610の出力は、記憶ノードXCを介してプリチャージ部64に接続される。CMOSインバータ611の出力は、記憶ノードXTを介してプリチャージ部65に接続される。 The latch portion 61 has a pair of CMOS inverters 610, 611 in which one output is connected to the other input. The CMOS inverters 610 and 611 are examples of inverting circuits. The output of the CMOS inverter 610 is connected to the precharge unit 64 via the storage node XC. The output of the CMOS inverter 611 is connected to the precharge unit 65 via the storage node XT.

CMOSインバータ610のnチャネルMOSトランジスタ610aのソースは、ROMメモリセル12の抵抗素子R0およびソース線RSLを介して接地スイッチ63に接続される。CMOSインバータ611のnチャネルMOSトランジスタ611aのソースは、ROMメモリセル12の抵抗素子R1およびソース線RSLを介して接地スイッチ63に接続される。このように、抵抗素子R0、R1は、ROMリード回路60内に配置される。ROMリード回路60は、抵抗素子R0、R1を含んでいるとも言える。 The source of the n-channel MOS transistor 610a of the CMOS inverter 610 is connected to the ground switch 63 via the resistance element R0 of the ROM memory cell 12 and the source line RSL. The source of the n-channel MOS transistor 611a of the CMOS inverter 611 is connected to the ground switch 63 via the resistance element R1 of the ROM memory cell 12 and the source line RSL. In this way, the resistance elements R0 and R1 are arranged in the ROM read circuit 60. It can be said that the ROM read circuit 60 includes resistance elements R0 and R1.

なお、電源電圧VDDを受けて動作するラッチ部61、電源スイッチ62、プリチャージ部64、65および出力部66、67は、書き込み動作時に電源電圧VPPYに設定されるビットイネーブル線RBE0、RBE1等と電気的に分離される。ラッチ部61のnチャネルMOSトランジスタ610a、611aは、ROMリード回路60を電源電圧VDDYの供給線から分離させる分離トランジスタとして機能するため、新たに分離スイッチ等を設けなくてよい。 The latch unit 61, the power switch 62, the precharge units 64, 65, and the output units 66, 67 that operate in response to the power supply voltage VDD are the bit enable lines RBE0, RBE1, etc. that are set to the power supply voltage VPPY during the writing operation. It is electrically separated. Since the n-channel MOS transistors 610a and 611a of the latch portion 61 function as separation transistors that separate the ROM read circuit 60 from the supply line of the power supply voltage VDDY, it is not necessary to newly provide a separation switch or the like.

例えば、接地スイッチ63は、nチャネルMOSトランジスタ63aを有し、ゲートで受けるセンスアンプイネーブル信号SAENに基づいて動作し、抵抗素子R0、R1を接地線VSSに接続し、あるいは、抵抗素子R0、R1と接地線VSSとの接続を遮断する。 For example, the ground switch 63 has an n-channel MOS transistor 63a and operates based on the sense amplifier enable signal SAEN received at the gate, and connects the resistance elements R0 and R1 to the ground line VSS, or the resistance elements R0 and R1. And the ground wire VSS are cut off.

CMOSインバータ610のpチャネルMOSトランジスタ610bのソースおよびCMOSインバータ611のpチャネルMOSトランジスタ611bのソースは、電源スイッチ62に接続される。例えば、電源スイッチ62は、pチャネルMOSトランジスタを有し、ゲートで受けるラッチ信号LATVSSに基づいて動作し、電源線VDDをラッチ部61に接続し、あるいは、電源線VDDとラッチ部61との接続を遮断する。電源線VDDは、第1の電源線の一例である。 The source of the p-channel MOS transistor 610b of the CMOS inverter 610 and the source of the p-channel MOS transistor 611b of the CMOS inverter 611 are connected to the power switch 62. For example, the power switch 62 has a p-channel MOS transistor and operates based on the latch signal LATVSS received at the gate, and connects the power supply line VDD to the latch portion 61 or the power supply line VDD and the latch portion 61. To shut off. The power line VDD is an example of the first power line.

プリチャージ部64は、電源線VDDと接地線VSSとの間に直列に接続されたpチャネルMOSトランジスタ64aおよびnチャネルMOSトランジスタ64bを有する。pチャネルMOSトランジスタ64aのゲートは、プリチャージ信号PREBを受け、nチャネルMOSトランジスタ64bのゲートは、ラッチ信号LATVSSを受ける。 The precharge unit 64 has a p-channel MOS transistor 64a and an n-channel MOS transistor 64b connected in series between the power supply line VDD and the ground line VSS. The gate of the p-channel MOS transistor 64a receives the precharge signal PREB, and the gate of the n-channel MOS transistor 64b receives the latch signal LATVSS.

プリチャージ部65は、電源線VDDと接地線VSSとの間に直列に接続されたpチャネルMOSトランジスタ65aおよびnチャネルMOSトランジスタ65bを有する。pチャネルMOSトランジスタ65aのゲートは、プリチャージ信号PREBを受け、nチャネルMOSトランジスタ65bのゲートは、ラッチ信号LATVSSを受ける。 The precharge unit 65 has a p-channel MOS transistor 65a and an n-channel MOS transistor 65b connected in series between the power supply line VDD and the ground line VSS. The gate of the p-channel MOS transistor 65a receives the precharge signal PREB, and the gate of the n-channel MOS transistor 65b receives the latch signal LATVSS.

出力部66は、ノアゲート66aを有し、出力部67は、ノアゲート67aを有する。ノアゲート66aは、出力制御信号SAOUTBと記憶ノードXCの電圧とを受ける。ノアゲート66aは、ROMメモリセル12の読み出し動作で使用されないため、以降の説明は省略する。ノアゲート67aは、出力制御信号SAOUTBと記憶ノードXTの電圧とを受け、データ出力信号SAOUTを出力する。 The output unit 66 has a noah gate 66a, and the output unit 67 has a noah gate 67a. The Noah Gate 66a receives the output control signal SAOUTB and the voltage of the storage node XC. Since the Noah Gate 66a is not used in the read operation of the ROM memory cell 12, the following description will be omitted. The Noah Gate 67a receives the output control signal SAOUTB and the voltage of the storage node XT, and outputs the data output signal SAOUT.

図8のnチャネルMOSトランジスタ610a、611aに付した矢印の大きさは、ROMメモリセル12からデータを読み出すときにROMリード回路60に流れる電流量の大きさを示している。この例では、例えば、ROMメモリセル12は、論理1(抵抗素子R1の抵抗値が抵抗素子R0の抵抗値よりも低い状態)を記憶しており、抵抗素子R1に流れる電流量は、抵抗素子R0を流れる電流量より多い。 The size of the arrow attached to the n-channel MOS transistors 610a and 611a in FIG. 8 indicates the size of the amount of current flowing through the ROM read circuit 60 when reading data from the ROM memory cell 12. In this example, for example, the ROM memory cell 12 stores logic 1 (a state in which the resistance value of the resistance element R1 is lower than the resistance value of the resistance element R0), and the amount of current flowing through the resistance element R1 is the resistance element. It is larger than the amount of current flowing through R0.

なお、ROMメモリセル12からデータを読み出す読み出し動作において、ROMリード回路60は、ROMメモリセル12に接続されたワード線RWL0、RWL1を使用せず、ワード線RWL0、WRL1は非選択レベル(ロウレベル)に設定される。このため、図5で説明したように、電源の起動時に、ワード線RWL0、RWL1の選択レベル(ハイレベル)である電源電圧VPPXが生成される前に、ROMメモリセル12からデータを読み出すことができる。また、ワード線RWL0、RWL1のハイレベル電圧である電源電圧VPPXが所定の電圧(例えば、3.3V)に到達するまでに掛かる時間は、他の電源電圧VDD、VPPYが所定の電圧(例えば、1.2Vと2.5V)に到達するまでに掛かる時間より長い。したがって、ワード線RWL0、RWL1を駆動せずにデータを読み出すことで、ワード線RWL0、RWL1を駆動してデータを読み出す場合に比べて、読み出し時間を短縮することができる。 In the read operation of reading data from the ROM memory cell 12, the ROM read circuit 60 does not use the word lines RWL0 and RWL1 connected to the ROM memory cell 12, and the word lines RWL0 and WRL1 are non-selected levels (low level). Is set to. Therefore, as described with reference to FIG. 5, when the power supply is started, data can be read from the ROM memory cell 12 before the power supply voltage VPPX, which is the selection level (high level) of the word lines RWL0 and RWL1, is generated. it can. Further, the time required for the power supply voltage VPPX, which is the high level voltage of the word lines RWL0 and RWL1, to reach a predetermined voltage (for example, 3.3V) is such that the other power supply voltages VDD and VPPY have a predetermined voltage (for example, 3.3V). It is longer than the time it takes to reach 1.2V and 2.5V). Therefore, by reading the data without driving the word lines RWL0 and RWL1, the reading time can be shortened as compared with the case where the word lines RWL0 and RWL1 are driven to read the data.

図9は、図8のROMリード回路60の動作の一例を示す。なお、図8で説明したように、抵抗素子R1の抵抗値は、抵抗素子R0の抵抗値よりも低いものとする。 FIG. 9 shows an example of the operation of the ROM read circuit 60 of FIG. As described with reference to FIG. 8, the resistance value of the resistance element R1 is lower than the resistance value of the resistance element R0.

まず、電源電圧VCCが0.8Vの到達したことに基づいて、ラッチ信号LATVSSがロウレベルに設定され、プリチャージ信号PREBがロウレベルに設定される(図9(a)、(b))。 First, the latch signal LATVSS is set to the low level and the precharge signal PREB is set to the low level based on the arrival of the power supply voltage VCS of 0.8 V (FIGS. 9A and 9B).

なお、プリチャージ信号PREBがロウレベルに変化する前、ビットイネーブル線RBE0、RBE1およびソース線RSLは、ロウレベルのハイインピーダンス状態に(Hi−Z)に設定されている。また、電源電圧VCCが0.8Vに到達する前、ラッチ信号LATVSSおよびプリチャージ信号PREBは、ハイレベルに設定されている。電源電圧VDDの上昇によりラッチ信号LATVSSの電圧がnチャネルMOSトランジスタ64b、65bの閾値電圧より高くなった場合、nチャネルMOSトランジスタ64b、65bはオンし、ノードXC、XTは、ロウレベルに設定される。 Before the precharge signal PREB changes to the low level, the bit enable lines RBE0, RBE1 and the source line RSL are set to the low level high impedance state (Hi-Z). Further, before the power supply voltage VCS reaches 0.8 V, the latch signal LATVSS and the precharge signal PREB are set to high levels. When the voltage of the latch signal LATVSS becomes higher than the threshold voltage of the n-channel MOS transistors 64b and 65b due to the increase of the power supply voltage VDD, the n-channel MOS transistors 64b and 65b are turned on and the nodes XC and XT are set to the low level. ..

ラッチ信号LATVSSおよびプリチャージ信号PREBがロウレベルに変化すると、ロウレベルのプリチャージ信号PREBによりpチャネルMOSトランジスタ64b、65bがオンし、記憶ノードXC、XTは電源電圧VDDに設定される(図9(c))。この時点で、電源電圧VDDは、nチャネルMOSトランジスタ610a、611aの閾値電圧より高いため、記憶ノードXC、XTのハイレベルによりnチャネルMOSトランジスタ610a、611aがオンする。これにより、ビットイネーブル線RBE0、RBE1の電圧が上昇する(図9(d))。 When the latch signal LATVSS and the precharge signal PREB change to the low level, the p-channel MOS transistors 64b and 65b are turned on by the low level precharge signal PREB, and the storage nodes XC and XT are set to the power supply voltage VDD (FIG. 9 (c). )). At this point, since the power supply voltage VDD is higher than the threshold voltage of the n-channel MOS transistors 610a and 611a, the n-channel MOS transistors 610a and 611a are turned on by the high level of the storage nodes XC and XT. As a result, the voltages of the bit enable lines RBE0 and RBE1 rise (FIG. 9 (d)).

ビットイネーブル線RBE0、RBE1の電圧の上昇により、ROMメモリセル12の抵抗素子R0、R1に電流が流れ、ソース線RSLの電圧が上昇する(図9(e))。ビットイネーブル線RBE0、RBE1およびソース線RSLの電圧は、電源電圧VDDに対して、nチャネルMOSトランジスタ610a、611aの閾値電圧だけ低い電圧に設定される。 When the voltage of the bit enable lines RBE0 and RBE1 rises, a current flows through the resistance elements R0 and R1 of the ROM memory cell 12, and the voltage of the source line RSL rises (FIG. 9E). The voltages of the bit enable lines RBE0, RBE1 and the source line RSL are set to a voltage lower than the power supply voltage VDD by the threshold voltage of the n-channel MOS transistors 610a and 611a.

次に、プリチャージ信号PREBおよびセンスアンプイネーブル信号SAENがハイレベルに設定される(図9(f)、(g))。ハイレベルのプリチャージ信号PREBにより、プリチャージ部64、65のpチャネルMOSトランジスタ64a、65aがオフし、記憶ノードXC、XTは、ハイレベルのハイインピーダンス状態に設定される(図9(h))。また、ハイレベルのセンスアンプイネーブル信号SAENにより、接地スイッチ63がオンする。 Next, the precharge signal PREB and the sense amplifier enable signal SAEN are set to high levels (FIGS. 9 (f) and 9 (g)). The high-level precharge signal PREB turns off the p-channel MOS transistors 64a and 65a of the precharge sections 64 and 65, and the storage nodes XC and XT are set to a high-level high impedance state (FIG. 9 (h)). ). In addition, the ground switch 63 is turned on by the high-level sense amplifier enable signal SAEN.

これにより、nチャネルMOSトランジスタ63a、抵抗素子R0およびnチャネルMOSトランジスタ610aを介して記憶ノードXCから接地線VSSに電流が流れる。同様に、nチャネルMOSトランジスタ63a、抵抗素子R1およびnチャネルMOSトランジスタ611aを介して記憶ノードXTから接地線VSSに電流が流れる。そして、ソース線RSLの電圧が低下する(図9(i))。 As a result, a current flows from the storage node XC to the ground wire VSS via the n-channel MOS transistor 63a, the resistance element R0, and the n-channel MOS transistor 610a. Similarly, a current flows from the storage node XT to the ground wire VSS via the n-channel MOS transistor 63a, the resistance element R1 and the n-channel MOS transistor 611a. Then, the voltage of the source line RSL drops (FIG. 9 (i)).

抵抗値が低い抵抗素子R1を流れる電流は、抵抗値が高い抵抗素子R0を流れる電流より多いため、ビットイネーブル線RBE1の電圧は、ビットイネーブル線RBE0の電圧よりも早く低下する(図9(j))。また、記憶ノードXC、XTの電圧は、ビットイネーブル線RBE0、RBE1の電圧の低下とともに低下する(図9(k))。 Since the current flowing through the resistance element R1 having a low resistance value is larger than the current flowing through the resistance element R0 having a high resistance value, the voltage of the bit enable line RBE1 drops faster than the voltage of the bit enable line RBE0 (FIG. 9 (j). )). Further, the voltages of the storage nodes XC and XT decrease as the voltages of the bit enable lines RBE0 and RBE1 decrease (FIG. 9 (k)).

ここで、ビットイネーブル線RBE0、RBE1の電圧の変化と同様に、抵抗値が相対的に低い抵抗素子R1に対応する記憶ノードXTの電圧は、記憶ノードXCの電圧よりも早く低下する。そして、記憶ノードXTの電圧と電源電圧VDDとの差(電圧XT−VDD)の絶対値が、pチャネルMOSトランジスタ610bの閾値電圧の絶対値を超えた場合、pチャネルMOSトランジスタ610bがオンする。 Here, similarly to the change in the voltage of the bit enable lines RBE0 and RBE1, the voltage of the storage node XT corresponding to the resistance element R1 having a relatively low resistance value drops faster than the voltage of the storage node XC. Then, when the absolute value of the difference (voltage XT- VDD) between the voltage of the storage node XT and the power supply voltage VDD exceeds the absolute value of the threshold voltage of the p-channel MOS transistor 610b, the p-channel MOS transistor 610b is turned on.

pチャネルMOSトランジスタ610bのオンにより、記憶ノードXCは電源電圧VDDに向けて上昇する。記憶ノードXCの電圧の上昇によりnチャネルMOSトランジスタ611aがオンし、記憶ノードXTの電圧は接地電圧VSSに向けて下降する(図9(l))。記憶ノードXC、XTの電圧が電源電圧VDDと接地電圧VSSになった後、出力制御信号SAOUTBがロウレベルに設定される(図9(m))。これにより、ノアゲート67aは、ノードXTの論理レベルを反転したハイレベルのデータ出力信号SAOUTを出力する(図9(n))。すなわち、ROMリード回路60は、ROMメモリセル12に記憶されている論理1を読み出す。 When the p-channel MOS transistor 610b is turned on, the storage node XC rises toward the power supply voltage VDD. The n-channel MOS transistor 611a is turned on by the increase in the voltage of the storage node XC, and the voltage of the storage node XT decreases toward the ground voltage VSS (FIG. 9 (l)). After the voltages of the storage nodes XC and XT become the power supply voltage VDD and the ground voltage VSS, the output control signal SAOUTB is set to a low level (FIG. 9 (m)). As a result, the Noah Gate 67a outputs a high-level data output signal SAOUT in which the logic level of the node XT is inverted (FIG. 9 (n)). That is, the ROM read circuit 60 reads the logic 1 stored in the ROM memory cell 12.

例えば、ROMメモリセル12からのデータの読み出しは、半導体記憶装置100Aの電源の起動時に、外部から受ける電源電圧VCCが所定の電圧(例えば、2.5V)に到達する前に実行される。そして、ROMメモリセル12から読み出されたデータであるデータ出力信号SAOUTは、半導体記憶装置100Aで生成される電源電圧VPPX、VDDを調整するトリミング情報等、内部回路の動作状態の設定に使用される。 For example, the reading of data from the ROM memory cell 12 is executed at the time of starting the power supply of the semiconductor storage device 100A, before the power supply voltage VCS received from the outside reaches a predetermined voltage (for example, 2.5V). The data output signal SAOUT, which is the data read from the ROM memory cell 12, is used to set the operating state of the internal circuit, such as the power supply voltage VPPX generated by the semiconductor storage device 100A and the trimming information for adjusting VDD. To.

データ出力信号SAOUTが出力された後、ラッチ信号LATVSSおよび出力制御信号SAOUTBがハイレベルに設定され、センスアンプイネーブル信号SAENがロウレベルに設定される(図9(o)、(p)、(q))。ハイレベルの出力制御信号SAOUTBによりデータ出力信号SAOUTがロウレベルに変化し、ROMリード回路60によるROMメモリセル12からのデータの読み出し動作が完了する(図9(r))。ハイレベルのラッチ信号LATVSSにより、pチャネルMOSトランジスタ62aはオフし、ロウレベルのセンスアンプイネーブル信号SAENにより、nチャネルMOSトランジスタ63aはオフする。これにより、ラッチ部61と抵抗素子R0、R1による電源線VDDから接地線VSSの電流経路が遮断される。 After the data output signal SAOUT is output, the latch signal LATVSS and the output control signal SAOUTB are set to high level, and the sense amplifier enable signal SAEN is set to low level (FIGS. 9 (o), (p), (q)). ). The data output signal SAOUT is changed to a low level by the high-level output control signal SAOUTB, and the operation of reading data from the ROM memory cell 12 by the ROM read circuit 60 is completed (FIG. 9 (r)). The high-level latch signal LATVSS turns off the p-channel MOS transistor 62a, and the low-level sense amplifier enable signal SAEN turns off the n-channel MOS transistor 63a. As a result, the current path of the ground line VSS is cut off from the power supply line VDD by the latch portion 61 and the resistance elements R0 and R1.

図8に示したように、ROMメモリセル12の抵抗素子R0、R1は、ROMリード回路60のラッチ部61と接地スイッチ63との間に直接接続される。そして、ROMリード回路60は、抵抗素子R0、R1に流れる電流の差に応じてROMメモリセル12に記憶されたデータの論理を判定する。これにより、ROMメモリセル12に接続されたワード線RWL0、RWL1およびコラム選択信号RYDVWを駆動せずに、ROMメモリセル12からデータを読み出すことができる。換言すれば、ワード線RWLを非選択レベルに設定した状態で、ビット線RBLおよびソース線RSLを使用することなく、ROMメモリセル12からデータを読み出すことができる。したがって、ワード線RWLをハイレベルに駆動し、抵抗素子R0、R1を介してビット線RBLとソース線RSL間に電流を流す場合に比べて、ROMメモリセル12からデータを高速に読み出すことができる。 As shown in FIG. 8, the resistance elements R0 and R1 of the ROM memory cell 12 are directly connected between the latch portion 61 of the ROM read circuit 60 and the ground switch 63. Then, the ROM read circuit 60 determines the logic of the data stored in the ROM memory cell 12 according to the difference between the currents flowing through the resistance elements R0 and R1. As a result, data can be read from the ROM memory cell 12 without driving the word lines RWL0, RWL1 and the column selection signal RYDVW connected to the ROM memory cell 12. In other words, data can be read from the ROM memory cell 12 without using the bit line RBL and the source line RSL with the word line RWL set to the non-selection level. Therefore, data can be read out from the ROM memory cell 12 at a higher speed than in the case where the word line RWL is driven to a high level and a current is passed between the bit line RBL and the source line RSL via the resistance elements R0 and R1. ..

抵抗素子R0、R1にそれぞれ記憶された相補の論理に対応する電流差に基づいて記憶ノードXC、XTに発生する電圧をラッチ部61で差動増幅するため、1つの抵抗素子Rに記憶された論理を読み出す場合に比べて、読み出しマージンを向上することができる。 The voltage generated in the storage nodes XC and XT is differentially amplified by the latch portion 61 based on the current difference corresponding to the complementary logic stored in the resistance elements R0 and R1, respectively, so that the voltage is stored in one resistance element R. The read margin can be improved as compared with the case of reading the logic.

また、センスアンプ52を動作させなくてよいため、コラム選択信号YD0および読み出しイネーブル信号RENを駆動しなくてよい。このため、電源電圧VPPX、VPPYを使用することなく、電源電圧VDDのみでROMメモリセル12からデータを読み出すことができる。この結果、例えば、半導体記憶装置100Aの電源の起動時に、電源電圧VPPX、VPPYが規定の電圧に到達していない場合にも、ROMメモリセル12からデータを読み出すことができる。 Further, since the sense amplifier 52 does not have to be operated, it is not necessary to drive the column selection signal YD0 and the read enable signal REN. Therefore, data can be read from the ROM memory cell 12 only by the power supply voltage VDD without using the power supply voltages VPPX and VPPY. As a result, for example, when the power supply of the semiconductor storage device 100A is started, data can be read from the ROM memory cell 12 even when the power supply voltages VPPX and VPPPY do not reach the specified voltage.

図10は、図2のコラムスイッチ30の一例を示す。図10は、図2に破線枠で示したコラムスイッチ30のうち、コラム選択信号YD0により制御されるコラムスイッチ30を示す。図2に他の破線枠で示したコラムスイッチ30は、コラム選択信号YD、ビット線BLおよびソース線SLの番号が異なることを除き、図10と同じである。 FIG. 10 shows an example of the column switch 30 of FIG. FIG. 10 shows the column switch 30 controlled by the column selection signal YD0 among the column switches 30 shown in the broken line frame in FIG. The column switch 30 shown by the other broken line frame in FIG. 2 is the same as that of FIG. 10 except that the numbers of the column selection signal YD, the bit line BL, and the source line SL are different.

コラムスイッチ30は、CMOS伝達ゲート30a、30bおよびCMOSインバータ30cを有する。CMOSインバータ30cの入力側に示す太線は、CMOSインバータ30cに含まれるトランジスタが高耐圧タイプであることを示す。CMOSインバータ30cは、コラム選択信号YD0の論理を反転し、反転した信号をCMOS伝達ゲート30a、30bのpチャネルMOSトランジスタのゲートに供給する。コラム選択信号YD0は、CMOS伝達ゲート30a、30bのnチャネルMOSトランジスタのゲートに供給される。 The column switch 30 has CMOS transmission gates 30a and 30b and a CMOS inverter 30c. The thick line shown on the input side of the CMOS inverter 30c indicates that the transistor included in the CMOS inverter 30c is a high withstand voltage type. The CMOS inverter 30c inverts the logic of the column selection signal YD0, and supplies the inverted signal to the gates of the p-channel MOS transistors of the CMOS transmission gates 30a and 30b. The column selection signal YD0 is supplied to the gates of the n-channel MOS transistors of the CMOS transmission gates 30a and 30b.

コラムスイッチ30は、コラム選択信号YD0がハイレベル(VPPY)のときにオンし、ビット線BL0をグローバルビット線GBLに接続し、ソース線RSLをグローバルソース線GSLに接続する。コラムスイッチ30は、コラム選択信号YD0がロウレベル(VSS)のときにオフし、ビット線BL0とグローバルビット線GBLとの接続を解除し、ソース線RSLとグローバルソース線GSLとの接続を解除する。 The column switch 30 is turned on when the column selection signal YD0 is at a high level (VPPY), connects the bit line BL0 to the global bit line GBL, and connects the source line RSL to the global source line GSL. The column switch 30 is turned off when the column selection signal YD0 is at the low level (VSS), disconnects the bit line BL0 from the global bit line GBL, and disconnects the source line RSL and the global source line GSL.

なお、図2に示したライトドライバ40のスイッチ40b、40cの各々は、例えば、CMOS伝達ゲート30aおよびCMOSインバータ30cと同じ構成を含む。そして、スイッチ40a(または40b)は、ハイレベルの書き込み制御信号WR0(またはWR1)を受けている期間にオンし、ロウレベルの書き込み制御信号WR0(またはWR1)を受けている期間にオフする。 Each of the switches 40b and 40c of the light driver 40 shown in FIG. 2 includes, for example, the same configuration as the CMOS transmission gate 30a and the CMOS inverter 30c. Then, the switch 40a (or 40b) is turned on during the period when the high-level write control signal WR0 (or WR1) is received, and is turned off during the period when the low-level write control signal WR0 (or WR1) is received.

図11は、1個のROMメモリセル12がメモリセルアレイ20に対応して設けられる例を示す。図2と同じ要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。図11は、1つのデータ端子I/Oに対応して設けられる回路を示している。このため、例えば、メモリセルアレイ20が32個のデータ端子I/Oに対応する場合、32個のROMメモリセル12が、メモリセルアレイ20に対応して設けられる。 FIG. 11 shows an example in which one ROM memory cell 12 is provided corresponding to the memory cell array 20. The same elements as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. FIG. 11 shows a circuit provided corresponding to one data terminal I / O. Therefore, for example, when the memory cell array 20 corresponds to the 32 data terminals I / O, 32 ROM memory cells 12 are provided corresponding to the memory cell array 20.

ROMメモリセル12は、書き込み動作時に、ROMコラムスイッチ70を介して4組のビット線BL/ソース線SLに接続され、ベリファイ動作時に、ROMコラムスイッチ70を介して1組のビット線BL/ソース線SLに接続される。図11は、抵抗素子R0に論理1を書き込む例を示しており、太線で示す信号線および回路が書き込み動作のために使用される。 The ROM memory cell 12 is connected to four sets of bit line BL / source line SL via the ROM column switch 70 during the write operation, and one set of bit line BL / source via the ROM column switch 70 during the verify operation. Connected to line SL. FIG. 11 shows an example of writing the logic 1 to the resistance element R0, and the signal line and the circuit shown by the thick line are used for the writing operation.

図11に示す例では、ROMメモリセル12は、ビット線BL0−BL3およびソース線SL0−SL3に接続されるが、他の4組のビット線BL/ソース線SLに接続されてもよい。この場合、ROMメモリセル12の書き込み動作時およびベリファイ動作時に駆動されるコラム選択信号YDが変更される。 In the example shown in FIG. 11, the ROM memory cell 12 is connected to the bit line BL0-BL3 and the source line SL0-SL3, but may be connected to the other four sets of bit line BL / source line SL. In this case, the column selection signal YD driven during the writing operation and the verifying operation of the ROM memory cell 12 is changed.

ROMメモリセル12の書き込み動作およびベリファイ動作は、抵抗素子R0、R1毎に実行される。抵抗素子R0の書き込み動作およびベリファイ動作を実行する場合、ワード線RWL0がハイレベルに設定され、抵抗素子R1の書き込み動作およびベリファイ動作を実行する場合、ワード線RWL1がハイレベルに設定される。 The writing operation and the verifying operation of the ROM memory cell 12 are executed for each of the resistance elements R0 and R1. When executing the writing operation and the verifying operation of the resistance element R0, the word line RWL0 is set to a high level, and when executing the writing operation and the verifying operation of the resistance element R1, the word line RWL1 is set to a high level.

例えば、書き込み制御信号WR1がハイレベルに設定され、グローバルビット線GBLが電源電圧VPPYに設定され、グローバルソース線GSLが接地電圧VSSに設定される場合、ビット線RBLからソース線RSLに向けて抵抗素子R0内に電流が流れる。これにより、抵抗素子R0は低抵抗状態に設定され、抵抗素子R0は論理1の記憶状態になる。なお、書き込み動作の例は、図19で説明し、ベリファイ動作の例は、図20で説明する。 For example, when the write control signal WR1 is set to a high level, the global bit line GBL is set to the power supply voltage VPPY, and the global source line GSL is set to the ground voltage VSS, the resistance from the bit line RBL to the source line RSL. A current flows in the element R0. As a result, the resistance element R0 is set to the low resistance state, and the resistance element R0 is in the storage state of the logic 1. An example of the writing operation will be described with reference to FIG. 19, and an example of the verifying operation will be described with reference to FIG.

メモリセルアレイ20に対応して、複数のデータ端子I/Oに対応する複数のROMメモリセル12が設けられる場合、複数のROMメモリセル12は、共通のワード線RWL0、RWL1に接続される。そして、書き込み動作において、複数のデータ端子I/Oに対応するROMメモリセル12の抵抗素子R0または抵抗素子R1に、複数のデータ端子I/Oで受けるデータが並列に書き込まれる。この場合、複数のROMメモリセル12に接続される複数のROMコラムスイッチ70の各スイッチ70a−70hがオンする。なお、書き込み動作では、データ端子I/Oの数にかかわりなく、4個のコラム選択信号YDがハイレベルに設定され、ハイレベルに設定されたコラム選択信号YDに接続されたコラムスイッチ30(8個のCMOS伝達ゲート)がオンする。 When a plurality of ROM memory cells 12 corresponding to a plurality of data terminals I / O are provided corresponding to the memory cell array 20, the plurality of ROM memory cells 12 are connected to the common word lines RWL0 and RWL1. Then, in the writing operation, the data received by the plurality of data terminals I / O is written in parallel to the resistance element R0 or the resistance element R1 of the ROM memory cell 12 corresponding to the plurality of data terminals I / O. In this case, the switches 70a-70h of the plurality of ROM column switches 70 connected to the plurality of ROM memory cells 12 are turned on. In the writing operation, four column selection signals YD are set to a high level regardless of the number of data terminals I / O, and the column switch 30 (8) connected to the column selection signal YD set to a high level. CMOS transmission gates) are turned on.

図12および図13は、図11のメモリセルアレイ20のコラムスイッチ30を制御するコラム制御回路32の一例を示す。コラム制御回路32は、プリデコーダ33、34(図12)と、デコーダ35およびレベルシフタ36(図13)とを有する。 12 and 13 show an example of a column control circuit 32 that controls the column switch 30 of the memory cell array 20 of FIG. The column control circuit 32 includes pre-decoders 33 and 34 (FIG. 12), a decoder 35 and a level shifter 36 (FIG. 13).

まず、メモリセルアレイ20内のメモリセル10の書き込み動作、ベリファイ動作および読み出し動作(以下、通常動作とも称する)が実行される場合のコラム制御回路32の動作を説明する。通常動作では、書き込み信号WR、ベリファイ信号VRFYおよびROMアクセス信号RACCは、ロウレベルに設定される。 First, the operation of the column control circuit 32 when the write operation, verify operation, and read operation (hereinafter, also referred to as normal operation) of the memory cell 10 in the memory cell array 20 is executed will be described. In normal operation, the write signal WR, verify signal VRFY and ROM access signal RACC are set to low level.

通常動作では、プリデコーダ33は、2ビットのアドレス信号A1、A0をデコードしてプリデコード信号A##Z(A00Z、A01Z、A10Z、A11Z)のいずれかをハイレベル(VDD)に設定する。プリデコード信号A##Zの数字は、アドレス信号A1、A0のビット値を示す。例えば、アドレス信号A1、A0=”01”の場合、プリデコード信号A01Zがハイレベルに設定され、アドレス信号A1、A0=”10”の場合、プリデコード信号A10Zがハイレベルに設定される。 In normal operation, the pre-decoder 33 decodes the 2-bit address signals A1 and A0 and sets any one of the pre-decoded signals A ## Z (A00Z, A01Z, A10Z, A11Z) to a high level (VDD). The numbers of the pre-decoded signals A ## Z indicate the bit values of the address signals A1 and A0. For example, when the address signals A1 and A0 = "01", the pre-decoded signal A01Z is set to a high level, and when the address signals A1 and A0 = "10", the pre-decoded signal A10Z is set to a high level.

通常動作では、プリデコーダ34は、3ビットのアドレス信号A4、A3、A2をデコードしてプリデコード信号A###Zのいずれかをハイレベル(VDD)に設定する。ここで、プリデコード信号A###Zは、A000Z、A001Z、A010Z、A011Z、A100Z、A101Z、A110Z、A111Zのいずれかであり、「###」は、アドレス信号A4、A3、A2のビット値を示す。例えば、アドレス信号A4、A3、A2=”001”の場合、プリデコード信号A001Zがハイレベルに設定され、アドレス信号A4、A3、A2=”110”の場合、プリデコード信号A110Zがハイレベルに設定される。 In normal operation, the pre-decoder 34 decodes the 3-bit address signals A4, A3, and A2 and sets any of the pre-decoded signals A #### Z to a high level (VDD). Here, the pre-decode signal A #### Z is any one of A000Z, A001Z, A010Z, A011Z, A100Z, A101Z, A110Z, and A111Z, and "###" is a bit of the address signals A4, A3, and A2. Indicates a value. For example, when the address signals A4, A3, A2 = "001", the pre-decode signal A001Z is set to a high level, and when the address signals A4, A3, A2 = "110", the pre-decode signal A110Z is set to a high level. Will be done.

図13において、通常動作では、デコーダ35は、プリデコード信号A##Z、A###Zに応じて、32本のプリコラム選択信号pYD(pYD0−pYD31)のいずれかをハイレベル(VDD)に設定する。各プリコラム選択信号pYDを受けるレベルシフタ36は、プリコラム選択信号pYDのハイレベルを電源電圧VDDから電源電圧VPPYに変換し、ハイレベルのコラム選択信号YD(YD0−YD31のいずれか)として出力する。そして、ハイレベルのコラム選択信号YDに接続されたコラムスイッチ30がオンする。通常動作では、ワード線WLのいずれかがハイレベルに設定され、オンされたコラムスイッチ30とハイレベルに設定されたワード線WLとに対応するメモリセル10にデータに対して、書き込み動作、ベリファイ動作または読み出し動作が実行される。 In FIG. 13, in normal operation, the decoder 35 sets one of the 32 pre-column selection signals pYD (pYD0-pYD31) at a high level (VDD) in response to the pre-decode signals A ## Z and A ## # Z. Set to. The level shifter 36 that receives each pre-column selection signal pYD converts the high level of the pre-column selection signal pYD from the power supply voltage VDD to the power supply voltage VPPY and outputs it as a high-level column selection signal YD (any of YD0-YD31). Then, the column switch 30 connected to the high-level column selection signal YD is turned on. In normal operation, one of the word line WLs is set to a high level, and data is written to and verified in the memory cell 10 corresponding to the column switch 30 turned on and the word line WL set to a high level. An operation or read operation is performed.

図12に戻って、ROMメモリセル12の書き込み動作が実行される場合のコラム制御回路32の動作を説明する。ROMメモリセル12の書き込み動作では、書き込み信号WRがハイレベル(VDD)に設定され、ベリファイ信号VRFYがロウレベルに設定され、ROMアクセス信号RACCがハイレベル(VDD)に設定される。 Returning to FIG. 12, the operation of the column control circuit 32 when the writing operation of the ROM memory cell 12 is executed will be described. In the write operation of the ROM memory cell 12, the write signal WR is set to high level (VDD), the verify signal VRFY is set to low level, and the ROM access signal RACC is set to high level (VDD).

ハイレベルの書き込み信号WRとハイレベルのROMアクセス信号RACCとにより、プリデコーダ33のNANDゲート群33aの各NANDゲートの出力は、全てハイレベルに固定される。これにより、プリデコーダ33は、4つのプリデコード信号A00Z、A01Z、A10Z、A11Zを、全てハイレベルに固定する。 The output of each NAND gate of the NAND gate group 33a of the pre-decoder 33 is fixed to the high level by the high-level write signal WR and the high-level ROM access signal RACC. As a result, the pre-decoder 33 fixes all four pre-decode signals A00Z, A01Z, A10Z, and A11Z to a high level.

また、ハイレベルの書き込み信号WRとハイレベルのROMアクセス信号RACCとにより、プリデコーダ34のNANDゲート群34aの各NANDゲートの出力は、ハイレベルに固定され、プリデコード信号A000Zのみがハイレベルに固定される。図13のデコーダ35は、ハイレベルのプリデコード信号A00Z、A01Z、A10Z、A11Z、A000Zに基づいて、プリコラム選択信号pYD0、pYD1、pYD2、pYD3をハイレベルに設定する。したがって、ROMメモリセル12の書き込み動作では、コラム選択信号YD0、YD1、YD2、YD3が同時にハイレベルに設定される。ROMメモリセル12の書き込み動作が実行される場合の信号の流れは、図19で説明する。 Further, the output of each NAND gate of the NAND gate group 34a of the pre-decoder 34 is fixed to the high level by the high-level write signal WR and the high-level ROM access signal RACC, and only the pre-decode signal A000Z becomes the high level. It is fixed. The decoder 35 of FIG. 13 sets the pre-column selection signals pYD0, pYD1, pYD2, and pYD3 to a high level based on the high-level pre-decode signals A00Z, A01Z, A10Z, A11Z, and A000Z. Therefore, in the writing operation of the ROM memory cell 12, the column selection signals YD0, YD1, YD2, and YD3 are set to high levels at the same time. The signal flow when the writing operation of the ROM memory cell 12 is executed will be described with reference to FIG.

図12に戻って、ROMメモリセル12のベリファイ動作が実行される場合のコラム制御回路32の動作を説明する。ROMメモリセル12のベリファイ動作では、書き込み信号WRがロウレベルに設定され、ベリファイ信号VRFYがハイレベル(VDD)に設定され、ROMアクセス信号RACCがハイレベル(VDD)に設定される。 Returning to FIG. 12, the operation of the column control circuit 32 when the verification operation of the ROM memory cell 12 is executed will be described. In the verify operation of the ROM memory cell 12, the write signal WR is set to the low level, the verify signal VRFY is set to the high level (VDD), and the ROM access signal RACC is set to the high level (VDD).

ハイレベルのベリファイ信号VRFYとハイレベルのROMアクセス信号RACCとにより、プリデコーダ33のNANDゲート群33bの各NANDゲートの出力は、全てハイレベルに固定され、プリデコード信号A00Zのみがハイレベルに固定される。 Due to the high-level verify signal VRFY and the high-level ROM access signal RACC, the output of each NAND gate of the NAND gate group 33b of the pre-decoder 33 is fixed to the high level, and only the pre-decode signal A00Z is fixed to the high level. Will be done.

ベリファイ動作時のプリデコーダ34の動作は、書き込み動作時と同じであり、プリデコーダ34は、プリデコード信号A000Zのみをハイレベルに固定する。図13のデコーダ35は、ハイレベルのプリデコード信号A00Z、A000Zに基づいて、プリコラム選択信号pYD0のみをハイレベルに設定し、コラム選択信号YD0のみがハイレベルに設定される。ROMメモリセル12のベリファイ動作が実行される場合の信号の流れは、図20で説明する。 The operation of the pre-decoder 34 during the verify operation is the same as that during the write operation, and the pre-decoder 34 fixes only the pre-decode signal A000Z at a high level. The decoder 35 of FIG. 13 sets only the pre-column selection signal pYD0 to a high level based on the high-level pre-decode signals A00Z and A000Z, and sets only the column selection signal YD0 to a high level. The signal flow when the verification operation of the ROM memory cell 12 is executed will be described with reference to FIG.

以上、図12および図13に示すコラム制御回路32により、図11で説明したように、ROMメモリセル12の書き込み動作およびベリファイ動作を実行することができる。 As described above, the column control circuit 32 shown in FIGS. 12 and 13 can execute the write operation and the verify operation of the ROM memory cell 12 as described with reference to FIG.

図14は、2個のROMメモリセル12がメモリセルアレイ20に対応して設けられる例を示す。図11と同じ要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。図14は、1つのデータ端子I/Oに対応して設けられる回路を示している。このため、例えば、メモリセルアレイ20が32個のデータ端子I/Oに対応する場合、64個のROMメモリセル12が、メモリセルアレイ20に対応して設けられる。なお、ROMリード回路60およびROMコラムスイッチ70は、ROMメモリセル12毎に設けられる。 FIG. 14 shows an example in which two ROM memory cells 12 are provided corresponding to the memory cell array 20. The same elements as those in FIG. 11 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. FIG. 14 shows a circuit provided corresponding to one data terminal I / O. Therefore, for example, when the memory cell array 20 corresponds to 32 data terminals I / O, 64 ROM memory cells 12 are provided corresponding to the memory cell array 20. The ROM read circuit 60 and the ROM column switch 70 are provided for each ROM memory cell 12.

データ端子I/O毎に2個のROMメモリセル12がメモリセルアレイ20に対応して設けられる場合、図11に示すROMメモリセル12に加えて、4組のビット線BL/ソース線SLに接続されるROMコラムスイッチ70およびROMメモリセル12が配置される。図14では、図11に示すROMメモリセル12をROMメモリセル12Aで示し、ROMメモリセル12Aと異なるROMメモリセル12をROMメモリセル12Cで示す。 When two ROM memory cells 12 are provided for each data terminal I / O corresponding to the memory cell array 20, they are connected to four sets of bit line BL / source line SL in addition to the ROM memory cell 12 shown in FIG. The ROM column switch 70 and the ROM memory cell 12 to be used are arranged. In FIG. 14, the ROM memory cell 12 shown in FIG. 11 is shown by the ROM memory cell 12A, and the ROM memory cell 12 different from the ROM memory cell 12A is shown by the ROM memory cell 12C.

ROMメモリセル12Cは、ROMコラムスイッチ70を介してビット線BL16−BL19およびソース線SL16−SL19に接続される。なお、ROMメモリセル12A、12Cは、ROMコラムスイッチ70を介して、他の4組のビット線BL/ソース線SLにそれぞれ接続されてもよい。 The ROM memory cell 12C is connected to the bit line BL16-BL19 and the source line SL16-SL19 via the ROM column switch 70. The ROM memory cells 12A and 12C may be connected to the other four sets of bit line BL / source line SL, respectively, via the ROM column switch 70.

図14は、ROMメモリセル12Cの抵抗素子R0にデータを書き込む例を示しており、太線で示す信号線および回路が書き込み動作のために使用される。ROMメモリセル12Cにデータを書き込む場合、コラム選択信号YD16−YD19がハイレベルに設定されて、ビット線BL16−BL19がグローバルビット線GBLに接続され、ソース線SL16−SL19がグローバルソース線GSLに接続される。 FIG. 14 shows an example of writing data to the resistance element R0 of the ROM memory cell 12C, and the signal lines and circuits shown by thick lines are used for the writing operation. When writing data to the ROM memory cell 12C, the column selection signal YD16-YD19 is set to a high level, the bit line BL16-BL19 is connected to the global bit line GBL, and the source line SL16-SL19 is connected to the global source line GSL. Will be done.

また、書き込み動作では、ROMメモリセル12A、12Cに共通のコラム選択信号RYDW、RYDVWがハイレベルに設定される。これにより、ROMメモリセル12Cに接続されたビット線RBLとソース線RSLとは、ROMコラムスイッチ70を介してビット線BL16−BL19とソース線SL16−SL19とに接続される。そして、ワード線RWL0により選択された抵抗素子R0に電流が流れ、ROMメモリセル12Aの抵抗素子R0にデータが書き込まれる。 Further, in the writing operation, the column selection signals RYDW and RYDVW common to the ROM memory cells 12A and 12C are set to a high level. As a result, the bit line RBL and the source line RSL connected to the ROM memory cell 12C are connected to the bit line BL16-BL19 and the source line SL16-SL19 via the ROM column switch 70. Then, a current flows through the resistance element R0 selected by the word line RWL0, and data is written to the resistance element R0 of the ROM memory cell 12A.

コラム選択信号YD0−YD3は、ロウレベルに維持されるため、共通のコラム選択信号RYDW、RYDVWがハイレベルに設定された場合にも、ビット線BL0−BL3およびソース線SL0−SL3に電流は流れない。このため、ROMメモリセル12Cの書き込み動作の実行時に、ROMメモリセル12Aの抵抗素子R0へのデータの書き込みは実行されない。このように、ROMメモリセル12の書き込み動作は、ROMメモリセル12の抵抗素子R0、R1毎に順次実行される。なお、ROMメモリセル12A、12Cは、ROMコラムスイッチ70を介して他の4組のビット線BL/ソース線SLにそれぞれ接続されてもよい。 Since the column selection signal YD0-YD3 is maintained at a low level, no current flows through the bit line BL0-BL3 and the source line SL0-SL3 even when the common column selection signals RYDW and RYDVW are set to a high level. .. Therefore, when the write operation of the ROM memory cell 12C is executed, the data is not written to the resistance element R0 of the ROM memory cell 12A. In this way, the writing operation of the ROM memory cell 12 is sequentially executed for each of the resistance elements R0 and R1 of the ROM memory cell 12. The ROM memory cells 12A and 12C may be connected to the other four sets of bit line BL / source line SL via the ROM column switch 70, respectively.

なお、図14に示すように、メモリセルアレイ20に対応して、複数のデータ端子I/Oに対応する複数のROMメモリセル12が設けられる場合、複数のROMメモリセル12は、共通のワード線RWL0、RWL1に接続される。そして、書き込み動作において、複数のデータ端子I/Oで受けたデータが、データ端子I/Oのそれぞれに対応するROMメモリセル12の抵抗素子R0または抵抗素子R1に並列に書き込まれる。この場合、複数のROMメモリセル12に接続される複数のROMコラムスイッチ70の各スイッチ70a−70hがオンする。なお、書き込み動作では、データ端子I/Oの数にかかわりなく、4つのコラム選択信号YDのみがハイレベルに設定され、ハイレベルに設定されたコラム選択信号YDに接続されたコラムスイッチ30(8個のCMOS伝達ゲート)がオンする。 As shown in FIG. 14, when a plurality of ROM memory cells 12 corresponding to a plurality of data terminals I / O are provided corresponding to the memory cell array 20, the plurality of ROM memory cells 12 have a common word line. It is connected to RWL0 and RWL1. Then, in the writing operation, the data received by the plurality of data terminals I / O is written in parallel to the resistance element R0 or the resistance element R1 of the ROM memory cell 12 corresponding to each of the data terminals I / O. In this case, the switches 70a-70h of the plurality of ROM column switches 70 connected to the plurality of ROM memory cells 12 are turned on. In the writing operation, only the four column selection signals YD are set to the high level regardless of the number of data terminals I / O, and the column switch 30 (8) connected to the column selection signal YD set to the high level. CMOS transmission gates) are turned on.

図15は、図14のメモリセルアレイ20のコラムスイッチ30を制御するコラム制御回路の一例を示す。図12と同じ要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。 FIG. 15 shows an example of a column control circuit that controls the column switch 30 of the memory cell array 20 of FIG. The same elements as those in FIG. 12 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

プリデコーダ33の回路および動作は、図12と同じであり、図示しないデコーダ35の回路および動作は、図13と同じである。メモリセルアレイ20のメモリセル10にアクセスする通常動作において、図15のプリデコーダ34の動作は、図12の説明と同じである。図15のプリデコーダ34は、アドレス信号A4を受ける図12のNANDゲートの代わりにインバータIVを有する。このため、アドレス信号A4の論理は、ROMメモリセル12の書き込み動作およびベリファイ動作において、マスクされない。 The circuit and operation of the pre-decoder 33 are the same as in FIG. 12, and the circuit and operation of the decoder 35 (not shown) are the same as in FIG. In the normal operation of accessing the memory cell 10 of the memory cell array 20, the operation of the pre-decoder 34 of FIG. 15 is the same as that of the description of FIG. The pre-decoder 34 of FIG. 15 has an inverter IV instead of the NAND gate of FIG. 12 that receives the address signal A4. Therefore, the logic of the address signal A4 is not masked in the write operation and the verify operation of the ROM memory cell 12.

したがって、図15のプリデコーダ34は、ROMメモリセル12の書き込み動作およびベリファイ動作において、アドレス信号A4が論理0のときに、プリデコード信号A000Zをハイレベルに設定する。図15のプリデコーダ34は、アドレス信号A4が論理1のときに、プリデコード信号A100Zをハイレベルに設定する。 Therefore, the pre-decoder 34 of FIG. 15 sets the pre-decode signal A000Z to a high level when the address signal A4 is logic 0 in the write operation and the verify operation of the ROM memory cell 12. The pre-decoder 34 of FIG. 15 sets the pre-decode signal A100Z to a high level when the address signal A4 is logic 1.

図13に示したデコーダ35は、ROMメモリセル12の書き込み動作において、ハイレベルのプリデコード信号A00Z、A01Z、A10Z、A11Z、A000Zを受けたとき、コラム選択信号YD0、YD1、YD2、YD3をハイレベルに設定する。デコーダ35は、ROMメモリセル12の書き込み動作において、ハイレベルのプリデコード信号A00Z、A01Z、A10Z、A11Z、A100Zを受けたとき、図示しないコラム選択信号YD16、YD17、YD18、YD19をハイレベルに設定する。 The decoder 35 shown in FIG. 13 sets the column selection signals YD0, YD1, YD2, and YD3 high when receiving high-level pre-decode signals A00Z, A01Z, A10Z, A11Z, and A000Z in the writing operation of the ROM memory cell 12. Set to level. When the decoder 35 receives high-level pre-decode signals A00Z, A01Z, A10Z, A11Z, and A100Z in the write operation of the ROM memory cell 12, the decoder 35 sets column selection signals YD16, YD17, YD18, and YD19 (not shown) to high levels. To do.

デコーダ35は、ROMメモリセル12のベリファイ動作において、ハイレベルのプリデコード信号A00Z、A000Zを受けたとき、コラム選択信号YD0をハイレベルに設定する。デコーダ35は、ROMメモリセル12のベリファイ動作において、ハイレベルのプリデコード信号A00Z、A100Zを受けたとき、図示しないコラム選択信号YD16をハイレベルに設定する。これにより、図14に示したように、ROMメモリセル12Cの書き込み動作と、ROMメモリセル12Aまたは12Cベリファイ動作とをそれぞれ実行することができる。 The decoder 35 sets the column selection signal YD0 to a high level when it receives high-level pre-decode signals A00Z and A000Z in the verify operation of the ROM memory cell 12. When the decoder 35 receives the high-level pre-decode signals A00Z and A100Z in the verification operation of the ROM memory cell 12, the decoder 35 sets the column selection signal YD16 (not shown) to the high level. As a result, as shown in FIG. 14, the writing operation of the ROM memory cell 12C and the verifying operation of the ROM memory cell 12A or 12C can be executed, respectively.

図16および図17は、8個のROMメモリセル12がメモリセルアレイ20に対応して設けられる例を示す。図11および図14と同じ要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。図16および図17では、ROMコラムスイッチ70を介して、8個ある4組のビット線BL/ソース線SLがそれぞれデータ端子I/O毎に8個あるROMメモリセル12のいずれかに接続される。 16 and 17 show an example in which eight ROM memory cells 12 are provided corresponding to the memory cell array 20. The same elements as those in FIGS. 11 and 14 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In FIGS. 16 and 17, eight sets of four bit line BLs / source line SLs are connected to any of the eight ROM memory cells 12 for each data terminal I / O via the ROM column switch 70. To.

図16および図17は、図14と同様に、図16のビット線BL16−BL19に対応するROMメモリセル12Cの抵抗素子R0にデータを書き込む例を示しており、太線で示す信号線および回路が書き込み動作のために使用される。図16および図17に示す書き込み動作の状態は、図14の状態と同様である。 16 and 17 show an example of writing data to the resistance element R0 of the ROM memory cell 12C corresponding to the bit lines BL16-BL19 of FIG. 16, similarly to FIG. 14, and the signal lines and circuits shown by the thick lines are shown. Used for write operations. The state of the writing operation shown in FIGS. 16 and 17 is the same as the state of FIG.

図18は、図16および図17のメモリセルアレイ20のコラムスイッチ30を制御するコラム制御回路の一例を示す。図12および図15と同じ要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。 FIG. 18 shows an example of a column control circuit that controls the column switch 30 of the memory cell array 20 of FIGS. 16 and 17. The same elements as those in FIGS. 12 and 15 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

プリデコーダ33の回路および動作は、図12と同じであり、図示しないデコーダ35の回路および動作は、図13と同じである。メモリセルアレイ20のメモリセル10にアクセスする通常動作において、図18のプリデコーダ34の動作は、図12の説明と同じである。図18のプリデコーダ34は、アドレス信号A4、A3、A2を受ける図12のNANDゲートの代わりにインバータIVを有する。このため、アドレス信号A4、A3、A2の論理は、ROMメモリセル12の書き込み動作およびベリファイ動作において、マスクされない。 The circuit and operation of the pre-decoder 33 are the same as in FIG. 12, and the circuit and operation of the decoder 35 (not shown) are the same as in FIG. In the normal operation of accessing the memory cell 10 of the memory cell array 20, the operation of the pre-decoder 34 in FIG. 18 is the same as that described in FIG. The pre-decoder 34 of FIG. 18 has an inverter IV instead of the NAND gate of FIG. 12 that receives the address signals A4, A3, A2. Therefore, the logic of the address signals A4, A3, and A2 is not masked in the write operation and the verify operation of the ROM memory cell 12.

プリデコーダ33は、ROMメモリセル12の書き込み動作において、プリデコード信号A00Z、A01Z、A10Z、A11Zをハイレベルに設定する。プリデコーダ33は、ROMメモリセル12のベリファイ動作において、プリデコード信号A00Zのみをハイレベルに設定する。 The pre-decoder 33 sets the pre-decode signals A00Z, A01Z, A10Z, and A11Z to high levels in the writing operation of the ROM memory cell 12. The pre-decoder 33 sets only the pre-decode signal A00Z to a high level in the verification operation of the ROM memory cell 12.

図18のプリデコーダ34は、アドレス信号A4、A3、A2の論理に応じてプリデコード信号A###Z(A000Z−A111Zのいずれか)をハイレベルに設定する。プリデコーダ34の動作は、通常動作、ROMメモリセル12の書き込み動作およびROMメモリセル12のベリファイ動作において同じである。 The pre-decoder 34 of FIG. 18 sets the pre-decode signal A #### Z (any of A000Z-A111Z) to a high level according to the logic of the address signals A4, A3, and A2. The operation of the pre-decoder 34 is the same in the normal operation, the writing operation of the ROM memory cell 12, and the verifying operation of the ROM memory cell 12.

図13に示したデコーダ35は、ROMメモリセル12の書き込み動作において、ハイレベルのプリデコード信号A###Zに応じて、連続する4つのコラム選択信号YD(例えば、YD0−YD3、YD4−YD7等)をハイレベルに設定する。デコーダ35は、ROMメモリセル12のベリファイ動作において、ハイレベルのプリデコード信号A###Zに応じて、コラム選択信号YD0、YD4、YD8、YD12、YD16、YD20、YD24、YD28のいずれかをハイレベルに設定する。 The decoder 35 shown in FIG. 13 has four consecutive column selection signals YD (for example, YD0-YD3, YD4-) in response to the high-level pre-decode signal A ## # Z in the writing operation of the ROM memory cell 12. YD7 etc.) is set to a high level. In the verification operation of the ROM memory cell 12, the decoder 35 performs one of the column selection signals YD0, YD4, YD8, YD12, YD16, YD20, YD24, and YD28 according to the high-level pre-decode signal A ## # Z. Set to high level.

これにより、8個のROMメモリセル12の各々において、ワード線RWL0(またはRWL1)により選択された抵抗素子R0(またはR1)に書き込み動作およびベリファイ動作を実行することができる。 As a result, in each of the eight ROM memory cells 12, a writing operation and a verifying operation can be executed on the resistance element R0 (or R1) selected by the word line RWL0 (or RWL1).

なお、4個のROMメモリセル12がメモリセルアレイ20に対応して設けられる場合、コラム制御回路32は、図15のアドレス信号A3を受ける図12のNANDゲートの代わりにインバータIVを有する。これにより、各ROMメモリセル12の書き込み動作およびベリファイ動作を実行することができる。 When four ROM memory cells 12 are provided corresponding to the memory cell array 20, the column control circuit 32 has an inverter IV instead of the NAND gate of FIG. 12 that receives the address signal A3 of FIG. As a result, the writing operation and the verifying operation of each ROM memory cell 12 can be executed.

図19は、図2の半導体記憶装置100AのROMメモリセル12の書き込み動作の一例を示す。図11と同様に、太線で示す信号線および回路がROMメモリセル12の書き込み動作のために使用される。図11で説明したように、書き込み動作においてROMメモリセル12は、ROMコラムスイッチ70を介して4組のビット線BL0−BL3/ソース線SL0−SL3に接続される。 FIG. 19 shows an example of the writing operation of the ROM memory cell 12 of the semiconductor storage device 100A of FIG. Similar to FIG. 11, the signal lines and circuits shown by the thick lines are used for the writing operation of the ROM memory cell 12. As described with reference to FIG. 11, in the writing operation, the ROM memory cell 12 is connected to the four sets of bit lines BL0-BL3 / source lines SL0-SL3 via the ROM column switch 70.

図19は、ROMメモリセル12の抵抗素子R0に論理1を書き込む例を示す。この場合、抵抗素子R0をビット線RBLに接続するために、ワード線RWL0がハイレベルに設定される。また、書き込み動作では、コラム選択信号RYDW、RYDVWが、ハイレベルに設定され、ROMコラムスイッチ70の全てのスイッチ70a−70hがオンされる。スイッチ70a−70hのオンにより、ビット線RBLがビット線BL0−BL3に接続され、ソース線RSLがソース線SL0−SL3に接続される。 FIG. 19 shows an example of writing logic 1 to the resistance element R0 of the ROM memory cell 12. In this case, the word line RWL0 is set to a high level in order to connect the resistance element R0 to the bit line RBL. Further, in the writing operation, the column selection signals RYDW and RYDVW are set to a high level, and all the switches 70a-70h of the ROM column switch 70 are turned on. When the switch 70a-70h is turned on, the bit line RBL is connected to the bit line BL0-BL3, and the source line RSL is connected to the source line SL0-SL3.

また、書き込み動作では、コラム選択信号YD0−YD3がハイレベルに設定され、コラム選択信号YD0−YD3を受けるコラムスイッチ30がオンする。コラムスイッチ30のオンにより、ビット線BL0−BL3がグローバルビット線GBLに接続され、ソース線SL0−SL3がグローバルソース線GSLに接続される。さらに、書き込み制御信号WR1がハイレベルに設定され、ライトドライバ40のスイッチ40c、40dがオンし、グローバルビット線GBLは、電源線VPPYに接続され、グローバルソース線GSLは、接地線VSSに接続される。すなわち、グローバルビット線GBLとグローバルソース線GSLとにハイレベルとロウレベルとの書き込み電圧が設定される。 Further, in the writing operation, the column selection signal YD0-YD3 is set to a high level, and the column switch 30 that receives the column selection signal YD0-YD3 is turned on. When the column switch 30 is turned on, the bit line BL0-BL3 is connected to the global bit line GBL, and the source line SL0-SL3 is connected to the global source line GSL. Further, the write control signal WR1 is set to a high level, the switches 40c and 40d of the write driver 40 are turned on, the global bit line GBL is connected to the power supply line VPPY, and the global source line GSL is connected to the ground line VSS. To. That is, high-level and low-level write voltages are set for the global bit line GBL and the global source line GSL.

電源線VPPYは、グローバルソース線GSL、ソース線SL0−SL3、RSL、抵抗素子R0、ビット線RBL、BL0−BL3およびグローバルビット線GBLを介して接地線VSSに接続される。そして、抵抗素子R0の一端から他端に書き込み電流が流れることで、抵抗素子R0は低抵抗状態に設定され、抵抗素子R0は論理1の記憶状態になる。 The power supply line VPPY is connected to the ground line VSS via the global source line GSL, the source line SL0-SL3, RSL, the resistance element R0, the bit line RBL, BL0-BL3 and the global bit line GBL. Then, when the writing current flows from one end to the other end of the resistance element R0, the resistance element R0 is set to the low resistance state, and the resistance element R0 is in the storage state of the logic 1.

この際、並列に接続された4本のビット線BL0−BL3を介して抵抗素子R0に電流が供給され、並列に接続された4本のソース線SL0−SL3を介して、抵抗素子R0に流れる電流が接地線VSSに引き込まれる。このため、データの書き込みに使用するビット線BLとソース線SLの配線抵抗を下げることができる。例えば、ビット線BLおよびソース線SLをそれぞれ4並列にすることで、並列化しない場合に比べて、ビット線抵抗およびソース線抵抗を4分の1程度まで下げることができる。 At this time, a current is supplied to the resistance element R0 via the four bit wires BL0-BL3 connected in parallel, and flows to the resistance element R0 via the four source lines SL0-SL3 connected in parallel. Current is drawn into the ground wire VSS. Therefore, the wiring resistance of the bit line BL and the source line SL used for writing data can be reduced. For example, by arranging the bit line BL and the source line SL in parallel of four, the bit line resistance and the source line resistance can be reduced to about one-fourth as compared with the case where they are not parallelized.

また、電流は、並列に接続された4つのスイッチ70a、70b、70c、70dおよび並列に接続された4つのスイッチ70e、70f、70g、70hを介して、電源線VPPYから接地線VSSに流れる。これにより、ROMコラムスイッチ70のオン抵抗を下げることができる。例えば、ROMコラムスイッチ70を4並列にすることで、並列化しない場合に比べて、オン抵抗を4分の1程度まで下げることができる。 Further, the current flows from the power supply line VPPY to the ground line VSS via the four switches 70a, 70b, 70c, 70d connected in parallel and the four switches 70e, 70f, 70g, 70h connected in parallel. Thereby, the on-resistance of the ROM column switch 70 can be lowered. For example, by arranging the ROM column switches 70 in parallel in four, the on-resistance can be reduced to about one-fourth as compared with the case where the ROM column switches 70 are not parallelized.

この結果、抵抗素子R0に電流を流す経路の電圧降下を抑制することができ、メモリセルアレイ20を挟んでライトドライバ40と反対側に配置されるROMメモリセル12の抵抗素子R0を所望の電流を流して、データを書き込むことができる。換言すれば、通常のメモリセル10の書き込み動作に使用するライトドライバ40を利用してROMメモリセル12にデータを書き込むことができる。また、抵抗素子R0に電流を流す経路の抵抗を下げて、書き込み電流を増やすことができるため、抵抗素子R0を所望の抵抗値に設定するまでの書き込み動作の回数を削減することができる。 As a result, it is possible to suppress the voltage drop in the path through which the current flows through the resistance element R0, and the resistance element R0 of the ROM memory cell 12 arranged on the opposite side of the light driver 40 with the memory cell array 20 sandwiched between them can receive a desired current. You can stream and write data. In other words, data can be written to the ROM memory cell 12 by using the write driver 40 used for the normal writing operation of the memory cell 10. Further, since the resistance of the path through which the current flows through the resistance element R0 can be lowered to increase the writing current, the number of writing operations until the resistance element R0 is set to a desired resistance value can be reduced.

これに対して、ライトドライバ40と、1組のビット線BL/ソース線SLを使用してROMメモリセル12の書き込み動作を実行する場合、コラムスイッチ30、70の抵抗や配線抵抗により、電圧降下が発生し、抵抗素子R0への書き込み電流が不足するおそれがある。書き込み電流が不足するにより、書き込み動作とベリファイ動作の回数が増加する場合、書き込み処理時間が長くなってしまう。 On the other hand, when the write operation of the ROM memory cell 12 is executed using the write driver 40 and one set of bit line BL / source line SL, the voltage drops due to the resistance and wiring resistance of the column switches 30 and 70. May occur and the write current to the resistance element R0 may be insufficient. When the number of write operations and verify operations increases due to insufficient write current, the write processing time becomes long.

なお、抵抗素子R0に論理0を書き込む書き込み動作は、ライトドライバ40のスイッチ40a、40bを、スイッチ40c、40dの代わりにオンさせることを除き、図19に示す状態と同じである。すなわち、論理0の書き込み動作では、グローバルビット線GBLとグローバルソース線GSLとにロウレベルとハイレベルとの書き込み電圧が設定される。この場合、抵抗素子R0の他端から一端に書き込み電流が流れることで、抵抗素子R0は高抵抗状態に設定され、抵抗素子R1は論理0の記憶状態になる。また、抵抗素子R1にデータを書き込む書き込み動作は、ワード線RWL0の代わりにワード線RWL1をハイレベルに設定することを除き、図19に示す状態と同じである。 The writing operation of writing the logic 0 to the resistance element R0 is the same as the state shown in FIG. 19 except that the switches 40a and 40b of the write driver 40 are turned on instead of the switches 40c and 40d. That is, in the logic 0 write operation, low level and high level write voltages are set for the global bit line GBL and the global source line GSL. In this case, since the writing current flows from the other end to one end of the resistance element R0, the resistance element R0 is set to the high resistance state, and the resistance element R1 is in the storage state of logic 0. Further, the writing operation for writing data to the resistance element R1 is the same as the state shown in FIG. 19 except that the word line RWL1 is set to a high level instead of the word line RWL0.

また、メモリセルアレイ20のメモリセル10にデータを書き込む場合、書き込み対象のメモリセル10に接続された1組のビット線BL/ソース線SLに接続されたコラムスイッチ30がオンされる。したがって、図12および図13で説明したように、ROMメモリセル12の書き込み動作と、メモリセル10の書き込み動作とでは、コラム選択信号YD(YD0−YD31)を生成するコラム制御回路32の動作が異なる。 When writing data to the memory cell 10 of the memory cell array 20, the column switch 30 connected to the set of bit line BL / source line SL connected to the memory cell 10 to be written is turned on. Therefore, as described with reference to FIGS. 12 and 13, the operation of the column control circuit 32 that generates the column selection signal YD (YD0-YD31) is performed between the writing operation of the ROM memory cell 12 and the writing operation of the memory cell 10. different.

図20は、図2の半導体記憶装置100AのROMメモリセル12のベリファイ動作の一例を示す。ベリファイ動作は、図19に示した書き込み動作の後、ROMメモリセル12にデータが正常に書き込まれているか否かを判定する動作であり、書き込み動作と同様に、抵抗素子R0、R1毎に実行される。図11および図19と同様に、太線で示す信号線および回路が、ROMメモリセル12のベリファイ動作のために使用される。 FIG. 20 shows an example of the verification operation of the ROM memory cell 12 of the semiconductor storage device 100A of FIG. The verify operation is an operation of determining whether or not data is normally written to the ROM memory cell 12 after the write operation shown in FIG. 19, and is executed for each of the resistance elements R0 and R1 in the same manner as the write operation. Will be done. Similar to FIGS. 11 and 19, the signal lines and circuits shown by the thick lines are used for the verification operation of the ROM memory cell 12.

図20は、ROMメモリセル12の抵抗素子R0に書き込んだデータの論理を確認する例を示す。この場合、書き込み動作と同様に、抵抗素子R0をビット線RBLに接続するために、ワード線RWL0がハイレベルに設定される。また、ベリファイ動作では、コラム選択信号RYDVWが、ハイレベルに設定され、コラム選択信号RYDWは、ロウレベルに設定される。これにより、ROMコラムスイッチ70のスイッチ70d、70hがオンされ、スイッチ70a−70c、70e−70gはオフされる。スイッチ70d、70hのオンにより、ビット線RBLがビット線BL0に接続され、ソース線RSLがソース線SL0に接続される。 FIG. 20 shows an example of confirming the logic of the data written in the resistance element R0 of the ROM memory cell 12. In this case, the word line RWL0 is set to a high level in order to connect the resistance element R0 to the bit line RBL as in the writing operation. Further, in the verify operation, the column selection signal RYDVW is set to a high level, and the column selection signal RYDW is set to a low level. As a result, the switches 70d and 70h of the ROM column switch 70 are turned on, and the switches 70a-70c and 70e-70g are turned off. When the switches 70d and 70h are turned on, the bit line RBL is connected to the bit line BL0 and the source line RSL is connected to the source line SL0.

また、ベリファイ動作では、コラム選択信号YD0がハイレベルに設定され、他のコラム選択信号YDはロウレベルに設定される。これにより、コラム選択信号YD0を受けるコラムスイッチ30のみがオンする。コラムスイッチ30のオンにより、ビット線BL0がグローバルビット線GBLに接続され、ソース線SL0がグローバルソース線GSLに接続される。さらに、読み出しイネーブル信号RENがハイレベルに設定されて読み出し回路50のスイッチ50a、50bがオンし、グローバルビット線GBLは、接地線VSSに接続され、グローバルソース線GSLは、センスアンプ52に接続される。 Further, in the verify operation, the column selection signal YD0 is set to a high level, and the other column selection signals YD are set to a low level. As a result, only the column switch 30 that receives the column selection signal YD0 is turned on. When the column switch 30 is turned on, the bit line BL0 is connected to the global bit line GBL, and the source line SL0 is connected to the global source line GSL. Further, the read enable signal REN is set to a high level, the switches 50a and 50b of the read circuit 50 are turned on, the global bit line GBL is connected to the ground line VSS, and the global source line GSL is connected to the sense amplifier 52. To.

センスアンプ52は、ベリファイ動作時に、グローバルソース線GSLに電源電圧VDD(例えば、1.2V)を出力する。これにより、電源電圧VDDを出力するセンスアンプ52の端子は、グローバルソース線GSL、ソース線SL0、RSL、抵抗素子R0、ビット線RBL、BL0およびグローバルビット線GBLを介して接地線VSSに接続される。そして、抵抗素子R0の他端から一端に読み出し電流が流れることで、センスアンプ52の端子の電圧が低下する。 The sense amplifier 52 outputs the power supply voltage VDD (for example, 1.2V) to the global source line GSL during the verify operation. As a result, the terminal of the sense amplifier 52 that outputs the power supply voltage VDD is connected to the ground line VSS via the global source line GSL, the source line SL0, RSL, the resistance element R0, the bit line RBL, BL0 and the global bit line GBL. To. Then, the read current flows from the other end of the resistance element R0 to one end, so that the voltage of the terminal of the sense amplifier 52 drops.

抵抗素子R0が低抵抗状態に設定されている場合、抵抗素子R0を流れる電流は相対的に大きいため、センスアンプ52の端子の電圧の低下量は大きくなる。一方、抵抗素子R0が高抵抗状態に設定されている場合、抵抗素子R0を流れる電流は相対的に小さいため、センスアンプ52の端子の電圧の低下量は小さくなる。そして、センスアンプ52は、グローバルソース線GSLに接続された端子の端子電圧が参照電圧以下の場合、論理1(低抵抗状態)を判定し、端子電圧が参照電圧より高い場合、論理0(高抵抗状態)を判定する。メモリセル10の読み出し動作およびベリファイ動作は、メモリセル12のベリファイ動作でのセンスアンプ52の動作と同様である。 When the resistance element R0 is set to the low resistance state, the current flowing through the resistance element R0 is relatively large, so that the amount of voltage drop at the terminal of the sense amplifier 52 is large. On the other hand, when the resistance element R0 is set to the high resistance state, the current flowing through the resistance element R0 is relatively small, so that the amount of voltage drop at the terminal of the sense amplifier 52 is small. Then, the sense amplifier 52 determines logic 1 (low resistance state) when the terminal voltage of the terminal connected to the global source line GSL is equal to or less than the reference voltage, and logic 0 (high) when the terminal voltage is higher than the reference voltage. (Resistance state) is judged. The read operation and the verify operation of the memory cell 10 are the same as the operation of the sense amplifier 52 in the verify operation of the memory cell 12.

なお、ROMメモリセル12のベリファイ動作では、メモリセルアレイ20に接続されるワード線WLはロウレベルに設定され、メモリセル10の転送トランジスタTはオフする。しかし、転送トランジスタTに接続されたビット線BLには、非選択状態の転送トランジスタTで発生するオフリーク電流が流れる。図20に示す例では、メモリセルアレイ20に4本のワード線WLが接続されるが、実際のメモリセルアレイ20には、多数のワード線WL(例えば、1024本)が接続されるため、各ビット線BLに流れるオフリーク電流の影響は無視できない場合がある。 In the verification operation of the ROM memory cell 12, the word line WL connected to the memory cell array 20 is set to a low level, and the transfer transistor T of the memory cell 10 is turned off. However, the off-leakage current generated by the transfer transistor T in the non-selected state flows through the bit line BL connected to the transfer transistor T. In the example shown in FIG. 20, four word line WLs are connected to the memory cell array 20, but since a large number of word line WLs (for example, 1024 lines) are connected to the actual memory cell array 20, each bit is connected. The influence of the off-leakage current flowing through the line BL may not be negligible.

この実施形態のベリファイ動作では、1本のビット線BLのみを使用することで、例えば、4本のビット線BLを使用する場合に比べて、オフリーク電流の影響を低減することができ、より正確なベリファイ動作を実行することができる。また、ベリファイ動作時にビット線BL0等に流れる読み出し電流は、書き込み動作時に流れる書き込み電流に比べて小さく、ビット線BL0およびソース線SL0の配線抵抗や、コラムスイッチ30、70の抵抗がベリファイ動作に与える影響は小さい。このため、1本のビット線BL0と1本のソース線SL0を使用することで、抵抗素子R0に記憶された論理を判定することができる。したがって、メモリセルアレイ20を挟んでセンスアンプ52と反対側に配置されるROMメモリセル12の抵抗素子R0のベリファイ動作を実行することができる。換言すれば、メモリセル10の読み出し動作およびベリファイ動作に使用するセンスアンプ52を利用して、ROMメモリセル12のベリファイ動作を実行することができる。 In the verification operation of this embodiment, by using only one bit wire BL, the influence of the off-leakage current can be reduced as compared with the case of using, for example, four bit wire BLs, and it is more accurate. It is possible to perform various verification operations. Further, the read current flowing through the bit line BL0 or the like during the verify operation is smaller than the write current flowing during the write operation, and the wiring resistance of the bit line BL0 and the source line SL0 and the resistance of the column switches 30 and 70 give the verify operation. The impact is small. Therefore, by using one bit line BL0 and one source line SL0, the logic stored in the resistance element R0 can be determined. Therefore, the verification operation of the resistance element R0 of the ROM memory cell 12 arranged on the opposite side of the memory cell array 20 from the sense amplifier 52 can be executed. In other words, the verify operation of the ROM memory cell 12 can be executed by using the sense amplifier 52 used for the read operation and the verify operation of the memory cell 10.

なお、抵抗素子R1のベリファイ動作は、ワード線RWL0の代わりにワード線RWL1をハイレベルに設定して、抵抗素子R1に読み出し電流を流すことを除き、図20に示す状態と同じである。ベリファイ動作で書き込み不足が判定された場合、図19に示した書き込み動作が再度実行される。これにより、各抵抗素子R0、R1の抵抗値を、所望の値に設定することができる。 The verification operation of the resistance element R1 is the same as the state shown in FIG. 20 except that the word line RWL1 is set to a high level instead of the word line RWL0 and a read current is passed through the resistance element R1. When the verification operation determines that the writing operation is insufficient, the writing operation shown in FIG. 19 is executed again. Thereby, the resistance value of each resistance element R0 and R1 can be set to a desired value.

ROMメモリセル12のベリファイ動作において、データの論理を抵抗素子R0、R1毎に判定することで、ROMメモリセル12の全体でベリファイ動作を実行する場合に比べて、ROMメモリセル12に書き込まれるデータの精度を向上することができる。すなわち、各抵抗素子R0、R1に設定する抵抗値の精度を向上することができる。 In the verification operation of the ROM memory cell 12, by determining the logic of the data for each of the resistance elements R0 and R1, the data written in the ROM memory cell 12 is compared with the case where the verification operation is executed in the entire ROM memory cell 12. The accuracy of the can be improved. That is, the accuracy of the resistance value set in each of the resistance elements R0 and R1 can be improved.

なお、メモリセルアレイ20のメモリセル10の書き込み動作、読み出し動作およびベリファイ動作では、コラム選択信号RYDW、RYDVWがロウレベルに設定され、アクセス対象のメモリセル10に接続されたワード線WLがハイレベルに設定される。また、アクセス対象のメモリセル10に接続されたビット線BLおよびソース線SLを選択するためのコラム選択信号YDがハイレベルに設定され、対応するコラムスイッチ30がオンされる。 In the write operation, read operation, and verify operation of the memory cell 10 of the memory cell array 20, the column selection signals RYDW and RYDVW are set to the low level, and the word line WL connected to the memory cell 10 to be accessed is set to the high level. Will be done. Further, the column selection signal YD for selecting the bit line BL and the source line SL connected to the memory cell 10 to be accessed is set to a high level, and the corresponding column switch 30 is turned on.

メモリセル10にデータを書き込む場合、書き込み対象のメモリセル10に接続された1組のビット線BL/ソース線SLに接続されたコラムスイッチ30がオンされる。そして、ライトドライバ40がアクセス対象のメモリセル10の抵抗素子Rに書き込み電流を流すことで、書き込み電流を流す方向に応じて、抵抗素子Rに論理0または論理1が書き込まれる。 When writing data to the memory cell 10, the column switch 30 connected to the set of bit line BL / source line SL connected to the memory cell 10 to be written is turned on. Then, the write driver 40 causes a write current to flow through the resistance element R of the memory cell 10 to be accessed, so that logic 0 or logic 1 is written to the resistance element R according to the direction in which the write current flows.

メモリセル10の書き込み動作、読み出し動作、ベリファイ動作時にコラム選択信号RYDW、RYDVWをロウレベルに設定し、ROMコラムスイッチ70をオフすることで、ビット線RBLおよびソース線RSLの負荷がメモリセルアレイ20から切り離される。これにより、ビット線RBLおよびソース線RSLの負荷が、メモリセル10のアクセスに影響することを抑止することができる。 By setting the column selection signals RYDW and RYDVW to low levels and turning off the ROM column switch 70 during the write operation, read operation, and verify operation of the memory cell 10, the load of the bit line RBL and the source line RSL is separated from the memory cell array 20. Is done. As a result, it is possible to prevent the load of the bit line RBL and the source line RSL from affecting the access of the memory cell 10.

ROMメモリセル12には、半導体記憶装置100Aの動作状態を決める重要な情報(内部電圧や内部タイミングを調整するトリミング情報、または不良アドレス等)が記憶される。このため、半導体記憶装置100Aが搭載されるユーザシステムによるROMメモリセル12のアクセスは許可されない。例えば、ROMメモリセル12の書き込み動作とROMメモリセル12のベリファイ動作とは、半導体記憶装置100Aの出荷前に実行される。 The ROM memory cell 12 stores important information (trimming information for adjusting the internal voltage and internal timing, defective address, etc.) that determines the operating state of the semiconductor storage device 100A. Therefore, access to the ROM memory cell 12 by the user system on which the semiconductor storage device 100A is mounted is not permitted. For example, the writing operation of the ROM memory cell 12 and the verifying operation of the ROM memory cell 12 are executed before the shipment of the semiconductor storage device 100A.

例えば、ROMメモリセル12の書き込み動作とROMメモリセル12のベリファイ動作とは、半導体記憶装置100Aの製造工程の1つである試験工程で実行される。試験工程では、半導体記憶装置100Aに所望の値の電源電圧VCC(VPPY)を供給することができる。これにより、ユーザシステム上で半導体記憶装置100Aを動作させる場合に比べて、安定した電源電圧VPPYを半導体記憶装置100Aに供給することができる。したがって、通常のメモリセル10の書き込み動作に使用するライトドライバ40およびセンスアンプ52を利用する場合にも、動作マージンを低下させることなく、ROMメモリセル12の書き込み動作およびベリファイ動作を実行することができる。 For example, the writing operation of the ROM memory cell 12 and the verifying operation of the ROM memory cell 12 are executed in a test step which is one of the manufacturing steps of the semiconductor storage device 100A. In the test step, the power supply voltage VCS (VPPY) of a desired value can be supplied to the semiconductor storage device 100A. As a result, a stable power supply voltage VPPY can be supplied to the semiconductor storage device 100A as compared with the case where the semiconductor storage device 100A is operated on the user system. Therefore, even when the write driver 40 and the sense amplifier 52 used for the normal writing operation of the memory cell 10 are used, the writing operation and the verifying operation of the ROM memory cell 12 can be executed without lowering the operation margin. it can.

図21は、図2の半導体記憶装置100AのROMメモリセル12の読み出し動作の一例を示す。ROMメモリセル12の読み出し動作は、図8および図9で説明したように、ROMリード回路60により実行される。図11、図19および図20と同様に、太線で示す信号線および回路がROMメモリセル12の読み出し動作のために使用される。 FIG. 21 shows an example of the read operation of the ROM memory cell 12 of the semiconductor storage device 100A of FIG. The read operation of the ROM memory cell 12 is executed by the ROM read circuit 60 as described with reference to FIGS. 8 and 9. Similar to FIGS. 11, 19 and 20, the signal lines and circuits shown by the thick lines are used for the read operation of the ROM memory cell 12.

センスアンプ52、ビット線BL、RBL、ソース線SLは使用されず、コラムスイッチ30、70はオフ状態に維持される。また、ワード線RWL0、RWL1はロウレベルに維持され、ROMメモリセル12の転送トランジスタT0、T1は、オフ状態に維持される。 The sense amplifier 52, the bit line BL, RBL, and the source line SL are not used, and the column switches 30 and 70 are maintained in the off state. Further, the word lines RWL0 and RWL1 are maintained at a low level, and the transfer transistors T0 and T1 of the ROM memory cell 12 are maintained in an off state.

図9で説明したように、ROMリード回路60によるROMメモリセル12の読み出し動作は、電源電圧VPPX、VPPYは使用されず、電源電圧VDDのみを使用して実行される。このため、半導体記憶装置100Aの電源の起動時等、電源電圧VPPX、VPPYが規定の電圧に到達していない場合にも、ROMメモリセル12からデータを読み出すことができる。また、相補の論理を記憶する抵抗素子R0、R1からデータを読み出すため、1つの抵抗素子Rに記憶された論理を読み出す場合に比べて、読み出しマージンを向上することができる。ROMメモリセル12の読み出し動作において、ROMコラムスイッチ70がオフされるため、ビット線BLの負荷およびソース線SLの負荷が、読み出し動作に影響することを抑止することができる。 As described with reference to FIG. 9, the read operation of the ROM memory cell 12 by the ROM read circuit 60 is executed using only the power supply voltage VDD without using the power supply voltages VPPX and VPPY. Therefore, data can be read from the ROM memory cell 12 even when the power supply voltages VPPX and VPPPY do not reach the specified voltage, such as when the power supply of the semiconductor storage device 100A is started. Further, since the data is read from the resistance elements R0 and R1 that store the complementary logic, the read margin can be improved as compared with the case where the logic stored in one resistance element R is read. Since the ROM column switch 70 is turned off in the read operation of the ROM memory cell 12, it is possible to prevent the load of the bit line BL and the load of the source line SL from affecting the read operation.

図22は、他の半導体記憶装置の回路の配置の一例を示す。図3と同様の構成については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。図22に示す半導体記憶装置200Aは、図2に示した半導体記憶装置100Aと同様のメモリセルアレイ20、コラムスイッチ30、ライトドライバ40、読み出し回路50、電源回路80およびデータ入出力回路90を有する。また、半導体記憶装置200Aは、ROMメモリセル12、ROMリード回路60、ROMベリファイ回路202およびROMライトドライバ204を有する。ROMメモリセル12、ROMリード回路60、ROMベリファイ回路202およびROMライトドライバ204は、ROMメモリセル12のアクセス専用の回路ブロックである。 FIG. 22 shows an example of the arrangement of circuits of other semiconductor storage devices. The same components as those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The semiconductor storage device 200A shown in FIG. 22 has a memory cell array 20, a column switch 30, a write driver 40, a read circuit 50, a power supply circuit 80, and a data input / output circuit 90 similar to the semiconductor storage device 100A shown in FIG. Further, the semiconductor storage device 200A includes a ROM memory cell 12, a ROM read circuit 60, a ROM verification circuit 202, and a ROM write driver 204. The ROM memory cell 12, the ROM read circuit 60, the ROM verify circuit 202, and the ROM write driver 204 are circuit blocks dedicated to access to the ROM memory cell 12.

ROMベリファイ回路202は、センスアンプ52の代わりに、ROMメモリセル12のベリファイ動作を実行するためのベリファイセンスアンプを有する。ROMライトドライバ204は、ROMメモリセル12の書き込み動作時に、ライトドライバ40の代わりに、電源電圧VPPYおよび接地電圧VSSをROMメモリセル12に供給する。 The ROM verification circuit 202 has a verification sense amplifier for executing the verification operation of the ROM memory cell 12 instead of the sense amplifier 52. The ROM write driver 204 supplies the power supply voltage VPPY and the ground voltage VSS to the ROM memory cell 12 instead of the write driver 40 during the writing operation of the ROM memory cell 12.

データ入出力回路90から電源回路80に出力されるデータ信号DTは、例えば、ROMメモリセル12に書き込むデータおよび電源回路80が生成する内部電圧を調整するためのトリミング情報である。ROMメモリセル12への書き込みデータは、電源回路80を経由して書き込みデータWDTとしてROMライトドライバ204に転送され、ROMメモリセル12に書き込まれる。 The data signal DT output from the data input / output circuit 90 to the power supply circuit 80 is, for example, data to be written to the ROM memory cell 12 and trimming information for adjusting the internal voltage generated by the power supply circuit 80. The data written to the ROM memory cell 12 is transferred to the ROM write driver 204 as write data WDT via the power supply circuit 80, and is written to the ROM memory cell 12.

図22では、ROMメモリセル12は、メモリセルアレイ20が形成される領域とは異なる専用の回路ブロックに形成される。このため、図22に太い破線枠で示すダミーメモリセルが形成されるダミー領域DMYは、2つの回路群のそれぞれにおいて、2個所ずつ設けられる。ROMメモリセル12のアクセス専用の回路ブロックと、ROMメモリセル12用のダミー領域DMYとが設けられる半導体記憶装置200Aは、図3に示した半導体記憶装置100Aに比べてチップサイズが大きくなる。 In FIG. 22, the ROM memory cell 12 is formed in a dedicated circuit block different from the area where the memory cell array 20 is formed. Therefore, two dummy regions DMY in which dummy memory cells shown by a thick broken line frame in FIG. 22 are formed are provided in each of the two circuit groups. The semiconductor storage device 200A provided with the access-dedicated circuit block of the ROM memory cell 12 and the dummy area DMY for the ROM memory cell 12 has a larger chip size than the semiconductor storage device 100A shown in FIG.

以上、図2から図21に示す実施形態においても、図1に示した実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、ROMメモリセル12へのデータの書き込みを、複数のビット線BLおよび複数のソース線SLを使用して実行することで、書き込み電圧の供給経路の抵抗を、単一の供給経路を使用する場合に比べて下げることができる。メモリセル10用のライトドライバ40をROMメモリセル12の書き込み動作に使用することにより、ライトドライバ40からROMメモリセル12までの距離が長くなる場合にも、所望の書き込み電圧を抵抗素子R0、R1に供給することができる。この結果、書き込みマージンを低下させることなく、ROMメモリセル12にデータを書き込むことができる。 As described above, even in the embodiments shown in FIGS. 2 to 21, the same effects as those in the embodiment shown in FIG. 1 can be obtained. For example, by writing data to the ROM memory cell 12 using a plurality of bit lines BL and a plurality of source lines SL, the resistance of the write voltage supply path uses a single supply path. It can be lowered compared to the case. By using the write driver 40 for the memory cell 10 for the write operation of the ROM memory cell 12, even when the distance from the write driver 40 to the ROM memory cell 12 becomes long, the desired write voltage is applied to the resistance elements R0 and R1. Can be supplied to. As a result, data can be written to the ROM memory cell 12 without lowering the write margin.

メモリセル10用のライトドライバ40と読み出し回路50とを使用して、ROMメモリセル12の書き込み動作とベリファイ動作をそれぞれ実行することで、半導体記憶装置100Aの回路規模を削減することができる。また、ROMメモリセル12の書き込み動作およびベリファイ動作の制御を簡易にすることができる。 The circuit scale of the semiconductor storage device 100A can be reduced by executing the write operation and the verify operation of the ROM memory cell 12 by using the write driver 40 for the memory cell 10 and the read circuit 50, respectively. Further, it is possible to simplify the control of the writing operation and the verifying operation of the ROM memory cell 12.

ROMメモリセル12の読み出し動作時に、ROMコラムスイッチ70をオフすることで、ビット線BLの負荷およびソース線SLの負荷が、ROMメモリセル12の読み出し動作に影響することを抑止することができる。メモリセル10の書き込み動作時に、ROMコラムスイッチ70をオフすることで、ビット線BLおよびソース線SLにビット線RBLおよびソース線RSLの負荷が接続されることを抑止することができ、書き込み不足等の発生を抑止することができる。 By turning off the ROM column switch 70 during the read operation of the ROM memory cell 12, it is possible to prevent the load of the bit line BL and the load of the source line SL from affecting the read operation of the ROM memory cell 12. By turning off the ROM column switch 70 during the writing operation of the memory cell 10, it is possible to prevent the load of the bit line RBL and the source line RSL from being connected to the bit line BL and the source line SL, resulting in insufficient writing, etc. Can be suppressed.

メモリセル10の読み出し動作時およびベリファイ動作時にROMコラムスイッチ70をオフすることで、読み出し動作時およびベリファイ動作時に、ビット線BLおよびソース線SLにビット線RBLおよびソース線RSL等の負荷が接続されることを抑止できる。したがって、読み出し動作時およびベリファイ動作時に、データの判定等に誤りが発生することを抑止することができる。 By turning off the ROM column switch 70 during the read operation and the verify operation of the memory cell 10, a load such as the bit line RBL and the source line RSL is connected to the bit line BL and the source line SL during the read operation and the verify operation. Can be deterred. Therefore, it is possible to prevent an error in data determination or the like from occurring during the read operation and the verify operation.

さらに、図2から図21に示す実施形態では、図8に示したROMリード回路60は、ROMメモリセル12の抵抗素子R0、R1は、ラッチ部61のCMOSインバータ610、611と接地線VSSとの間に直接接続される。そして、ROMリード回路60は、抵抗素子R0、R1に流れる電流の差に応じてROMメモリセル12に記憶されたデータの論理を判定する。これにより、ROMメモリセル12に接続されたワード線RWL0、RWL1およびコラム選択信号RYDVWを駆動せずに、ROMメモリセル12からデータを読み出すことができる。換言すれば、ビット線RBLおよびソース線RSLを使用することなく、ROMメモリセル12からデータを読み出すことができる。したがって、ビット線RBLを使用する場合に比べて、ROMメモリセル12からデータを高速に読み出すことができる。 Further, in the embodiment shown in FIGS. 2 to 21, in the ROM read circuit 60 shown in FIG. 8, the resistance elements R0 and R1 of the ROM memory cell 12 are the CMOS inverters 610 and 611 of the latch portion 61 and the ground wire VSS. Is directly connected between. Then, the ROM read circuit 60 determines the logic of the data stored in the ROM memory cell 12 according to the difference between the currents flowing through the resistance elements R0 and R1. As a result, data can be read from the ROM memory cell 12 without driving the word lines RWL0, RWL1 and the column selection signal RYDVW connected to the ROM memory cell 12. In other words, data can be read from the ROM memory cell 12 without using the bit line RBL and the source line RSL. Therefore, the data can be read out from the ROM memory cell 12 at a higher speed than when the bit line RBL is used.

抵抗素子R0、R1にそれぞれ記憶された相補の論理に対応する電流差に基づいて記憶ノードXC、XTに発生する電圧をラッチ部61で差動増幅するため、1つの抵抗素子Rに記憶された論理を読み出す場合に比べて、読み出しマージンを向上することができる。 The voltage generated in the storage nodes XC and XT is differentially amplified by the latch portion 61 based on the current difference corresponding to the complementary logic stored in the resistance elements R0 and R1, respectively, so that the voltage is stored in one resistance element R. The read margin can be improved as compared with the case of reading the logic.

また、ROMメモリセル12の読み出し動作において、センスアンプ52を動作させなくてよいため、コラム選択信号YD0および読み出しイネーブル信号RENを駆動しなくてよい。このため、電源電圧VPPX、VPPYを使用することなく、電源電圧VDDのみでROMメモリセル12からデータを読み出すことができる。この結果、例えば、半導体記憶装置100Aの電源の起動時に、電源電圧VPPX、VPPYが規定の電圧に到達していない場合にも、ROMメモリセル12からデータを読み出すことができる。 Further, since the sense amplifier 52 does not have to be operated in the read operation of the ROM memory cell 12, the column selection signal YD0 and the read enable signal REN do not have to be driven. Therefore, data can be read from the ROM memory cell 12 only by the power supply voltage VDD without using the power supply voltages VPPX and VPPY. As a result, for example, when the power supply of the semiconductor storage device 100A is started, data can be read from the ROM memory cell 12 even when the power supply voltages VPPX and VPPPY do not reach the specified voltage.

ROMメモリセル12からデータを読み出す読み出し動作において、ROMリード回路60は、ROMメモリセル12に接続されたワード線RWL0、RWL1を使用しない。このため、図5で説明したように、電源の起動時に、ワード線RWL0、RWL1のハイレベル電圧(選択電圧)である電源電圧VPPXが生成される前に、ROMメモリセル12からデータを読み出すことができる。また、ハイレベルが電源電圧VPPXであるワード線RWLを駆動せずにデータを読み出すことができるため、ワード線RWLを駆動する場合に比べて、読み出し時間を短縮することができる。 In the read operation of reading data from the ROM memory cell 12, the ROM read circuit 60 does not use the word lines RWL0 and RWL1 connected to the ROM memory cell 12. Therefore, as described with reference to FIG. 5, data is read from the ROM memory cell 12 at the time of starting the power supply before the power supply voltage VPPX, which is the high level voltage (selection voltage) of the word lines RWL0 and RWL1, is generated. Can be done. Further, since the data can be read without driving the word line RWL whose high level is the power supply voltage VPPX, the reading time can be shortened as compared with the case of driving the word line RWL.

ROMメモリセル12のベリファイ動作に1本のビット線BLを使用するため、例えば、4本のビット線BLを使用する場合に比べて、オフリーク電流の影響を低減することができ、より正確なベリファイ動作を実行することができる。また、ベリファイ動作時にビット線BL0等に流れる読み出し電流は、書き込み動作時に流れる書き込み電流に比べて小さいため、ビット線BL0およびソース線SL0の配線抵抗や、コラムスイッチ30、70の抵抗がベリファイ動作に与える影響は小さい。 Since one bit line BL is used for the verification operation of the ROM memory cell 12, the influence of the off-leakage current can be reduced as compared with the case of using, for example, four bit line BLs, and more accurate verification can be performed. The action can be performed. Further, since the read current flowing through the bit line BL0 or the like during the verify operation is smaller than the write current flowing during the write operation, the wiring resistance of the bit line BL0 and the source line SL0 and the resistance of the column switches 30 and 70 are used for the verify operation. The impact is small.

以上のように、ベリファイ動作では、1本のビット線BL0と1本のソース線SL0を使用することで、抵抗素子R0に記憶された論理を判定することができる。したがって、メモリセルアレイ20を挟んでセンスアンプ52と反対側に配置されるROMメモリセル12の抵抗素子R0のベリファイ動作を実行することができる。換言すれば、メモリセル10の読み出し動作およびベリファイ動作に使用するセンスアンプ52を利用して、ROMメモリセル12のベリファイ動作を実行することができる。 As described above, in the verify operation, the logic stored in the resistance element R0 can be determined by using one bit line BL0 and one source line SL0. Therefore, the verification operation of the resistance element R0 of the ROM memory cell 12 arranged on the opposite side of the memory cell array 20 from the sense amplifier 52 can be executed. In other words, the verify operation of the ROM memory cell 12 can be executed by using the sense amplifier 52 used for the read operation and the verify operation of the memory cell 10.

ROMメモリセル12からのデータの読み出し期間は、電源電圧VCC、VPPY、VDD、VPPXが規定の電圧に到達する前に設定される。これにより、電源の起動後に半導体記憶装置100Aを搭載するユーザシステム等によりメモリセル10のアクセスが開始される前に、トリミング情報や不良アドレス等を所定の回路に正しく設定することができる。この結果、半導体記憶装置100Aを誤動作させることなく、メモリセル10に対してデータを読み書きすることができる。 The data read period from the ROM memory cell 12 is set before the power supply voltages VCS, VPPY, VDD, and VPPX reach the specified voltage. As a result, trimming information, defective addresses, and the like can be correctly set in a predetermined circuit before the access to the memory cell 10 is started by the user system or the like equipped with the semiconductor storage device 100A after the power supply is started. As a result, data can be read and written to and from the memory cell 10 without causing the semiconductor storage device 100A to malfunction.

ラッチ信号LATVSSがハイレベルになった後に昇圧回路88を動作させることで、電源電圧VDDが1.2Vより低い期間での電源変動を抑えることができる。これにより、例えば、昇圧回路88の動作の開始に伴い電源変動が発生する場合にも、電源変動が発生する前にROMメモリセル12からのデータの読み出すことができ、ROMメモリセル12からのデータの読み出しマージンが低下することを抑止できる。さらに、ROMメモリセル12からのデータの読み出しを制御するROMリード制御回路86が許可信号VPENを生成することで、読み出しの完了前に昇圧回路88が動作を開始することを抑止することができる。 By operating the booster circuit 88 after the latch signal LATVSS reaches a high level, it is possible to suppress power fluctuations during a period when the power supply voltage VDD is lower than 1.2V. Thereby, for example, even when the power supply fluctuation occurs with the start of the operation of the booster circuit 88, the data from the ROM memory cell 12 can be read before the power supply fluctuation occurs, and the data from the ROM memory cell 12 can be read. It is possible to prevent a decrease in the read margin of. Further, the ROM read control circuit 86 that controls the reading of data from the ROM memory cell 12 generates the permission signal VPEN, so that it is possible to prevent the booster circuit 88 from starting operation before the completion of reading.

ROMコラムスイッチ70およびROMメモリセル12を、メモリセル10のレイアウトの繰り返しパターンを利用して形成することで、ROMコラムスイッチ70およびROMメモリセル12を設けることによる面積の増加を最小限にすることができる。また、ダミー領域DMYを、メモリセルアレイ20、ROMコラムスイッチ70およびROMメモリセル12の形成領域の周囲を覆って形成することができる。このため、ROMコラムスイッチ70とメモリセルアレイ20とを互いに離れて配置し、ダミー領域DMYを別々に設ける場合に比べて、ダミーメモリセルのレイアウト面積を削減することができ、半導体記憶装置100Aのチップサイズを削減することができる。 By forming the ROM column switch 70 and the ROM memory cell 12 by utilizing the repeating pattern of the layout of the memory cell 10, the increase in area due to the provision of the ROM column switch 70 and the ROM memory cell 12 is minimized. Can be done. Further, the dummy area DMY can be formed so as to cover the periphery of the forming areas of the memory cell array 20, the ROM column switch 70, and the ROM memory cell 12. Therefore, the layout area of the dummy memory cell can be reduced as compared with the case where the ROM column switch 70 and the memory cell array 20 are arranged apart from each other and the dummy area DMY is provided separately, and the chip of the semiconductor storage device 100A can be reduced. The size can be reduced.

図23は、別の実施形態における半導体記憶装置の回路の配置の一例を示す。図1から図21と同様の要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。図23に示す半導体記憶装置100Bは、チップイメージを示している。 FIG. 23 shows an example of the arrangement of the circuit of the semiconductor storage device in another embodiment. The same elements as those in FIGS. 1 to 21 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The semiconductor storage device 100B shown in FIG. 23 shows a chip image.

半導体記憶装置100Bは、電源回路80とデータ入出力回路90との間に配置される太い枠で示す2つのメモリコアブロックMCBを有する。各メモリコアブロックMCBは、2つのメモリセルアレイ20と2つのコラムスイッチ30の領域とを有する。センスアンプ52およびライトドライバ40は、2つのメモリセルアレイ20に共有される。ROMメモリセル12の書き込み動作は、ライトドライバ40を利用して実行され、ROMメモリセル12のベリファイ動作は、センスアンプ52を利用して実行される。 The semiconductor storage device 100B has two memory core blocks MCB shown by a thick frame arranged between the power supply circuit 80 and the data input / output circuit 90. Each memory core block MCB has two memory cell array 20 and two column switch 30 regions. The sense amplifier 52 and the write driver 40 are shared by two memory cell arrays 20. The write operation of the ROM memory cell 12 is executed by using the write driver 40, and the verify operation of the ROM memory cell 12 is executed by using the sense amplifier 52.

また、ROMメモリセル12、ROMコラムスイッチ70およびROMリード回路60は、一方のメモリコアブロックMCBに隣接して設けられる。他方のメモリコアブロックMCBの電源回路80側の空き領域には、他の電源回路や安定化キャパシタ等を配置する領域が割り当てられる。太い破線枠は、ダミーメモリセルが形成されるダミー領域DMYを有する。半導体記憶装置100Bは、8個のダミー領域DMYを示す。 Further, the ROM memory cell 12, the ROM column switch 70, and the ROM read circuit 60 are provided adjacent to one of the memory core blocks MCB. An area for arranging another power supply circuit, a stabilizing capacitor, or the like is allocated to an empty area on the power supply circuit 80 side of the other memory core block MCB. The thick dashed line frame has a dummy area DMY in which dummy memory cells are formed. The semiconductor storage device 100B shows eight dummy regions DMY.

図23に示す半導体記憶装置100Bでは、ROMメモリセル12、ROMコラムスイッチ70およびROMリード回路60が、メモリコアブロックMCBの外側に配置される。これにより、2つのメモリコアブロックMCBの間に太い矢印で示したように、センスアンプ52から両側のメモリセルアレイ20の端までの距離の差を、ライトドライバ40の幅(図の横方向の幅)に抑えることができる。したがって、メモリセル10(図2)のアクセス特性を2つのメモリセルアレイ20でほぼ同じにすることができる。以上、図23においても、図1から図21に示す実施形態と同様の効果を得ることができる。 In the semiconductor storage device 100B shown in FIG. 23, the ROM memory cell 12, the ROM column switch 70, and the ROM read circuit 60 are arranged outside the memory core block MCB. As a result, as shown by the thick arrow between the two memory core blocks MCB, the difference in the distance from the sense amplifier 52 to the ends of the memory cell array 20 on both sides is the width of the write driver 40 (horizontal width in the figure). ) Can be suppressed. Therefore, the access characteristics of the memory cell 10 (FIG. 2) can be made substantially the same in the two memory cell arrays 20. As described above, in FIG. 23, the same effect as that of the embodiment shown in FIGS. 1 to 21 can be obtained.

図24は、他の半導体記憶装置の回路の配置の一例を示す。図3、図22および図23と同様の要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。図24に示す半導体記憶装置200Bは、チップイメージを示している。 FIG. 24 shows an example of the arrangement of circuits of other semiconductor storage devices. The same elements as those in FIGS. 3, 22, and 23 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The semiconductor storage device 200B shown in FIG. 24 shows a chip image.

半導体記憶装置200Bは、図23に示した半導体記憶装置100Bと同様に、電源回路80とデータ入出力回路90との間に配置された2つのメモリコアブロックMCBを有する。ROMメモリセル12は、図24の一方のメモリコアブロックMCB内に配置され、他の電源回路や安定化キャパシタ等は、他方のメモリコアブロックMCB内に配置される。 Similar to the semiconductor storage device 100B shown in FIG. 23, the semiconductor storage device 200B has two memory core block MCBs arranged between the power supply circuit 80 and the data input / output circuit 90. The ROM memory cell 12 is arranged in one memory core block MCB of FIG. 24, and the other power supply circuit, the stabilizing capacitor, and the like are arranged in the other memory core block MCB.

ROMメモリセル12およびROMリード回路60は、メモリコアブロックMCB内において、コラムスイッチ30を介してメモリセルアレイ20と反対側に配置される。ROMメモリセル12の書き込み動作は、ライトドライバ40を利用して実行され、ROMメモリセル12のベリファイ動作は、センスアンプ52を利用して実行される。 The ROM memory cell 12 and the ROM read circuit 60 are arranged in the memory core block MCB on the opposite side of the memory cell array 20 via the column switch 30. The write operation of the ROM memory cell 12 is executed by using the write driver 40, and the verify operation of the ROM memory cell 12 is executed by using the sense amplifier 52.

図24では、メモリセルアレイ20とROMメモリセル12とが連続してレイアウトされないため、ROMメモリセル12の周囲には、太い破線枠で示すように、ROMメモリセル12専用のダミー領域DMYが配置される。この結果、半導体記憶装置200Bには、図23に示した半導体記憶装置100Bより多い10個のダミー領域DMYが形成される。 In FIG. 24, since the memory cell array 20 and the ROM memory cell 12 are not laid out continuously, a dummy area DMY dedicated to the ROM memory cell 12 is arranged around the ROM memory cell 12 as shown by a thick broken line frame. To. As a result, 10 dummy regions DMY, which are larger than those of the semiconductor storage device 100B shown in FIG. 23, are formed in the semiconductor storage device 200B.

図24に示す半導体記憶装置200Bでは、ROMメモリセル12およびROMリード回路60が、メモリコアブロックMCB内に配置される。これにより、太い矢印で示すように、センスアンプ52からメモリセルアレイ20の端までの距離は、ROMメモリセル12側のメモリセルアレイ20の方が長くなる。 In the semiconductor storage device 200B shown in FIG. 24, the ROM memory cell 12 and the ROM read circuit 60 are arranged in the memory core block MCB. As a result, as shown by the thick arrow, the distance from the sense amplifier 52 to the end of the memory cell array 20 is longer in the memory cell array 20 on the ROM memory cell 12 side.

この場合、メモリセル10(図2)のアクセス特性は、2つのメモリセルアレイ20で異なるおそれがある。例えば、読み出しサイクル時間および書き込みサイクル時間の仕様は、アクセス時間が最も遅いROMメモリセル12に合わせて設定される。このため、半導体記憶装置200Bのアクセス性能は、図23に示した半導体記憶装置100Bのアクセス性能より低くなるおそれがある。 In this case, the access characteristics of the memory cell 10 (FIG. 2) may differ between the two memory cell arrays 20. For example, the read cycle time and write cycle time specifications are set according to the ROM memory cell 12 having the slowest access time. Therefore, the access performance of the semiconductor storage device 200B may be lower than the access performance of the semiconductor storage device 100B shown in FIG. 23.

以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点および利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲がその精神および権利範囲を逸脱しない範囲で前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図するものである。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更に容易に想到できるはずである。したがって、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物に拠ることも可能である。 The above detailed description will clarify the features and advantages of the embodiments. It is intended that the claims extend to the features and advantages of the embodiments as described above, without departing from their spirit and scope of rights. Also, anyone with ordinary knowledge in the art should be able to easily come up with any improvements or changes. Therefore, there is no intention to limit the scope of the embodiments having invention to those described above, and it is possible to rely on suitable improvements and equivalents included in the scope disclosed in the embodiments.

1a メモリセル
1b メモリセル
2a、2b スイッチ回路
3a、3b スイッチ制御回路
4 書き込み回路
5a、5b 読み出し回路
10 メモリセル
12 ROMメモリセル
20 メモリセルアレイ
22 ローデコーダ
30 コラムスイッチ
40 ライトドライバ
50 読み出し回路
52 センスアンプ
60 ROMリード回路
61 ラッチ部
62 電源スイッチ
63 接地スイッチ
64、65 プリチャージ部
66、67 出力部
70 ROMコラムスイッチ
80 電源回路
82 低電圧検出回路
84 降圧回路
86 ROMリード制御回路
88 昇圧回路
90 データ入出力回路
100、100A、100B 半導体記憶装置
200A、200B 半導体記憶装置
BL ビット線
DMY ダミー領域
GBL グローバルビット線
GSL グローバルソース線
LATVSS ラッチ信号
PREB プリチャージ信号
R、R0、R1 抵抗素子
RACC ROMアクセス信号
RBL ビット線
RSL ソース線
RWL0、RWL1 ワード線
RYDW、RYDVW コラム選択信号
SAEN センスアンプイネーブル信号
SAOUTB 出力制御信号
SL ソース線
SW スイッチ
T、T0、T1 転送トランジスタ
VCC、VDD 電源電圧
VPPY、VPPX 電源電圧
VSS 接地電圧
WL ワード線
WR0、WR1 書き込み制御信号
YD コラム選択信号
1a Memory cell 1b Memory cell 2a, 2b Switch circuit 3a, 3b Switch control circuit 4 Write circuit 5a, 5b Read circuit 10 Memory cell 12 ROM memory cell 20 Memory cell array 22 Low decoder 30 Column switch 40 Light driver 50 Read circuit 52 Sense amplifier 60 ROM read circuit 61 Latch 62 Power switch 63 Ground switch 64, 65 Precharge 66, 67 Output 70 ROM column switch 80 Power circuit 82 Low voltage detection circuit 84 Step-down circuit 86 ROM read control circuit 88 Boost circuit 90 Data input Output circuit 100, 100A, 100B Semiconductor storage device 200A, 200B Semiconductor storage device BL Bit line DMY Dummy area GBL Global bit line GSL Global source line LATVSS Latch signal PREB Precharge signal R, R0, R1 Resistance element RACC ROM access signal RBL bit Line RSL Source line RWL0, RWL1 Word line RYDW, RYDVW Column selection signal SAEN Sense amplifier enable signal SAOUTB Output control signal SL Source line SW switch T, T0, T1 Transfer transistor VCS, VDD Power supply voltage VPPY, VPPX Power supply voltage VSS Ground voltage WL Word line WR0, WR1 Write control signal YD Column selection signal

Claims (12)

書き込み動作により抵抗値が変化する第1の抵抗素子を含み、前記第1の抵抗素子の抵抗値に応じてデータを記憶する複数の第1のメモリセルと、
書き込み動作により抵抗値が変化する第2の抵抗素子を含み、前記第2の抵抗素子の抵抗値に応じて、半導体記憶装置内に設定するデータを記憶する第2のメモリセルと、
前記複数の第1のメモリセルに接続される複数の第1のビット線および複数の第1のソース線と、
前記複数の第1のメモリセルまたは前記第2のメモリセルに書き込むデータを出力する書き込み回路と、
前記第2のメモリセルにデータを書き込む書き込み動作において、前記書き込み回路を前記複数の第1のビット線と前記複数の第1のソース線とに接続する第1のスイッチ回路と、
前記第2のメモリセルにデータを書き込む書き込み動作において、前記複数の第1のビット線と前記複数の第1のソース線とを前記第2のメモリセルに接続する第2のスイッチ回路と、を有することを特徴とする半導体記憶装置。
A plurality of first memory cells including a first resistance element whose resistance value changes by a writing operation and storing data according to the resistance value of the first resistance element.
A second memory cell that includes a second resistance element whose resistance value changes due to a writing operation and stores data set in the semiconductor storage device according to the resistance value of the second resistance element.
A plurality of first bit lines and a plurality of first source lines connected to the plurality of first memory cells,
A writing circuit that outputs data to be written to the plurality of first memory cells or the second memory cell, and
In the writing operation of writing data to the second memory cell, a first switch circuit for connecting the writing circuit to the plurality of first bit lines and the plurality of first source lines, and
In the writing operation of writing data to the second memory cell, a second switch circuit for connecting the plurality of first bit lines and the plurality of first source lines to the second memory cell. A semiconductor storage device characterized by having.
前記半導体記憶装置はさらに、
前記第1のメモリセルからデータを読み出す読み出し動作と、前記第1のメモリセルに書き込まれたデータを検証するベリファイ動作とにおいて、前記第1のメモリセルに記憶されたデータを判定する第1の読み出し回路と、
前記第2のメモリセルからデータを読み出す読み出し動作において、前記第2の抵抗素子の両端を所定の電圧に設定し、前記第2の抵抗素子に流れる電流量に応じて、前記第2のメモリセルに記憶されたデータを判定する第2の読み出し回路と、を有することを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。
The semiconductor storage device further
In the read operation of reading data from the first memory cell and the verify operation of verifying the data written in the first memory cell, the first determination of the data stored in the first memory cell is made. Read circuit and
In the read operation of reading data from the second memory cell, both ends of the second resistance element are set to a predetermined voltage, and the second memory cell is set according to the amount of current flowing through the second resistance element. The semiconductor storage device according to claim 1, further comprising a second read-out circuit for determining the data stored in the device.
前記第2のメモリセルは、互いに異なる抵抗値に設定される一対の前記第2の抵抗素子を有し、
前記第2の読み出し回路は、
一方の入力が他方の出力に接続された一対の反転回路を含み、一対の記憶ノードを有するラッチ部と、
前記一対の反転回路を第1の電源線に接続する電源スイッチと、
前記一対の記憶ノードのそれぞれを一対の前記第2の抵抗素子のそれぞれを介して接地線に接続する接地スイッチと、を有し、
前記第2のメモリセルからデータを読み出す読み出し動作において、前記電源スイッチを介して前記一対の反転回路が前記第1の電源線に接続され、一対の前記第2の抵抗素子と前記接地スイッチとを介して前記一対の反転回路が接地線に接続され、一対の前記第2の抵抗素子に流れる電流量の差に応じて前記ラッチ部にデータを読み出すこと、を特徴とする請求項2に記載の半導体記憶装置。
The second memory cell has a pair of the second resistance elements set to different resistance values.
The second read circuit
A latch unit containing a pair of inverting circuits in which one input is connected to the other output and having a pair of storage nodes.
A power switch that connects the pair of inverting circuits to the first power line,
It has a grounding switch that connects each of the pair of storage nodes to the grounding wire via each of the pair of the second resistance elements.
In the read operation of reading data from the second memory cell, the pair of inverting circuits are connected to the first power supply line via the power supply switch, and the pair of the second resistance elements and the ground switch are connected to each other. 2. The second aspect of the invention, wherein the pair of inverting circuits are connected to a ground wire and data is read out to the latch portion according to a difference in the amount of current flowing through the pair of the second resistance elements. Semiconductor storage device.
前記半導体記憶装置はさらに、
前記第2のスイッチ回路を介して前記複数のビット線の少なくともいずれかに接続される第2のビット線と、
前記第2のスイッチ回路を介して前記複数の第1のソース線の少なくともいずれかに接続される第2のソース線と、
前記第2のメモリセルにおいて、前記一対の抵抗素子の一端と前記第2のビット線との間に配置される一対の転送トランジスタと、
前記一対の転送トランジスタにそれぞれ接続された一対のワード線と、を有し、
前記一対のワード線は、前記第2のメモリセルからデータを読み出す読み出し動作において、非選択レベルに設定されること、を特徴とする請求項3に記載の半導体記憶装置。
The semiconductor storage device further
A second bit wire connected to at least one of the plurality of bit wires via the second switch circuit, and a second bit wire.
A second source line connected to at least one of the plurality of first source lines via the second switch circuit.
In the second memory cell, a pair of transfer transistors arranged between one end of the pair of resistance elements and the second bit line, and
It has a pair of word lines, each connected to the pair of transfer transistors, and
The semiconductor storage device according to claim 3, wherein the pair of word lines is set to a non-selective level in a read operation for reading data from the second memory cell.
前記第1の読み出し回路は、前記第1のメモリセルの読み出し動作およびベリファイ動作において、前記第1のスイッチ回路を介してアクセス対象の前記第1のメモリセルに接続された前記複数の第1のビット線のいずれかと前記複数の第1のソース線のいずれかとを所定の電圧に設定し、アクセス対象の前記第1のメモリセルの前記第1の抵抗素子を流れる電流量に応じて、アクセス対象の前記第1のメモリセルに記憶されたデータを判定し、
前記第2のメモリセルに書き込まれたデータを検証するベリファイ動作において、
前記第1のスイッチ回路は、前記複数の第1のビット線のいずれかと前記複数の第1のソース線のいずれかとを前記第1の読み出し回路に接続し、
前記第2のスイッチ回路は、前記第2のメモリセルを、前記第1の読み出し回路に接続された前記複数の第1のビット線のいずれかと前記複数の第1のソース線のいずれかに接続し、
前記第1の読み出し回路は、前記第2の抵抗素子に流れる電流量に応じて、前記第2のメモリセルに記憶されたデータを判定すること、を特徴とする請求項2ないし請求項4のいずれか1項に記載の半導体記憶装置。
The first read circuit is a plurality of first read circuits connected to the first memory cell to be accessed via the first switch circuit in the read operation and the verify operation of the first memory cell. One of the bit lines and one of the plurality of first source lines are set to a predetermined voltage, and the access target is set according to the amount of current flowing through the first resistance element of the first memory cell to be accessed. The data stored in the first memory cell of the above is determined, and
In the verification operation for verifying the data written in the second memory cell,
The first switch circuit connects any one of the plurality of first bit lines and one of the plurality of first source lines to the first read circuit.
The second switch circuit connects the second memory cell to any one of the plurality of first bit lines and the plurality of first source lines connected to the first read circuit. And
The first reading circuit according to claim 2 to 4, wherein the first reading circuit determines data stored in the second memory cell according to the amount of current flowing through the second resistance element. The semiconductor storage device according to any one item.
前記複数の第1のメモリセルのいずれかにデータを書き込む書き込み動作において、
前記第1のスイッチ回路は、前記書き込み回路を前記複数の第1のビット線のいずれかと前記複数の第1のソース線のいずれかに接続し、
前記第2のスイッチ回路は、前記複数の第1のビット線および前記複数の第1のソース線と前記第2のメモリセルとの接続を遮断すること、を特徴とする請求項2ないし請求項5のいずれか1項に記載の半導体記憶装置。
In the write operation of writing data to any of the plurality of first memory cells,
The first switch circuit connects the write circuit to any one of the plurality of first bit lines and the plurality of first source lines.
2. A claim, wherein the second switch circuit cuts off the connection between the plurality of first bit lines and the plurality of first source lines and the second memory cell. 5. The semiconductor storage device according to any one of 5.
前記複数の第1のメモリセルのいずれかからデータを読み出す読み出し動作または前記複数の第1のメモリセルに書き込まれたデータを検証するベリファイ動作において、
前記第1のスイッチ回路は、前記第1の読み出し回路を前記複数の第1のビット線のいずれかと前記複数の第1のソース線のいずれかに接続し、
前記第2のスイッチ回路は、前記複数の第1のビット線および前記複数の第1のソース線と前記第2のメモリセルとの接続を遮断すること、を特徴とする請求項2ないし請求項6のいずれか1項に記載の半導体記憶装置。
In the read operation of reading data from any of the plurality of first memory cells or the verification operation of verifying the data written in the plurality of first memory cells.
The first switch circuit connects the first read circuit to any one of the plurality of first bit lines and the plurality of first source lines.
2. A claim, wherein the second switch circuit cuts off the connection between the plurality of first bit lines and the plurality of first source lines and the second memory cell. 6. The semiconductor storage device according to any one of 6.
前記半導体記憶装置はさらに、
電源の起動を検出する電源検出回路と、
前記電源検出回路による検出に基づいて、前記第2の読み出し回路を制御して前記第2のメモリセルからデータを読み出す読み出し制御回路と、を有することを特徴とする請求項2ないし請求項7のいずれか1項に記載の半導体記憶装置。
The semiconductor storage device further
A power supply detection circuit that detects the startup of the power supply and
The second to seventh aspects of the present invention include a read control circuit that controls the second read circuit and reads data from the second memory cell based on the detection by the power supply detection circuit. The semiconductor storage device according to any one of the items.
前記半導体記憶装置はさらに、外部から受ける電源電圧に基づいて、前記電源電圧より高い内部電圧を生成する内部電圧生成回路を有し、
前記読み出し制御回路は、前記電源の起動時に前記内部電圧生成回路が前記内部電圧の生成を開始する前に、前記第2の読み出し回路に前記第2のメモリセルからデータを読み出させること、を特徴とする請求項8に記載の半導体記憶装置。
The semiconductor storage device further includes an internal voltage generation circuit that generates an internal voltage higher than the power supply voltage based on the power supply voltage received from the outside.
The read control circuit causes the second read circuit to read data from the second memory cell before the internal voltage generation circuit starts generating the internal voltage when the power supply is started. The semiconductor storage device according to claim 8.
前記読み出し制御回路は、前記第2の読み出し回路による前記第2のメモリセルからのデータの読み出しが完了した後に、前記内部電圧生成回路の動作を許可する許可信号を出力し、
前記内部電圧生成回路は、前記許可信号に基づいて前記内部電圧の生成を開始すること、を特徴とする請求項9に記載の半導体記憶装置。
The read control circuit outputs a permission signal permitting the operation of the internal voltage generation circuit after the read of data from the second memory cell by the second read circuit is completed.
The semiconductor storage device according to claim 9, wherein the internal voltage generation circuit starts generation of the internal voltage based on the permission signal.
前記半導体記憶装置はさらに、前記複数の第1のメモリセルを含むメモリセルアレイを有し、
前記第2のスイッチ回路および第2のメモリセルは、前記複数の第1のメモリセルと同じレイアウトパターンを使用して、前記メモリセルアレイに隣接した領域に配置されること、を特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれか1項に記載の半導体記憶装置。
The semiconductor storage device further includes a memory cell array including the plurality of first memory cells.
The claim is characterized in that the second switch circuit and the second memory cell are arranged in an area adjacent to the memory cell array using the same layout pattern as the plurality of first memory cells. The semiconductor storage device according to any one of claims 1 to 10.
前記半導体記憶装置はさらに、前記複数の第1のメモリセルをそれぞれ含む一対のメモリセルアレイを有し、
前記書き込み回路および前記第1の読み出し回路は、前記一対のメモリセルアレイの間に配置されて前記一対のメモリセルアレイに共有され、
前記第2のスイッチ回路、前記第2のメモリセルおよび前記第2の読み出し回路は、前記一対のメモリセルアレイの一方における前記書き込み回路側と反対側に配置されること、を特徴とする請求項2ないし請求項10のいずれか1項に記載の半導体記憶装置。
The semiconductor storage device further includes a pair of memory cell arrays, each containing the plurality of first memory cells.
The write circuit and the first read circuit are arranged between the pair of memory cell arrays and shared by the pair of memory cell arrays.
2. The second switch circuit, the second memory cell, and the second read circuit are arranged on one side of the pair of memory cell arrays on the side opposite to the write circuit side. The semiconductor storage device according to any one of claims 10.
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