JP2551473B2 - Semiconductor memory device having error detection / correction function - Google Patents

Semiconductor memory device having error detection / correction function

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JP2551473B2
JP2551473B2 JP63279573A JP27957388A JP2551473B2 JP 2551473 B2 JP2551473 B2 JP 2551473B2 JP 63279573 A JP63279573 A JP 63279573A JP 27957388 A JP27957388 A JP 27957388A JP 2551473 B2 JP2551473 B2 JP 2551473B2
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    • G06F11/1076Parity data used in redundant arrays of independent storages, e.g. in RAID systems

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、半導体記憶装置、特に、誤り検出・訂正
機能を備える大容量半導体記憶装置に含まれる誤り検出
・訂正用回路および誤り検出・訂正可能な符号語発生回
路の改良に関する。
The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to an error detection / correction circuit and an error detection / correction circuit included in a large capacity semiconductor memory device having an error detection / correction function. A possible improvement of the codeword generation circuit.

[従来の技術] EEPROM(電気的に書込み消去可能な不揮発性半導体記
憶装置)、DRAM(ダイナミック・ランダム・アクセス・
メモリ)およびSRAM(スタティック・ランダム・アクセ
ス・メモリ)等の半導体記憶装置が大容量化されてくる
と、それに伴って欠陥メモリセル数が増加し、従来の冗
長メモリセル方式では対処できなくなることが考えられ
る。また、半導体記憶装置の動作時に、製品出荷時には
検出されなかった潜在的な欠陥セルの顕在化、ノイズ等
に起因して、誤ったデータの書込みおよび読出しが生じ
ることもある。このため、大容量半導体記憶装置にデー
タの誤り検出および訂正機能を付加することが行なわれ
るようになってきている。まず最初に、通常よく用いら
れている線形符号の1つであるハミング符号を一例とし
て、情報の誤り検出および訂正方法について説明する。
[Prior Art] EEPROM (electrically writable and erasable non-volatile semiconductor memory device), DRAM (dynamic random access memory)
As the capacity of semiconductor memory devices such as memory) and SRAM (static random access memory) increases, the number of defective memory cells increases accordingly, and the conventional redundant memory cell method may not be able to cope with it. Conceivable. Further, during operation of the semiconductor memory device, erroneous writing and reading of data may occur due to the occurrence of latent defective cells that have not been detected at the time of product shipment, noise, and the like. Therefore, data error detection and correction functions have been added to large-capacity semiconductor memory devices. First, an error detection and correction method of information will be described by taking a Hamming code, which is one of the commonly used linear codes, as an example.

まず長さnの二元ブロック符号を考える。次の線形連
立方程式、 を満たす系列w=(x1,x2,…,xn)をすべて符号語とす
る符号を線形符号と呼ぶ。但し、ここでm<n,xi∈{0,
1}, i=1,…,n,aij(i=1,…,n;j=1,…,n)は0または
1を持つ定数とし、演算はブール代数に従うものとす
る。
First, consider a binary block code of length n. The following linear simultaneous equations, A code in which all the sequences w = (x1, x2, ..., Xn ) that satisfy the above are code words is called a linear code. Where m <n, x i ∈ {0,
1}, i = 1, ..., N, a ij (i = 1, ..., N; j = 1, ..., N) are constants having 0 or 1, and the operation follows Boolean algebra.

上の連立方程式をパリティ検査方程式と呼び、このパ
リティ検査方程式の係数行列、 をパリティ検査行列と呼ぶ。
The above simultaneous equations are called parity check equations, and the coefficient matrix of this parity check equation, Is called a parity check matrix.

パリティ検査方程式において、独立に選べる変数を情
報ビット、それに従属して定まる変数を検査ビットと呼
ぶ。
In the parity check equation, variables that can be selected independently are called information bits, and variables that are dependent on them are called check bits.

符号をwとすると、パリティ検査方程式は、 HwT=0(mod.2) と表わせる。wは上述の符号語であり、Tは転置を示す
記号である。
If the code is w, the parity check equation can be expressed as Hw T = 0 (mod.2). w is the above code word, and T is a symbol indicating transposition.

上述のようなパリティ検査行列に応じ、特に次の形を
とるものを正準型パリティ検査行列と呼ぶ。
Depending on the parity check matrix as described above, one having the following form is called a canonical parity check matrix.

但し、Imはm×mの単位行列。 However, I m is an m × m identity matrix.

このとき、検査ビットは最初のmビット(x1,x2,…,x
m)からなる。情報ビットと検査ビットとの関係は、正
準型パリティ検査行列の場合、次式で与えられる (x1…xm)=(mm+1,…,xn)PT(mod.2) したがって、情報ビット(mm+1,…,xn)を任意に選ぶ
場合、それに対応した検査ビットが一義的に定められ
る。
At this time, the check bits are the first m bits (x1, x2, ..., x
m ). The relation between the information bit and the check bit is given by the following equation in the case of the canonical parity check matrix (x 1 … x m ) = (m m + 1 , ・ ・ ・, x n ) P T (mod.2) Therefore, when the information bit (m m + 1 , ..., X n ) is arbitrarily selected, the check bit corresponding thereto is uniquely determined.

上述の正準型パリティ検査行列に対して、 を生成行列と呼ぶ。For the above canonical parity check matrix, Is called the generator matrix.

線形符号では、符号語wは情報ビットw1の内容から次
のように生成行列Gを用いて生成される。
In the linear code, the code word w is generated from the content of the information bit w 1 using the generator matrix G as follows.

w=w1G(mod.2) 上述のパリティ検査行列Hにおいて、各列が非0であ
り、かつ互いに等しい列がない場合、行列Hに対応する
生成行列Gによって生成される符号をハミングの符号ま
たはハミングの単一誤り訂正符号と呼ぶ。
w = w 1 G (mod.2) In the above parity check matrix H, when each column is non-zero and there is no column equal to each other, the code generated by the generator matrix G corresponding to the matrix H is Hamming-coded. It is called a code or a Hamming single error correction code.

符号語wに対して、 s=HwT(mod.2) をwのシンドロームsと呼ぶ。誤りのない符号語wに対
しては、シンドロームsは0であるから、与えられた符
号語のシンドロームsが0でないということは、その符
号語が誤りを含んでいることを意味している。与えられ
た符号語が単一誤りパターン、 を含むとき、そのシンドロームsは、 s=H(w+ei=Hei T となる。すなわち、シンドロームsはパリティ検査行列
Hの第i列に等しい。
For the code word w, s = Hw T (mod.2) is called the syndrome s of w. Since the syndrome s is 0 for the error-free codeword w, the fact that the syndrome s of the given codeword is not 0 means that the codeword contains an error. The given codeword is a single error pattern, , The syndrome s is s = H (w + e i ) T = He i T. That is, the syndrome s is equal to the i-th column of the parity check matrix H.

与えられた符号語がハミング符号の場合、検査行列H
の各列は非0でありかつ互いに等しい列がないため、単
一誤りパターンを有する情報は互いに異なるシンドロー
ムsを有する。したがって、与えられたデータのシンド
ロームを求め、それに対応する単一誤りパターンを、与
えられた情報に付け加えることにより誤り検出および訂
正を行なうことができる。
If the given codeword is a Hamming code, the check matrix H
Information having a single error pattern has different syndromes s, since each column of is non-zero and there is no column that is equal to each other. Therefore, error detection and correction can be performed by obtaining the syndrome of given data and adding the corresponding single error pattern to the given information.

上述のような誤り訂正・検出可能な符号語を用いて半
導体記憶装置における正確なデータの書込み読出しを行
なうことが行なわれている。すなわち、データ書込み時
において外部から与えられたデータに対応して検査ビッ
トを発生し、この与えられた書込みデータに対応して発
生された検査ビットを書込みデータにリンクして記憶し
ておき、データ読出し時においては、アクセスされたメ
モリセルの情報とそれにリンクされた検査ビットとを読
出して符号語とし、その符号語から誤りの有無の検出お
よび訂正を行なうことにより、正確なデータの読出しを
行なうものである。以下に上述の理論に従った誤り検出
訂正機能を有する半導体記憶装置の構成および動作につ
いて説明する。
Accurate data writing / reading in a semiconductor memory device is performed using the above-described error-correctable / detectable codeword. That is, at the time of data writing, a check bit is generated corresponding to externally given data, and the check bit generated corresponding to the given write data is linked to the write data and stored. At the time of reading, the information of the accessed memory cell and the check bit linked to it are read to form a code word, and the presence or absence of an error is detected and corrected from the code word, so that accurate data is read. It is a thing. The configuration and operation of the semiconductor memory device having the error detection and correction function according to the above theory will be described below.

第7図は誤り訂正機能を有する従来の半導体記憶装置
の全体の概略構成を示す図である。第7図を参照して従
来の半導体記憶装置は、外部から与えられる記憶情報
(以下、情報ビットと称す)を記憶するエモリセルアレ
イ1と、メモリセルアレイ1の情報ビットに対応して、
発生される検査用情報(以下、検査ビットと称す)を記
憶する複数のメモリセルからなる検査用メモリセルアレ
イ2とを含む。メモリセルアレイ1は複数の行および列
状に配列されたメモリセルを有する。検査用メモリセル
アレイ2は、同様に複数のメモリセルを有する。
FIG. 7 is a diagram showing an overall schematic configuration of a conventional semiconductor memory device having an error correction function. Referring to FIG. 7, a conventional semiconductor memory device corresponds to an memory cell array 1 for storing memory information (hereinafter referred to as information bit) given from the outside and an information bit of the memory cell array 1.
An inspection memory cell array 2 including a plurality of memory cells for storing generated inspection information (hereinafter referred to as an inspection bit) is included. The memory cell array 1 has memory cells arranged in a plurality of rows and columns. The inspection memory cell array 2 also has a plurality of memory cells.

メモリセルアレイ1のメモリセルを選択するために、
Xアドレス入力端子21a〜21mを介して与えられるXアド
レスをデコードし、行選択信号を発生するXデコーダ3
と、Yアドレス入力端子22a〜22nを介して与えられるY
アドレスをデコードして、列選択信号を発生するYデコ
ーダ4とが設けられる。Xデコーダ3およびYデコーダ
4からの行および列選択信号は検査用メモリセルアレイ
2へも与えられる。
In order to select a memory cell of the memory cell array 1,
An X decoder 3 which decodes an X address given through the X address input terminals 21a to 21m and generates a row selection signal.
And Y given through the Y address input terminals 22a to 22n.
A Y decoder 4 for decoding an address and generating a column selection signal is provided. Row and column selection signals from the X decoder 3 and Y decoder 4 are also applied to the inspection memory cell array 2.

データの入出力を行なうために、データ端子23a〜23i
を介して外部装置とのデータの授受を行なうデータ入出
力回路6と、データ入出力回路6を介して与えられた情
報ビットを受けて予め定められた生成行列に従って検査
ビットを発生し、この発生した検査ビットを与えられた
情報ビットに付加して通過させる誤り訂正符号化回路7
と、誤り訂正符号化回路7からの情報ビットメモリセル
アレイ1内の選択されたメモリセルへ書込むとともに、
検査ビットを検査用メモリセルアレイ2の選択されたメ
モリセルへ書込み、かつデータ読出時に選択されたメモ
リセルからの情報ビットおよび検査ビットを読出す書込
・読出回路5と、書込・読出回路5からの与えられた情
報ビットおよび検査ビットを受け、予め定められた検査
行列に従って、読出されたデータ(情報ビットおよび検
査ビット)の誤りの検出および訂正を行ない、その後、
情報ビット(これは訂正された情報ビット)をデータ入
出力回路6を介してデータ端子23a〜23iへ与える誤り復
号化回路8とが設けられる。この半導体記憶装置は半導
体チップ100上に集積化されている。
Data terminals 23a-23i for data input / output
A data input / output circuit 6 for exchanging data with an external device via the input / output circuit, and an information bit given via the data input / output circuit 6 to generate a check bit in accordance with a predetermined generator matrix. An error correction coding circuit 7 for adding the checked bits to a given information bit and passing it.
And write to the selected memory cell in the information bit memory cell array 1 from the error correction coding circuit 7,
A write / read circuit 5 for writing a check bit to a selected memory cell of the test memory cell array 2 and reading an information bit and a check bit from the selected memory cell at the time of data reading, and a write / read circuit 5. Receiving the given information bits and check bits from, the error detection and correction of the read data (information bits and check bits) is performed according to a predetermined check matrix, and thereafter,
An error decoding circuit 8 for providing information bits (this is a corrected information bit) to the data terminals 23a-23i via the data input / output circuit 6 is provided. This semiconductor memory device is integrated on a semiconductor chip 100.

次に、半導体記憶装置がx2構成すなわち、データを2
ビット単位で入力または出力する構成の場合についての
動作を一例として説明する。また、誤り訂正符号化回路
7で用いられる生成行列Gとして、 を用いる、また誤り復号化回路8で用いられる検査行列
Hとして、 を考える。上述の構成において、外部から与えられる情
報ビットをD0,D1、この情報ビットに対応して発生され
る検査ビットをP1,P2,P3とすると、誤り検出訂正可能な
符号語wは、次式 で与えられる。
Next, the semiconductor memory device has a x2 configuration, that is, 2 data
The operation in the case of input or output in bit units will be described as an example. Further, as the generator matrix G used in the error correction coding circuit 7, As the check matrix H used in the error decoding circuit 8, think of. In the above configuration, assuming that the information bits given from the outside are D0 and D1 and the check bits generated corresponding to these information bits are P1, P2 and P3, the error detection correctable code word w is Given in.

誤り復号化回路8が行なう動作は、上述の検査行列H
に基づいて、読出された符号語(情報ビットと検査ビッ
トの組)からシントロームsを次式に基づいて生成す
る。
The operation performed by the error decoding circuit 8 is performed by the above-mentioned check matrix H.
Based on, the symmetry s is generated from the read codeword (a set of information bits and check bits) based on the following equation.

このシンドロームsが0でない場合には検査行列Hの
いずれかの列ベクトルと同じになる。したがって、この
シンドロームが検査行列Hの第何列目の列ベクトルと等
しいかを検出し、この列ベクトルに対応する列のビット
値を反転することにより、誤りの訂正が行なわれる。
When this syndrome s is not 0, it becomes the same as any column vector of the check matrix H. Therefore, an error is corrected by detecting whether the syndrome is equal to the column vector of the check matrix H and inverting the bit value of the column corresponding to the column vector.

上述の符号化および復号化の入出力関係を一覧にする
と第8図に示すようになる。以下、第7図および第8図
を参照して、従来の半導体記憶装置のデータ書込みおよ
び読出動作について説明する。
A list of the input and output relationships of the above-mentioned encoding and decoding is shown in FIG. Data writing and reading operations of the conventional semiconductor memory device will be described below with reference to FIGS. 7 and 8.

外部からデータ端子23a〜23iを介して2ビットのデー
タ(0,1)が与えられた場合を考える。この外部からの
データ(符号語)は入出力回路6で波形整形された後、
誤り訂正符号化回路7へ与えられる。誤り訂正符号化回
路7は、与えられた情報ビット(0,1)から、上述の生
成行列Gに基づいて検査ビット(1,1,0)を発生し、こ
の発生した検査ビットを与えられた情報ビットに付加し
て書込・読出回路5へ与える。一方において、Xアドレ
ス入力端子21a〜21mおよびYアドレス入力端子22a〜22n
を介してXアドレス、YアドレスがそれぞれXデコーダ
3およびYデコーダ4に与えられている。Xデコーダ3
およびYデコーダ4は与えられたアドレスをデコード
し、対応の行および列をメモリセルアレイ1および検査
用メモリセルアレイ2から選択する。書込・読出回路5
からの情報ビットはメモリセルアレイ1の選択されたメ
モリセルへ書込まれ、かつ検査ビットは検査用メモリセ
ルアレイ2の選択されたメモリセルへ書込まれる。これ
により、メモリセルアレイ1と検査用メモリセルアレイ
2において、情報ビットと検査ビットとがリンクした形
で記憶されることになる。
Consider a case where 2-bit data (0, 1) is externally supplied via the data terminals 23a to 23i. This external data (code word) is waveform-shaped by the input / output circuit 6,
It is given to the error correction coding circuit 7. The error correction coding circuit 7 generates check bits (1,1,0) from the given information bits (0,1) based on the above-mentioned generator matrix G, and is given the generated check bits. It is added to the information bit and given to the writing / reading circuit 5. On the other hand, X address input terminals 21a to 21m and Y address input terminals 22a to 22n
The X address and the Y address are given to the X decoder 3 and the Y decoder 4, respectively, via. X decoder 3
The Y decoder 4 decodes the applied address and selects the corresponding row and column from the memory cell array 1 and the test memory cell array 2. Writing / reading circuit 5
The information bits from 1 to 3 are written to the selected memory cells of the memory cell array 1, and the check bits are written to the selected memory cells of the test memory cell array 2. As a result, the information bit and the inspection bit are stored in the memory cell array 1 and the inspection memory cell array 2 in a linked form.

次に読出動作について説明する。アドレス入力端子21
a〜21m、22a〜22nを介してXアドレスおよびYアドレス
がXデコーダ3およびYデコーダ4へ与えられる。Xデ
コーダ3およびYデコーダ4は与えられたアドレスをデ
コードし、メモリセルアレイ1および検査用メモリセル
アレイ2の対応するメモリセルを選択する。この結果、
メモリセルアレイ1の選択されたメモリセルからは情報
ビットが読出され、検査用メモリセルアレイ2からは検
査ビットが読出される。この読出された情報ビットおよ
び検査ビットは書込・読出回路5へ与えられ、次いで誤
り復号化回路8へ与えられる。誤り復号化回路8は与え
られた情報ビットおよび検査ビットから第8図に示され
る一覧表に従って情報ビットおよび検査ビットの誤りの
検出および訂正を行なう。今、読出された情報ビットが
(0,1)でありかつ検査ビットが(1,1,0)である場合を
考える。この場合、読出された符号語(情報ビットと検
査ビット)には誤りが存在していないため、誤り復号化
回路8からは情報ビット(0,1)が出力され、データ入
出力回路6、データ端子23a〜23iを介して装置外部へ伝
達される。
Next, the read operation will be described. Address input terminal 21
The X address and the Y address are given to the X decoder 3 and the Y decoder 4 via a to 21m and 22a to 22n. The X decoder 3 and the Y decoder 4 decode the given address, and select the corresponding memory cells of the memory cell array 1 and the test memory cell array 2. As a result,
The information bit is read from the selected memory cell of the memory cell array 1, and the check bit is read from the test memory cell array 2. The read information bit and check bit are applied to write / read circuit 5 and then to error decoding circuit 8. The error decoding circuit 8 detects and corrects the error of the information bit and the check bit from the applied information bit and the check bit according to the list shown in FIG. Now consider the case where the information bit read is (0,1) and the check bit is (1,1,0). In this case, since there is no error in the read code word (information bit and check bit), the error decoding circuit 8 outputs the information bit (0, 1), and the data input / output circuit 6 and the data It is transmitted to the outside of the device through the terminals 23a to 23i.

今何らかのメモリセルの欠陥、ノイズ等の原因によ
り、(0,1)と読出されるべき情報ビットが(0.0)と1
ビット誤っている場合を考える。この場合、この情報ビ
ットにリンクして記憶されておりかつ読出された検査ビ
ットは(1,1,0)であるから、第8図に示すように誤り
訂正復号化回路8は読出データ(0,0)を(0,1)として
訂正した後データ入出力回路6へ与える。同様に、検査
用メモリセルアレイ2からの検査ビットにのみ1ビット
の誤りが発生している場合においても、第8図に示され
るように、情報ビット(0,1)には誤りが存在していな
いので、誤り復号化回路8を介して、読出された情報ビ
ット(0,1)がデータ入出力回路6へ与えられる。
Due to some cause of memory cell defect, noise, etc., (0,1) and the information bit to be read are (0.0) and 1
Consider a bit wrong. In this case, since the check bit stored in association with this information bit and read is (1,1,0), the error correction decoding circuit 8 reads the read data (0 , 0) is corrected to (0, 1) and then applied to the data input / output circuit 6. Similarly, even when a 1-bit error occurs only in the check bit from the check memory cell array 2, as shown in FIG. 8, there is an error in the information bit (0, 1). Therefore, the read information bit (0, 1) is applied to the data input / output circuit 6 via the error decoding circuit 8.

以上のようにして、正確にデータの読出しを行なうこ
とが可能となり、何らかの原因(メモリセルの欠陥,ノ
イズ等)に起因して本来書込まれているデータと異なっ
たデータが読出された場合においても正確なデータの読
出しを行なうことが可能となる。
As described above, it becomes possible to read data accurately, and when data different from the originally written data is read due to some cause (memory cell defect, noise, etc.). It is possible to read data accurately.

[発明が解決しようとする課題] 上述のように、従来の誤り訂正機能を備える半導体記
憶装置においては、予め定められた生成行列および検査
行列に基づいた検査ビットの発生および情報ビットへの
付加、ならびに読出された符号語(情報ビットおよび検
査ビット)における誤りの検出および訂正が行なわれて
いる。したがって、外部から与えられる情報ビットが決
まれば、それに対応して付加される検査ビットも一意的
に定められ、かつまた、読出された符号語に対しても一
義的に誤り復号化回路8から出力されるべきデータは検
査行列に従って決定される。したがって従来の半導体記
憶装置においては、誤り訂正符号化回路7および誤り復
号化回路8は論理ゲートを用いてハードウェア的に構成
することが行なわれていた。この誤り訂正符号化回路お
よび誤り復号化回路の具体的構成について次に説明す
る。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, in a conventional semiconductor memory device having an error correction function, generation of check bits and addition to information bits based on a predetermined generator matrix and check matrix, And the detection and correction of errors in the read codewords (information bits and check bits). Therefore, if the information bit given from the outside is determined, the check bit added corresponding to the information bit is also uniquely determined, and also the read code word is uniquely output from the error decoding circuit 8. The data to be done is determined according to the check matrix. Therefore, in the conventional semiconductor memory device, the error correction coding circuit 7 and the error decoding circuit 8 are configured by hardware using logic gates. Specific configurations of the error correction coding circuit and the error decoding circuit will be described below.

第9図は半導体記憶装置が2ビット単位でデータの入
出力を行なう構成の場合の誤り訂正符号化回路および誤
り復号化回路の具体的構成を論理レベルで示す図であ
る。第9図を参照して、誤り訂正符号化回路7は、外部
から与えられる情報ビットD0,D1を受けるXORゲートX1
と、外部から与えられる情報ビットD0を通過させる信号
線S1と外部からの情報ビットD1を通過させる信号線S2と
から構成される。XORゲートX1出力は検査ビットP1を与
え、信号線S1は検査ビットP2を与え、信号線S2は検査ビ
ットP3を与える。
FIG. 9 is a diagram showing, at a logical level, a specific configuration of the error correction coding circuit and the error decoding circuit in the case where the semiconductor memory device is configured to input / output data in units of 2 bits. Referring to FIG. 9, error correction coding circuit 7 has XOR gate X1 which receives information bits D0 and D1 given from the outside.
And a signal line S1 for passing the information bit D0 given from the outside and a signal line S2 for passing the information bit D1 from the outside. The output of the XOR gate X1 gives the check bit P1, the signal line S1 gives the check bit P2 and the signal line S2 gives the check bit P3.

誤り復号化回路8は、5個のXORゲートX2〜X6と、2
個のインバータI1,I2と、2個のANDゲートA1,A2を備え
る。XORゲートX2はメモリセルアレイ1からの情報ビッ
トD0,D1と検査用メモリイセルアレイ2からの検査ビッ
トP1とを受ける。XORゲートX3は情報ビットD1と検査ビ
ットP2とを受ける。XORゲートX4は情報ビットD1と検査
ビットP3とを受ける。インバータ11はXORゲートX3出力
を受ける。インバータI2はXORゲートX4出力を受ける。A
NDゲートA1は、XORゲートX2出力とXORゲートX3出力とイ
ンバータI2出力とを受ける。ANDゲートA2はXORゲートX2
出力とインバータI1出力とXORゲートX4出力とを受け
る。XORゲートX5は情報ビットD0とANDゲートA1出力を受
ける。XORゲートX6は情報ビットD1とANDゲートA2出力と
を受ける。XORゲートX5,X6から訂正後のすなわちデータ
入出力回路6へ与えられるべき情報ビットD0,D1が出力
される。上述のように誤り訂正符号化回路および誤り復
号化回路はハードウェアで構成することにより、ソフト
ウェア的に誤りの検出および訂正を行なう動作に比べて
高速で誤りの検出および訂正を行なうことが可能となっ
ている。
The error decoding circuit 8 includes five XOR gates X2 to X6 and 2
Inverters I1 and I2 and two AND gates A1 and A2 are provided. The XOR gate X2 receives the information bits D0 and D1 from the memory cell array 1 and the inspection bit P1 from the inspection memory cell array 2. The XOR gate X3 receives the information bit D1 and the check bit P2. The XOR gate X4 receives the information bit D1 and the check bit P3. Inverter 11 receives the XOR gate X3 output. Inverter I2 receives the XOR gate X4 output. A
The ND gate A1 receives the XOR gate X2 output, the XOR gate X3 output, and the inverter I2 output. AND gate A2 is XOR gate X2
It receives the output, the inverter I1 output and the XOR gate X4 output. XOR gate X5 receives information bit D0 and AND gate A1 output. XOR gate X6 receives information bit D1 and AND gate A2 output. Information bits D0, D1 after correction, that is, to be applied to the data input / output circuit 6, are output from the XOR gates X5, X6. By configuring the error correction coding circuit and the error decoding circuit by hardware as described above, it is possible to detect and correct errors at a higher speed than the operation of detecting and correcting errors by software. Has become.

しかしながら、上述のように誤り検出・訂正符号用の
回路構成をハードウェア構成で構成した場合、数多くの
論理ゲートを含んでいるため、その動作電源電位が変動
した場合に各論理ゲート出力の電位レベルも変動し、こ
れによりデータの論理演算速度の低下および誤った論理
演算が行なわれるという問題が発生する。この問題につ
いて第10図を参照してより詳細に説明する。
However, when the circuit configuration for error detection / correction code is configured as a hardware configuration as described above, it includes many logic gates. Therefore, when the operating power supply potential fluctuates, the potential level of each logic gate output is changed. Also fluctuates, which causes a problem that the logical operation speed of data is reduced and an erroneous logical operation is performed. This problem will be described in more detail with reference to FIG.

第10図を参照して、誤り訂正符号化回路に含まれるXO
RゲートX1は、pチャネルMOSトランジスタT1とnチャネ
ルMOSトランジスタT2からなるCMOSインバータ段と、p
チャネルMOSトランジスタT3およびnチャネルMOSトラン
ジスタT4からなるCMOSインバータ段とを含む。トランジ
スタT1,T2からなるインバータ段は情報ビットD0を受け
る。トランジスタT3,T4からなるインバータ段は情報ビ
ットD1を受ける。さらにXORゲートX1は、トランジスタT
3,T4からなるインバータ段の出力に応答してオン状態と
なり、トランジスタT1,T2からなるインバータ段の出力
を通過させるパストランジスタT5と、トランジスタT3,T
4からなるインバータ段出力に応答してオン状態とな
り、情報ビットD0を通過させるパストランジスタT6と、
情報ビットD1に応答してオン状態となり、トランジスタ
T1,T2からなるインバータ段出力を通過させるパストラ
ンジスタT7と、情報ビットD1出力に応答してオン状態と
なり、情報ビットD0を通過させるパストランジスタT8
と、パストランジスタT8の出力を反転して出力するイン
バータI3とを備える。
Referring to FIG. 10, XO included in the error correction coding circuit
The R gate X1 is a p-channel MOS transistor T1 and an n-channel MOS transistor T2 CMOS inverter stage,
A CMOS inverter stage including a channel MOS transistor T3 and an n-channel MOS transistor T4. The inverter stage consisting of the transistors T1, T2 receives the information bit D0. The inverter stage consisting of the transistors T3, T4 receives the information bit D1. Furthermore, the XOR gate X1 is a transistor T
In response to the output of the inverter stage consisting of T3 and T4, the transistor is turned on and passes through the output of the inverter stage consisting of transistors T1 and T2.
A pass transistor T6 that is turned on in response to the output of the inverter stage consisting of 4 and passes the information bit D0,
In response to information bit D1, it turns on and the transistor
A pass transistor T7 that passes the output of the inverter stage consisting of T1 and T2, and a pass transistor T8 that turns on in response to the output of the information bit D1 and passes the information bit D0.
And an inverter I3 that inverts and outputs the output of the pass transistor T8.

同様にして、誤り復号化回路8は、MOSトランジスタ
で構成された論理ゲートを含む。XORゲートX2は、トラ
ンジスタT10,T11からなるCMOSインバータ段と、トラン
ジスタT12,T13からなるCMOSインバータ段と、トランジ
スタT14,T15からなるCMOSインバータ段と、パストラン
ジスタT16〜T23を備える。トランジスタT10,T11からな
るインバータ段は検査ビットP1を受ける。トランジスタ
T12,T13からなるインバータ段は情報ビットD0を受け
る。トランジスタT14,T15からなるインバータ段は情報
ビットD1を受ける。パストランジスタT16,T17は、トラ
ンジスタT12,T13からなるインバータ段出力に応答して
オン状態となる。パストランジスタT18,T19は情報ビッ
トD0に応答してオン状態となる。パストランジスタT20,
T21はトランジスタT14,T15からなるインバータ段出力に
応答してオン状態となる。パストランジスタT22,T23は
情報ビットD1に応答してオン状態となる。XORゲートX2
の出力はインバータ14を介して出力される。
Similarly, the error decoding circuit 8 includes a logic gate formed of MOS transistors. The XOR gate X2 includes a CMOS inverter stage including transistors T10 and T11, a CMOS inverter stage including transistors T12 and T13, a CMOS inverter stage including transistors T14 and T15, and pass transistors T16 to T23. The inverter stage consisting of the transistors T10, T11 receives the check bit P1. Transistor
The inverter stage consisting of T12 and T13 receives the information bit D0. The inverter stage consisting of the transistors T14, T15 receives the information bit D1. The pass transistors T16 and T17 are turned on in response to the output of the inverter stage composed of the transistors T12 and T13. The pass transistors T18 and T19 are turned on in response to the information bit D0. Pass transistor T20,
T21 is turned on in response to the output of the inverter stage composed of the transistors T14 and T15. The pass transistors T22 and T23 are turned on in response to the information bit D1. XOR gate X2
Is output via the inverter 14.

XORゲートX4は、トランジスタT40,T41からなるCMOSイ
ンバータ段と、トランジスタT14,T15からなるインバー
タ段出力に応答してオン状態となるパストランジスタT4
2,T43と、情報ビットD1に応答してオン状態となるパス
トランジスタT44,T45と、出力部に設けられたインバー
タI6とから構成される。
The XOR gate X4 is a pass transistor T4 which is turned on in response to a CMOS inverter stage composed of transistors T40 and T41 and an inverter stage output composed of transistors T14 and T15.
2, T43, pass transistors T44 and T45 which are turned on in response to the information bit D1, and an inverter I6 provided in the output section.

インバータI1はトランジスタT50,T51からなるCMOSイ
ンバータで構成される。
The inverter I1 is composed of a CMOS inverter including transistors T50 and T51.

インバータI2はトランジスタT52,T53からなるCMOSイ
ンバータで構成される。
The inverter I2 is composed of a CMOS inverter including transistors T52 and T53.

ANDゲートA1は、入力トランジスタT60,T61およびT62
と、負荷トランジスタT63,T64およびT64と、出力部に設
けられたMOSトランジスタT66,T67からなるCMOSインバー
タ段とを備える。
AND gate A1 is connected to input transistors T60, T61 and T62.
And load transistors T63, T64 and T64, and a CMOS inverter stage composed of MOS transistors T66 and T67 provided in the output section.

ANDゲートA2は、入力トランジスタT71,T72およびT73
と、負荷トランジスタT74,T75,T76と、出力部のトラン
ジスタT77,T78からなるインバータ段とから構成され
る。
AND gate A2 is connected to input transistors T71, T72 and T73.
And load transistors T74, T75, T76, and an inverter stage composed of transistors T77, T78 in the output section.

XORゲートX5は、トランジスタT80,81からなるCMOSイ
ンバータ段と、ANDゲートA1出力を受けるインバータI7
と、インバータI7出力に応答してオン状態となるパスト
ランジスタT82,T83と、ANDゲートA1出力に応答してオン
状態となるパストランジスタT84,T85と、出力段に設け
られたインバータI8とから構成される。インバータI8か
ら訂正後の情報ビットD0が出力される。
XOR gate X5 is a CMOS inverter stage composed of transistors T80 and 81, and an inverter I7 that receives the output of AND gate A1.
And the pass transistors T82 and T83 that are turned on in response to the output of the inverter I7, the pass transistors T84 and T85 that are turned on in response to the output of the AND gate A1, and the inverter I8 provided in the output stage. To be done. The corrected information bit D0 is output from the inverter I8.

XORゲートX6は、トラジスタT90,T91からなるCMOSイン
バータ段と、ANDゲートA2出力を受けるインバータ段I9
と、インバータI9出力に応答してオン状態となるパスト
ランジスタT92,T93と、ANDゲートA2出力に応答してオン
状態となるパストランジスタT94,T95と、出力段に設け
られたインバータI10とから構成される。インバータI10
から訂正後の情報ビットD1が出力される。
XOR gate X6 is a CMOS inverter stage consisting of transistors T90 and T91, and an inverter stage I9 that receives the output of AND gate A2.
And the pass transistors T92 and T93 that are turned on in response to the output of the inverter I9, the pass transistors T94 and T95 that are turned on in response to the output of the AND gate A2, and the inverter I10 provided in the output stage. To be done. Inverter I10
Outputs the corrected information bit D1.

情報ビット用のメモリセルアレイ1および検査ビット
用の検査用メモリセルアレイ2と誤り符号化回路との間
には、読出された情報を検知増幅するためのセンスアン
プ9が設けられている。
A sense amplifier 9 for detecting and amplifying the read information is provided between the error bit encoding circuit and the information bit memory cell array 1 and check bit memory cell array 2.

通常半導体記憶装置の高電位側の動作マージンはたと
えば4ないし6Vと規定されている。メモリセルアレイ1,
2の高電位側の動作マージンは3ないし7Vとこの半導体
記憶装置の動作マージンより広く設定される。しかしな
がら、誤り訂正符号化回路や誤り復号化回路の高電位側
の動作マージンが4ないし6Vと狭いために、半導体記憶
装置全体としての高電位側の動作マージンはこの誤り訂
正用の回路構成の高電位側動作マージンにより決定され
てしまっている。
Usually, the operating margin on the high potential side of the semiconductor memory device is specified to be 4 to 6V, for example. Memory cell array 1,
The operating margin on the high potential side of 2 is set to 3 to 7 V, which is wider than the operating margin of this semiconductor memory device. However, since the operation margin on the high potential side of the error correction coding circuit or the error decoding circuit is as narrow as 4 to 6 V, the operation margin on the high potential side of the semiconductor memory device as a whole is high in the circuit configuration for error correction. It is determined by the potential side operation margin.

いま、たとえば動作電源電位Vccが5Vから4Vへ何らか
の原因により低下した場合を考える。この場合、各XOR
ゲートはインバータ段と、インバータ段出力に応答して
動作制御されるパストランジスタとを含んでいる。した
がって、動作電源電圧Vccがたとえば4Vに低下した場
合、インバータ段出力の“H"レベルも低下するととも
に、各パストランジスタのゲートへ印加されるインバー
タ段出力レベルも低下する。パストランジスタは、ゲー
トに印加された電圧と各固有のしきい値電圧との差に等
しい電圧だけ伝達することができる。したがってパスト
ランジスタから伝達された信号電圧は4Vよりさらにこの
トランジスタのしきい値電圧分だけ低くなる。したがっ
て、このようなパストランジスタが複数段設けられてお
り、各XORゲートの出力側のパストランジスタ出力がさ
らに低下してしまう。この低下した出力信号の電位レベ
ルはさらにインバータ段およびパストランジスタを介し
て復号化回路内を伝達される構成となっているため、さ
らにこの信号電位レベルが低下することが考えられる。
この信号電位レベルの低下により、各論理ゲートにおけ
る動作速度が低下する(これはたとえばインバータ段の
場合、動作速度は電源電位が高いほどその出力レベルの
充電動作が速くなるため、アクセス速度が速くなり、逆
の場合にはアスセス速度が遅くなる)。また各論理ゲー
トへ印加される入力電位レベルがその入力論理しきい値
近傍となると、各論理ゲートが正確な論理動作を行なう
ことができなくなり、出力信号として誤った信号レベル
を伝達してしまうことが考えられる。
Consider, for example, a case where the operating power supply potential Vcc drops from 5V to 4V for some reason. In this case, each XOR
The gate includes an inverter stage and a pass transistor whose operation is controlled in response to the output of the inverter stage. Therefore, when the operating power supply voltage Vcc drops to, for example, 4V, the "H" level of the inverter stage output also drops, and the inverter stage output level applied to the gate of each pass transistor also drops. The pass transistor can carry a voltage equal to the difference between the voltage applied to the gate and each unique threshold voltage. Therefore, the signal voltage transmitted from the pass transistor becomes lower than 4V by the threshold voltage of this transistor. Therefore, a plurality of such pass transistors are provided, and the output of the pass transistor on the output side of each XOR gate is further reduced. Since the lowered potential level of the output signal is further transmitted through the decoding circuit through the inverter stage and the pass transistor, it is considered that the signal potential level is further lowered.
This lowering of the signal potential level lowers the operating speed in each logic gate. (For example, in the case of an inverter stage, the operating speed becomes faster because the higher the power supply potential is, the faster the charging operation of the output level becomes. , In the opposite case, the speed of asses slows down). Further, when the input potential level applied to each logic gate becomes close to the input logic threshold value, each logic gate cannot perform an accurate logic operation, and an incorrect signal level is transmitted as an output signal. Can be considered.

したがって上述のように記憶装置におけるデータの誤
りを訂正するための回路構成が設けられているにもかか
わらず、この誤り検出・訂正用の回路構成の高電位側の
動作マージンが狭いため、データの正確な判定および訂
正を行なうことができなくなるとともに、その判定動作
が遅くなるという欠点が生じてくる。
Therefore, although the circuit configuration for correcting the data error in the memory device is provided as described above, the operation margin on the high potential side of the circuit configuration for error detection / correction is narrow, This makes it impossible to perform accurate judgment and correction, and causes a drawback that the judgment operation becomes slow.

すなわち、従来の、論理ゲートを用いたハードウェア
構成により情報の誤りの検出および訂正用の回路構成を
設けた場合、半導体記憶装置における高電位側の動作マ
ージンが狭くなるとともに、正確な情報の誤り検出・訂
正を行なうことができなくなり、また加えてその判定動
作が遅くなり、半導体記憶装置のアクセス時間が遅くな
るという欠点が発生する。
That is, when a circuit configuration for detecting and correcting an error in information is provided by a conventional hardware configuration using a logic gate, the operation margin on the high potential side in the semiconductor memory device becomes narrow and an accurate information error occurs. This makes it impossible to perform detection / correction, and in addition, the determination operation becomes slower, resulting in a delay in the access time of the semiconductor memory device.

コンピュータシステムにおいて、主メモリ外部に設け
られた誤り検出・訂正用の回路をROM化した構成が、特
開昭61−101857号公報に開示されている。この先行技術
は、誤り検出・訂正用の回路、すなわち、検査ビット発
生回路および誤り検出訂正回路をXORゲート、ANDゲート
等の論理ゲートで構成した場合に生じるハードウェア量
の増大を除去することを目的としており、この目的のた
めに、“広く一般に用いられており安価で入手可能な"R
OMを用いて検査ビット発生回路および誤り検出・訂正回
路を構成している。したがって、この先行技術は、記憶
装置外部に設けられた誤り検出・訂正専用の回路の改良
のみを意図しており、半導体記憶装置に内蔵された誤り
検出・訂正用の回路を何ら考慮しておらず、また、上述
のような誤り検出・訂正機能を備える半導体記憶装置固
有の問題を何ら認識していない。
Japanese Patent Laid-Open No. 61-101857 discloses a computer system in which an error detection / correction circuit provided outside the main memory is implemented as a ROM. This prior art aims to eliminate an increase in the amount of hardware that occurs when an error detection / correction circuit, that is, a check bit generation circuit and an error detection / correction circuit is configured by logic gates such as an XOR gate and an AND gate. For this purpose, for this purpose, "a widely used and inexpensively available" R
The OM is used to construct the check bit generation circuit and the error detection / correction circuit. Therefore, this prior art is intended only to improve the error detection / correction circuit provided outside the memory device, and any consideration should be given to the error detection / correction circuit built in the semiconductor memory device. In addition, it does not recognize any problem peculiar to the semiconductor memory device having the error detection / correction function as described above.

この発明の目的は、誤り検出・訂正機能を備える半導
体記憶装置の動作電源電圧マージンを拡大し、それによ
り動作電源電圧に変動が生じても正確かつ高速で情報の
誤り検出・訂正を行なうことのできる半導体記憶装置を
提供することである。
An object of the present invention is to expand an operating power supply voltage margin of a semiconductor memory device having an error detecting / correcting function, thereby accurately and rapidly performing error detection / correction of information even if the operating power supply voltage fluctuates. It is to provide a semiconductor memory device capable of performing the same.

この発明の他の目的は、高電位の電源電圧が減少して
も、正確かつ高速で誤り検出・訂正を行なうことのでき
る機能を備えた半導体記憶装置を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a semiconductor memory device having a function capable of performing error detection / correction accurately and at high speed even when a high-potential power supply voltage is reduced.

この発明のさらに他の目的は、半導体記憶装置に内蔵
された誤り検出・訂正用の回路の動作電源電圧マージン
を半導体記憶装置に含まれるメモリセル部の動作電源電
圧マージンと同程度にまで広くし、それにより半導体記
憶装置全体としての動作電源電圧マージンを拡大するこ
とである。
Still another object of the present invention is to widen the operating power supply voltage margin of the error detection / correction circuit built in the semiconductor memory device to the same extent as the operating power supply voltage margin of the memory cell portion included in the semiconductor memory device. That is, the operating power supply voltage margin of the entire semiconductor memory device is expanded.

[課題を解決するための手段] この発明に係る誤り検出・訂正機能を備える半導体記
憶装置は、半導体記憶装置に内蔵された誤り訂正符号化
回路および誤り訂正復号化回路の少なくとも一方をROM
で構成したものである。すなわち、この発明に係る誤り
検出・訂正可能な半導体記憶装置は、外部から与えられ
る記憶情報(情報ビット)を受けて対応する検査ビット
が発生し、この与えられた情報ビットと発生した検査ビ
ットとをリンクして出力する誤り訂正符号化回路および
外部アドレスに応答して選択されたメモリセルから情報
ビットおよびこの情報ビットにリンクされた検査ビット
を読出し、読出されたビットデータの誤り検出および訂
正を行なった後情報ビットを出力する誤り訂正復号化回
路の少なくとも一方を、与えられたデータをアドレス入
力とし、各アドレス対応に出力すべきデータを記憶する
ROMで構成したことを特徴とする。
[Means for Solving the Problem] A semiconductor memory device having an error detection / correction function according to the present invention is provided with at least one of an error correction coding circuit and an error correction decoding circuit built in the semiconductor memory device as a ROM.
It consists of. That is, the semiconductor memory device capable of error detection / correction according to the present invention receives storage information (information bit) given from the outside to generate a corresponding check bit, and the given information bit and the check bit generated. The information bit and the check bit linked to this information bit are read from the memory cell selected in response to the error correction coding circuit and the external address which are linked and output, and the error detection and correction of the read bit data are performed. At least one of the error correction decoding circuits that outputs the information bit after performing the operation stores the data to be output corresponding to each address with the given data as an address input.
It is characterized by being composed of ROM.

[作用] 本発明におけるROM化された誤り訂正符号化回路また
は誤り訂正復号化回路部分は、この半導体記憶装置のメ
モリセルアレイ部および周辺回路部分(検査用メモリセ
ルアレイを含む)と同様の回路構成とすることができ、
論理ゲート(特にXORゲート)を複数段設ける必要がな
く、動作電源電位が変動しても、その出力電位レベル変
動量をメモリセルアレイ部およびその周辺回路部と同程
度に設定することができ、これにより訂正符号化回路部
分または誤り訂正復号化回路部分の電源電圧マージンを
メモリセルアレイ部のそれと同程度にすることができ、
半導体記憶装置全体として広い動作電源電圧マージンを
実現することができる。
[Operation] The ROM-composed error correction coding circuit or error correction decoding circuit portion of the present invention has the same circuit configuration as the memory cell array portion and the peripheral circuit portion (including the inspection memory cell array) of this semiconductor memory device. You can
It is not necessary to provide multiple stages of logic gates (especially XOR gates), and even if the operating power supply potential fluctuates, the output potential level fluctuation amount can be set to the same level as that of the memory cell array section and its peripheral circuit section. By this, the power supply voltage margin of the correction encoding circuit portion or the error correction decoding circuit portion can be made approximately the same as that of the memory cell array portion,
A wide operating power supply voltage margin can be realized as the entire semiconductor memory device.

[発明の実施例] 第1図は本発明の一実施例である半導体記憶装置の全
体の構成を概略的に示すブロック図である。第1図を参
照してこの発明の一実施例である半導体記憶装置は、半
導体チップ100上に集積化されて形成される。半導体チ
ップ100上には、信号を入出力するために、Xアドレス
入力端子21a〜21m、Yアドレス入力端子22a〜22n、デー
タ入出力端子23a〜23iおよび制御信号入力端子25〜27が
設けられている。
[Embodiment of the Invention] FIG. 1 is a block diagram schematically showing an overall configuration of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention is integrated and formed on a semiconductor chip 100. X address input terminals 21a to 21m, Y address input terminals 22a to 22n, data input / output terminals 23a to 23i and control signal input terminals 25 to 27 are provided on the semiconductor chip 100 for inputting and outputting signals. There is.

制御信号入力端子25〜27のそれぞれ与えられる制御信
号▲▼(ライトイネーブル信号)、▲▼(アウ
トプットイネーブル信号)、▲▼(チップイネーブ
ル信号)は制御信号発生回路30へ与えられる。制御信号
発生回路30は、半導体記憶装置の書込/読出動作モード
を指定する信号▲▼、データの書込/読出動作タイ
ミングを与えるアウトプットイネーブル信号▲▼、
および半導体記憶装置の選択/不選択を示す信号▲
▼に応答して半導体記憶装置の動作を制御するための各
種制御信号を発生する。この制御信号発生回路30が発生
する各種制御信号は、この半導体記憶装置がEEPROMであ
るか、DRAMであるか、SRAMであるか等により、異なって
くる。
The control signals ▲ ▼ (write enable signal), ▲ ▼ (output enable signal) and ▲ ▼ (chip enable signal) given to the control signal input terminals 25 to 27 are given to the control signal generating circuit 30. The control signal generation circuit 30 includes a signal ▲ ▼ for designating a write / read operation mode of the semiconductor memory device, an output enable signal ▲ ▼ for giving a data write / read operation timing,
And a signal indicating selection / non-selection of the semiconductor memory device ▲
In response to ▼, various control signals for controlling the operation of the semiconductor memory device are generated. The various control signals generated by the control signal generation circuit 30 differ depending on whether the semiconductor memory device is an EEPROM, a DRAM, an SRAM, or the like.

Xアドレス入力端子21a〜21mを介して与えられるXア
ドレスはXデコーダ3へ与えられる。Xデコーダ3は与
えられたXアドレスに応答して情報ビット用メモリセル
アレイ1および検査用メモリセルアレイ2の対応する行
を選択する。Yアドレス入力端子22a〜22nに与えられる
YアドレスはYデコーダ4へ与えられる。Yデコーダ4
は与えられたYアドレスに応答して情報ビットメモリセ
ルアレイ1および検査用メモリセルアレイ2から対応の
列を選択する。
The X address given through the X address input terminals 21a to 21m is given to the X decoder 3. The X decoder 3 selects the corresponding row of the information bit memory cell array 1 and the test memory cell array 2 in response to the given X address. The Y address given to the Y address input terminals 22a to 22n is given to the Y decoder 4. Y decoder 4
Selects a corresponding column from the information bit memory cell array 1 and the inspection memory cell array 2 in response to the applied Y address.

データ入出力端子23a〜23iはデータ入出力回路6に結
合される。データ入出力回路6は、与えられたデータを
波形整形し、データ書込時には外部からの情報ビットを
誤り訂正符号化マスクROM10へ与え、データ読出時には
誤り復号化マスクROM11からのデータを波形整形してデ
ータ入出力端子23a〜23iへ与える。
The data input / output terminals 23a-23i are coupled to the data input / output circuit 6. The data input / output circuit 6 waveform-shapes the applied data, applies information bits from the outside to the error correction coding mask ROM 10 at the time of writing the data, and shapes the data from the error decoding mask ROM 11 at the time of reading the data. To the data input / output terminals 23a-23i.

誤り訂正符号化マスクROM10は、データ入出力回路6
から与えられた記憶情報(情報ビット)をアドレス入力
とし、与えられた情報ビットに対応する検査ビット(第
8図参照)を予め記憶しており、与えられた情報ビット
とこのマスクROM化された検査ビットとをリンクして書
込・読出回路5へ与える。
The error correction coding mask ROM 10 includes a data input / output circuit 6
The memory information (information bit) given from the address is used as an address input, and the check bit (see FIG. 8) corresponding to the given information bit is stored in advance. The given information bit and this mask ROM are formed. The check bit is linked to the write / read circuit 5.

書込・読出回路5は、誤り訂正符号化マスクROM10か
ら与えられた情報ビットおよび検査ビットをそれぞれ情
報ビットメモリセルアレイ1および検査用メモリセルア
レイ2の選択されたメモリセルへ書込む。
The writing / reading circuit 5 writes the information bit and the check bit supplied from the error correction coding mask ROM 10 to the selected memory cell of the information bit memory cell array 1 and the check memory cell array 2, respectively.

誤り復号化マスクROM11は、データ読出時において選
択されたメモリセルからの情報ビットおよび検査ビット
を書込・読出回路5を介して受ける。誤り復号化マスク
ROM11はこの与えられた情報ビットおよび検査ビットを
そのアドレス入力とし、各アドレスの対応する情報ビッ
トおよび検査ビットをマスクROM化して記憶している。
The error decoding mask ROM 11 receives the information bit and the check bit from the memory cell selected at the time of data reading via the write / read circuit 5. Error decoding mask
The ROM 11 receives the given information bits and check bits as its address inputs, and stores the corresponding information bits and check bits of each address in a mask ROM.

半導体記憶装置におけるデータの書込み読出しにおい
て、入力データが与えられると、発生される検査ビット
または情報ビットは検査行列または生成行列に従って一
意的に決定される。したがって、各誤り訂正符号化回路
および誤り復号化回路をマスクROM化し、各マスクROMの
アドレス信号として入力データを用いれば、容易に所望
の検査ビットおよび/または情報ビットを発生すること
ができる。
In writing / reading data in / from a semiconductor memory device, when input data is applied, generated check bits or information bits are uniquely determined according to a check matrix or a generation matrix. Therefore, if each error correction coding circuit and error decoding circuit is formed into a mask ROM and the input data is used as the address signal of each mask ROM, desired check bits and / or information bits can be easily generated.

第2図はこの発明の一実施例である誤り訂正符号化マ
スクROM10の具体的構成の一例を示す図である。第2図
を参照してマスク誤り訂正符号化マスクROM10は、与え
られた情報ビットD0,D1をデコードするデコーダ部と、
入力情報に対応した検査ビットを予め記憶するROMメモ
リ部とを備える。第2図の構成においては、情報ビット
が2ビットであり、検査ビットが3ビットの場合の構成
が示され、かつその検査ビット発生用に用いられる生成
行列として第8図に示される表に従うものと同一のもの
が用いられている場合が一例として示される。デコーダ
部は、情報ビットD0を受けるインバータI21と、情報ビ
ットD1を受けるインバータI22と、4個のNORゲートN1〜
N4とを備える。NORゲートN1は、情報ビットD0と情報ビ
ットD1とを受ける。NORゲートN2は、インバータI21出力
と情報ビットD1とを受ける。NORゲートN3は、情報ビッ
トD0とインバータI22出力とを受ける。NORゲートN4はイ
ンバータI21出力とインバータI22出力とを受ける。NOR
ゲートN1〜N4出力はROMメモリ部のワード線WL1〜WL4の
それぞれに接続される。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a specific configuration of the error correction coding mask ROM 10 which is an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the mask error correction coding mask ROM 10 includes a decoder unit for decoding the given information bits D0 and D1.
And a ROM memory unit that stores in advance check bits corresponding to input information. In the configuration of FIG. 2, the configuration in which the number of information bits is 2 and the number of check bits is 3 is shown, and the generator matrix used for generating the check bits is in accordance with the table shown in FIG. The case where the same one is used is shown as an example. The decoder unit includes an inverter I21 receiving the information bit D0, an inverter I22 receiving the information bit D1, and four NOR gates N1 to N1.
With N4. NOR gate N1 receives information bit D0 and information bit D1. NOR gate N2 receives inverter I21 output and information bit D1. NOR gate N3 receives information bit D0 and the output of inverter I22. NOR gate N4 receives an inverter I21 output and an inverter I22 output. NOR
The outputs of the gates N1 to N4 are connected to the word lines WL1 to WL4 of the ROM memory section, respectively.

ROMメモリ部では、生成行列Gの検査ビット発生用の
行列に対応する部分行列と同様の“1"、“0"パターンを
与えるようにメモリトランジスタM1〜M6が配列される。
ここで、ROMメモリ部において、メモリトランジスタは
ワード線とビット線との交点にそれぞれ配置するように
設けられ、各メモリトランジスタのゲート酸化膜の膜厚
により、記憶情報の“0"、“1"の記憶が行なわれるよう
に構成されている。しかしながら、第2図の構成におい
ては、ゲート酸化膜が薄くされた情報“0"を記憶するメ
モリトランジスタM1〜M6のみが示される。具体的に説明
すると、ROMメモリ部において、ワード線WL1とビット線
BL1〜BL3の各交点にメモリトランジスタM1,M2およびM3
が設けられる。ワード線WL2とビット線BL3の交点にメモ
リトランジスタM4が設けられる。ワード線WL3とビット
線BL2との交点にメモリトランジスタM5が設けられる。
ワード線WL4とビット線BL1との交点にメモリトランジス
タM6が設けられる。ビット線BL1〜BL3はセンスアンプ9
に接続される。センスアンプ9はビット線BL1〜BL3出力
上の電位を検出して増幅した後、検査ビットP1〜P3とし
て出力する。すなわち、ビット線BL1上の信号レベルは
検査ビットP1を与え、ビット線BL2上の信号レベルは検
査ビットP2を与え、ビット線BL3上の信号レベルが検査
ビットP3を与える。
In the ROM memory section, the memory transistors M1 to M6 are arranged so as to give the same "1" and "0" patterns as the partial matrix corresponding to the matrix for generating check bits of the generator matrix G.
Here, in the ROM memory section, the memory transistors are provided so as to be respectively arranged at the intersections of the word lines and the bit lines. Depending on the film thickness of the gate oxide film of each memory transistor, “0”, “1” Is configured to be stored. However, in the configuration of FIG. 2, only the memory transistors M1 to M6 which store the information "0" with the thinned gate oxide film are shown. Specifically, in the ROM memory section, the word line WL1 and the bit line WL1
Memory transistors M1, M2 and M3 are located at each intersection of BL1 to BL3.
Is provided. A memory transistor M4 is provided at the intersection of the word line WL2 and the bit line BL3. A memory transistor M5 is provided at the intersection of the word line WL3 and the bit line BL2.
A memory transistor M6 is provided at the intersection of the word line WL4 and the bit line BL1. Bit lines BL1 to BL3 are sense amplifiers 9
Connected to. The sense amplifier 9 detects and amplifies the potential on the outputs of the bit lines BL1 to BL3, and then outputs it as the check bits P1 to P3. That is, the signal level on the bit line BL1 gives the check bit P1, the signal level on the bit line BL2 gives the check bit P2, and the signal level on the bit line BL3 gives the check bit P3.

第3図はこの発明の一実施例である半導体記憶装置の
誤り復号化マスクROMの具体的構成の一例を示す図であ
る。この第3図に示す構成においても、その復号化は第
8図に示される表と同じものである場合が一例として示
される。第3図を参照して誤り復号化マスクROM11は、
デコーダ部分とメモリ部分とを有する。デコーダ部は5
個のインバータI41〜I46と32個のNORゲートN10〜N12と
を備える。但し、これは情報ビットが2ビットであり、
検査ビットが3ビットの場合である。このデコーダ部は
NOR型デコーダ構成であり、入力情報D0,D1およびP1〜P3
から相補な情報データ▲▼,▲▼および▲
▼〜▲▼を発生し、各NORゲートN10〜N12でデコー
ドし、対応のワード線をROMメモリ部から選択する構成
である。たとえば、NORゲートN10は情報ビットD0,D1,検
査ビットP1,P2およびP3を受ける。NORゲートN11は情報
ビットD0、情報ビットD1、検査ビットP1、P2および反転
ビット▲▼を受ける。NORゲートN12は各インバータ
I41〜I42の出力、すなわち反転された情報ビット▲
▼,▲▼および反転された検査ビット▲▼〜▲
▼を受ける。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a specific configuration of the error decoding mask ROM of the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention. Even in the configuration shown in FIG. 3, the case where the decoding is the same as the table shown in FIG. 8 is shown as an example. Referring to FIG. 3, the error decoding mask ROM 11 is
It has a decoder part and a memory part. Decoder part is 5
Inverters I41 to I46 and 32 NOR gates N10 to N12 are provided. However, this has 2 information bits,
This is the case where the check bits are 3 bits. This decoder section
NOR type decoder configuration, input information D0, D1 and P1 to P3
Complementary information data from ▲ ▼, ▲ ▼ and ▲
▼ to ▲ are generated, decoded by each NOR gate N10 to N12, and the corresponding word line is selected from the ROM memory section. For example, NOR gate N10 receives information bits D0, D1, check bits P1, P2 and P3. NOR gate N11 receives information bit D0, information bit D1, check bits P1, P2 and inverted bit ▲ ▼. NOR gate N12 is each inverter
Output of I41 to I42, that is, inverted information bit ▲
▼, ▲ ▼ and inverted check bit ▲ ▼-▲
Receive ▼.

ROMメモリ部では、入力情報D0,D1〜P1〜P3に対応する
読出情報ビットがROM化されて記憶されている。すなわ
ちこのROMメモリ部は各NORゲートN10〜N12に対して32本
のワード線と、ビット線が2本設けられた構成を有し、
各ワード線とビット線との交点に記憶情報に応じてゲー
ト酸化膜の膜厚が設定されたメモリトランジスタが設け
られる。ビット線出力はセンスアンプ9へ与えられ、そ
こで増幅された後読出情報D0,D1として出力される。次
に動作について簡単に説明する。
In the ROM memory section, read information bits corresponding to the input information D0, D1 to P1 to P3 are stored in ROM. That is, this ROM memory portion has a configuration in which 32 word lines and 2 bit lines are provided for each NOR gate N10 to N12.
A memory transistor in which the film thickness of the gate oxide film is set according to the stored information is provided at the intersection of each word line and bit line. The bit line output is applied to the sense amplifier 9, amplified there and then output as read information D0, D1. Next, the operation will be briefly described.

今、外部からデータ入出力端子23a〜23iを介して与え
られる記憶情報(情報ビット)が(1,0)である場合を
考える。この場合、誤り訂正符号化ROM10において、与
えられた情報ビット(1,0)に応答して、NORゲートN3出
力のみが“H"となり、残りのNORゲートN1,N2およびN4出
力は“L"レベルとなる。この結果、ワード線WL3の電位
が立上がり、メモリトランジスタM5がオン状態となる。
この結果、ビット線BL2上の電位が“L"レベルに放電さ
れ、残りのビット線BL1,BL3は出力は予めプリチャージ
されているレベルの“H"レベルになる。このビット線BL
1,BL2およびBL3上に現われた電位(H,L,H)すなわち
(1,0,1)がセンスアンプ9により検知増幅された後、
検査ビットP1〜P3として出力される。この上述の説明に
おいて、各ビット線BL1〜BL3のプリチャージ経路は通常
のROM回路において設けられているものと同様であり、
図面の煩雑化を避けるために省略されている。このセン
スアンプ9を介して発生された(1,0,1)の検査ビットP
1,P2およびP3は情報ビットD0,D1とリンクされて書込・
読出回路5へ与えられる。書込・読出回路5は、既にX
デコーダ3およびYデコーダ4を介して選択された情報
ビットメモリセルアレイ1および検査用メモリセルアレ
イ2におけるメモリセルへそれぞれ情報ビットおよび検
査ビットを書込む。これにより書込動作が完了する。
Now, consider a case where the storage information (information bit) externally given via the data input / output terminals 23a to 23i is (1,0). In this case, in the error correction coding ROM 10, only the output of the NOR gate N3 becomes "H" in response to the given information bit (1,0), and the remaining NOR gates N1, N2 and N4 outputs are "L". It becomes a level. As a result, the potential of the word line WL3 rises and the memory transistor M5 is turned on.
As a result, the potential on the bit line BL2 is discharged to the "L" level, and the outputs of the remaining bit lines BL1 and BL3 are set to the "H" level which is the precharged level. This bit line BL
After the potentials (H, L, H) appearing on 1, BL2 and BL3, that is, (1,0,1), are detected and amplified by the sense amplifier 9,
The check bits P1 to P3 are output. In the above description, the precharge path of each bit line BL1 to BL3 is the same as that provided in a normal ROM circuit,
It is omitted to avoid complication of the drawing. (1,0,1) check bit P generated via this sense amplifier 9
1, P2 and P3 are linked to information bits D0 and D1 for writing and
It is applied to read circuit 5. The write / read circuit 5 has already
The information bit and the inspection bit are written into the memory cells in the information bit memory cell array 1 and the inspection memory cell array 2 selected through the decoder 3 and the Y decoder 4, respectively. This completes the write operation.

上述のデータ書込動作時において、第2図の構成にお
いては、情報ビットD0,D1を出力する構成は示していな
いが、この構成は情報ビットD0,D1をそのまま通過させ
る構成としてもよく、また、ROMメモリ部においてこの
情報ビットに対応する情報ビットを記憶させる構成とし
てもよい。
In the configuration of FIG. 2, the configuration for outputting the information bits D0 and D1 during the above-described data writing operation is not shown, but this configuration may be a configuration in which the information bits D0 and D1 are allowed to pass through. The ROM memory unit may store the information bit corresponding to this information bit.

このデータ書込経路においてデコーダ部はNOR型デコ
ーダ構成であり、この構成はメモリセルアレイ部に設け
られたXデコーダ3およびYデコーダ4の構成と同様で
あり、この誤り訂正符号化マスクROMの動作電源電圧マ
ージンを、メモリアレイ部に対して設けられたマージン
と同程度とできる。すなわち、動作電源電圧が減少して
も、この動作電源電位の減少はNORゲート出力に現われ
るが、この出力がワード線上へ伝達されるため、通常の
メモリセルアレイ部におけるワード線選択動作と同様で
あり、その動作マージンはメモリセルアレイ部と同程度
に設定することができ、これにより従来の論理ゲートを
用いた回路構成よりも大幅に電源電圧に対する動作マー
ジンを改善することができる。
In this data write path, the decoder section has a NOR type decoder configuration, which is similar to the configurations of the X decoder 3 and the Y decoder 4 provided in the memory cell array section. The voltage margin can be approximately the same as the margin provided for the memory array section. That is, even if the operating power supply voltage decreases, this operating power supply potential decrease appears in the NOR gate output, but since this output is transmitted to the word line, it is similar to the word line selecting operation in the normal memory cell array section. The operating margin can be set to the same level as that of the memory cell array portion, and thus the operating margin with respect to the power supply voltage can be greatly improved as compared with the circuit configuration using the conventional logic gate.

なお上述の説明においてメモリセルアレイ1および検
査用メモリセルアレイ2におけるメモリセルの選択動作
について説明しなかったが、これは外部から与えられる
制御信号▲▼に応答してXアドレスおよびYアドレ
スがXデコーダ3およびYデコーダ4にそれぞれ取込ま
れた後、制御信号発生回路30からの制御信号に応答して
メモリセルアレイに対する選択動作が行なわれる。デー
タの書込指令は制御信号▲▼および▲▼に応答
して行なわれる。すなわちデータ書込時においてライト
イネーブル信号▲▼がアクティブ“L"、アウトプッ
トイネーブル信号▲▼がインアクティブ“H"のとき
に、データがデータ入出力回路6へ取込まれ、誤り訂正
符号化マスクROM10へ与えられる。次にデータ読出動作
について説明する。
Although the memory cell selecting operation in the memory cell array 1 and the inspection memory cell array 2 has not been described in the above description, this is because the X address and the Y address are the X decoder 3 in response to the control signal ▲ ▼ given from the outside. And Y decoder 4 respectively, and in response to a control signal from control signal generating circuit 30, a selecting operation for the memory cell array is performed. A data write command is issued in response to control signals ▲ ▼ and ▲ ▼. That is, when the write enable signal ▲ ▼ is active "L" and the output enable signal ▲ ▼ is inactive "H" during data writing, the data is taken into the data input / output circuit 6 and the error correction coding mask. It is given to ROM10. Next, the data read operation will be described.

また、外部制御信号▲▼に応答してXアドレスと
YアドレスがそれぞれXデコーダ3およびYデコーダ4
へ与えられ、そこでデコードされた後、メモリセルアレ
イ1および検査用メモリセルアレイ2から対応のメモリ
セルが選択され、それぞれにおける情報ビットおよび検
査ビットが読出される。この読出された情報ビットおよ
び検査ビットは書込・読出回路5を介して誤り復号化マ
スクROM11へ与えられる。誤り復号化マスクROM11は与え
られた情報ビットD0,D1と検査ビットP1〜P3をそのアド
レス入力とし、対応の固定して記憶された、すなわち、
ROM化された情報を読出す。すなわち、たとえば情報ビ
ットが(1,0)であり、検査ビットが(1,0,1)の場合、
アドレス(1,0,1,0,1)に対応して(1,0)がマスクROM
化されて記憶されており、このアドレスに対応するワー
ド線が選択され、その内容がセンスアンプ9を介して読
出情報D0,D1としてデータ入出力回路6へ与えられる。
データ入出力回路6は、制御信号▲▼,▲▼に
応答して与えられたデータを読出データとして出力す
る。
Further, in response to the external control signal (), the X address and the Y address are assigned to the X decoder 3 and the Y decoder 4, respectively.
To the memory cell array 1 and the inspection memory cell array 2 and the corresponding memory cell is selected, and the information bit and the inspection bit in each are read. The read information bits and check bits are applied to error decoding mask ROM 11 via write / read circuit 5. The error decoding mask ROM 11 has given information bits D0, D1 and check bits P1 to P3 as its address inputs, and is stored fixedly in correspondence, that is,
Read the information in ROM. That is, for example, if the information bit is (1,0) and the check bit is (1,0,1),
Mask ROM is (1,0) corresponding to address (1,0,1,0,1)
The word line corresponding to this address is selected and stored, and its content is given to the data input / output circuit 6 as the read information D0, D1 via the sense amplifier 9.
The data input / output circuit 6 outputs the data given in response to the control signals ▲ ▼ and ▲ ▼ as read data.

もし何らかの原因により、1ビットの誤りが生じた場
合、すなわちメモリセルアレイ1および検査用メモリセ
ルアレイ2からの読出ビットが(1,1,1,0,1)の場合
(情報ビットD0が誤っている場合)、(0,0,1,0,1)の
場合(情報ビットD1が誤りの場合)、(1,0,0,0,1)の
場合(検査ビットP1が誤りの場合)、(1,0,1,1,1)の
場合(すなわち検査ビットP2が誤りの場合)、(1,0,1,
0,0)の場合(すなわち検査ビットP3が誤りの場合)、
いつでもこの場合に対応して書込情報(1,0)がマスクR
OM化されているため、誤り復号化回路11より正確にデー
タの読出しが行なわれる。すなわち、これにより情報の
誤りが訂正された情報読出しが行なわれることになる。
If, for some reason, a 1-bit error occurs, that is, if the read bits from the memory cell array 1 and the test memory cell array 2 are (1,1,1,0,1) (the information bit D0 is incorrect). Case), (0,0,1,0,1) (information bit D1 is error), (1,0,0,0,1) (check bit P1 is error), ( (1,0,1,1,1) (that is, when the check bit P2 is erroneous), (1,0,1,
0,0) (that is, the check bit P3 is incorrect),
Write information (1,0) is masked R at any time
Since it is OM, the error decoding circuit 11 can read the data accurately. That is, the information reading is performed by correcting the error of the information.

このデータ読出しの場合においても、復号化マスクRO
M11のデコーダ部はメモリセルアレイ部に対応して設け
られたデコーダ部と同様のNOR型構成を有しているた
め、この電源電圧動作マージンはメモリセルアレイ部に
対するものと同様のものとすることができ、全体として
半導体記憶装置の動作電源電圧マージンを改善すること
ができる。
Even when reading this data, the decryption mask RO
Since the decoder section of M11 has the same NOR type configuration as the decoder section provided corresponding to the memory cell array section, this power supply voltage operation margin can be the same as that for the memory cell array section. As a whole, the operating power supply voltage margin of the semiconductor memory device can be improved.

他の情報ビットおよび検査ビットの組合わせに対して
も同様にデコーダ部により対応のマスクROM化された情
報が読出されることになり、情報の誤り検出および訂正
が行なわれた後データ入出力回路6を介して読出され
る。
For other combinations of the information bit and the check bit, the corresponding information in the mask ROM is read out by the decoder section, and the data input / output circuit is provided after the error detection and correction of the information. It is read via 6.

第4A図ないし第4C図にマスクROMの構成の一例を示
す。第4A図はマスクROMの回路構成の一例を示し、第4B
図にその平面レイアウトを示し、第4C図にその一部の断
面構造を示す。第4A図において、マスクROMは、そのゲ
ート酸化膜が薄くされ、情報“0"を記憶するメモリトラ
ンジスタM10,M13と、そのゲート酸化膜が厚くされ、情
報“1"を記憶するメモリトランジスタM11,M12が設けら
れる。ワード線WL10によりメモリトランジスタM10,M11
が選択され、各メモリトランジスタM10,M11の情報がビ
ット線BL20,BL21上へ伝達される。ワード線WL11により
メモリトランジスタM12,M13が選択され、各メモリトラ
ンジスタM12,M13の情報はビット線BL20,BL21上へ伝達さ
れる。
An example of the structure of the mask ROM is shown in FIGS. 4A to 4C. FIG. 4A shows an example of the circuit configuration of the mask ROM, and FIG.
Its plan layout is shown in FIG. 4, and its partial sectional structure is shown in FIG. 4C. In FIG. 4A, the mask ROM includes a memory transistor M10, M13 that has a thin gate oxide film and stores information “0”, and a memory transistor M11, M13, which has a thick gate oxide film and stores information “1”. M12 is provided. Memory transistors M10, M11 by word line WL10
Is selected, and the information of each memory transistor M10, M11 is transmitted onto the bit lines BL20, BL21. The memory transistors M12 and M13 are selected by the word line WL11, and the information of the memory transistors M12 and M13 is transmitted onto the bit lines BL20 and BL21.

第4B図を参照して、メモリトランジスタM10およびM13
はそれぞれのゲート酸化膜の膜厚が薄くされており、メ
モリトランジスタM11,M12の膜厚は厚くされている。ゲ
ート酸化膜の膜厚の薄い方がそのしきい値電圧が低く、
一方、ゲート酸化膜の膜厚が厚い方はメモリトランジス
タのしきい値電圧が高くなる。したがって、同一電圧が
ワード線を介してそのメモリトランジスタのゲートに印
加されても、ゲート酸化膜の薄い方のメモリトランジス
タは導通し、一方、ゲート酸化膜の膜厚の厚い方のメモ
リトランジスタは非導通のままである。これにより、情
報の“0"および“1"の記憶が行なわれる。
Referring to FIG. 4B, memory transistors M10 and M13
The respective gate oxide films are thin, and the memory transistors M11 and M12 are thick. The thinner the gate oxide film, the lower the threshold voltage,
On the other hand, the thicker the gate oxide film, the higher the threshold voltage of the memory transistor. Therefore, even if the same voltage is applied to the gate of the memory transistor via the word line, the memory transistor having the thinner gate oxide film is conductive, while the memory transistor having the thicker gate oxide film is non-conductive. It remains conductive. As a result, information "0" and "1" are stored.

第4C図は第4B図に示される線X−X′に沿った断面構
造を示す図である。情報“1"を記憶するメモリトランジ
スタM12は半導体基板200上のソース拡散層201aおよびド
レイン拡散層201bおよびその上の厚い膜厚のゲート酸化
膜Bおよびゲート電極203とから構成される。情報“0"
を記憶するメモリトランジスタM13はビット線に接続さ
れるソース拡散層201cおよび接地電位に接続されるドレ
イン拡散層201bおよびその上の膜厚の薄いゲート酸化膜
Aおよびワード線となるゲート電極203とから構成され
る。上述のように、そのゲート酸化膜膜厚を変えるだけ
で容易に情報を記憶させることができる。
FIG. 4C is a drawing showing a cross-sectional structure along the line XX ′ shown in FIG. 4B. The memory transistor M12 that stores information "1" is composed of a source diffusion layer 201a and a drain diffusion layer 201b on the semiconductor substrate 200, and a thick gate oxide film B and a gate electrode 203 thereon. Information “0”
The memory transistor M13 for storing the data is composed of the source diffusion layer 201c connected to the bit line, the drain diffusion layer 201b connected to the ground potential, the thin gate oxide film A on the drain diffusion layer 201b, and the gate electrode 203 serving as the word line. Composed. As described above, information can be easily stored simply by changing the thickness of the gate oxide film.

またこの構成に変えて、ゲート酸化膜の膜厚を変えず
に、そのワード線とゲート電極の膜圧を一定にしてお
き、各ゲート電極とワード線とのコンタクトの有無によ
り情報を記憶させる構成もある。
In addition to this structure, the film pressure of the word line and the gate electrode is kept constant without changing the film thickness of the gate oxide film, and information is stored depending on the presence / absence of contact between each gate electrode and the word line. There is also.

第5図は通常のメモリセル部において記憶セルとして
用いられるFAMOSセル構造を示す図である。第5図を参
照してFAMOSセル(EPROMセル)は半導体基板300上に形
成されたソースおよびドレイン拡散層となる不純物領域
301a,301bと、半導体基板300上に層間絶縁膜304を介し
て形成され、そこにおける電荷蓄積の有無に応じて情報
を記憶するフローティングゲート302と、フローティン
グゲート302上に層間絶縁膜305を介して形成されるコン
トロールゲート303とから構成される。
FIG. 5 is a diagram showing a FAMOS cell structure used as a memory cell in a normal memory cell section. Referring to FIG. 5, a FAMOS cell (EPROM cell) is an impurity region serving as a source and drain diffusion layer formed on a semiconductor substrate 300.
301a, 301b, a floating gate 302 formed on the semiconductor substrate 300 via an interlayer insulating film 304 and storing information depending on whether charge is accumulated therein, and an interlayer insulating film 305 on the floating gate 302. The control gate 303 is formed.

したがって、メモリセルアレイのメモリセル構造が第
5図に示すようなFAMOSセル構造の場合、誤り検出訂正
用の符号化および復号化用のROMをメモリセルアレイに
おけるメモリセルトランジスタと同一の製造工程で形成
することができ、従来の論理ゲートを用いた場合と比べ
て、大幅に工程を簡略化することができる。すなわち、
ゲート酸化膜の膜厚の薄い部分においては、そのゲート
電極をフローティングゲート302と同一製造工程で形成
し、ゲート酸化膜の膜厚の厚い部分のゲート電極はコン
トロールゲート303と同一の製造工程で構成するように
すれば容易に同一製造工程でマスクROMを形成すること
ができる。この場合、マスクROMにおいて情報の記憶が
ゲート酸化膜の膜厚の大小によるのでなく、ゲート電極
とワード線とのコンタクトの有無により情報記憶を行な
う場合、第5図に構成においてコントロールゲート303
またはフローティングゲート302のいずれかと同一の製
造工程によりマスクROMを構成することが可能となる。
Therefore, when the memory cell structure of the memory cell array is the FAMOS cell structure as shown in FIG. 5, the ROM for error detection and correction is formed in the same manufacturing process as the memory cell transistor in the memory cell array. Therefore, the process can be significantly simplified as compared with the case where the conventional logic gate is used. That is,
In the thin gate oxide film, the gate electrode is formed in the same manufacturing process as the floating gate 302, and the gate electrode in the thick gate oxide film is formed in the same manufacturing process as the control gate 303. By doing so, the mask ROM can be easily formed in the same manufacturing process. In this case, when the information is stored in the mask ROM not by the thickness of the gate oxide film but by the presence / absence of contact between the gate electrode and the word line, the control gate 303 in the configuration shown in FIG.
Alternatively, the mask ROM can be formed by the same manufacturing process as that of any of the floating gates 302.

この記憶メモリセルアレイ1,2に含まれるメモリセル
構造としてFAMOSセル構造でなく通常のDRAMセルの場合
(第6図参照)の場合においても、ROMのメモリトラン
ジスタのゲート酸化膜膜厚の大小またはゲート電極とコ
ンタクト電極との有無に応じて情報を記憶する場合にお
いても同様にメモリセルアレイ部のトランジスタと同一
製造工程でROMのメモリトランジスタを形成することが
できる。すなわち、第6図を参照して、DRAMセルのゲー
ト電極400または情報蓄積用キャパシタの一方電極とな
るセルプレート401のいずれかと同一の製造工程でROMメ
モリトランジスタのゲート電極を形成することができ、
製造工程を複雑化することなく容易にマスクROM化した
誤り検出訂正用ROMを形成することができる。ここで第
6図を参照してDRAMセルは半導体基板405と、ソースと
なる不純物拡散領域406aとドレインとなる不純物拡散領
域406bとゲート絶縁膜407とから構成される。
Even if the memory cell structure included in the storage memory cell arrays 1 and 2 is not a FAMOS cell structure but a normal DRAM cell (see FIG. 6), the size of the gate oxide film thickness of the memory transistor of the ROM or the gate Even when information is stored depending on the presence or absence of the electrode and the contact electrode, the memory transistor of the ROM can be formed in the same manufacturing process as the transistor of the memory cell array portion. That is, referring to FIG. 6, the gate electrode of the ROM memory transistor can be formed in the same manufacturing process as either the gate electrode 400 of the DRAM cell or the cell plate 401 which is one electrode of the information storage capacitor.
It is possible to easily form an error detection / correction ROM that is a mask ROM without complicating the manufacturing process. Referring to FIG. 6, the DRAM cell comprises a semiconductor substrate 405, an impurity diffusion region 406a serving as a source, an impurity diffusion region 406b serving as a drain, and a gate insulating film 407.

ここで第5図(b)および第6図(b)においてそれ
ぞれFAMOSセルおよびDRAMセルの等価回路を示す。
Here, FIG. 5 (b) and FIG. 6 (b) show the equivalent circuits of the FAMOS cell and the DRAM cell, respectively.

[発明の効果] 以上のように、この発明によれば、誤り検出・訂正機
能を備える半導体記憶装置において誤り訂正符号用回路
部分および誤り復号化回路部分の少なくとも一方をROM
で構成したので、誤り訂正符号化および復号化回路部分
を、それら以外の半導体記憶装置を構成するメモリセル
アレイ部およびその関連の周辺回路部分と同一の構成と
することが可能となり、これにより誤り訂正符号化回路
部分および復号化回路部分の動作電源電圧マージンを情
報ビットおよび検査ビット記憶部およびそれに関連の周
辺回路部分が有する動作電源電圧マージンと同程度にま
で拡張することができ、これにより半導体記憶装置全体
として広い動作電源電圧マージンを与えることができ、
電源電圧変動に対しても正確にデータ読出しを高速で行
なうことが可能となる半導体記憶装置を得ることができ
る。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, at least one of the error correction code circuit portion and the error decoding circuit portion in the semiconductor memory device having the error detection / correction function is ROM.
Since the error correction encoding / decoding circuit portion is configured in the same manner as the memory cell array portion and the peripheral circuit portion related to the semiconductor memory device other than the above, it is possible to perform the error correction. The operating power supply voltage margins of the encoding circuit portion and the decoding circuit portion can be expanded to the same extent as the operating power supply voltage margins of the information bit and check bit storage portion and its associated peripheral circuit portion. A wide operating power supply voltage margin can be given to the entire device,
It is possible to obtain a semiconductor memory device capable of accurately reading data at high speed even when the power supply voltage fluctuates.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこ発明の一実施例である半導体記憶装置の全体
の構成を概略的に示すブロック図である。第2図はこの
発明の一実施例である半導体記憶装置における誤り訂正
符号化マスクROMの具体的構成の一例を示す図である。
第3図はこの発明の一実施例である半導体記憶装置の誤
り復号化マスクROMの構成の一例を具体的に示す図であ
る。第4A図ないし第4C図はマスクROMの具体的構成の一
例を示す図であり、第4A図はマスクROMの等価回路の一
例を示し、第4B図は第4A図に示されるマスクROMの平面
レイアウトを示し、第4C図は第4B図における線X−X′
の断面構造を示す図である。第5図はメモリセルアレイ
のメモリセルとしてFAMOSセルを用いた際の断面構造お
よび等価回路を概略的に示す図である。第6図はメモリ
セルアレイのメモリセル構造としてDRAMセルを用いた際
のDRAMセルの断面構造およびその等価回路を示す図であ
る。第7図は従来の半導体記憶装置の全体の構成を概略
的に示す図である。第8図は半導体記憶装置における誤
り検出訂正用の符号化および復号化の際の入出力の対応
関係を一覧にした図である。第9図は従来の半導体記憶
装置における誤り訂正符号化回路および誤り復号化回路
の構成の一例を論理レベルで示す図であり、第8図に従
う構成が示される。第10図は第9図に示される誤り訂正
符号化回路および誤り復号化回路のより具体的な回路構
成を示す回路図である。 図において、1は情報ビットを記憶するためのメモリセ
ルアレイ、2は検査ビットを記憶するための検査用メモ
リセルアレイ、3はXデコーダ、4はYデコーダ、5は
書込・読出回路、6はデータ入出力回路、10は誤り訂正
符号化マスクROM、11は誤り復号化マスクROM、100は半
導体チップである。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing an overall configuration of a semiconductor memory device which is an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing an example of a specific configuration of the error correction coding mask ROM in the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram specifically showing an example of the configuration of the error decoding mask ROM of the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention. 4A to 4C are diagrams showing an example of a specific configuration of the mask ROM, FIG. 4A shows an example of an equivalent circuit of the mask ROM, and FIG. 4B is a plane of the mask ROM shown in FIG. 4A. The layout is shown in FIG. 4C, which is line XX ′ in FIG. 4B.
It is a figure which shows the cross-section. FIG. 5 is a diagram schematically showing a sectional structure and an equivalent circuit when a FAMOS cell is used as a memory cell of a memory cell array. FIG. 6 is a diagram showing a sectional structure of a DRAM cell and its equivalent circuit when the DRAM cell is used as the memory cell structure of the memory cell array. FIG. 7 is a diagram schematically showing an overall structure of a conventional semiconductor memory device. FIG. 8 is a view showing a list of input / output correspondences at the time of encoding and decoding for error detection and correction in the semiconductor memory device. FIG. 9 is a diagram showing an example of the configuration of the error correction coding circuit and the error decoding circuit in the conventional semiconductor memory device at the logical level, and the configuration according to FIG. 8 is shown. FIG. 10 is a circuit diagram showing a more specific circuit configuration of the error correction coding circuit and the error decoding circuit shown in FIG. In the figure, 1 is a memory cell array for storing information bits, 2 is a test memory cell array for storing check bits, 3 is an X decoder, 4 is a Y decoder, 5 is a write / read circuit, and 6 is data. An input / output circuit, 10 is an error correction coding mask ROM, 11 is an error decoding mask ROM, and 100 is a semiconductor chip. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

フロントページの続き (72)発明者 野口 健二 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電 機株式会社北伊丹製作所内 (56)参考文献 特開 昭61−261896(JP,A) 特開 昭56−107396(JP,A)Front page continued (72) Inventor Kenji Noguchi 4-chome, Mizuhara, Itami City, Hyogo Prefecture Mitsubishi Electric Corporation Kita Itami Works (56) References JP 61-261896 (JP, A) JP 56- 107396 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数の記憶素子を有し、データ書込動作時
には、外部から与えられる記憶情報に対応して検査情報
を発生しかつ前記発生された検査情報を前記記憶情報に
付加し、それにより少なくとも1ビットの誤り検出・訂
正可能な符号語を形成した後に、外部アドレスにより選
択された記憶素子へ前記符号語を書込む手段と、データ
読出時に活性化され、外部アドレスにより選択された記
憶素子から記憶された符号語を読出し、この読出された
符号語を基に誤り検出および訂正処理された記憶情報を
読出情報として出力する手段とを含む半導体記憶装置に
おいて、 前記符号語発生手段と前記誤り検出・訂正手段の少なく
とも一方を、与えられた情報をアドレス入力とし、各ア
ドレス対応に、与えられた情報に対応する出力情報を記
憶する読出専用記憶素子を用いて構成し、かつ前記読出
専用記憶素子を前記複数の記憶素子と同一半導体チップ
上に形成したことを特徴とする、誤り検出・訂正機能を
備える半導体記憶装置。
1. In a data writing operation, a plurality of storage elements are provided, and inspection information is generated corresponding to storage information given from the outside, and the generated inspection information is added to the storage information. Means for writing the code word to the storage element selected by the external address after forming a code word of at least 1-bit error detection and correction by means of the memory, and the storage activated by the data read and selected by the external address. A semiconductor memory device, comprising means for reading a stored codeword from an element and outputting storage information that has been subjected to error detection and correction processing based on the read codeword as read information. At least one of the error detection / correction means uses the given information as an address input and stores the output information corresponding to the given information for each address. A semiconductor memory device having an error detection / correction function, which is configured by using an output-only memory element and wherein the read-only memory element is formed on the same semiconductor chip as the plurality of memory elements.
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