JP3161378B2 - Semiconductor storage device - Google Patents

Semiconductor storage device

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JP3161378B2
JP3161378B2 JP22088897A JP22088897A JP3161378B2 JP 3161378 B2 JP3161378 B2 JP 3161378B2 JP 22088897 A JP22088897 A JP 22088897A JP 22088897 A JP22088897 A JP 22088897A JP 3161378 B2 JP3161378 B2 JP 3161378B2
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transistor
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体記憶装置に
関し、特に半導体記憶装置における記憶保持される信号
の読み出し等に用いられCMOSトランジスタで構成さ
れたしきい値電圧のばらつき検出補正回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device and, more particularly, to a threshold voltage variation detection and correction circuit composed of a CMOS transistor used for reading a signal stored and held in the semiconductor memory device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図11は、従来の半導体記憶装置のデー
タ読み出し回路の構成の一例を示すブロック図である。
図11を参照すると、アドレスバッファ801、アドレ
ス入力の変化を検出するアドレス遷移検出回路(以下
「ATD回路」という)802、データラッチタイミン
グを決めるラッチパルス生成器803、データラッチ回
路804、メインセルのデータをセンシングするセンス
アンプ806、データを出力する出力バッファ805か
らなる。
2. Description of the Related Art FIG. 11 is a block diagram showing an example of a configuration of a data read circuit of a conventional semiconductor memory device.
Referring to FIG. 11, an address buffer 801, an address transition detection circuit (hereinafter, referred to as an "ATD circuit") 802 for detecting a change in an address input, a latch pulse generator 803 for determining data latch timing, a data latch circuit 804, and a main cell It comprises a sense amplifier 806 for sensing data and an output buffer 805 for outputting data.

【0003】図12は、図11に示したデータ読み出し
回路の動作を説明するためのタイミング図であり、図1
1の〜の信号波形を示す図である。なお、図12の
※2の部分を拡大して示した波形図を図21、図22に
示す。図12に示すように、アドレスが入力されるとア
ドレス変化を検知してATDパルスを発生し、その信
号からデータ取り込みタイミングを決めるラッチパルス
を生成する。
FIG. 12 is a timing chart for explaining the operation of the data read circuit shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing signal waveforms of No. 1 to No. 1; Note that FIGS. 21 and 22 show enlarged waveform diagrams of the portion indicated by * 2 in FIG. As shown in FIG. 12, when an address is input, an address change is detected to generate an ATD pulse, and a latch pulse for determining a data fetch timing is generated from the signal.

【0004】一方、アドレスの入力からそのアドレスに
相当するメインセルのデータをセンスアンプ806によ
りセンシングする。このデータをラッチパルスがLo
wの期間にラッチし、そのデータを出力バッファ805
からデータ出力として出力する。
On the other hand, from the input of an address, data of a main cell corresponding to the address is sensed by a sense amplifier 806. When this data is latched by Lo
, and the data is latched in the output buffer 805.
To output as data output.

【0005】図13は、従来のセンスアンプ806の概
略構成を示す図である。M101、M102はメモリセ
ルであり、読み出し動作時には、それぞれソースをグラ
ンド、ドレインをビット線BL101、ゲートをそれぞ
れワード線WL101、102に接続している。R10
1はリファレンスセルでメインセルと同様にソースをグ
ランド、ドレインをビット線BL102に接続している
が、ゲートには定電圧V102を印加しており一定の電
流が流れるようになっている。ビット線は、それぞれフ
ィードバックNOR回路F101、F102に接続して
おり、これはNchトランジスタN101、N102と
インバータINV101、INV102から構成され、
メモリセル、リファレンスセルのドレインに印加する電
圧が一定になるように制御している。
FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional sense amplifier 806. M101 and M102 are memory cells, and have a source connected to the ground, a drain connected to the bit line BL101, and a gate connected to the word lines WL101 and 102, respectively, during a read operation. R10
A reference cell 1 has a source connected to the ground and a drain connected to the bit line BL102, like the main cell, but has a constant voltage V102 applied to the gate so that a constant current flows. The bit lines are respectively connected to feedback NOR circuits F101 and F102, which are composed of Nch transistors N101 and N102 and inverters INV101 and INV102,
Control is performed so that the voltage applied to the drains of the memory cell and the reference cell becomes constant.

【0006】P101、P102は負荷トランジスタで
ありPchトランジスタからなりゲートとソースをそれ
ぞれF101、F102のNchトランジスタN10
1、N102のドレインに接続しドレインをVccに接
続している。
P101 and P102 are load transistors, which are Pch transistors, and whose gate and source are Nch transistors N10 of F101 and F102, respectively.
1, connected to the drain of N102 and the drain is connected to Vcc.

【0007】S.A101はセンスアンプであり、F1
01、102のNchトランジスタN101、N102
のドレインの電圧を比較し、メモリセルのON、OFF
を検出している。
[0007] A101 is a sense amplifier, and F1
01, 102 Nch transistors N101, N102
Of the drain of the memory cell, and ON / OFF of the memory cell
Has been detected.

【0008】図13に示したセンスアンプの動作につい
て説明すると、リファレンスセルのゲートに定電圧V1
02、ドレインにフィードバックNOR回路F102を
接続しているため、しきい値電圧、電源電圧Vcc、温
度には依存するがほぼ一定の電流が流れる。メインセル
側も同様な構成になっているが、ゲートにはVcc電源
電圧またはそれを昇圧した定電圧V101を印加してい
る。OFFセルは、しきい値電圧が高いため電流が流れ
ず、ONセルはしきい値電圧が低く電流が流れる仕組み
になっている。
The operation of the sense amplifier shown in FIG. 13 will be described. The constant voltage V1 is applied to the gate of the reference cell.
02, since the feedback NOR circuit F102 is connected to the drain, a substantially constant current flows depending on the threshold voltage, the power supply voltage Vcc, and the temperature. The main cell has the same configuration, but a Vcc power supply voltage or a constant voltage V101 obtained by boosting the same is applied to the gate. The OFF cell has a high threshold voltage so that no current flows, and the ON cell has a low threshold voltage and a current flows.

【0009】センスアンプS.A101への入力電圧
は、セルを流れる電流に依存し、電流が流れると低電
圧、流れないと高電圧が印加される。この入力電圧とリ
ファレンスセル側の入力電圧を比較することにより、セ
ンスアンプS.A101にて、ON,OFF判定を行っ
ている。
The sense amplifier S. The input voltage to A101 depends on the current flowing through the cell. A low voltage is applied when a current flows, and a high voltage is applied when no current flows. By comparing this input voltage with the input voltage on the reference cell side, the sense amplifier S.D. At A101, ON / OFF determination is performed.

【0010】センスアンプの動作は上記のようである
が、実際、ビット線は非常に長く、このため寄生の抵
抗、容量が存在する。またセルのドレインにもPN接合
による寄生容量が存在する。
Although the operation of the sense amplifier is as described above, the bit line is actually very long, so that parasitic resistance and capacitance exist. A parasitic capacitance due to the PN junction also exists at the drain of the cell.

【0011】このため、電源電圧Vccが低くなると、
及び高温にて、センスアンプ自身の各ノードの確定スピ
ードはより遅くなる。また、しきい値電圧の出来によっ
てもスピードは左右される。Nchトランジスタのしき
い値電圧が高くなると、フィードバックNOR回路の能
力が低下するため、スピードは遅くなる。同様に、Pc
hトランジスタのしきい値電圧もフィードバックNOR
回路、負荷トランジスタの能力に影響し、スピードを遅
くする要因である。
Therefore, when the power supply voltage Vcc decreases,
Also, at high temperatures, the determination speed of each node of the sense amplifier itself becomes slower. The speed also depends on the threshold voltage. When the threshold voltage of the Nch transistor increases, the speed of the feedback NOR circuit decreases, and the speed decreases. Similarly, Pc
Feedback threshold voltage of h transistor is also NOR
This is a factor that affects the performance of the circuit and the load transistor and slows down the speed.

【0012】図14は、ATDパルスジェネレータ回路
802の回路構成の一例を示す図である。ATDパルス
ジェネレータ回路802は、アドレスの変化を検知して
ワンショットパルスを発生するものであり、アドレス入
力信号とアドレス入力信号を複数個のインバータを接続
した遅延回路111により遅延させた信号をそれぞれ2
入力のNOR回路NOR111とNAND回路NAND
111に入力する。NOR回路NOR111の出力にイ
ンバータINV111を通したものとNAND回路NA
ND111の出力を2入力のNAND回路NAND11
2に入力し、その出力を遅延回路112を通すような構
成とされている。
FIG. 14 is a diagram showing an example of a circuit configuration of the ATD pulse generator circuit 802. The ATD pulse generator circuit 802 detects a change in the address and generates a one-shot pulse. The ATD pulse generator circuit 802 converts the address input signal and a signal obtained by delaying the address input signal by a delay circuit 111 connected to a plurality of inverters into two.
Input NOR circuit NOR111 and NAND circuit NAND
Input to 111. The output of the NOR circuit NOR111 passed through the inverter INV111 and the NAND circuit NA
The output of ND111 is connected to a two-input NAND circuit NAND11.
2 and the output thereof is passed through a delay circuit 112.

【0013】パルス作成は2つ目のNAND回路NAN
D112までで行っており、遅延回路111、112は
パルス幅を調節する。図15は、図14に示したATD
パルスジェネレータ回路の動作を説明するためのタイミ
ング波形図であり、図14の各ノードの信号波形を示し
たものであり、アドレス入力波形がATDIN111、
遅延回路111の出力が111、NOR回路NOR11
1、NAND回路NAND111の出力がそれぞれ11
2、113、ATDパルスの波形がATDOUT111
である。
The pulse is generated by the second NAND circuit NAN.
The process is performed up to D112, and the delay circuits 111 and 112 adjust the pulse width. FIG. 15 shows the ATD shown in FIG.
FIG. 15 is a timing waveform diagram for explaining the operation of the pulse generator circuit, showing signal waveforms at each node in FIG. 14, where the address input waveform is ATDIN111;
The output of the delay circuit 111 is 111, the NOR circuit NOR11
1, the output of the NAND circuit NAND111 is 11
2, 113, ATD pulse waveform is ATDOUT111
It is.

【0014】図16、図17、図18は、上記したセン
スアンプ回路806によるデータ確定スピード及びAT
Dパルスジェネレータ回路802に依存するデータラッ
チ時間のしきい値電圧、電源電圧Vcc、温度依存性を
それぞれ示す図である。
FIG. 16, FIG. 17, and FIG. 18 show the data determination speed and AT by the sense amplifier circuit 806 described above.
FIG. 9 is a diagram illustrating a threshold voltage, a power supply voltage Vcc, and a temperature dependency of a data latch time depending on a D pulse generator circuit 802;

【0015】センスアンプデータ確定等のアナログ回路
における依存性とデータラッチ回路等のディジタル回路
における依存性は、図16、図17、図18に示すよう
に、異なっている。このため、センスアンプのデータ確
定タイミングとそのデータをラッチするタイミングがず
れ、誤動作を起こす可能性がある。
The dependence of the analog circuit such as the determination of the sense amplifier data on the analog circuit and the dependence on the digital circuit such as the data latch circuit are different as shown in FIG. 16, FIG. 17, and FIG. For this reason, there is a possibility that the data determination timing of the sense amplifier and the timing of latching the data are shifted from each other, causing a malfunction.

【0016】前記のような問題点を除去するために、図
19に示すようなしきい値電圧検出補正回路が、例えば
特開昭58−100294号公報に提案されている。図
16は、上記公報に提案されるダイナミックメモリにお
ける差動型センス回路の構成を示すもので、N161,
N162はセンス用のNchトランジスタであり、ドレ
インは相補のビット線BL161、BL162に接続さ
れている。このビット線BL161,BL162に沿っ
て、それぞれ複数個のメモリセルと、1個のダミーセル
が設けられている。
In order to eliminate the above problem, a threshold voltage detection correction circuit as shown in FIG. 19 has been proposed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-100294. FIG. 16 shows a configuration of a differential type sense circuit in a dynamic memory proposed in the above publication.
N162 is an Nch transistor for sensing, and its drain is connected to complementary bit lines BL161 and BL162. A plurality of memory cells and one dummy cell are provided along the bit lines BL161 and BL162, respectively.

【0017】メモリセル及びダミーセルはMOSトラン
ジスタM161、D161及びキャパシタCS161、
CS162からなり記憶情報はキャパシタに蓄えられた
電荷のかたちで保持される。MOSキャパシタCC16
1、CC162はゲート、ドレインのみを有するトラン
ジスタでキャパシタの役割をする。Nchトランジスタ
N163,N164,N165,N166はそれぞれス
イッチングの役割をする。
The memory cells and the dummy cells are MOS transistors M161 and D161 and a capacitor CS161.
CS162, the stored information is held in the form of electric charge stored in the capacitor. MOS capacitor CC16
1. CC162 is a transistor having only a gate and a drain, and serves as a capacitor. The Nch transistors N163, N164, N165 and N166 each serve as a switching.

【0018】図20に、図19に示すしきい値電圧検出
補正回路の動作を説明するためのタイムチャートを示
す。時刻t1までφ161、φ163にそれぞれVDD
+V1、VDDに電圧を印加しているためNchトラン
ジスタN161,N162,N163,N164がそれ
ぞれONし、ビット線BL161、BL162がプリチ
ャージされ、キャパシタCC161、CC162に電荷
が蓄えられる。ただしVDDはHighレベル電圧、V
1はN163,N164,N165,N166のしきい
値電圧以上の電圧、VSSはLowレベル電圧とする。
FIG. 20 is a time chart for explaining the operation of the threshold voltage detection and correction circuit shown in FIG. VDD is applied to φ161 and φ163 until time t1.
Since voltages are applied to + V1 and VDD, the Nch transistors N161, N162, N163, and N164 are turned on, the bit lines BL161 and BL162 are precharged, and charges are stored in the capacitors CC161 and CC162. However, VDD is High level voltage, V
1 is a voltage higher than the threshold voltage of N163, N164, N165, N166, and VSS is a low level voltage.

【0019】次に、t1後、φ161をVSSに低下す
るとキャパシタCC161,CC162の電荷がビット
線BL161,BL162に注入される。その後、信号
φ162をVDDレベルとすると、ワード線WL16
1、ダミーワード線WLD161をプルアップレベルま
で引き上げ、平衡状態に達する。
Next, after t1, when φ161 is lowered to VSS, charges of the capacitors CC161 and CC162 are injected into the bit lines BL161 and BL162. Thereafter, when the signal φ162 is set to the VDD level, the word line WL16
1. The dummy word line WLD 161 is pulled up to the pull-up level and reaches an equilibrium state.

【0020】その後、メインセルの出力電圧及びダミー
セルの出力電圧を比較する差動増幅によってメモリセル
のON、OFFを判定している。
Thereafter, the ON / OFF state of the memory cell is determined by differential amplification comparing the output voltage of the main cell and the output voltage of the dummy cell.

【0021】この回路では、ワード線をプルアップする
ことによって、差動増幅する前のNchトランジスタN
161,N162の状態を等しくし、しきい値電圧の差
に依存しないセンシングが可能になる。
In this circuit, by pulling up the word line, the Nch transistor N before differential amplification is performed.
161 and N162 are equalized, and sensing independent of the difference in threshold voltage becomes possible.

【0022】この方式は、センスアンプ内のセンス用の
2つのNMOSトランジスタにおいてしきい値のばらつ
きを検出補正し、しきい値電圧のばらつきによらないセ
ンシングを行っている。しかし、拡散ロット、時季変動
等によるしきい値電圧の変動を補正するものではない。
In this method, variation in threshold value is detected and corrected in two NMOS transistors for sensing in a sense amplifier, and sensing is performed without depending on variation in threshold voltage. However, it does not compensate for fluctuations in threshold voltage due to diffusion lots, seasonal fluctuations and the like.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術は下
記記載の問題点を有している。
The above-described prior art has the following problems.

【0024】第1の問題点は、しきい値電圧、温度、電
源電圧Vccの値が変動した場合、誤動作をおこす可能
性がある、ということである。
The first problem is that if the values of the threshold voltage, temperature, and power supply voltage Vcc fluctuate, a malfunction may occur.

【0025】その理由は、ディジタル系(例えばデータ
ラッチ回路)の動作とアナログ系(例えばセンスアンプ
回路)の動作では、図16乃至図18に示したように、
しきい値電圧、温度、Vcc等に対して異なる異存性を
持つためである。このため、しきい値電圧等が振れるこ
とにより、動作スピードの変化の割合がセンスアンプの
データ出力確定時間とデータ取り込み時間とで異なって
しまうため、動作マージンがなくなり、誤動作を起こす
可能性がある。
The reason is that in the operation of the digital system (for example, a data latch circuit) and the operation of the analog system (for example, a sense amplifier circuit), as shown in FIGS.
This is because they have different compatibility with respect to the threshold voltage, temperature, Vcc, and the like. For this reason, when the threshold voltage or the like fluctuates, the rate of change of the operation speed differs between the data output determination time of the sense amplifier and the data fetch time, so that the operation margin is lost and a malfunction may occur. .

【0026】図21は、図11のデータ読み出し回路に
おいて、正常動作時、図22は誤動作時のラッチタイミ
ングの波形を示す図である(図12の※2の部分を拡大
した図)。図21においては、ラッチパルスのエンド
エッジの前にセンスアンプ806の出力データが確定
しており、正常にラッチできている。一方、誤動作時、
図22に示すように、センスアンプ806のデータ確定
がラッチパルスのエンドエッジの後になっており、中
間レベルの不定センシングを行っていることがわかる。
FIG. 21 is a diagram showing the waveform of the latch timing in the data read circuit of FIG. 11 during normal operation and FIG. 22 is a diagram showing the latch timing waveform in the case of malfunction (enlarged portion of * 2 in FIG. 12). In FIG. 21, the output data of the sense amplifier 806 is determined before the end edge of the latch pulse, and the latch has been performed normally. On the other hand, at the time of malfunction,
As shown in FIG. 22, the data determination of the sense amplifier 806 is after the end edge of the latch pulse, and it can be seen that the indeterminate sensing of the intermediate level is performed.

【0027】第2の問題点は、上述の誤動作を回避する
ために、動作マージンをもたせると、スピードを満足す
ることが出来なくなるということである。
The second problem is that if an operation margin is provided to avoid the above-described malfunction, the speed cannot be satisfied.

【0028】その理由は、動作スピードは、ラッチによ
るセンスアンプデータの取り込みに依存する、というこ
とにある。動作マージンを確保するため、ラッチパルス
のエンドエッジを遅らせることにより確実に動作するよ
うになるが、その分スピードも遅くなり、特性を満足す
ることができなくなる可能性がある。
The reason is that the operation speed depends on the sense amplifier data fetch by the latch. In order to secure an operation margin, the operation is reliably performed by delaying the end edge of the latch pulse. However, the speed may be reduced correspondingly, and the characteristics may not be satisfied.

【0029】したがって本発明は、上述の問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的は、しきい値電圧の
状態、電源電圧Vcc、温度等のワースト条件時の動作
状態を知り、その状態に相当したデータ取り込みタイミ
ングでデータを取り込むことを可能とし、高速かつ正確
に動作させるしきい値電圧検出補正回路を備えた半導体
記憶装置を提供することにある。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to know the state of the threshold voltage, the power supply voltage Vcc, the operating state under worst conditions such as temperature, and the like. It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device having a threshold voltage detection / correction circuit which enables data to be taken in at a data taking timing corresponding to a state and operates at high speed and accurately.

【0030】[0030]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の半導体記憶装置は、拡散によるしきい値電
圧の依存性の少ないチャネル部の基板濃度が通常のトラ
ンジスタよりも少ないトランジスタ(以下「ノンドープ
トランジスタ」という)と通常のNchトランジスタと
を流れる電流を比較することによりしきい値電圧の状態
を知り、この結果をATD回路にフィードバックし動作
マージンの最適化を行う。
In order to achieve the above object, a semiconductor memory device according to the present invention comprises a transistor (hereinafter referred to as a transistor) having a substrate portion in a channel portion which is less dependent on threshold voltage due to diffusion than a normal transistor. The state of the threshold voltage is known by comparing the current flowing through a "non-doped transistor" and a normal Nch transistor, and the result is fed back to the ATD circuit to optimize the operation margin.

【0031】[作用]本発明の作用について説明する
と、読み出し動作タイミングの最適化を周辺回路のトラ
ンジスタのしきい値電圧の出来を検出することにより行
う。それにより必要以上にスピードを落とすことがなく
動作マージンの最適化が可能である。
[Operation] To explain the operation of the present invention, the read operation timing is optimized by detecting the threshold voltage of the transistor in the peripheral circuit. Thereby, the operation margin can be optimized without unnecessarily reducing the speed.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して以下に説明する。図1は、本発明の実施の形
態のしきい値電圧検出回路の構成を示す図である。図1
を参照すると、本発明の実施の形態において、しきい値
電圧の検出の基準となるのがノンドープトランジスタN
D11であり、ゲートに定電圧V11を入力し、ソース
をNchトランジスタN12のドレインに接続し、ドレ
インをPchトランジスタP13のドレイン及びゲート
と接続している。しきい値電圧の測定に用いるNchの
トランジスタN11は、ゲートに定電圧V12を入力
し、ソースをノンドープトランジスタND11と同様
に、NchトランジスタN12のドレインに接続し、ソ
ースをPchトランジスタP14のドレインに接続して
いる。NchトランジスタN12は、ゲートをVcc、
ソースをグランドに接続している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a threshold voltage detection circuit according to an embodiment of the present invention. FIG.
Referring to FIG. 1, in the embodiment of the present invention, the non-doped transistor N
D11, a constant voltage V11 is input to the gate, the source is connected to the drain of the Nch transistor N12, and the drain is connected to the drain and gate of the Pch transistor P13. The Nch transistor N11 used for measuring the threshold voltage inputs a constant voltage V12 to the gate, connects the source to the drain of the Nch transistor N12, and connects the source to the drain of the Pch transistor P14, like the non-doped transistor ND11. are doing. The gate of the Nch transistor N12 is Vcc,
The source is connected to ground.

【0033】PchトランジスタP13,P14は、大
きさが同じで、ソースを電源電圧Vccに接続し、ゲー
トを共通接続し、トランジスタP13のドレイン及びノ
ンドープトランジスタのソースに接続している。Pch
トランジスタP14のドレインはNchトランジスタN
11のソース及び出力O11に接続している。
The Pch transistors P13 and P14 have the same size, the source is connected to the power supply voltage Vcc, the gate is commonly connected, and the drain of the transistor P13 and the source of the non-doped transistor are connected. Pch
The drain of the transistor P14 is an Nch transistor N
11 and the output O11.

【0034】図1に示すように、しきい値電圧検出回路
は、ソースが共通接続され定電流源N12に接続される
差動対トランジスタND11,N11、差動対の能動負
荷を構成するカレントミラー回路P13,P14からな
る差動増幅回路として構成されている。すなわち、この
回路の動作は、基本的に差動増幅回路で、負荷トランジ
スタP13,P14は同じ大きさで、ソースには共通の
電源電圧Vcc、ゲートを共通にしているためそれぞれ
のソースであるノンドープトランジスタND11及びN
chトランジスタN11のソースには同等の電圧が印加
される。
As shown in FIG. 1, the threshold voltage detecting circuit includes a differential pair transistors ND11 and N11 whose sources are commonly connected and connected to a constant current source N12, and a current mirror constituting an active load of the differential pair. It is configured as a differential amplifier circuit composed of circuits P13 and P14. That is, the operation of this circuit is basically a differential amplifier circuit, the load transistors P13 and P14 are of the same size, the source is a common power supply voltage Vcc, and the gates are common. Transistors ND11 and N
An equivalent voltage is applied to the source of the channel transistor N11.

【0035】トランジスタND11,N11のゲートに
は、電圧は異なるが定電圧が印加されているため、基本
的に、それぞれのトランジスタのしきい値電圧およびゲ
ートに印加する電圧に比例した電流が流れる。
Since a constant voltage is applied to the gates of the transistors ND11 and N11, the currents are basically different from the threshold voltages and the voltages applied to the gates of the respective transistors.

【0036】しかし、トランジスタND11,N11の
ソースは共通接続されて定電流として機能するNchト
ランジスタN12に接続しているため、それぞれのトラ
ンジスタND11,N11に流れる電流の合計は、トラ
ンジスタN12の能力により制限されてしまう。このた
め、トランジスタND11,N11を流れる電流は、多
く流れる方は、さらに多くの電流が流れ、流れない方は
より流れなくなるため、2つのトランジスタを流れる電
流の差が増幅される。実際、しきい値電圧の出来を知る
ためには、基準のトランジスタND11の大きさ及びゲ
ートに印加する電圧を調節し基準となる電流を決める。
そして、しきい値電圧の高低を知るためには、トランジ
スタN11の電流が基準電流よりも多いか、少ないかを
比較する。
However, since the sources of the transistors ND11 and N11 are connected in common and connected to the Nch transistor N12 functioning as a constant current, the total current flowing through the respective transistors ND11 and N11 is limited by the capability of the transistor N12. Will be done. For this reason, the current flowing through the transistors ND11 and N11 flows more when the current flows more, and the current stops flowing when the current does not flow, so that the difference between the currents flowing through the two transistors is amplified. Actually, in order to know the threshold voltage, the size of the reference transistor ND11 and the voltage applied to the gate are adjusted to determine the reference current.
Then, in order to know the level of the threshold voltage, it is compared whether the current of the transistor N11 is larger or smaller than the reference current.

【0037】しきい値電圧が低い場合、トランジスタN
11には、多くの電流が流れ、トランジスタND11に
は電流が流れなくなる。このため、トランジスタND1
1のドレイン、負荷トランジスタP13,P14に印加
している電圧がHighレベルになり、トランジスタP
14はOFFする。このため、出力は、Lowレベルに
なる。
When the threshold voltage is low, the transistor N
11, a large amount of current flows, and no current flows through the transistor ND11. Therefore, the transistor ND1
1 and the voltage applied to the load transistors P13 and P14 become High level,
14 turns off. As a result, the output goes to a low level.

【0038】逆に、トランジスタN11のしきい値電圧
が高い場合、トランジスタN11には電流が流れず、ト
ランジスタND11に電流が多く流れるため、負荷トラ
ンジスタP14はONし、出力はHighレベルとな
る。
Conversely, when the threshold voltage of the transistor N11 is high, no current flows through the transistor N11 and a large amount of current flows through the transistor ND11, so that the load transistor P14 is turned on and the output goes to a high level.

【0039】しきい値電圧検出回路を用いた回路の一例
を図3、図4に示す。図3は、本発明の一実施例のAT
Dパルスジェネレータの構成を示す図である。図4は、
図3の遅延回路31、32の構成の一例を示す図であ
る。図1に示したしきい値電圧検出回路によりNchト
ランジスタのしきい値電圧が高いか低いかを判断し、そ
の出力信号より、ATDパルスの幅を調節するという構
成になっている。センスアンプ出力のデータ確定スピー
ドは、データ取り込みを行うラッチパルスエンドよりも
しきい値電圧の依存性が大きい。このため、しきい値電
圧が高くできていると、データ確定前にデータを取り込
むため誤ラッチになる。
FIGS. 3 and 4 show an example of a circuit using the threshold voltage detecting circuit. FIG. 3 shows an AT according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a D pulse generator. FIG.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a configuration of delay circuits 31 and 32 in FIG. 3. The threshold voltage detection circuit shown in FIG. 1 determines whether the threshold voltage of the Nch transistor is high or low, and adjusts the width of the ATD pulse based on the output signal. The data determination speed of the sense amplifier output has a greater dependence on the threshold voltage than the end of the latch pulse for taking in data. For this reason, if the threshold voltage is set high, data is fetched before data is determined, resulting in an erroneous latch.

【0040】そこで、しきい値電圧が高くできていると
判断した場合(しきい値電圧検出回路の出力がHig
h)、ATDパルスジェネレータの遅延回路のインバー
タの段数を増やすことにより、ラッチパルスの幅が長く
なりデータ取り込み時間が遅くなるため、正確に読みと
り動作を行うことが可能になる。一方、しきい値電圧が
低い場合、ATDパルスジェネレータの遅延回路のイン
バータの段数が少ないものを使用する。データ読みとり
マージンが確保出来る場合はスピードを落すことなく読
み出し動作を行う。
Therefore, when it is determined that the threshold voltage is high (the output of the threshold voltage detection circuit is high).
h) By increasing the number of inverter stages in the delay circuit of the ATD pulse generator, the width of the latch pulse is increased and the data fetching time is delayed, so that the reading operation can be performed accurately. On the other hand, when the threshold voltage is low, a delay circuit of the ATD pulse generator having a smaller number of inverter stages is used. If the data reading margin can be secured, the reading operation is performed without lowering the speed.

【0041】図2は、遅延回路変更後のセンスアンプデ
ータ確定スピード及びデータラッチスピードのしきい値
電圧依存性を示す図である。ラッチ回路を切り替えるこ
とにより、しきい値電圧の低い領域では、遅延の少ない
回路を選択する。またしきい値電圧の高い領域では、遅
延をつけスピードを遅くし、確実に動作するように変更
する。これにより、確実な動作を保証し、適切なスピー
ドにて動作させることが可能である。
FIG. 2 is a diagram showing the threshold voltage dependence of the sense amplifier data determination speed and the data latch speed after the delay circuit is changed. By switching the latch circuit, a circuit with a small delay is selected in a region where the threshold voltage is low. In a region where the threshold voltage is high, a delay is added to reduce the speed, and the operation is changed so as to operate reliably. As a result, reliable operation can be guaranteed, and operation can be performed at an appropriate speed.

【0042】本発明の実施の形態のしきい値電圧検出補
正回路は、テストモードで、ウエハーテストもしくは選
別工程にて行う。このため、スピード、動作マージンの
最適化を行ったサンプルの出荷が可能である。スピー
ド、動作マージンの最適化を行う遅延回路の選択は、従
来通り、ヒューズセルによる切替により行う。
The threshold voltage detection and correction circuit according to the embodiment of the present invention is performed in a test mode in a wafer test or a sorting process. For this reason, it is possible to ship a sample whose speed and operation margin have been optimized. The selection of the delay circuit for optimizing the speed and the operation margin is performed by switching with a fuse cell as in the related art.

【0043】なお読み出しのマージンは温度、電源電圧
Vccにも依存しているので、このしきい値電圧の検出
は読み出しマージンのなくなる方向である電源電圧VC
C高、温度高の条件で行うのがよい。
Since the read margin also depends on the temperature and the power supply voltage Vcc, the detection of this threshold voltage is performed on the power supply voltage VC in a direction in which there is no read margin.
It is preferable to carry out under conditions of high C and high temperature.

【0044】しかし、温度、電源電圧Vcc、しきい値
電圧の読み出し動作に関する依存性は、回路構成によっ
て異なるため、ワースト条件の評価も回路によって必要
である。
However, the dependence of the temperature, the power supply voltage Vcc, and the threshold voltage on the read operation differs depending on the circuit configuration, so that the worst condition must be evaluated by the circuit.

【0045】本発明の別の実施の形態について説明す
る。図5は、本発明の第2の実施の形態の回路構成を示
す図である。図5に示した構成は、Pchトランジスタ
のしきい値電圧検出補正回路である。図5を参照して、
構成は、図1に示した構成とトランジスタの極性が相違
するだけでほぼ同じである。
Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating a circuit configuration according to the second embodiment of this invention. The configuration shown in FIG. 5 is a threshold voltage detection correction circuit of a Pch transistor. Referring to FIG.
The configuration is almost the same as the configuration shown in FIG. 1 except for the polarity of the transistor.

【0046】能動負荷を構成するNchトランジスタN
51、N52のゲートには同電位、ソースにもグランド
を接続しているためグランドに流れる電流はノンドープ
トランジスタND51の能力及びPchトランジスタP
52の能力に比例する。ノンドープトランジスタND5
1のゲートに定電圧V51を印加し、ドレインをPch
トランジスタP51のソースに接続し、ソースをNch
トランジスタN51のゲート及びドレインに接続してい
る。一方、そのしきい値電圧を検出するPchトランジ
スタP52のゲートには定電圧52を印加し、ドレイン
をノンドープトランジスタと同様に、Pchトランジス
タP51のソースに接続し、ソースはNchトランジス
タN52のドレインに接続している。出力O51はPc
hトランジスタP52のソースに接続している。
Nch transistor N forming an active load
Since the gates of the transistors 51 and N52 are connected to the same potential and the source is also connected to the ground, the current flowing to the ground depends on the capability of the non-doped transistor ND51 and the Pch transistor P.
It is proportional to 52 capabilities. Non-doped transistor ND5
A constant voltage V51 is applied to the gate of No. 1 and the drain is
Connected to the source of transistor P51, and set the source to Nch
Connected to the gate and drain of transistor N51. On the other hand, a constant voltage 52 is applied to the gate of the Pch transistor P52 for detecting the threshold voltage, and the drain is connected to the source of the Pch transistor P51 as in the non-doped transistor, and the source is connected to the drain of the Nch transistor N52. are doing. Output O51 is Pc
Connected to the source of h transistor P52.

【0047】本発明の実施の形態の動作について説明す
ると、NchトランジスタN51,N52のゲート及び
ソースは同電位のため、それぞれを流れる電流はND5
1,P52を流れる電流に比例する。Pchトランジス
タのしきい値電圧が低かった場合、Pchトランジスタ
P52に多くの電流が流れるため、Nchトランジスタ
N52を電流が流れ、NchトランジスタN51には電
流が流れないため、トランジスタN51,N52のゲー
ト電圧が上がり、出力O11はLowに引かれる。
The operation of the embodiment of the present invention will be described. Since the gates and sources of the Nch transistors N51 and N52 have the same potential, the current flowing through each of them is ND5
1, proportional to the current flowing through P52. When the threshold voltage of the Pch transistor is low, a large amount of current flows through the Pch transistor P52, so that a current flows through the Nch transistor N52 and no current flows through the Nch transistor N51, so that the gate voltages of the transistors N51 and N52 increase. As a result, the output O11 is pulled low.

【0048】逆にPchトランジスタP52のしきい値
電圧が高い場合、NchトランジスタN51により多く
の電流が流れ、NchトランジスタN51,N52のゲ
ート電圧が下がり、出力O11はHighを出力する。
以上のようにして、Pchトランジスタのしきい値電圧
の高低を検出する。
Conversely, when the threshold voltage of the Pch transistor P52 is high, more current flows through the Nch transistor N51, the gate voltages of the Nch transistors N51 and N52 decrease, and the output O11 outputs High.
As described above, the level of the threshold voltage of the Pch transistor is detected.

【0049】補正方法は、Nchトランジスタの場合と
同様に、図3、及び図4の回路を使用する。Pchトラ
ンジスタP52のしきい値が低い場合、図4の遅延回路
を用い、スピードを遅くし動作マージンを広げる。一
方、PchトランジスタP52のしきい値が高い場合、
動作マージンが確保されているため、遅延を通さない。
これにより、スピード及び動作マージンの最適化が可能
である。
The correction method uses the circuits shown in FIGS. 3 and 4 as in the case of the Nch transistor. When the threshold value of the Pch transistor P52 is low, the speed is reduced and the operation margin is widened by using the delay circuit of FIG. On the other hand, when the threshold value of the Pch transistor P52 is high,
Since the operation margin is secured, the delay is not passed.
As a result, the speed and the operation margin can be optimized.

【0050】上記第1、第2の実施の形態において、動
作マージンの拡大の方法として、図3に示すようにAT
Dパルス幅を広げるということを行っている。動作マー
ジンを広げ正確に読み出しを行うためには、ラッチパル
スのエンドエッジが時間的に遅くなればよい。そのため
スピード調節方法として、センスアンプのデータ出力を
遅らせずに、ラッチパルスのエンドエッジを遅らせる場
所に、遅延回路を設置することが可能である。
In the first and second embodiments, as a method of expanding the operation margin, as shown in FIG.
We are expanding the D pulse width. In order to extend the operation margin and perform accurate reading, the end edge of the latch pulse only needs to be delayed in time. Therefore, as a speed adjustment method, a delay circuit can be provided at a place where the end edge of the latch pulse is delayed without delaying the data output of the sense amplifier.

【0051】本発明の応用例の一例として、図8に示す
ような回路構成が挙げられる。これは、図1または図5
に示した回路において、しきい値電圧測定の基準となる
ノンドープトランジスタND1に印加する定電圧V11
(V51)を変えたしきい値電圧検出回路を複数個用意
することで、しきい値電圧の状態を細かく検知し、スピ
ード調節を細かく行うというものである。この出力20
1から、図6に示すような複数の遅延回路を選択するこ
とで、図7に示すように、より最適なラッチスピードが
調節できる。
As an example of an application example of the present invention, there is a circuit configuration as shown in FIG. This is shown in FIG. 1 or FIG.
Of the constant voltage V11 applied to the non-doped transistor ND1 as a reference for the threshold voltage measurement in the circuit shown in FIG.
By preparing a plurality of threshold voltage detection circuits having different (V51), the state of the threshold voltage is finely detected, and the speed is finely adjusted. This output 20
By selecting a plurality of delay circuits from FIG. 6 as shown in FIG. 6, a more optimal latch speed can be adjusted as shown in FIG.

【0052】また同様な効果が得られる方法として、図
9、及び図10に示すような方法がある。これは図1ま
たは図5に示したしきい値電圧検出回路(図9の21
1)におけるしきい値電圧測定の基準となるノンドープ
トランジスタND1のゲートに、図10に示すように、
大きさの異なる複数の電圧を時間差をつけて印加すると
いう方法である。この出力から、図6に示すような複数
の遅延回路を選択することで、図7に示すように、より
適切なラッチスピードが調節できる。
As a method for obtaining the same effect, there is a method as shown in FIGS. This corresponds to the threshold voltage detection circuit shown in FIG. 1 or FIG.
As shown in FIG. 10, the gate of the non-doped transistor ND1 serving as a reference for the threshold voltage measurement in 1) is
In this method, a plurality of voltages having different magnitudes are applied with a time difference. By selecting a plurality of delay circuits as shown in FIG. 6 from this output, a more appropriate latch speed can be adjusted as shown in FIG.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば下記
記載の効果を奏する。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

【0054】本発明の第1の効果は、しきい値電圧等の
製造ばらつきを検知する事ができる、ということであ
る。
A first effect of the present invention is that it is possible to detect a manufacturing variation such as a threshold voltage.

【0055】その理由は、本発明においては、製造ばら
つきの少ないノンドープトランジスタを流れる電流を基
準とし、周辺回路にて使用するNch、Pchトランジ
スタを流れる電流にてしきい値電圧の出来を検知するた
めである。
The reason for this is that in the present invention, the threshold voltage is detected based on the current flowing through the Nch and Pch transistors used in the peripheral circuit, based on the current flowing through the non-doped transistor with little manufacturing variation. It is.

【0056】本発明の第2の効果は、適切な動作マージ
ンにて動作させることが可能であるということである。
A second effect of the present invention is that it is possible to operate with an appropriate operation margin.

【0057】その理由は、本発明においては、上記効果
にて検知されたしきい値電圧の値を用い、動作マージ
ン、スピードを調節するためである。
The reason is that, in the present invention, the operation margin and speed are adjusted using the threshold voltage value detected by the above effect.

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

【図1】本発明の一実施例の回路構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例における読み出しスピードの
しきい値電圧依存性を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a threshold voltage dependency of a read speed in one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例におけるATD回路の構成を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an ATD circuit according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例におけるATD回路の遅延回路
の回路構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a circuit configuration of a delay circuit of an ATD circuit according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施例の回路構成を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration of a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の別の実施例における遅延回路の回路構
成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration of a delay circuit according to another embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例における半導体記憶装置におけ
る読み出しスピードのしきい値電圧依存性を示すグラフ
である。
FIG. 7 is a graph showing the threshold voltage dependence of the read speed in the semiconductor memory device according to the example of the present invention.

【図8】本発明の第3の実施例の構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a third exemplary embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第4の実施例の構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a fourth exemplary embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第4の実施例における入力電圧のタ
イムチャートの一例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing an example of a time chart of an input voltage in a fourth embodiment of the present invention.

【図11】従来の半導体記憶装置の読み出し回路の構成
を示すブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a read circuit of a conventional semiconductor memory device.

【図12】図11に示した従来の回路の読み出し動作時
の主信号のタイムチャートである。
FIG. 12 is a time chart of main signals during a read operation of the conventional circuit shown in FIG. 11;

【図13】従来のセンスアンプ回路の構成を示す図であ
る。
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a conventional sense amplifier circuit.

【図14】従来のATDパルスジェネレータ回路の構成
を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a conventional ATD pulse generator circuit.

【図15】従来のATDパルスジェネレータ回路の動作
を示すタイムチャートである。
FIG. 15 is a time chart showing an operation of a conventional ATD pulse generator circuit.

【図16】読み出しスピードのしきい値電圧依存性のグ
ラフである。
FIG. 16 is a graph of threshold voltage dependence of read speed.

【図17】読み出しスピードの電源電圧Vcc依存性の
グラフである。
FIG. 17 is a graph showing the dependence of the read speed on the power supply voltage Vcc.

【図18】読み出しスピードの温度依存性のグラフであ
る。
FIG. 18 is a graph of temperature dependence of read speed.

【図19】従来の半導体記憶装置の構成を示す図であ
る。
FIG. 19 is a diagram showing a configuration of a conventional semiconductor memory device.

【図20】図19に示した従来の半導体記憶装置の主信
号のタイムチャートである。
20 is a time chart of main signals of the conventional semiconductor memory device shown in FIG.

【図21】図11に示した回路の読み出し動作時の主信
号のタイムチャートである。
FIG. 21 is a time chart of main signals during a read operation of the circuit shown in FIG. 11;

【図22】図11に示した回路の読み出し動作時の主信
号のタイムチャートである。
FIG. 22 is a time chart of main signals during a read operation of the circuit shown in FIG. 11;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

N11、N12 NMOSトランジスタ ND11 ノンドープトランジスタ P13、P14 PMOSトランジスタ Vcc 電源電圧 V11、V12 定電圧 O11 しきい値電圧検出回路の出力 NOR31 NOR回路 NAND31、32 NAND回路 DELAY回路31、32 インバータを複数接続した
回路 ATDIN31 ATDパルス作成回路の入力信号 ATDOUT32 ATDパルス作成回路の出力信号 DELAYIN41 遅延回路入力 DELAYOUT41 遅延回路出力 N51、N52 NMOSトランジスタ P51、P52 PMOSトランジスタ ND51 ノンドープトランジスタ Vcc 電源電圧 V51、V52 定電圧 O51 しきい値電圧検出回路の出力 M101、M102 メモリセルトランジスタ R101 リファレンスセルトランジスタ V101 メモリセルのゲート印加電圧 WL101、102 ワード線 BL101、102 ビット線 F101、F102 フィードバックNOR回路 V102 リファレンスセルのゲート印加電圧 P101、P102 PMOSトランジスタ Vcc 電源電圧 S.A101 従来のセンスアンプ S.A出力 センスアンプの出力 NOR111 NOR回路 NAND111、112 NAND回路 DELAY回路111、112 インバータを複数接続
した回路 ATDIN111 ATDパルス作成回路の入力信号 111 DELAY回路41の出力信号 112 NOR41の出力信号 113 NAND41回路の出力信号 ATDOUT111 ATDパルス作成回路の出力信号 ATDIN111 ATDパルス作成回路の入力信号 111 DELAY回路41の出力波形 112 NOR41の出力波形 113 NAND41回路の出力波形 ATDOUT111 ATDパルス作成回路の出力波形 N161、N162 NMOSトランジスタ N163、N164 NMOSトランジスタ N165、N166 NMOSトランジスタ M161、D161 メモリセル CS161、CS162 キャパシタ CC161、CC162 キャパシタ BL161、BL162 ビット線 WL161、WLD161 ワード線 LATCH PULSE ラッチパルスの波形 SENSE AMP OUTPUT センスアンプの出
力波形 LATCH PULSE ラッチパルスの波形 SENSE AMP OUTPUT センスアンプの出
力波形 201、202、203 しきい値電圧検出回路 201、202、203 しきい値電圧検出回路 211 しきい値電圧検出回路
N11, N12 NMOS transistor ND11 Non-doped transistor P13, P14 PMOS transistor Vcc Power supply voltage V11, V12 Constant voltage O11 Output of threshold voltage detection circuit NOR31 NOR circuit NAND31, 32 NAND circuit DELAY circuit 31, 32 Circuit having a plurality of inverters connected ATDIN31 Input signal of ATD pulse generation circuit ATDOUT32 Output signal of ATD pulse generation circuit DELAYIN41 Delay circuit input DELAYOUT41 Delay circuit output N51, N52 NMOS transistor P51, P52 PMOS transistor ND51 Non-doped transistor Vcc Power supply voltage V51, V52 Constant voltage O51 Threshold voltage detection Circuit output M101, M102 Memory cell transistor R101 Reference Scan cell transistors V101 gate application voltage of the memory cell WL101,102 word line BL101,102 bit lines F101, F102 gate voltage applied feedback NOR circuit V102 reference cell P101, P102 PMOS transistor Vcc supply voltage S. A101 Conventional sense amplifier A output Sense amplifier output NOR111 NOR circuit NAND111, 112 NAND circuit DELAY circuit 111, 112 A circuit in which a plurality of inverters are connected ATDIN111 Input signal of ATD pulse generation circuit 111 Output signal of DELAY circuit 41 112 Output signal of NOR41 113 Output of NAND41 circuit Signal ATDOUT111 Output signal of ATD pulse generation circuit ATDIN111 Input signal of ATD pulse generation circuit 111 Output waveform of DELAY circuit 41 112 Output waveform of NOR41 113 Output waveform of NAND41 circuit ATDOUT111 Output waveform of ATD pulse generation circuit N161, N162 NMOS transistor N163 N164 NMOS transistor N165, N166 NMOS transistor M161, D161 Recell CS161, CS162 Capacitor CC161, CC162 Capacitor BL161, BL162 Bit line WL161, WLD161 Word line LATCH PULSE Latch pulse waveform SENSE AMP OUTPUT Sense amplifier output waveform LATCH PULSE Latch pulse waveform SENSE AMP output AMP 202 AMP AMP output , 203 threshold voltage detection circuit 201, 202, 203 threshold voltage detection circuit 211 threshold voltage detection circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11C 11/41 - 11/419 G11C 29/00 G01R 31/26 H01L 21/64 - 21/66 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G11C 11/41-11/419 G11C 29/00 G01R 31/26 H01L 21/64-21/66

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】拡散により変動するパラメータであるしき
い値電圧を有する第二のトランジスタを用いて内部回路
を構成する半導体記憶装置において、 前記拡散により
変動するパラメータを検出し補正するしきい値電圧検出
補正手段を備え、前記しきい値電圧検出補正手段が、チャネル部の基板濃
度が通常のトランジスタよりも低く、拡散によるしきい
値電圧変動が前記第二のトランジスタより小さい第一の
トランジスタのしきい値電圧と前記第二のトランジスタ
のしきい値電圧の高低を判断し、前記しきい値電圧を補
正する 、ことを特徴とする半導体記憶装置。
1. A semiconductor memory device comprising an internal circuit using a second transistor having a threshold voltage which is a parameter fluctuating by diffusion, wherein a threshold voltage for detecting and correcting the parameter fluctuating by diffusion is provided. Detecting and correcting means, wherein the threshold voltage detecting and correcting means has a substrate density in a channel portion.
Lower than normal transistors, diffusion threshold
The first voltage variation is smaller than the second transistor
Transistor threshold voltage and said second transistor
The level of the threshold voltage is determined, and the threshold voltage is compensated.
Positively, the semiconductor memory device, characterized in that.
【請求項2】拡散により変動するパラメータであるしき
い値電圧を有する第二のトランジスタを用いて内部回路
を構成する半導体記憶装置において、 前記拡散により変動するパラメータを検出し補正するし
きい値電圧検出補正手段を備え、 前記しきい値電圧検出補正手段が、チャネル部の基板濃
度が通常のトランジスタよりも低く、拡散によるしきい
値電圧変動が前記第二のトランジスタより小さい第一の
トランジスタを用い、前記第一、第二のトランジスタの
ゲートにそれぞれ定電圧を印加し、前記第一のトランジ
スタに流れる電流を基準電流とし、前記第二のトランジ
スタに流れる電流値が前記基準電流より大であるか小で
あるかにより、前記第二のトランジスタのしきい値電圧
の高低を判断し、前記しきい値電圧を補正する、ことを
特徴とする半導体記憶装置。
2. A semiconductor memory device comprising an internal circuit using a second transistor having a threshold voltage which is a parameter fluctuating by diffusion, wherein a threshold voltage for detecting and correcting the parameter fluctuating by diffusion is provided. A detection and correction means, wherein the threshold voltage detection and correction means uses a first transistor whose substrate concentration in the channel portion is lower than that of a normal transistor and whose threshold voltage fluctuation due to diffusion is smaller than the second transistor. A constant voltage is applied to each of the gates of the first and second transistors, a current flowing through the first transistor is used as a reference current, and a current value flowing through the second transistor is smaller than the reference current. Determining whether the threshold voltage of the second transistor is high or low based on whether the threshold voltage is large or small, and correcting the threshold voltage. A semiconductor memory device characterized by the above-mentioned.
【請求項3】前記しきい値電圧検出補正手段が、前記し
きい値電圧の検出を、前記第一のトランジスタと通常の
周辺回路を構成する第二のNchトランジスタもしくは
Pchトランジスタを流れる電流を比較することにより
行うことを特徴とする請求項記載の半導体記憶装置。
3. The threshold voltage detection and correction means compares the threshold voltage with the current flowing through the first transistor and the current flowing through a second Nch transistor or Pch transistor forming a normal peripheral circuit. 3. The semiconductor memory device according to claim 2 , wherein the operation is performed by performing the following.
【請求項4】前記しきい値電圧検出補正手段における前
記基準電流として、前記第一のトランジスタを複数用意
し前記複数の第一のトランジスタのゲートに各々に異な
る定電圧を印加するか、もしくは1つの前記第一のトラ
ンジスタのゲートに時間差を設けて電圧の異なる定電圧
を複数回印加することによって、前記基準電流を得るこ
とを特徴とする請求項、又は記載の半導体記憶装
置。
4. A method according to claim 1, wherein a plurality of said first transistors are prepared as said reference current in said threshold voltage detection and correction means, and different constant voltages are applied to gates of said plurality of first transistors, respectively. one of the by applying a plurality of times with different constant voltage of the voltage with a time difference to the gate of the first transistor, the semiconductor memory device according to claim 2, or 3, wherein the obtaining the reference current.
【請求項5】前記しきい値電圧検出補正手段にてしきい
値電圧を検出した後、アドレス遷移検出回路(ATD)
のパルス幅を調節することにより補正を行う、ことを特
徴とする請求項1乃至のいずれか一に記載の半導体記
憶装置。
5. An address transition detection circuit (ATD) after detecting a threshold voltage by said threshold voltage detection and correction means.
Of performing correction by adjusting the pulse width, the semiconductor memory device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that.
【請求項6】前記しきい値電圧検出補正手段にて、しき
い値電圧の検出をテストモードにて行い、その結果より
読み出しマージンの最適化をヒューズセルにて記憶する
ことを特徴とする請求項1乃至のいずれか一に記載の
半導体記憶装置。
6. The threshold voltage detecting and correcting means detects a threshold voltage in a test mode, and stores a read margin optimization in a fuse cell based on a result of the detection. Item 6. The semiconductor memory device according to any one of Items 1 to 5 .
【請求項7】拡散によるしきい値電圧の依存性の少ない
ノンドープ型の第一のトランジスタに流れる電流と、周
辺回路等に用いられる通常の第二のトランジスタに流れ
る電流とを比較することによりしきい値電圧の高低を判
断するしきい値電圧検出手段を備え、しきい値電圧が高
と判断した際に、センスアンプの出力をラッチするデー
タラッチ回路のラッチパルスを広げて動作マージンを広
げるようにしたことを特徴とする半導体記憶装置。
7. A comparison is made between a current flowing through a non-doped first transistor, which is less dependent on threshold voltage due to diffusion, and a current flowing through a normal second transistor used in a peripheral circuit or the like. Threshold voltage detecting means for judging the level of the threshold voltage is provided, and when the threshold voltage is judged to be high, an operation margin is expanded by expanding a latch pulse of a data latch circuit for latching the output of the sense amplifier. A semiconductor memory device characterized in that:
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