JP3202042B2 - Semiconductor storage device - Google Patents

Semiconductor storage device

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JP3202042B2
JP3202042B2 JP21149491A JP21149491A JP3202042B2 JP 3202042 B2 JP3202042 B2 JP 3202042B2 JP 21149491 A JP21149491 A JP 21149491A JP 21149491 A JP21149491 A JP 21149491A JP 3202042 B2 JP3202042 B2 JP 3202042B2
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data line
circuit
mosfet
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storage
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泰樹 森
秀男 葛西
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、半導体記憶装置に関
し、例えば記憶素子の読み出しをダミー記憶素子により
形成された基準電圧を参照してセンスする方式の半導体
記憶装置に利用して有効な技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a technique which is effective when applied to a semiconductor memory device of a system in which reading of a memory element is sensed by referring to a reference voltage formed by a dummy memory element. Things.

【0002】[0002]

【従来の技術】記憶情報に従ってディプレッション型か
エンハンスメント型にされた記憶MOSFETが直列形
態(縦型)に接続されてなるROMが公知である。この
よう縦型ROMに関しては、例えば特開昭59−116
993号公報がある。
2. Description of the Related Art A ROM is known in which storage MOSFETs of a depletion type or an enhancement type are connected in series (vertical) according to stored information. Such a vertical ROM is disclosed, for example, in JP-A-59-116.
No. 993.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記のようなROMで
は、記憶MOSFETの読み出しにダミーの記憶用MO
SFETが用いられる。このようなダミーの記憶MOS
FETを用いた場合には、ダミーの記憶MOSFET又
はそれが接続されるダミーデータ線等に直流的な不良が
あると、全ての不良品として廃棄することなる。そこ
で、本願発明者等においては、ダミーデータ線を複数本
設けて、ダミーデータ線の欠陥救済を行うことを考え
た。この発明の目的は、製造歩留りの向上を図った半導
体記憶装置を提供することにある。この発明の他の目的
は、ダミーデータ線に冗長機能を持たせつつ、その効率
的なテストを可能にした半導体記憶装置を提供すること
にある。この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
In the above-mentioned ROM, a dummy storage MO is used for reading the storage MOSFET.
An SFET is used. Such a dummy storage MOS
When an FET is used, if a dummy storage MOSFET or a dummy data line to which the dummy storage MOSFET is connected has a DC failure, it is discarded as all defective products. Therefore, the inventors of the present application considered providing a plurality of dummy data lines and performing defect repair of the dummy data lines. An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device which improves the production yield. It is another object of the present invention to provide a semiconductor memory device in which a dummy data line has a redundant function and enables an efficient test thereof. The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、記憶素子がマトリックス配
置されてなるメモリアレイからの読み出しを、基準電圧
を形成するダミー記憶素子が結合された複数のダミーデ
ータ線を用意し、セレクタにより複数のダミーデータ線
の中から不良が存在しない1つのダミーデータ線を選択
して差動型のセンスアンプに供給して記憶情報のセンス
を行うようにする。
The following is a brief description of an outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application. That is, for reading from a memory array in which storage elements are arranged in a matrix, a plurality of dummy data lines to which dummy storage elements for forming a reference voltage are connected are prepared, and a defect is selected from among the plurality of dummy data lines by a selector. One non-existent dummy data line is selected and supplied to a differential sense amplifier to sense stored information.

【0005】[0005]

【作用】上記した手段によれば、ダミーデータ線に不良
があった場合には、セレクタにより予備のデータ線に切
り替えることによりその救済を行うことができる。
According to the above-mentioned means, when a defect is found in a dummy data line, it can be repaired by switching to a spare data line by a selector.

【0006】[0006]

【実施例】図1には、この発明が適用された縦型ROM
の一実施例の要部回路図が示されている。同図の各回路
素子は、公知の半導体集積回路の製造技術によって、特
に制限されないが、単結晶シリコンのような1つの半導
体基板上において形成される。特に制限されないが、こ
の実施例の縦型ROMは、NチャンネルMOSFETに
より構成される。それ故、集積回路は、単結晶P型シリ
コンからなる半導体基板上に形成される。Nチャンネル
MOSFETは、かかる半導体基板表面に形成されたソ
ース領域、ドレイン領域及びソース領域とドレイン領域
との間の半導体基板表面に薄い厚さのゲート絶縁膜を介
して形成されたポリシリコンからなるようなゲート電極
から構成される。
1 shows a vertical ROM to which the present invention is applied.
1 is a main part circuit diagram of one embodiment. Each circuit element in FIG. 1 is formed on a single semiconductor substrate such as single crystal silicon, although not particularly limited by a known semiconductor integrated circuit manufacturing technique. Although not particularly limited, the vertical ROM of this embodiment is configured by an N-channel MOSFET. Therefore, the integrated circuit is formed on a semiconductor substrate made of single-crystal P-type silicon. The N-channel MOSFET is made of polysilicon formed on the surface of the semiconductor substrate between the source region and the drain region, and between the source region and the drain region, with a thin gate insulating film interposed therebetween. Composed of simple gate electrodes.

【0007】メモリアレイは、同図に破線により例示的
に示されているようにメモリブロックMB0とMB1を
含む。各メモリブロックMB0及びMB1は、それぞれ
複数の記憶用MOSFETQmが直列形態に接続されて
なる。上記各記憶用MOSFETQmは、記憶情報に従
ってディプレッション型かエンハンスメント型かに形成
される。特に制限されないが、記憶用MOSFETQm
は、最初は全てがディプレッション型に形成され、記憶
情報に従って選択的にエンハンスメント型にされる。す
なわち、上記ディプレッション型MOSFETのチャン
ネル領域表面に、アルミニュウム等の配線を形成後に、
その基板ゲートと逆導電型の不純物を導入することによ
って、正のしきい値電圧を持つようなエンハンスメント
型の記憶MOSFETを形成するという書き込みを行
う。この場合、半導体集積回路のほゞ最終工程におい
て、上記イオン打ち込み法により書き込みを行うことが
できる。これによって、半導体集積回路の製造工程の共
通化が図れるので製造効率の向上を図ることができる。
The memory array includes memory blocks MB0 and MB1 as exemplarily shown by broken lines in FIG. Each of the memory blocks MB0 and MB1 includes a plurality of storage MOSFETs Qm connected in series. Each of the storage MOSFETs Qm is formed as a depression type or an enhancement type according to stored information. Although not particularly limited, the storage MOSFET Qm
Are initially formed in a depletion type and are selectively enhanced according to stored information. That is, after forming a wiring such as aluminum on the surface of the channel region of the depletion type MOSFET,
By introducing an impurity of a conductivity type opposite to that of the substrate gate, writing is performed to form an enhancement type storage MOSFET having a positive threshold voltage. In this case, in almost the final step of the semiconductor integrated circuit, writing can be performed by the ion implantation method. As a result, the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit can be shared, and the manufacturing efficiency can be improved.

【0008】この実施例では、1つのデータ線D0に対
して各メモリブロックMB0及びMB1においてそれぞ
れ一つの直列形態の記憶用MOSFETが設けられる。
1つのデータ線D0に設けられるメモリブロックMB0
の直列MOSFET回路の一端は、それぞれ後述するデ
コーダ回路DCR0により形成される選択信号を受ける
スイッチMOSFETQ1を介して上記データ線D0に
接続される。メモリブロックMB0の他のデータ線D1
ないしDnに対応した直列MOSFETにおいても同様
にスイッチMOSFETQ2ないしQ3が設けられる。
また、メモリブロックMB1の各直列回路も、それに対
応したデコーダ回路DCR1により形成される選択信号
を受けるスイッチMOSFETQ4ないしQ6を介し
て、上記データ線D0ないしDnに接続される。
In this embodiment, one series storage MOSFET is provided for each data line D0 in each of the memory blocks MB0 and MB1.
Memory block MB0 provided for one data line D0
Is connected to the data line D0 via a switch MOSFET Q1 which receives a selection signal formed by a decoder circuit DCR0 described later. Another data line D1 of the memory block MB0
Similarly, switch MOSFETs Q2 and Q3 are provided in series MOSFETs corresponding to Dn.
Each series circuit of the memory block MB1 is also connected to the data lines D0 to Dn via switch MOSFETs Q4 to Q6 receiving a selection signal formed by the corresponding decoder circuit DCR1.

【0009】上記メモリブロックMB0及びMB1各直
列形態の記憶用MOSFETのうち、横方向に対応する
記憶用MOSFETQmのゲートは、ワード線W0ない
しWmにそれぞれ共通に接続される。これらメモリブロ
ックMB0及びM1の各ワード線W0ないしWmは、そ
れぞれスイッチMOSFETQ7ないしQ9及びQ13
ないしQ15を介して、共通のプリデコーダXPDCR
の出力選択線にそれぞれ結合される。
The gates of the storage MOSFETs Qm corresponding to the lateral direction among the storage MOSFETs of the memory blocks MB0 and MB1 connected in series are commonly connected to word lines W0 to Wm, respectively. The word lines W0 to Wm of these memory blocks MB0 and M1 are connected to switch MOSFETs Q7 to Q9 and Q13, respectively.
Through Q15 to a common predecoder XPDCR
, Respectively.

【0010】1つのメモリブロックMB0に対応したス
イッチMOSFETQ7ないしQ9のゲートには、上記
デコーダ回路DCR0により形成される選択信号が供給
される。他に例示的に示さているメモリブロックMB1
に対応したスイッチMOSFETQ13ないしQ15の
ゲートには、上記デコーダ回路DCR1により形成され
る選択信号が供給される。この構成においては、上記共
通のプリデコーダ回路XPDCRによって、メモリブロ
ックMB0とM1のように複数のメモリブロックに対し
て、共通の選択信号を形成するものであるため、回路の
簡素化を図ることができる。また、直列形態の記憶用M
OSFETQmのゲート間のピッチに併せてワード線を
配置することができるため、メモリブロック及びワード
線選択信号線を高密度に配置することができる。
The selection signal formed by the decoder circuit DCR0 is supplied to the gates of the switch MOSFETs Q7 to Q9 corresponding to one memory block MB0. Memory block MB1 shown as another example
The selection signal formed by the decoder circuit DCR1 is supplied to the gates of the switch MOSFETs Q13 to Q15 corresponding to. In this configuration, the common predecoder circuit XPDCR forms a common selection signal for a plurality of memory blocks such as the memory blocks MB0 and M1, so that the circuit can be simplified. it can. In addition, the serial storage M
Since the word lines can be arranged in accordance with the pitch between the gates of the OSFET Qm, the memory blocks and the word line selection signal lines can be arranged at a high density.

【0011】上記データ線D0ないしDnは、カラムデ
コーダYDCRにより形成される選択信号を受けるスイ
ッチMOSFETQ19ないしQ21を介して共通デー
タ線CDに接続される。特に制限されないが、データ線
D0ないしDnが512本で、ワード線W0ないしWm
が512本の場合、1つのメモリブロックMB0で、約
256Kビットの記憶容量を持つようにされる。それ
故、約4Mビットの記憶容量を持つ縦型ROMを構成す
る場合、上記同様なメモリブロックが、合計で16個設
けられるものである。
The data lines D0 to Dn are connected to a common data line CD via switch MOSFETs Q19 to Q21 which receive a selection signal formed by a column decoder YDCR. Although not particularly limited, there are 512 data lines D0 to Dn and word lines W0 to Wm.
Is 512, one memory block MB0 has a storage capacity of about 256K bits. Therefore, when configuring a vertical ROM having a storage capacity of about 4 Mbits, a total of 16 memory blocks similar to the above are provided.

【0012】上記共通データ線CDは、センスアンプS
Aの入力端子に接続される。センスアンプSAには、上
記メモリブロックの直列形態の記憶用MOSFETと同
様な記憶回路からなるダミーアレイDCによりそれぞれ
形成される基準電圧Vref を参照してそのセンス動作を
行う。すなわち、ダミーアレイDCは、ダミー記憶用M
OSFETQmが全てエンハスメント型MOSFETに
より構成され、そのゲートには定常的に電源電圧Vccが
供給されることによって定常的にオン状態にされるもの
である。そして、その合成コンダクタンスが、メモリブ
ロックの直列形態の記憶用MOSFETの合成コンダク
タンスの約1/2に設定される。この実施例の縦型RO
Mはスタティック型回路として構成される。すなわち、
上記センスアンプSAは、読み出し電流源を持ち、共通
データ線CD及びデータ線並びに選択される直列記憶用
MOSFETQmを介して電流が流れるか否かを上記ダ
ミーアレイDCに流れる電流を参照してセンスすること
によって、その読み出し動作が行われる。この実施例で
は、ダミーアレイDCでの欠陥救済のために、特に制限
されないが、上記ダミーの記憶MOSFETが2組(×
2)用意されており、一方に欠陥が発生した場合にはそ
れに代わって他方が用いられる。セレクタSELは、上
記2組のダミー記憶MOSFETのうちの一方を選択信
号Sにより選択して、基準電圧Vrとして差動型のセン
スアンプSAに伝える。
The common data line CD is connected to a sense amplifier S
Connected to A input terminal. The sense amplifier SA performs its sensing operation with reference to a reference voltage Vref formed by a dummy array DC composed of a storage circuit similar to a storage MOSFET in a serial form in the memory block. That is, the dummy array DC is the dummy storage M
All of the OSFETs Qm are constituted by enhancement MOSFETs, and the gates thereof are constantly turned on when the power supply voltage Vcc is constantly supplied to their gates. Then, the combined conductance is set to about の of the combined conductance of the storage MOSFETs in the memory block in the serial form. Vertical RO of this embodiment
M is configured as a static circuit. That is,
The sense amplifier SA has a read current source, and senses whether or not a current flows through the common data line CD and the data line and the selected serial storage MOSFET Qm with reference to the current flowing in the dummy array DC. Thereby, the read operation is performed. In this embodiment, although there is no particular limitation for the defect relief in the dummy array DC, two sets of the dummy storage MOSFETs (×
2) It is prepared, and if a defect occurs in one, the other is used instead. The selector SEL selects one of the two sets of dummy storage MOSFETs according to the selection signal S, and transmits the selected signal to the differential sense amplifier SA as the reference voltage Vr.

【0013】この実施例では、特に制限されないが、メ
モリブロックMB0において、それが非選択状態に置か
れることによってワード線W0ないしWmの電位が低下
してしまうことを防止するため、各ワード線W0ないし
Wmと電源電圧Vccとの間に、プルアップ用のMOSF
ETQ10ないしQ12が設けられる。これらのMOS
FETQ10ないしQ12をメモリブロックMB0が非
選択状態のときにオン状態にするため、言い換えるなら
ば、メモリブロックMB0が非選択状態のときにプルア
ップ動作を行うようにするため、上記デコーダ回路DC
R0の出力信号を受けるインバータ回路N1が設けられ
る。このインバータ回路N1の出力信号は上記MOSF
ETQ10ないしQ12のゲートに伝えられる。
In this embodiment, although not particularly limited, in the memory block MB0, in order to prevent the potential of the word lines W0 to Wm from being lowered due to the non-selected state, each word line W0 is prevented. Or MOSF for pull-up between Wm and power supply voltage Vcc.
ETQ10 to Q12 are provided. These MOS
In order to turn on the FETs Q10 to Q12 when the memory block MB0 is in the non-selected state, in other words, to perform the pull-up operation when the memory block MB0 is in the non-selected state, the decoder circuit DC
An inverter circuit N1 receiving an output signal of R0 is provided. The output signal of this inverter circuit N1 is
It is transmitted to the gates of ETQ10 to Q12.

【0014】他のメモリブロックMB1においても同様
に、それが非選択状態に置かれることによってワード線
W0ないしWmの電位が低下してしまうことを防止する
ため、各ワード線W0ないしWmと電源電圧Vccとの間
に、プルアップ用のMOSFETQ13ないしQ15が
設けられる。これらのMOSFETQ13ないしQ15
は、上記デコーダ回路DCR1の出力信号を受けるイン
バータ回路N2の出力信号によってスイッチ制御される
ことによって、メモリブロックMB1が非選択状態のと
きに各ワード線W0ないしWmのプルアップ動作を行
う。
Similarly, in the other memory block MB1, each word line W0 to Wm is connected to the power supply voltage in order to prevent the potential of the word line W0 to Wm from being lowered due to the non-selected state. The pull-up MOSFETs Q13 to Q15 are provided between Vcc and Vcc. These MOSFETs Q13 to Q15
Is controlled by the output signal of the inverter circuit N2 receiving the output signal of the decoder circuit DCR1, so that the word lines W0 to Wm are pulled up when the memory block MB1 is in a non-selected state.

【0015】この実施例の縦型ROMのアドレス選択動
作を次に説明する。プリデコーダXPDCRは、図示し
ないロウ(X)系のアドレス信号を解読して、その選択
レベルをロウレベルとし、非選択レベルをハイレベルと
する。すなわち、上記のようにワード線W0〜Wmが5
12本からなる場合、上記512本のワード線に対して
選択された1つのワード線をロウレベルに、他の511
本のワード線をハイレベルにする。デコーダ回路DCR
0等は、対応されたメモリブロックMB0等の選択信号
を形成する。したがって、例えばデコーダ回路DCR0
がその出力信号をハイレベルの選択レベルにすると、上
記プリデコーダ回路XPDCRにより形成されるワード
線選択信号がスイッチMOSFETQ7〜Q9を介して
メモリブロックMB0の各ワード線W0〜Wmに伝えら
れる。それ故、メモリブロックMB0における選択され
たワード線に結合される記憶MOSFETQmがディプ
レッション型なら直列回路に電流パスが形成され、エン
ハンスメント型なら電流パスが形成されない。このと
き、上記デコーダ回路DCR0の選択レベルによって、
インバータ回路N1の出力信号がロウレベルになり、上
記プルアップ用MOSFETQ10〜Q12はオフ状態
にされる。
The address selection operation of the vertical ROM of this embodiment will be described below. The predecoder XPDCR decodes a row (X) -based address signal (not shown) to set a selected level to a low level and a non-selected level to a high level. That is, as described above, the word lines W0 to Wm
In the case of 12 word lines, one word line selected for the 512 word lines is set to low level, and the other
Set the word lines to high level. Decoder circuit DCR
0 and the like form a selection signal for the corresponding memory block MB0 and the like. Therefore, for example, the decoder circuit DCR0
When the output signal is set to a high selection level, a word line selection signal formed by the predecoder circuit XPDCR is transmitted to each of the word lines W0 to Wm of the memory block MB0 via the switch MOSFETs Q7 to Q9. Therefore, if the storage MOSFET Qm coupled to the selected word line in the memory block MB0 is of the depletion type, a current path is formed in the series circuit, and if it is of the enhancement type, no current path is formed. At this time, depending on the selection level of the decoder circuit DCR0,
The output signal of the inverter circuit N1 becomes low level, and the pull-up MOSFETs Q10 to Q12 are turned off.

【0016】上記メモリブロックMB0の各直列回路
は、上記デコーダ回路DCR0の選択レベルによってオ
ン状態にされるスイッチMOSFETQ1〜Q3を介し
てデータ線D0〜Dnに結合される。カラムデコーダY
DCRは、例えば、データ線D0〜Dnが上記のように
上記512本からなる場合、512本のデータ線のうち
1つのデータ線を選択して共通データ線CDに結合させ
る。これによって、1つの記憶MOSFETの記憶情報
の読み出しが行われる。
Each series circuit of the memory block MB0 is coupled to data lines D0 to Dn via switch MOSFETs Q1 to Q3 which are turned on by the selection level of the decoder circuit DCR0. Column decoder Y
For example, in the case where the data lines D0 to Dn include the above-mentioned 512 data lines, one of the 512 data lines is selected and coupled to the common data line CD. As a result, the storage information of one storage MOSFET is read.

【0017】選択される記憶MOSFETQmが上記エ
ンハンスメント型MOSFETの場合、その実質的な読
み出しは、ワード線のレベルが電源電圧Vccのようなハ
イレベル(非選択レベル)から回路の接地電位のような
ロウレベルに変化し、そのレベルがしきい値電圧Vth以
下に達したときに開始される。このとき、他のワード線
のレベルが非選択レベルであることが必要である。この
実施例では、このとき非選択状態に置かれるメモリブロ
ックMB1にあっては、対応するデコーダ回路DCR1
の出力信号が非選択レベルのロウレベルであるため、イ
ンバータ回路N2の出力信号がハイレベルになってプル
アップ用MOSFETQ16〜Q18がオン状態にされ
てる。これによって、非選択のメモリブロックMB1等
にあっては全ワード線W0〜wmがハイレベルの非選択
レベルにされている。
When the selected storage MOSFET Qm is the above-mentioned enhancement type MOSFET, the word line is substantially read from a high level (non-selection level) such as the power supply voltage Vcc to a low level such as the ground potential of the circuit. And starts when the level reaches the threshold voltage Vth or less. At this time, it is necessary that the level of the other word lines is a non-selected level. In this embodiment, in the memory block MB1 which is not selected at this time, the corresponding decoder circuit DCR1
Is at the low level of the non-selection level, the output signal of the inverter circuit N2 goes to the high level, and the pull-up MOSFETs Q16 to Q18 are turned on. As a result, in the non-selected memory block MB1 and the like, all the word lines W0 to wm are set to the high-level non-selected level.

【0018】したがって、上記メモリブロックMB0に
あっても、それが非選択状態に置かれるとき、上記同様
に予め全ワード線W0〜Wmがハイレベルの非選択レベ
ルにされていたため、プリデコーダ回路XPDCRは、
実質的に1つの選択されるワード線のレベルをハイレベ
ルからロウレベルに引き抜く動作を行うこととなる。上
記のようにスイッチMOSFET(Q7〜Q9のうち1
つのMOSFET)を介して信号の電圧を行う場合、そ
のゲートとソース間に電源電圧Vccのような駆動電圧
(振り込み電圧)がかかるため、上記スイッチMOSF
ETを大きなコンダクタンス特性のもとでオン状態にす
ることができる。これによって、ワード線の選択レベル
への立ち下がり、言い換えるならば、選択すべきワード
線における寄生容量に蓄えられた蓄積電荷の引き抜きを
高速に行うことができる。この結果、選択された記憶用
MOSFETQmの実質的な読み出し開始タイミングを
早くすることができるものである。
Therefore, even when the memory block MB0 is in the non-selected state, since all the word lines W0 to Wm have been previously set to the high-level non-selected level as described above, the predecoder circuit XPDCR Is
In effect, the operation of pulling out the level of one selected word line from the high level to the low level is performed. As described above, the switch MOSFET (1 of Q7 to Q9)
When a signal voltage is applied through two MOSFETs, a drive voltage (transfer voltage) such as a power supply voltage Vcc is applied between the gate and the source of the signal.
ET can be turned on under a large conductance characteristic. As a result, the fall of the word line to the selected level, in other words, the extraction of the accumulated charge stored in the parasitic capacitance of the word line to be selected can be performed at high speed. As a result, the actual read start timing of the selected storage MOSFET Qm can be advanced.

【0019】このように、メモリブロックが非選択状態
にされるとき、プルアップ用MOSFETをオン状態に
して、全ワード線W0〜Wmをハイレベルの非選択レベ
ルにさせることによって、それが選択状態にされたとき
の記憶用MOSFETQmの実質的な読み出し動作を早
くすることができる。メモリアクセスが行われるとき、
言い換えるならば、その読み出し動作が行われるとき5
12本のワード線のうち1本をハイレベルからロウレベ
ルに引き抜くものであるため、回路の接地電位線に流れ
るピーク電流は微小なものとなる。それ故、回路の接地
電位線に発生するノイズを最小に抑えることができる。
これによって、上記直列回路に電流が流れるか否かをセ
ンスするセンスアンプSAの動作マージンを大きくする
ことができる。
As described above, when the memory block is set in the non-selected state, the pull-up MOSFET is turned on, and all the word lines W0 to Wm are set to the high-level non-selected level, whereby the selected state is set. In this case, the substantial read operation of the storage MOSFET Qm can be accelerated. When a memory access occurs,
In other words, when the read operation is performed, 5
Since one of the twelve word lines is pulled out from the high level to the low level, the peak current flowing through the ground potential line of the circuit becomes very small. Therefore, noise generated on the ground potential line of the circuit can be minimized.
This makes it possible to increase the operation margin of the sense amplifier SA that senses whether or not a current flows in the series circuit.

【0020】上記の縦型ROMにおいては、ダミー記憶
素子の一方に直流的な不良が発生した場合、切り替え信
号Sにより不良とされたダミー記憶素子に代わって冗長
用のダミー記憶素子が用いられる。これにより、ダミー
アレイDCでの欠陥救済を行うことができ、製品の歩留
りを高くすることができる。
In the above-described vertical ROM, when a DC failure occurs in one of the dummy storage elements, a dummy storage element for redundancy is used instead of the dummy storage element determined to be defective by the switching signal S. As a result, the defect can be relieved in the dummy array DC, and the product yield can be increased.

【0021】図2には、この発明に係る半導体記憶装置
の他の一実施例の要部回路図が示されている。この実施
例は、特に制限されないが、横型ROM又はEPROM
(イレーザブル&プログラマブル・リード・オンリー・
メモリ)に向けられている。同図においては、図面の簡
素化のために各回路素子に付された回路記号が図1のも
のと一部重複しているが、それぞれは別個の回路機能を
持つものであると理解されたい。このことは、以下の図
面にいても同様である。
FIG. 2 is a main part circuit diagram of another embodiment of the semiconductor memory device according to the present invention. Although this embodiment is not particularly limited, a horizontal ROM or an EPROM
(Erasable & Programmable Read Only
Memory). In the figure, for the sake of simplicity, the circuit symbols given to each circuit element partially overlap those in FIG. 1, but it should be understood that each has a separate circuit function. . This is the same in the following drawings.

【0022】同図には、代表として2つのワード線W
0,W1と、3つのデータ線D0,D1〜Dnが例示的
に示され、それぞれの交点に記憶素子Mがマトリックス
状に配置される。上記データ線D0〜Dnは、カラムス
イッチCWにより選択されたものの信号がセンスアンプ
SAに伝えられる。記憶素子Mは、横型ROMの場合に
は、後述するようにゲート電極下のチャンネル領域への
選択的なイオン打ち込み技術より記憶MOSFETのし
きい値電圧を変化させるもの、あるいはゲート絶縁膜を
異ならせたり、ゲートあるいはドレインのワード線ある
いはデータ線への選択的な接続により記憶情報の書き込
みが行われるものである。また、EPROMの場合に
は、ワード線に結合されたコントロールゲートの下にフ
ローティングゲートを設けて、ここにホットキャリアを
注入させて書き込みを行うスタックドゲート構造のもの
等が用いられる。
FIG. 2 shows two word lines W as representatives.
0, W1 and three data lines D0, D1 to Dn are exemplarily shown, and storage elements M are arranged in a matrix at respective intersections. The signals of the data lines D0 to Dn selected by the column switch CW are transmitted to the sense amplifier SA. In the case of a horizontal ROM, the storage element M changes the threshold voltage of the storage MOSFET by a selective ion implantation technique into the channel region below the gate electrode as described later, or changes the gate insulating film. Alternatively, storage information is written by selectively connecting a gate or a drain to a word line or a data line. In the case of an EPROM, a stacked gate structure or the like is used in which a floating gate is provided below a control gate coupled to a word line, and hot carriers are injected into the floating gate to perform writing.

【0023】上記のように選択された記憶素子の信号を
センスするために、特に制限されないが、2つのダミー
データ線DD0,DD1が設けられる。上記ワード線W
0,W1等は、これらのダミーデータ線DD0,DD1
とも交差するように延長され、そこにダミー記憶素子D
が設けられる。上記ダミーデータ線DD0とDD1は、
セレクタを構成するスイッチMOSFETQ1とQ2を
介してセンスアンプSAの基準電位側の入力端子に結合
される。
In order to sense the signal of the storage element selected as described above, two dummy data lines DD0 and DD1 are provided, although not particularly limited. The above word line W
0, W1, etc., correspond to these dummy data lines DD0, DD1.
Are also extended so as to intersect with the dummy storage element D
Is provided. The dummy data lines DD0 and DD1 are
It is coupled to the input terminal on the reference potential side of the sense amplifier SA via the switch MOSFETs Q1 and Q2 forming the selector.

【0024】この実施例では、上記2つのダミーデータ
線の良/不良を検出するために、ダミー記憶素子と等価
な抵抗値を持つ抵抗RDが用意され、スイッチMOSF
ETQ3を介してセンスアンプSAの基準電位側の入力
端子に選択的に接続される。選択制御回路SLCは、特
に制限されないが、最終的には後述するようなヒューズ
手段のようなプログラム素子を用いて、上記ダミーデー
タ線DD0又はDD1のいずれかを選択する制御信号を
形成する。
In this embodiment, a resistor RD having a resistance value equivalent to that of the dummy storage element is prepared in order to detect pass / fail of the two dummy data lines.
It is selectively connected to the input terminal on the reference potential side of the sense amplifier SA via the ETQ3. The selection control circuit SLC is not particularly limited, but ultimately forms a control signal for selecting one of the dummy data lines DD0 or DD1 by using a program element such as a fuse unit as described later.

【0025】特に制限されないが、ダミーデータ線の良
/不良の検証は、次のようにして行われる。例えば、選
択制御回路SELにより、信号aを発生させてスイッチ
MOSFETQ1をオン状態にし、ダミーデータ線DD
0を用いて、メモリアレイの記憶素子Mの読み出しを行
う。このとき、読み出し信号に不良が発生したなら、選
択制御回路SLCにより、信号aに代えてcを発生させ
てスイッチMOSFETQ1に代えてスイッチMOSF
ETQ3をオン状態にする。これより、再度読み出し動
作を行い、読み出し信号が期待値と不一致ならばそれは
メモリアレイ側の不良と判定する。このとき、メモリア
レイ側に冗長回路が設けられていれば、そのデータ線あ
るいはワード線を予備のワード線又はデータ線に切り替
える。これに対して、上記のスイッチMOSFETQ1
からQ3への切り替えにより、読み出し不良が解消され
たなら、それはダミーデータ線DD0の不良と判定し、
予備のダミーデータ線DD1に切り替えるようにするも
のである。すなわち、選択制御回路SLCは、信号bを
発生させてスイッチMOSFETQ2をオン状態にして
ダミーデータ線DD1をセンスアンプSAの基準電位側
の入力端子に接続させるものである。
Although there is no particular limitation, verification of good / bad of the dummy data line is performed as follows. For example, a signal a is generated by the selection control circuit SEL to turn on the switch MOSFET Q1, and the dummy data line DD
Using 0, the reading of the storage element M of the memory array is performed. At this time, if a failure occurs in the read signal, the selection control circuit SLC generates c in place of the signal a and switches the switch MOSFET in place of the switch MOSFET Q1.
Turn ETQ3 on. From this, the read operation is performed again, and if the read signal does not match the expected value, it is determined that the memory array is defective. At this time, if a redundant circuit is provided on the memory array side, the data line or word line is switched to a spare word line or data line. On the other hand, the switch MOSFET Q1
If the read failure is eliminated by switching from to Q3, it is determined that the dummy data line DD0 is defective,
This is to switch to the spare dummy data line DD1. That is, the selection control circuit SLC generates the signal b to turn on the switch MOSFET Q2 to connect the dummy data line DD1 to the input terminal on the reference potential side of the sense amplifier SA.

【0026】上記ダミー記憶素子と等価な抵抗素子DR
は省略してもよい。すなわち、スイッチMOSFETQ
1をオン状態して記憶素子の読み出しを行っているとき
に、不良が発生したなら、スイッチMOSFETQ1に
代えてMOSFETQ2をオン状態にし、同じ記憶素子
の読み出し動作を行って不良が解消しないなら、それは
メモリセル側の不良と判定し、不良が解消したならダミ
ーデータ線DD0の不良と判定とすることができる。な
お、この場合には、ダミーデータ線DD0とDD1に不
良があったときには、メモリアレイ側の不良と誤って判
定されるが、このときは予備のデータ線に切り替えたと
しても不良が救済されないから結局は不良品として廃棄
されるので問題ない。ただし、最終的に不良と判定され
るまでに時間がかかるという問題が残る。この点、上記
のようなダミー記憶素子と等価な抵抗DRを設けておれ
ば、ダミーデータ線側の不良を短時間で判定することが
できる。
Resistance element DR equivalent to the above dummy storage element
May be omitted. That is, the switch MOSFET Q
If a failure occurs while the storage element is being read while the storage element 1 is turned on, the MOSFET Q2 is turned on instead of the switch MOSFET Q1, and if the failure is not resolved by performing the same storage element read operation, It is determined that the defect is on the memory cell side, and if the defect is eliminated, it can be determined that the dummy data line DD0 is defective. In this case, when there is a defect in the dummy data lines DD0 and DD1, it is erroneously determined to be a defect on the memory array side. However, in this case, the defect is not relieved even if switching to the spare data line is performed. In the end, there is no problem because it is discarded as defective. However, there still remains a problem that it takes a long time to finally determine that the device is defective. In this regard, if a resistor DR equivalent to the above-described dummy storage element is provided, a defect on the dummy data line side can be determined in a short time.

【0027】図3には、上記選択制御回路の具体的回路
を含む一実施例の具体的回路図が示されている。選択制
御回路として、ヒューズ手段によりスイッチの切り替え
を行うようにすると、一旦切断してしまうともとに戻す
ことができないという問題が生じる。また、ヒューズ回
路の簡素化のために切断をレーザー光線を用いて行う場
合には、一旦読み出し試験を中断してヒューズ切断工程
の後に再び読み出し試験を行わなければならなく、製造
工程及びそれに伴う製品管理が複雑になる。
FIG. 3 is a specific circuit diagram of an embodiment including a specific circuit of the selection control circuit. If the selection control circuit switches the switches by means of a fuse, there is a problem that once the connection is cut, it cannot be restored. In addition, when cutting is performed using a laser beam for simplification of the fuse circuit, the read test must be temporarily interrupted, and the read test must be performed again after the fuse cutting process. Becomes complicated.

【0028】この実施例は、プロービング工程での一時
的なセレクタの切り替えを可能にして、効率のよい読み
出し試験を行うようにするものである。図3において、
ダミーデータ線DD0とDD1と、ダミー記憶素子と等
価なMOSFETQ3が用意されている。このMOSF
ETQ3は、上記図2におけるスイッチMOSFETQ
3と抵抗DRの機能を合わせ持つものである。すなわ
ち、MOSFETQ3がオン状態にされたとき、抵抗R
Dと等価なオン抵抗値を持つようにされる。このMOS
FETQ3のゲートには、選択信号RSを受けるインバ
ータ回路N1の出力信号が供給される。
In this embodiment, the selector can be temporarily switched in the probing process so that an efficient read test can be performed. In FIG.
Dummy data lines DD0 and DD1, and a MOSFET Q3 equivalent to a dummy storage element are provided. This MOSF
ETQ3 is the switch MOSFET Q in FIG.
3 and the function of the resistor DR. That is, when the MOSFET Q3 is turned on, the resistance R
It has an on-resistance value equivalent to D. This MOS
The output signal of the inverter circuit N1 receiving the selection signal RS is supplied to the gate of the FET Q3.

【0029】ダミーデータ線DD0とDD1をそれぞれ
選択するスイッチMOSFETQ1とQ2のゲートに
は、アンド(AND)ゲート回路G2とG3の出力信号
が供給される。これらのアンドゲート回路G1とG2の
一方の入力には、選択信号RSが供給される。これによ
り、選択信号RSをロウレベル(論理0)にすると、ア
ンドゲート回路G2,G3の出力信号がロウレベルにな
って、スイッチMOSFETQ2とQ3をオフ状態にさ
せるとともに、スイッチMOSFETQ3がオン状態に
なって、それにより形成された基準電圧をセンスアンプ
SAの基準電位側に伝える。すなわち、記憶素子の読み
出し不良が発生したなら、選択信号RSをロウレベルに
するれば、ダミーデータ線DD0又はDD1に代えてそ
れとダミー記憶素子と等価なMOSFETQ3が選ばれ
て、ダミーデータ線側かメモリアレイ側の不良かを判定
することができる。
The output signals of AND gate circuits G2 and G3 are supplied to the gates of switch MOSFETs Q1 and Q2 for selecting the dummy data lines DD0 and DD1, respectively. A selection signal RS is supplied to one input of these AND gate circuits G1 and G2. As a result, when the selection signal RS is set to low level (logic 0), the output signals of the AND gate circuits G2 and G3 become low level, turning off the switch MOSFETs Q2 and Q3 and turning on the switch MOSFET Q3. The reference voltage formed thereby is transmitted to the reference potential side of the sense amplifier SA. That is, if a read failure of the storage element occurs, by setting the selection signal RS to low level, a MOSFET Q3 equivalent to the dummy data line DD0 or DD1 is selected instead of the dummy data line DD0 or DD1, and the dummy data line side or the memory It can be determined whether the array is defective.

【0030】上記ダミーデータ線DD0とDD1との選
択は、次の回路により決定される。ヒューズ手段FはP
チャンネル型MOSFETQ4とNチャンネル型MOS
FETQ5と直列接続される。これらのMOSFETQ
4とQ5のゲートには、チップ選択信号CEが供給され
る。上記MOSFETQ4とQ5には、特に制限されな
いが、電圧保持用のキャパシタが設けられる。このキャ
パシタは、インバータ回路N2の入力容量や配線容量を
利用するものであってもよい。上記ヒューズ手段Fとキ
ャパシタとの接続点の電位は、インバータ回路N2によ
り増幅されて出力される。この増幅出力信号は、その入
力と回路の接地電位点との間に設けられたMOSFET
Q6のゲートに帰還されることにより、入力信号のロウ
レベルに対してラッチ動作を行うようにされる。
The selection of the dummy data lines DD0 and DD1 is determined by the following circuit. Fuse means F
Channel MOSFET Q4 and N-channel MOS
It is connected in series with the FET Q5. These MOSFET Q
The chip selection signal CE is supplied to the gates of 4 and Q5. Although not particularly limited, the MOSFETs Q4 and Q5 are provided with a capacitor for holding a voltage. This capacitor may use the input capacitance or the wiring capacitance of the inverter circuit N2. The potential at the connection point between the fuse means F and the capacitor is amplified and output by the inverter circuit N2. This amplified output signal is generated by a MOSFET provided between its input and the ground potential point of the circuit.
By being fed back to the gate of Q6, a latch operation is performed for the low level of the input signal.

【0031】ヒューズ手段Fが切断されない状態では、
その出力信号はハイレベルに維持される。それ故、イン
バータ回路N2を通してロウレベルの出力信号が形成さ
れる。このようにロウレベルの出力信号が形成されると
きには、帰還用のMOSFETQ6はオフ状態に維持さ
れている。これに対して、ヒューズ手段Fが切断されて
いると、メモリが選択状態にされるときチップ選択信号
CEがそれに同期して変化する。この信号CEのレベル
変化の途中において、Pチャンネル型MOSFETQ4
とNチャンネル型MOSFETQ5が同時にオン状態に
なり、回路の接地電位に貫通電流を流すようにする。こ
の結果、仮にキャパシタが電荷を保持するものであって
も、上記貫通電流によりロウレベルに引き抜かれるので
インバータ回路N2はハイレベルの出力信号を形成す
る。このハイレベルの出力信号を受けてMOSFETQ
6がオン状態となり、インバータ回路N2の入力レベル
を回路の接地電位のようなロウレベルに固定する。この
ようにヒューズ手段Fの切断の有無により形成された制
御信号は、ノア(NOR)ゲート回路G1の一方の入力
に供給される。
In a state where the fuse means F is not cut,
The output signal is maintained at a high level. Therefore, a low-level output signal is formed through the inverter circuit N2. When the low-level output signal is thus formed, the feedback MOSFET Q6 is maintained in the off state. On the other hand, if the fuse means F is cut, the chip select signal CE changes synchronously when the memory is set to the selected state. During the level change of the signal CE, the P-channel MOSFET Q4
And the N-channel MOSFET Q5 are simultaneously turned on, so that a through current flows to the ground potential of the circuit. As a result, even if the capacitor holds the electric charge, the capacitor is pulled out to the low level by the through current, so that the inverter circuit N2 forms a high-level output signal. In response to this high level output signal, MOSFET Q
6 is turned on, and the input level of the inverter circuit N2 is fixed at a low level such as the ground potential of the circuit. The control signal formed according to whether the fuse means F is cut or not is supplied to one input of the NOR gate circuit G1.

【0032】この実施例では、上記のヒューズ手段Fを
切断することなく、ダミーデータ線DD0からDD1へ
の一時的な切り替えを可能にするため、次の回路が設け
られる。プローブから制御電圧が与えられるパッドPA
Dに対して、上記のようなPチャンネル型MOSFET
Q7とNチャンネル型MOSFETQ8からなる直列回
路を設け、これらのMOSFETQ7とQ8のゲートに
チップ選択信号CEを供給する。パッドPADと回路の
接地電位との間には、上記同様なキャパシタを設ける。
このパッドPADの電圧を受けるインバータ回路N3を
設け、その出力信号によって制御される帰還MOSFE
TQ9を入力端子と回路の接地電位点との間に設ける。
このラッチ回路の出力信号は、インバータ回路N4を通
して出力し、上記ノアゲート回路G1の他方の入力に供
給する。ノアゲート回路G1の出力は、一方においてそ
のままダミーデータ線DD0に対応したスイッチMOS
FETQ1を選択するアンドゲート回路G2に供給し、
他方においてインバータ回路N5により反転させてダミ
ーデータ線DD1に対応したスイッチMOSFETQ2
を選択するアンドゲート回路G3に供給する。
In this embodiment, the following circuit is provided to enable temporary switching from the dummy data line DD0 to DD1 without cutting the fuse means F. Pad PA to which control voltage is applied from a probe
For P, a P-channel MOSFET as described above
A series circuit comprising Q7 and an N-channel MOSFET Q8 is provided, and a chip select signal CE is supplied to the gates of these MOSFETs Q7 and Q8. A capacitor similar to the above is provided between the pad PAD and the ground potential of the circuit.
An inverter circuit N3 receiving the voltage of pad PAD is provided, and feedback MOSFE controlled by an output signal thereof is provided.
TQ9 is provided between the input terminal and the ground potential point of the circuit.
The output signal of this latch circuit is output through an inverter circuit N4 and supplied to the other input of the NOR gate circuit G1. On the other hand, the output of the NOR gate circuit G1 is directly connected to the switch MOS corresponding to the dummy data line DD0.
The FET Q1 is supplied to an AND gate circuit G2 for selecting the FET Q1,
On the other hand, a switch MOSFET Q2 inverted by an inverter circuit N5 and corresponding to a dummy data line DD1.
Is supplied to an AND gate circuit G3 for selecting

【0033】ダミーデータ線の良/不良の検証は、次の
ようにして行われる。例えば、信号RSをハイレベルの
状態にすると、ヒューズ手段Fが切断されていないから
インバータ回路N2の出力信号がロウレベルとなる。ま
た、パッドPADにプローブからロウレベルの信号を供
給すると、それに応じてインバータ回路N4の出力信号
もロウレベルになる。この結果、ノアゲート回路G1の
出力信号がハイレベルとなり、アンドゲート回路G2の
出力信号がハイレベルとなってスイッチMOSFETQ
1をオン状態にして、ダミーデータ線DD0を用いたメ
モリアレイの読み出し試験が行われる。この状態で、読
み出し信号に不良が発生したなら、信号RSをロウレベ
ルにする。すると、上記のようにスイッチMOSFET
Q1がオフ状態となり、代わってMOSFETQ3がオ
ン状態となり、このMOSFETQ3のオン抵抗値によ
り形成される基準信号により、再度読み出し動作を行
い、読み出し信号が期待値と不一致ならばそれはメモリ
アレイ側の不良と判定する。そして、信号RSをハイレ
ベルに戻してパッドPADからハイレベルの信号を供給
する。すると、インバータ回路N4の出力信号がハイレ
ベルとなり、ノアゲート回路G1の出力信号がロウレベ
ルにされる。これにより、アンドゲート回路G2に代わ
ってアンドゲート回路G3の出力信号がハイレベルとな
り、スイッチMOSFETQ2がオン状態にされる。す
なわち、不良と判定されたダミーデータ線DD0に代わ
って予備のダミーデータ線DD1を用いて読み出し動作
が行われる。
Verification of good / bad of the dummy data line is performed as follows. For example, when the signal RS is at a high level, the output signal of the inverter circuit N2 is at a low level because the fuse means F is not blown. Further, when a low-level signal is supplied from the probe to the pad PAD, the output signal of the inverter circuit N4 also goes low. As a result, the output signal of the NOR gate circuit G1 goes high, the output signal of the AND gate circuit G2 goes high, and the switch MOSFET Q
With 1 turned on, a read test of the memory array using the dummy data line DD0 is performed. In this state, if a defect occurs in the read signal, the signal RS is set to a low level. Then, as described above, the switch MOSFET
Q1 is turned off, MOSFET Q3 is turned on instead, and the read operation is performed again by the reference signal formed by the on-resistance value of the MOSFET Q3. If the read signal does not match the expected value, it means that there is a defect on the memory array side. judge. Then, the signal RS is returned to the high level, and a high-level signal is supplied from the pad PAD. Then, the output signal of the inverter circuit N4 goes high, and the output signal of the NOR gate circuit G1 goes low. As a result, the output signal of the AND gate circuit G3 becomes high level in place of the AND gate circuit G2, and the switch MOSFET Q2 is turned on. That is, the read operation is performed using the spare dummy data line DD1 in place of the dummy data line DD0 determined to be defective.

【0034】上記予備のダミーデータ線DD1を用い
て、メモリアレイの読み出しが終了したなら、その結果
に基づいてメモリアレイ側の不良データ線が予備のデー
タ線に切り替えられ、それと同じ工程により上記ヒュー
ズ手段Fの切断が行われてダミーデータ線DD1に固定
的に切り替えられる。これにより、試験の途中で予備の
ダミーデータ線に切り替えて再び読み出し試験を行うと
いう手間を省くことができるものとなる。もしも、予備
のダミーデータ線DD1において、不良が発生したなら
その時点でその記憶装置は救済不能と判定される。
When the read operation of the memory array is completed using the spare dummy data line DD1, the defective data line on the memory array side is switched to the spare data line based on the result, and the fuse process is performed in the same process. The means F is cut off and fixedly switched to the dummy data line DD1. This can save the trouble of switching to the spare dummy data line during the test and performing the read test again. If a defect occurs in the spare dummy data line DD1, it is determined that the storage device cannot be repaired at that time.

【0035】なお、通常の動作状態では、パッドはフロ
ーティング状態に置かれる。しかし、パッドPADやキ
ャパシタに中間電位が発生しても、メモリアクセスの毎
に信号CEの変化時にMOSFETQ7とQ8による貫
通電流によりロウレベルに引き抜かれ、インバータ回路
N3のロジックスレッショルド電位以下になると出力信
号がハイレベルとなり、入力電位を接地電位に固定する
MOSFETQ9をオン状態にし、以後電源が供給され
た状態ではロウレベルの出力信号が形成される。このと
きには、ヒューズ手段Fの切断の有無に対応して、アン
ドゲート回路G2又はG3の出力信号がハイレベルにな
ってダミーデータ線DD0又はDD1の選択が行われ
る。
In a normal operation state, the pad is placed in a floating state. However, even if an intermediate potential is generated in the pad PAD or the capacitor, the signal is pulled down to a low level due to a through current caused by the MOSFETs Q7 and Q8 when the signal CE changes every memory access, and when the signal CE becomes lower than the logic threshold potential of the inverter circuit N3, the output signal becomes lower. It goes high, turning on the MOSFET Q9 that fixes the input potential to the ground potential. Thereafter, when power is supplied, a low-level output signal is formed. At this time, the output signal of the AND gate circuit G2 or G3 goes high depending on whether the fuse means F is cut or not, and the dummy data line DD0 or DD1 is selected.

【0036】図4には、この発明が適用された横型RO
Mの要部一実施例の回路図が示されている。この実施例
のROMは、特に制限されないが、公知のCMOS回路
の製造技術によって、単結晶シリコンのような1個の半
導体基板上において形成される。特に制限されないが、
集積回路は、単結晶P型シリコンからなる半導体基板に
形成される。NチャンネルMOSFETは、かかる半導
体基板表面に形成されたソース領域、ドレイン領域及び
ソース領域とドレイン領域との間の半導体基板(チャン
ネル領域)表面に薄い厚さのゲート絶縁膜を介して形成
されたポリシリコンからなるようなゲート電極から構成
される。PチャンネルMOSFETは、上記半導体基板
表面に形成されたN型ウェル領域に形成される。これに
よって、半導体基板は、その上に形成された複数のNチ
ャンネルMOSFETの共通の基板ゲートを構成する。
N型ウェル領域は、その上に形成されたPチャンネルM
OSFETの基板ゲートを構成する。
FIG. 4 shows a horizontal RO to which the present invention is applied.
A circuit diagram of an embodiment of the main part of M is shown. The ROM of this embodiment is not particularly limited, but is formed on a single semiconductor substrate such as single crystal silicon by a known CMOS circuit manufacturing technique. Although not particularly limited,
The integrated circuit is formed on a semiconductor substrate made of single-crystal P-type silicon. An N-channel MOSFET is formed on a semiconductor substrate (channel region) between a source region and a drain region and between the source region and the drain region through a thin gate insulating film with a thin gate insulating film. It is composed of a gate electrode made of silicon. The P-channel MOSFET is formed in an N-type well region formed on the surface of the semiconductor substrate. Thereby, the semiconductor substrate forms a common substrate gate of the plurality of N-channel MOSFETs formed thereon.
The N-type well region has a P-channel M formed thereon.
Construct the substrate gate of the OSFET.

【0037】メモリアレイM−ARYは、例示的に示さ
れている横方向に配置された複数のワード線W0〜Wn
と、縦方向に配置された複数のデータ線(ビット線又は
ディジット線)D00〜D01等との交叉点に記憶用M
OSFETQmが形成される。この実施例では、記憶素
子の高密度化と読み出し動作時の低消費電力化のため
に、一対のデータ線D00,D10との間に、それらと
平行に延長される共通ソース線CS0が設けられる。共
通ソース線CS0は、それに対応された上記一対のデー
タ線D00,D10に、そのドレインが接続された記憶
用MOSFETQmのソースがそれぞれ共通接続され
る。また、上記データ線D10は、隣りの共通ソース線
CS1に、そのソースが結合された記憶用MOSFET
のドレインが共通に接続される。上記共通ソース線CS
1に対応された他の記憶用MOSFETのドレインは、
データ線D01に接続される。このデータ線D10に
は、その隣りに設けられた共通ソース線CS2に、その
ソースが結合された記憶用MOSFETのドレインが共
通に結合される。このように、データ線と共通ソース線
は交互に配置され、端部のデータ線D00を除いて、異
なるYアドレスが割り当てられた記憶用MOSFETの
ドレインに共通に接続される。
The memory array M-ARY includes a plurality of word lines W0 to Wn arranged in the horizontal direction shown as an example.
At the intersection of a plurality of data lines (bit lines or digit lines) D00 to D01 arranged in the vertical direction.
OSFET Qm is formed. In this embodiment, a common source line CS0 extending in parallel with a pair of data lines D00 and D10 is provided between the pair of data lines D00 and D10 in order to increase the density of storage elements and reduce power consumption during a read operation. . The source of the storage MOSFET Qm whose drain is connected to the pair of data lines D00 and D10 corresponding to the common source line CS0 is connected in common. The data line D10 is connected to an adjacent common source line CS1 by a storage MOSFET whose source is connected to the common source line CS1.
Are connected in common. The above common source line CS
The drains of the other storage MOSFETs corresponding to 1 are:
Connected to data line D01. The drain of the storage MOSFET whose source is coupled to the common source line CS2 provided adjacent to the data line D10 is commonly coupled. As described above, the data lines and the common source lines are alternately arranged, and are commonly connected to the drains of the storage MOSFETs to which different Y addresses are assigned, except for the end data line D00.

【0038】データ線D00は、Yゲート(カラムスイ
ッチ)を構成するMOSFETQ11を介して共通デー
タ線CD0に結合される。それに対応された共通ソース
線CS0は、スイッチMOSFETQ12を介して回路
の接地電位点に結合される。また、上記共通ソース線C
S0に対応された他のデータ線D10は、Yゲートを構
成するMOSFETQ13を介して共通データ線CD1
に結合される。これらのスイッチMOSFETQ11〜
Q12のゲートには、後述するYデコーダ回路YDCR
により形成される選択信号Y0が共通に供給される。
Data line D00 is coupled to common data line CD0 via MOSFET Q11 forming a Y gate (column switch). The corresponding common source line CS0 is coupled to the ground potential point of the circuit via switch MOSFET Q12. Further, the common source line C
The other data line D10 corresponding to S0 is connected to the common data line CD1 via the MOSFET Q13 forming the Y gate.
Is combined with These switch MOSFETs Q11 to Q11
The gate of Q12 has a Y decoder circuit YDCR to be described later.
Are commonly supplied.

【0039】上記データ線D10は、また他のYアドレ
ス(Y2)が割り当てられたYゲートを構成するMOS
FETQ14を介して共通データ線CD1に結合され
る。上記データ線D10の右隣りに配置された共通ソー
ス線CS1は、スイッチMOSFETQ15を介して回
路の接地電位点に結合される。この共通ソース線CS1
の右隣りに配置されたデータ線D01は、Yゲートを構
成するMOSFETQ16を介して共通データ線CD0
に結合される。これらのMOSFETQ14〜Q16の
ゲートには、上記Yデコーダ回路YDCRにより形成さ
れる選択信号Y1が供給される。以下、同様なパターン
の繰り返しにより、データ線、共通データ線及びスイッ
チMOSFETが形成される。
The data line D10 is a MOS gate constituting a Y gate to which another Y address (Y2) is assigned.
Coupled to common data line CD1 via FET Q14. A common source line CS1 disposed on the right of the data line D10 is coupled to a ground potential point of the circuit via a switch MOSFET Q15. This common source line CS1
Is connected to the common data line CD0 via the MOSFET Q16 forming the Y gate.
Is combined with A selection signal Y1 formed by the Y decoder circuit YDCR is supplied to the gates of these MOSFETs Q14 to Q16. Hereinafter, data lines, common data lines, and switch MOSFETs are formed by repeating similar patterns.

【0040】同じ行に配置された記憶用MOSFETの
ゲートは、それに対応されたワード線W0〜Wnにそれ
ぞれ結合される。ワード線W0〜Wnは、それぞれ後述
するXデコーダ回路XDCRにより形成された選択信号
が供給される。この実施例では、上記データ線D00な
いしD01及び共通ソース線CS0ないしCS2等と、
特に制限されないが、電源電圧Vccとの間には、ディプ
レッション型MOSFETQ1ないしQ7が設けられ
る。上記データ線D00ないしD01に対応されたディ
プレッション型MOSFETQ1,Q3、Q5、Q7等
は、バイアス電圧を供給するとともに、その負荷手段と
して作用し、共通ソース線CS0ないしCS2に対応さ
れたディプレッション型MOSFETQ2、Q4、Q6
等は、共通ソース線を非選択レベルにするバイアス電圧
を供給するMOSFETとして作用する。
The gates of the storage MOSFETs arranged on the same row are respectively coupled to corresponding word lines W0 to Wn. The word lines W0 to Wn are supplied with a selection signal formed by an X decoder circuit XDCR to be described later. In this embodiment, the data lines D00 to D01 and the common source lines CS0 to CS2,
Although not particularly limited, depletion type MOSFETs Q1 to Q7 are provided between the power supply voltage Vcc. The depletion-mode MOSFETs Q1, Q3, Q5, Q7, etc., corresponding to the data lines D00 to D01, supply a bias voltage and act as load means thereof, and depletion-mode MOSFETs Q2, corresponding to the common source lines CS0 to CS2, Q4, Q6
Etc. operate as a MOSFET that supplies a bias voltage that sets the common source line to a non-selection level.

【0041】同じ行に配置された記憶用MOSFETの
ゲートは、それに対応されたワード線W0〜Wnにそれ
ぞれ結合される。ワード線W0〜Wnは、それぞれ後述
するXデコーダ回路XDCRにより形成された選択信号
が供給される。この実施例では、上記データ線D00な
いしD01及び共通ソース線CS0ないしCS2等と、
特に制限されないが、電源電圧Vccとの間には、ディプ
レッション型MOSFETQ1ないしQ7が設けられ
る。上記データ線D00ないしD01に対応されたディ
プレッション型MOSFETQ1,Q3、Q5、Q7等
は、バイアス電圧を供給するとともに、その負荷手段と
して作用し、共通ソース線CS0ないしCS2に対応さ
れたディプレッション型MOSFETQ2、Q4、Q6
等は、共通ソース線を非選択レベルにするバイアス電圧
を供給するMOSFETとして作用する。
The gates of the storage MOSFETs arranged on the same row are respectively coupled to corresponding word lines W0 to Wn. The word lines W0 to Wn are supplied with a selection signal formed by an X decoder circuit XDCR to be described later. In this embodiment, the data lines D00 to D01 and the common source lines CS0 to CS2,
Although not particularly limited, depletion type MOSFETs Q1 to Q7 are provided between the power supply voltage Vcc. The depletion-mode MOSFETs Q1, Q3, Q5, Q7, etc., corresponding to the data lines D00 to D01, supply a bias voltage and act as load means thereof, and depletion-mode MOSFETs Q2, corresponding to the common source lines CS0 to CS2, Q4, Q6
Etc. operate as a MOSFET that supplies a bias voltage that sets the common source line to a non-selection level.

【0042】例えば、Yデコーダ回路YDCRにより、
選択信号Y1が形成されたとき、スイッチMOSFET
Q14ないしQ16がオン状態にされることによって、
データ線D10,D01及び共通ソース線CS1が選択
される。この場合には上記データ線D10,D01と共
通ソース線CS1との間にそれぞれ配置される記憶用M
OSFETのみが選択状態にされなければならない。し
かし、共通ソース線CS0やCS2の電位が回路の接地
電位のようなロウレベルにされていると、上記データ線
D10と共通ソース線CS0及びデータ線D01と共通
ソース線CS2との間に配置される記憶用MOSFET
の記憶情報も上記データ線D10及びD01に現れてし
まう。そこで、上述のように共通ソース線にも上記ディ
プレッション型MOSFETQ2,Q4,Q6等を設け
ることによって、上記選択された共通ソース線CS0の
みをスイッチMOSFETQ15により回路の接地電位
を与え、上記非選択の共通ソース線CS0とCS2の電
位をデータ線のバイアス電位に等しくさせることによっ
て、データ線D10,D01と共通ソース線CS0とC
S2との間に配置される記憶用MOSFETの記憶情報
に無関係にオフ状態にさせるものである。
For example, by the Y decoder circuit YDCR,
When the selection signal Y1 is generated, the switch MOSFET
By turning on Q14 to Q16,
The data lines D10 and D01 and the common source line CS1 are selected. In this case, the storage memories M arranged between the data lines D10 and D01 and the common source line CS1 respectively.
Only the OSFET has to be selected. However, if the potentials of the common source lines CS0 and CS2 are set to a low level such as the ground potential of the circuit, they are arranged between the data line D10 and the common source line CS0 and between the data line D01 and the common source line CS2. Storage MOSFET
Also appears on the data lines D10 and D01. Therefore, by providing the depletion type MOSFETs Q2, Q4, Q6 and the like also on the common source line as described above, only the selected common source line CS0 is supplied with the circuit ground potential by the switch MOSFET Q15, and the unselected common source line CS0 is provided. By making the potentials of the source lines CS0 and CS2 equal to the bias potential of the data lines, the data lines D10 and D01 and the common source lines CS0 and C
This is to turn off the storage MOSFET irrespective of information stored in the storage MOSFET disposed between the storage MOSFET and S2.

【0043】上記構成のメモリアレイM−ARYのアド
レッシングは、次の各回路ブロックにより行われる。外
部端子から供給された複数ビットからなるXアドレス信
号AXは、XアドレスバッファXADBに供給され、外
部端子から供給されたアドレス信号と同相の内部アドレ
ス信号と、逆相の内部アドレス信号からなる相補アドレ
ス信号を形成する。これらの相補アドレス信号は、Xデ
コーダXDCRにより解読され、このXデコーダXDC
Rにより1本のワード線の選択信号が形成される。この
実施例では、上記XアドレスバッファXADBとXデコ
ーダXDCRを合わせてXADB・DCRのように表し
ている。外部端子から供給された複数ビットからなるY
アドレス信号AYは、YアドレスバッファYADBに供
給され、外部端子から供給されたアドレス信号と同相の
内部アドレス信号と、逆相の内部アドレス信号からなる
相補アドレス信号を形成する。これらの相補アドレス信
号は、YデコーダYDCRにより解読され、このYデコ
ーダYDCRにより2本のデータ線の選択信号が形成さ
れる。この実施例では、上記YアドレスバッファYAD
BとYデコーダYDCRを合わせてYADB・DCRの
ように表している。
The addressing of the memory array M-ARY having the above configuration is performed by the following circuit blocks. An X address signal AX composed of a plurality of bits supplied from an external terminal is supplied to an X address buffer XADB, and a complementary address composed of an internal address signal having the same phase as the address signal supplied from the external terminal and an internal address signal having a phase opposite thereto. Form a signal. These complementary address signals are decoded by X decoder XDCR, and this X decoder XDCR
R forms a selection signal for one word line. In this embodiment, the X address buffer XADB and the X decoder XDCR are collectively represented as XADB · DCR. Y consisting of multiple bits supplied from an external terminal
The address signal AY is supplied to the Y address buffer YADB, and forms a complementary address signal composed of an internal address signal having the same phase as the address signal supplied from the external terminal and an internal address signal having the opposite phase. These complementary address signals are decoded by a Y decoder YDCR, and a selection signal for two data lines is formed by the Y decoder YDCR. In this embodiment, the Y address buffer YAD
B and Y decoder YDCR are collectively represented as YADB · DCR.

【0044】読み出し動作において、非選択のデータ線
に隣接して配置される共通ソース線は、両者が共にYデ
コーダYDCRの出力信号が共にロウレベルにされるた
め、各スイッチMOSFETが共にオフ状態にされる。
このため、1本のワード線に多数の記憶用MOSFET
が結合されているにもかかわらず、データ線が選択され
た記憶用MOSFETにしかその記憶情報に従った電流
しか流れないため、低消費電力化を図ることができる。
また、共通ソース線のYアドレスに従った選択動作によ
り、データ線に異なるYアドレスが割り当てられた記憶
用MOSFETが結合できるから、記憶用MOSFET
を高密度で配置することができる。
In the read operation, both of the common source lines arranged adjacent to the non-selected data lines have the output signals of the Y decoder YDCR at a low level, so that both switch MOSFETs are turned off. You.
Therefore, a large number of storage MOSFETs are connected to one word line.
Are connected, only the current according to the stored information flows through the storage MOSFET whose data line is selected, so that power consumption can be reduced.
In addition, by the selection operation according to the Y address of the common source line, the storage MOSFETs with different Y addresses assigned to the data lines can be coupled.
Can be arranged at high density.

【0045】この実施例では、上記小さなしきい値電圧
差しか持たない記憶用MOSFETからの読み出し信号
を精度良く識別するめに、次のダミーセルが設けられ
る。特に制限されないが、各ワード線W0〜Wnにその
ゲートがそれぞれ結合された例えば2個のダミーMOS
FETQd,Qd’が並列形態に設けられる。これらの
MOSFETQd,Qd’は、ダミーデータ線DDを挟
んで配置された一対の共通ソース線CSとの間にそれぞ
れ配置されることによって並列形態にされる。上記一方
のダミーMOSFETQdは、上記比較的低いしきい値
電圧を持つ記憶用MOSFETと同じく形成される。他
方のダミーMOSFETQd’は、上記比較的高いしき
い値電圧を持つ記憶用MOSFETと同じく形成され
る。この高いしきい値電圧を持つようにされたダミーM
OSFETQd’は、ワード線の選択レベル(約2V程
度)に対してオフ状態にされるべき記憶用MOSFET
に生じるリーク電流によるハイレベルの落ち込みを補償
するために設けられる。
In this embodiment, the following dummy cell is provided in order to accurately identify a read signal from the storage MOSFET having only a small threshold voltage. Although not particularly limited, for example, two dummy MOSs whose gates are respectively coupled to the word lines W0 to Wn
FETs Qd and Qd 'are provided in a parallel configuration. These MOSFETs Qd and Qd 'are arranged in parallel with each other by being arranged between a pair of common source lines CS arranged with the dummy data line DD interposed therebetween. The one dummy MOSFET Qd is formed similarly to the storage MOSFET having the relatively low threshold voltage. The other dummy MOSFET Qd 'is formed similarly to the storage MOSFET having the relatively high threshold voltage. Dummy M having this high threshold voltage
The OSFET Qd ′ is a storage MOSFET to be turned off with respect to a word line selection level (about 2 V).
Is provided for compensating for a high-level drop caused by a leak current generated in the circuit.

【0046】同図において、上記ダミーMOSFETQ
d,Qd’が設けられるダミーデータ線DDは1本が代
表として例示的に示されているが、同様なダミーデータ
線が少なくとも1本予備として設けられる。これらのダ
ミーデータ線は、ダミーのカラムスイッチを構成するス
イッチMOSFETQ20を介して前記同様なセレクタ
SELにより選択されたものが、後述するプリアンプ
(電流ミラー型センスアンプ)DPAの入力端子に接続
される。選択されりダミーデータ線の信号は、プリアン
プDPAで電流増幅され、差動アンプA0,A1の基準
入力端子(−)に供給される。共通ソース線CSは、ス
イッチMOSFETQ19,Q21を介して回路の接地
電位点に結合される。上記スイッチMOSFETQ19
〜Q21のゲートには、特に制限されないが、Yデコー
ダ回路YDCRにより形成される選択信号YDが供給さ
れる。
Referring to FIG.
Although one dummy data line DD provided with d and Qd ′ is exemplarily shown as a representative, at least one similar dummy data line is provided as a spare. Those dummy data lines selected by the same selector SEL through the switch MOSFET Q20 forming a dummy column switch are connected to the input terminal of a preamplifier (current mirror type sense amplifier) DPA described later. The signal of the selected dummy data line is current-amplified by the preamplifier DPA and supplied to the reference input terminals (-) of the differential amplifiers A0 and A1. Common source line CS is coupled to the ground potential point of the circuit via switch MOSFETs Q19 and Q21. The above switch MOSFET Q19
The selection signal YD formed by the Y decoder circuit YDCR is supplied to the gates of Q21 to Q21.

【0047】この実施例のセンスアンプは、電流ミラー
回路からなる電流増幅回路(プリアンプ)PA0,PA
1と、その出力信号を受ける差動アンプA0,A1から
なる。同図では、プリアンプPA0の具体的回路が代表
として例示的に示されており、次の各回路素子により構
成される。共通データ線CD0は、そのゲートが回路の
接地電位に結合されたディプレッション型MOSFET
Q23を介してダイオード形態のPチャンネルMOSF
ETQ22のドレインに結合される。これにより、選択
されたデータ線には、上記MOSFETQ22とQ23
及び共通データ線CD0並びにYゲートを構成するスイ
ッチMOSFETを介して読み出し電流が供給される。
この場合、上記ディプレッション型MOSFETQ1等
のしいき値電圧により、選択されたデータ線には、その
しきい値電圧に応じたバイアス電圧が与えられるもので
ある。共通データ線CD0(CD1)にも上記ディプレ
ッション型MOSFETQ23のしきい値電圧に応じた
バイアス電圧が与えられる。上記メモリアレイM−AR
Yのデータ線及び共通ソース線に設けられたディプレッ
ション型MOSFETQ1ないしQ7等と、プリアンプ
PA0を構成するディプレッション型MOSFETQ2
3とを同じ製造条件により形成することによって、上記
データ線と共通データ線(プリアンプPA0の入力端
子)の両電位を等しく設定することができる。
The sense amplifiers of this embodiment are composed of current amplifier circuits (preamplifiers) PA0 and PA formed of current mirror circuits.
1 and differential amplifiers A0 and A1 for receiving the output signal. In the figure, a specific circuit of the preamplifier PA0 is exemplarily shown as a representative, and is constituted by the following circuit elements. The common data line CD0 is a depletion type MOSFET whose gate is coupled to the ground potential of the circuit.
P-channel MOSF in diode form via Q23
It is coupled to the drain of ETQ22. As a result, the MOSFETs Q22 and Q23 are connected to the selected data line.
A read current is supplied via the common data line CD0 and the switch MOSFET forming the Y gate.
In this case, a bias voltage corresponding to the threshold voltage is applied to the selected data line by the threshold voltage of the depletion type MOSFET Q1 or the like. A bias voltage corresponding to the threshold voltage of the depletion type MOSFET Q23 is also applied to the common data line CD0 (CD1). The memory array M-AR
Depletion type MOSFETs Q1 to Q7 provided on the Y data line and the common source line, and a depletion type MOSFET Q2 forming the preamplifier PA0.
By forming 3 under the same manufacturing conditions, both potentials of the data line and the common data line (input terminal of the preamplifier PA0) can be set equal.

【0048】これにより、記憶用MOSFETQmの読
み出し動作において、上記プリアンプPA0を構成する
MOSFETQ23とQ22を介して流れる電流は、ワ
ード線とデータ線の選択動作に従って選択された記憶用
MOSFETQmに流れる電流となって高速読み出し動
作を実現できる。すなわち、データ線には、多数の記憶
用MOSFETが結合されることによって比較的大きな
容量値を持つ寄生容量を持つにもかかわらず、上記両バ
イアス電圧を等しくさせることによって、差動アンプA
0により検出される電流を上記記憶用MOSFETQm
に流れる電流とすることができるから上記寄生容量を実
質的に無視することができる。
Thus, in the read operation of the storage MOSFET Qm, the current flowing through the MOSFETs Q23 and Q22 forming the preamplifier PA0 becomes the current flowing in the storage MOSFET Qm selected according to the word line and data line selection operation. Thus, a high-speed read operation can be realized. That is, although the data line has a parasitic capacitance having a relatively large capacitance value due to the coupling of a large number of storage MOSFETs, the differential amplifier A
0 is stored in the storage MOSFET Qm.
, The parasitic capacitance can be substantially neglected.

【0049】上記MOSFETQ22には、電流ミラー
形態にされたPチャンネルMOSFETQ24が設けら
れる。このMOSFETQ24は、MOSFETQ22
に比べて、そのサイズが大きく設定されることによっ
て、そのサイズ比に従った読み出し増幅電流を形成す
る。上記MOSFETQ24のドレインから得られる増
幅電流は、差動アンプS0の入力端子(+)に供給され
る。MOSFETQ24のドレインと回路の接地電位と
の間にダイオード形態に接続されたNチャンネルMOS
FETQ29が接続される。これにより、プリアンプP
A0のスタティック動作が可能となる。スタティック回
路の負荷手段は、MOSFETQ29の他に抵抗素子あ
るいは他の接続形態とされた複数のMOSFETを用い
てもよい。
The MOSFET Q22 is provided with a current mirror type P-channel MOSFET Q24. This MOSFET Q24 is
By setting the size to be larger than that of the above, a read amplification current is formed in accordance with the size ratio. The amplified current obtained from the drain of the MOSFET Q24 is supplied to the input terminal (+) of the differential amplifier S0. N-channel MOS connected in the form of a diode between the drain of MOSFET Q24 and the ground potential of the circuit
FET Q29 is connected. Thereby, the preamplifier P
The static operation of A0 becomes possible. The load means of the static circuit may use a resistance element or a plurality of MOSFETs in other connection forms in addition to the MOSFET Q29.

【0050】この実施例では、選択された情報記憶用M
OSFETQmがオフ状態のとき、上記MOSFETQ
22のドレイン電圧の立ち上がり、言い換えるならば、
MOSFETQ22のオフ状態への切り換えを高速に行
うため、次の回路素子が付加される。抵抗Rは、電源電
圧Vccに対して抵抗値が大きく設定されることによって
定電流2iを形成する。この電流2iは、特に制限され
ないが、上記のようにゲートが回路の接地電位に結合さ
れたMOSFETQ27とQ28とによって分流され、
MOSFETQ27とQ28の素子サイズを等しく設定
されることによって、半分の電流iがそれぞれのMOS
FETQ27とQ28に流れるようにされる。上記MO
SFETQ27を通して流れる電流iは、ダイオード形
態にされたPチャンネルMOSFETQ25に流れるよ
うにされる。上記抵抗Rの抵抗値を上記のように比較的
大きく設定することによって、MOSFETQ25は、
そのしきい値電圧近傍で動作させられる。このMOSF
ETQ25に対して電流ミラー形態にされた同じ素子サ
イズからなるPチャンネルMOSFETQ26が設けら
れる。このMOSFETQ26は、上記のようにMOS
FETQ25がしきい値電圧近傍で動作させられること
から、飽和領域で動作させられる。このMOSFETQ
26のドレインは、上記MOSFETQ22の共通化さ
れたゲート,ドレイン(ノードN1)に接続される。上
記MOSFETQ28のドレインも、上記ノードN1に
結合される。
In this embodiment, the selected information storage M
When the OSFET Qm is off, the MOSFET Q
22 rise of the drain voltage, in other words,
In order to switch the MOSFET Q22 to the off state at high speed, the following circuit elements are added. The resistance R forms a constant current 2i by setting the resistance value larger than the power supply voltage Vcc. This current 2i is shunted by MOSFETs Q27 and Q28 whose gates are coupled to the ground potential of the circuit as described above, although not particularly limited.
By setting the element sizes of the MOSFETs Q27 and Q28 equal, half the current i
The current flows through the FETs Q27 and Q28. MO above
The current i flowing through the SFET Q27 is made to flow through the diode-shaped P-channel MOSFET Q25. By setting the resistance value of the resistor R relatively large as described above, the MOSFET Q25
It is operated near the threshold voltage. This MOSF
A P-channel MOSFET Q26 having the same element size in the form of a current mirror is provided for the ETQ 25. As described above, the MOSFET Q26
Since the FET Q25 is operated near the threshold voltage, it is operated in the saturation region. This MOSFET Q
The drain of 26 is connected to the common gate and drain (node N1) of the MOSFET Q22. The drain of MOSFET Q28 is also coupled to node N1.

【0051】これによって、上記MOSFETQ27を
通して流れる電流iは、電流ミラー形態のMOSFET
Q25、Q26を介してMOSFETQ28のドレイン
に供給されることになる。このような電流経路を設けて
も、その電流iはMOSFETQ22のソース、ドレイ
ン間には流れない。したがって、読み出し電流増幅の電
流ミラー回路(MOSFETQ22とQ24)には、上
記電流iの成分が現れないから、正確な読み出し電流の
増幅作用が行われる。上記増幅電流が供給される差動ア
ンプS0の入力端子(+)には、図示しない電流/電圧
変換用の抵抗素子が設けられている。差動アンプA0の
反転入力端子(−)には、上記同様なプリアンプDPA
を介してセレクタSELにより選択されたダミーデータ
線DDから得られる基準信号が供給される。また、他方
の共通データ線CD1に対しても、上記同様なプリアン
プPA1と差動増幅回路A1からなるセンスアンプが設
けられる。
Thus, the current i flowing through the MOSFET Q27 is equal to the current mirror type MOSFET
It is supplied to the drain of MOSFET Q28 via Q25 and Q26. Even if such a current path is provided, the current i does not flow between the source and the drain of the MOSFET Q22. Therefore, since the component of the current i does not appear in the current mirror circuit (MOSFETs Q22 and Q24) for read current amplification, an accurate read current amplification operation is performed. The input terminal (+) of the differential amplifier S0 to which the amplified current is supplied is provided with a resistance element for current / voltage conversion (not shown). The inverting input terminal (-) of the differential amplifier A0 has a preamplifier DPA similar to the above.
, A reference signal obtained from the dummy data line DD selected by the selector SEL is supplied. Further, a sense amplifier including a preamplifier PA1 and a differential amplifier circuit A1 is provided for the other common data line CD1.

【0052】上記メモリアレイM−ARYにおける記憶
用MOSFETQmは、特に制限されないが、イオン打
ち込み法による書き込みが行われる。このようなイオン
打ち込み技術による書き込み工程は、半導体ウェハ上に
形成される半導体集積回路のほゞ最終工程、例えば、ア
ルミニュウムからなるデータ線形成後のメモリセルであ
るMOSFETのゲート電極を通してのイオン打ち込み
工程により実施されるものである。このようにすること
によって、それ以前の工程が書き込み情報に無関係に共
通化できるため製造工程の合理化を実現できるものであ
る。このような横型ROMにおていも、プロセスバラツ
キによるセンスアンプSAの入力レベルの補正を行うた
めに、前記同様な電圧補正回路TMCが設けられる。こ
れにより、プロセスバラツキの補正した高速で安定した
読み出し動作を実現することができる。
The storage MOSFET Qm in the memory array M-ARY is not particularly limited, but is written by an ion implantation method. The writing process by such an ion implantation technique is a nearly final process of a semiconductor integrated circuit formed on a semiconductor wafer, for example, an ion implantation process through a gate electrode of a MOSFET which is a memory cell after forming a data line made of aluminum. It is implemented by. By doing so, the previous process can be shared irrespective of the write information, so that the manufacturing process can be rationalized. Even in such a horizontal ROM, a voltage correction circuit TMC similar to the above is provided in order to correct the input level of the sense amplifier SA due to process variation. As a result, a high-speed and stable read operation in which process variations are corrected can be realized.

【0053】上記の実施例から得られる作用効果は、下
記の通りである。すなわち、 (1) 記憶素子がマトリックス配置されてなるメモリ
アレイからの読み出しを、基準電圧を形成するダミー記
憶素子が結合された複数のダミーデータ線を用意し、セ
レクタにより複数のダミーデータ線の中から不良が存在
しない1つのダミーデータ線を選択して差動型のセンス
アンプに供給して記憶情報のセンスを行うようにするこ
とより、ダミーデータ線に不良があった場合には、セレ
クタにより予備のデータ線に切り替えることによりその
救済を行うことができるから製品歩留りを高くできると
いう効果が得られる。 (2) 上記ダミーデータ線に設けれらるダミー記憶素
子と等価な抵抗回路を設けておいて、それによりセンス
アンプの基準電位を形成することにより、ダミーデータ
線の良/不良を簡単に判定することができるという効果
が得られる。 (3) プロービング時に供給される制御信号により、
一時的にダミーデータ線の切り替えを行うようにするこ
とにより、読み出し試験を終了後に不良があったダミー
データ線の切り替えを不良データ線の予備データ線への
切り替えと同時に行うことができ、効率的な試験及び欠
陥救済を行うことができるという効果が得られる。
The operation and effect obtained from the above embodiment are as follows. That is, (1) reading from a memory array in which storage elements are arranged in a matrix is performed by preparing a plurality of dummy data lines to which dummy storage elements forming a reference voltage are coupled, and selecting a plurality of dummy data lines by a selector. In this case, one dummy data line having no defect is selected and supplied to the differential sense amplifier to sense storage information. By switching to the spare data line, the repair can be performed, so that the effect of increasing the product yield can be obtained. (2) By providing a resistance circuit equivalent to the dummy storage element provided on the dummy data line and forming a reference potential of the sense amplifier by this, it is possible to easily determine whether the dummy data line is good or defective. The effect is obtained. (3) By the control signal supplied at the time of probing,
By temporarily switching the dummy data line, the dummy data line having a defect after the read test is completed can be switched at the same time as the defective data line is switched to the spare data line. This makes it possible to perform an effective test and defect remedy.

【0054】以上本発明者よりなされた発明を実施例に
基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種
々変更可能であることはいうまでもない。例えば、記憶
素子としては、上記のような縦型ROMあるいは横型R
OMやEPROMの他、電気的な消去も可能にしたEE
PROMを構成するもの等種々の実施形態を採ることが
できるものである。また、そのアドレス選択方式やメモ
リアレイの構成及び読み出し方式は種々の実施形態を採
ることができる。そして、予備のダミーデータ線の数
は、2本以上設ける構成としてもよい。ダミーデータ線
への切り替えは、ヒューズ手段を用いるもの他、ワイヤ
ーボンディングにより行うもの、あるいは電気的に書き
込み可能な記憶素子を用いるもの等種々の実施形態を採
ることかできる。この発明は、上記のような差動型のセ
ンスアンプを用いる半導体記憶装置に広く利用できるも
のである。
Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment, the invention of the present application is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. Needless to say. For example, as the storage element, the above-described vertical ROM or horizontal R
EE that enables electrical erasure in addition to OM and EPROM
Various embodiments such as those constituting a PROM can be adopted. The address selection method, the configuration of the memory array, and the reading method can employ various embodiments. The number of spare dummy data lines may be two or more. The switching to the dummy data line can be performed in various embodiments such as a method using a fuse unit, a method using wire bonding, and a method using an electrically writable storage element. The present invention can be widely used for a semiconductor memory device using a differential type sense amplifier as described above.

【0055】[0055]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、記憶素子がマトリックス配
置されてなるメモリアレイからの読み出しを、基準電圧
を形成するダミー記憶素子が結合された複数のダミーデ
ータ線を用意し、セレクタにより複数のダミーデータ線
の中から不良が存在しない1つのダミーデータ線を選択
して差動型のセンスアンプに供給して記憶情報のセンス
を行うようにすることより、ダミーデータ線に不良があ
った場合には、セレクタにより予備のデータ線に切り替
えることによりその救済を行うことができるから製品歩
留りを高くできる。
The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, for reading from a memory array in which storage elements are arranged in a matrix, a plurality of dummy data lines to which dummy storage elements for forming a reference voltage are connected are prepared, and a defect is selected from among the plurality of dummy data lines by a selector. By selecting one non-existent dummy data line and supplying it to the differential sense amplifier to sense the stored information, if there is a defect in the dummy data line, the selector sets the spare data. By switching to the line, the relief can be performed, so that the product yield can be increased.

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

【図1】この発明が適用された縦型ROMの一実施例を
示す要部回路図である。
FIG. 1 is a main part circuit diagram showing one embodiment of a vertical ROM to which the present invention is applied.

【図2】この発明に係る半導体記憶装置の他の一実施例
を示す要部回路図である。
FIG. 2 is a main part circuit diagram showing another embodiment of the semiconductor memory device according to the present invention.

【図3】この発明に係る半導体記憶装置における選択制
御回路を含む一実施例の具体的回路図である。
FIG. 3 is a specific circuit diagram of one embodiment including a selection control circuit in the semiconductor memory device according to the present invention.

【図4】この発明が適用された横型ROMの一実施例を
示す要部回路図である。
FIG. 4 is a main part circuit diagram showing one embodiment of a horizontal ROM to which the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

W0〜Wn…ワード線、D0〜Dn…データ線、DD
0,DD1…ダミーデータ線、MB0,MB1…メモリ
ブロック、XPDCR…プリデコーダ回路、DCR0,
DCR1…デコーダ回路、YDCR…カラムデコーダ回
路、SA…差動型センスアンプ、SEL…セレクタ、S
LC…選択制御回路、CW…カラムスイッチ、DR…抵
抗、PAD…パッド、F…ヒューズ手段、G1…ノアゲ
ート回路、G2,G3…アンドゲート回路、N1〜N5
…インバータ回路、M−ARY…メモリアレイ、XAD
B・DCR…Xアドレスバッファ・デコーダ、YADB
・DCR…Yアドレスバッファ・デコーダ、PA0,P
A1,DPA…プリアンプ、A0,A1…差動アンプ。
W0-Wn ... word line, D0-Dn ... data line, DD
0, DD1 ... Dummy data line, MB0, MB1 ... Memory block, XPDCR ... Predecoder circuit, DCR0,
DCR1: Decoder circuit, YDCR: Column decoder circuit, SA: Differential sense amplifier, SEL: Selector, S
LC: selection control circuit, CW: column switch, DR: resistor, PAD: pad, F: fuse means, G1: NOR gate circuit, G2, G3: AND gate circuit, N1 to N5
... Inverter circuit, M-ARY ... Memory array, XAD
B ・ DCR ... X address buffer / decoder, YADB
DCR: Y address buffer decoder, PA0, P
A1, DPA: preamplifier, A0, A1: differential amplifier.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古野 毅 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株式会社 日立製作所 武蔵工場内 (56)参考文献 特開 昭64−80069(JP,A) 特開 平1−279498(JP,A) 特開 平1−235098(JP,A) 特開 平2−196444(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/10 G11C 17/12 H01L 21/82 H01L 21/8246 H01L 27/112 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Takeshi Furuno 5-20-1, Kamisumihonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Inside the Musashi Plant, Hitachi, Ltd. (56) References JP-A 64-80069 (JP, A) JP-A-1-279498 (JP, A) JP-A-1-235098 (JP, A) JP-A-2-196444 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 27/10 G11C 17/12 H01L 21/82 H01L 21/8246 H01L 27/112

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 記憶素子がマトリックス配置されてなる
メモリアレイと、上記記憶素子の読み出し基準電圧を形
成するダミー記憶素子が結合された複数のダミーデータ
線と、上記複数のダミーデータ線の中から不良が存在し
ない1つのダミーデータ線を選択するセレクタと、上記
メモリアレイの中の選択された記憶素子の記憶情報をセ
レクタを介して選択されたダミーデータ線の基準電圧を
参照してセンスする差動型のセンスアンプとを含むこと
を特徴とする半導体記憶装置。
1. A memory array in which storage elements are arranged in a matrix, a plurality of dummy data lines in which dummy storage elements forming a read reference voltage of the storage elements are coupled, and a plurality of dummy data lines. A selector for selecting one dummy data line having no defect, and a difference for sensing storage information of a selected storage element in the memory array with reference to a reference voltage of the selected dummy data line via the selector. A semiconductor memory device comprising a dynamic sense amplifier.
【請求項2】 上記複数のダミーデータ線の中から1つ
のダミーデータ線を選択する選択信号はヒューズ手段の
切断の有無により形成されることを特徴とする請求項1
の半導体記憶装置。
2. The method according to claim 1, wherein the selection signal for selecting one dummy data line from the plurality of dummy data lines is formed based on whether or not fuse means is cut.
Semiconductor storage device.
【請求項3】 上記差動型のセンスアンプの基準電位側
には、ダミー記憶素子と等価な抵抗手段が選択的に接続
され、これを基準にしたデータ線の読み出し結果と、上
記複数のダミーデータ線を基準にした読み出し結果とを
比較することにより、ダミーデータ線の良/不良の判定
を行うものであることを特徴とする請求項1又は請求項
2の半導体記憶装置。
3. A resistance means equivalent to a dummy storage element is selectively connected to a reference potential side of the differential type sense amplifier, and a read result of a data line based on the resistance means is connected to the plurality of dummy sense elements. 3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the quality of the dummy data line is determined by comparing a read result based on the data line.
【請求項4】 プロービング時に所定の電位が与えられ
る電極を用いて、不良のダミーデータ線を冗長用のデー
タ線に切り替える回路を備えてなることを特徴とする請
求項1の半導体記憶装置。
4. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a circuit for switching a defective dummy data line to a redundant data line using an electrode to which a predetermined potential is applied during probing.
【請求項5】 ヒューズ手段の切断により、不良のダミ
ーデータ線を冗長用のデータ線に切り替える回路を備え
てなることを特徴とする請求項4の半導体記憶装置。
5. The semiconductor memory device according to claim 4, further comprising a circuit for switching a defective dummy data line to a redundant data line by cutting the fuse means.
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