JP3540586B2 - Semiconductor storage device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マスクROMと書き換え可能なPROMとを有する半導体記憶装置に係わり、特にPROMに書き込まれたデータを見かけ上消去し書き換え可能とするような半導体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のマスクROMでは、マスクROMの製造中にデータが書き込まれ、製造後にユーザがデータを書き換えることはできない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来のマスクROMでは、ユーザがマスクROMを購入した後、ユーザ側のプログラムのバグ等によるデータの誤りが見つかったときは、このマスクROMは廃棄しなければならない。
【0004】
しかし、このデータの誤りは数ビット程度であることが多く、この数ビットの誤ったデータを書き換えることができれば、このマスクROMを廃棄せずに使用することが可能となる。
【0005】
そのため、従来から特願平7−320182号に示すように、チップ上にマスクROMの他にユーザがデータを書き込むことができるメモリセルを設け、マスクROMにおける数ビットのバグを救済することが考えられている。
【0006】
この場合、修正したデータをそのメモリセルに書き込んだ後に、再度同じアドレスのデータを書き換える必要が生じることがある。したがって、救済用のメモリセルはEEPROMのような消去可能なセルであることが望ましい。
【0007】
しかし、消去可能なセルの製造工程は、マスクROMより複雑であるため、製造コストが上昇してしまう。
【0008】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、その目的は、マスクROMと同一の製造工程で作製することができるメモリセルを用いて、同一のアドレスのデータを2度以上書き換え可能な半導体記憶装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発名の半導体記憶装置は、マスクROMセルアレイと、前記マスクROMセルアレイの誤データに対応するアドレスの少なくとも一部を記憶する第1のPROMセルアレイと、前記第1のPROMセルアレイに記憶されるアドレスの一部に対応する1つ以上のデータ群を記憶する第2のPROMセルアレイと、外部より入力されたアドレス信号が、前記第1のPROMセルアレイに記憶されるアドレスと一致するか否かを検出し、一致した場合には前記第2のPROMセルアレイより対応するデータ群を読み出すデータ読み出し手段とを有し、前記データ読み出し手段は、前記第1のPROMセルアレイに一致するアドレスが2以上記憶されていた場合に、対応する1つ以上のデータ群の中から優先順位が最も高いデータ群を選択して読み出すことを特徴とする。
【0010】
また、この発明の半導体記憶装置は、マスクROMセルアレイと、このマスクROMセルアレイに記憶されたデータを読み出す第1の読み出し手段と、前記マスクROMセルアレイの誤りデータに対応するアドレスの一部を記憶する第1のPROMセルアレイと、前記マスクROMセルアレイの不良セルに対応するアドレスの一部を記憶する第2のPROMセルアレイと、前記第1のPROMセルアレイに記憶されるアドレスの一部に対応する1つ以上のデータ群を記憶する第3のPROMセルアレイと、前記第2のPROMセルアレイに記憶されるアドレスの一部に対応する1つ以上のデータ群を記憶する第4のPROMセルアレイと、外部より入力されたアドレスが、前記第1のPROMセルアレイに記憶されるアドレスと一致するか否かを検知する第1のアドレス検知手段と、外部より入力されたアドレスが、前記第2のPROMセルアレイに記憶されるアドレスと一致するか否かを検知する第2のアドレス検知手段と、前記第2のアドレス検知手段が前記アドレスの一致を検知した場合、前記第4のPROMセルアレイを選択するための信号を出力する第1の信号生成手段と、前記第1のアドレス検知手段が前記アドレスの一致を検知した場合、前記第3のPROMセルアレイの中から優先順位が最も高いデータ群を選択するための信号を出力するとともに、前記第1の信号生成手段を非活性とする第2の信号生成手段と、前記第3のPROMセルアレイより対応するデータ群を読み出す第2の読み出し手段とを具備している。
【0012】
また、この発明の半導体記憶装置は、マスクROMセルアレイと、このマスクROMセルアレイに記憶されたデータを読み出す第1の読み出し手段と、前記マスクROMセルアレイに含まれる誤りデータのアドレスの一部を記憶する第1のPROMセルアレイと、前記マスクROMセルアレイに含まれる不良セルのロー方向のアドレスの一部を記憶する第2のPROMセルアレイと、前記マスクROMセルアレイに含まれる不良セルのカラム方向のアドレスの一部を記憶する第3のPROMセルアレイと、前記第1のPROMセルアレイに記憶されるアドレスの一部に対応する1つ以上のデータ群を記憶する第4のPROMセルアレイと、前記第2、第3のPROMセルアレイに記憶されるアドレスの一部に対応する1つ以上のデータ群を記憶する第5のPROMセルアレイと、外部より入力されたアドレスが、前記第1のPROMセルアレイに記憶されるアドレスと一致するか否かを検知する第1のアドレス検知手段と、外部より入力されたアドレスが、前記第2のPROMセルアレイに記憶されるアドレスと一致するか否かを検知する第2のアドレス検知手段と、外部より入力されたアドレスが、前記第3のPROMセルアレイに記憶されるアドレスと一致するか否かを検知する第3のアドレス検知手段と、前記第2のアドレス検知手段がアドレスの一致を検出するとともに、前記第3のアドレス検知手段がアドレスの一致を検出した場合、前記第2のアドレス検知手段の出力信号を選択し、前記第3のアドレス検知手段がアドレスの一致を検出したことを示す指示信号を生成する第1の選択手段と、前記第1の選択手段の出力信号に応じて、前記第5のPROMセルアレイのローを選択する第1のロー選択手段と、前記第1のアドレス検知手段がアドレスの一致を検出した場合、前記第1のロー選択手段を非活性とし、前記第4のPROMセルアレイの中から優先順位が最も高いローを選択する第2のロー選択手段と、前記第4、第5のPROMセルアレイのカラムを選択するカラム選択手段と、前記第1の選択手段から前記指示信号が出力されていない場合、前記カラム選択手段にカラムアドレスを供給し、前記第1の選択手段から前記指示信号が出力されている場合、前記カラム選択手段にローアドレスを供給する第2の選択手段と、前記第4、第5のPROMセルアレイの選択された一方よりデータ群を読み出す第2の読み出し手段とを具備している。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【0014】
図2は、本発明の第1の実施例のフロアプランを示す。以下、同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【0015】
図2に示すように、半導体チップ12上にマスクROMより構成される本体メモリセルアレイ1A,1Bが設けられている。ロウデコーダ2は、本体メモリセルアレイ1A,1Bの間に配置され、この2つの本体メモリセルアレイにより共用される。カラムデコーダ3A,3Bは、それぞれ本体メモリセルアレイ1A,1Bに隣接して配置されている。また、本体用センスアンプ4A,4Bは、それぞれカラムデコーダ3A,3Bに隣接して配置されている。
【0016】
また、半導体チップ12上には、電気的にデータを書き換え可能なPROMにより構成されるデータ記憶用のPROMセルアレイ5A,5Bが設けられている。カラムデコーダ7A,7Bは、それぞれPROMセルアレイ5A,5Bに隣接して配置されている。センスアンプ8A、8Bはこれらカラムデコーダ7A,7Bに接続されている。前記PROMセルアレイ5A,5Bには、ユーザによりデータが書き込まれる。
【0017】
さらに、PROMセルアレイ5A、5B間にアドレス記憶用のPROMセルアレイ9が配置されている。論理回路10は、PROMセルアレイ9に隣接して配置されている。
【0018】
また、図示せぬ複数のパッドが配置されるパッド領域11A、11Bは、半導体チップ12の互いに対向する2つの縁部にそれぞれ配置されている。
【0019】
図3は、図2に示した第1の実施例に用いられる1つのポリシリコン層を有するPROM(以下、一層PROMと称す)を示す平面図である。図4は、図3のIV−IV線に沿う断面図であり、図5は、図3のV−V線に沿う断面図である。図6は、一層PROMの等価回路図を示している。
【0020】
なお、図3において、斜線部は一般にSDG(ソース、ドレイン、ゲート)領域と呼ばれ、その領域にソース・ドレイン領域やゲート電極が形成される。
【0021】
半導体基板20上には、フィールド酸化膜21が形成されている。半導体基板20中にはワード線(コントロールゲート)22が形成されている。ワード線は、拡散層により構成される。
【0022】
ワード線22上には、複数のフローティングゲート23が配置されている。フローティングゲート23は、例えばWSiにより構成される。
【0023】
フローティングゲート23の一部の直下の半導体基板20内には、トランジスタのチャネルが形成されている。そのチャネルの両端の半導体基板20内には、ソース・ドレイン領域24A,24Bが形成されている。ソース・ドレイン領域24A,24Bは、拡散層により構成されている。
【0024】
ソース・ドレイン領域24A,24Bは、ビット線25に接続されている。
【0025】
なお、互いに隣接する一層PROM M1,M2は、ソース・ドレイン領域24A,24Bを共有している。
【0026】
この一層PROMをマスクROMに付加して設ける場合、一層PROMのワード線やソース・ドレイン領域とマスクROMのソース・ドレイン領域は同時に形成することができ、一層PROMのフローティングゲートとマスクROMのゲートは同時に形成することができる。そのため、製造工程数は増加せず、コストは上昇しない。
【0027】
以下、この一層PROMセルへデータを書き込む際の動作を説明する。
【0028】
まず、データを書き込みたいセルのコントロールゲートに高電位VPPを供給する。コントロールゲートに高電位が供給されているため、フローティングゲートの電位も上昇する。
【0029】
次に、セルのソースを接地し、ドレインに高電位VPPを供給する。その結果、セルのソース・ドレイン間にホットエレクトロンが発生し、フローティングゲートに電子が注入される。そのため、トランジスタの閾値電圧が上昇する。
【0030】
また、ドレインに高電位VPPを印加しなければ、ホットエレクトロンは発生しない。したがって、この場合、フローティングゲートに電子は注入されず、トランジスタの閾値電圧は変化しない。
【0031】
次に、このPROMセルからデータを読み出す際の動作を説明する。
【0032】
まず、データを読み出したいセルのコントロールゲートに通常の電源電位VDDを供給し、ソースに例えば1Vを印加する。セルのフローティングゲートに電子が注入されている場合は、閾値電圧が高いため、ソース・ドレイン間に電流は流れない。一方、セルのフローティングゲートに電子が注入されていないときは、閾値電圧が低いため、ソース・ドレイン間に電流が流れる。このように、電流が流れるか否かを検出することにより、セルに記憶されているデータを知ることができる。
【0033】
図1は、本発明の第1の実施例を示すブロック図である。このブロック図は、図2に示した半導体記憶装置のフロアプランにおけるデータ記憶用PROMセルアレイ5、アドレス記憶用PROMセルアレイ9、カラムデコーダ7、センスアンプ8及び論理回路10をより詳細に示したものである。図1に示したアドレス検知回路31、優先順位回路32及びプリデコーダ33は、図2に示したフロアプランでは論理回路10に設けられている。
【0034】
外部からパッドを介して供給されるアドレス信号は、カラムデコーダ7、プリデコーダ33と、図2に示した本体メモリセルアレイ用のロウデコーダ2、カラムデコーダ3A,3Bに供給される。
【0035】
プリデコーダ33は、入力されたアドレス信号に応じて信号φ1〜φ4、R1〜R4を生成し、その信号をアドレス記憶用PROMセルアレイ9に供給する。
【0036】
アドレス記憶用PROMセルアレイ9は、本体メモリセルアレイ内の誤りデータのアドレスの少なくとも一部を記憶する。
【0037】
アドレス検知回路31は、アドレス記憶用PROMセルアレイ9に記憶されたアドレスと入力されたアドレス信号とが一致するか否かを検知し、信号OHIT1〜OHIT4、信号OTPMODE(OTP: One Time Program )を出力する。半導体記憶装置の例えば図示せぬ出力回路は、信号OTPMODEに応じて本体メモリセルアレイが記憶するデータあるいはデータ記憶用PROMセルアレイ5が記憶するデータを外部に出力する。
【0038】
優先順位回路32は、信号OHIT1〜OHIT4の中から優先される信号を1つ選択し、データ記憶用PROMセルアレイ5に信号OTP1〜OTP4を供給する。
【0039】
データ記憶用PROMセルアレイ5は、本体メモリセルアレイ内の誤りデータを訂正したデータを記憶する。
【0040】
カラムデコーダ7は、アドレス信号に応じてデータ記憶用PROMセルアレイのカラム線を選択し、そのデータを読み出してセンスアンプ8に出力する。
【0041】
センスアンプ8は、図示せぬ出力回路を介して、読み出したデータを外部に出力する。
【0042】
図7は、図1に示した実施例に用いられるデータ記憶用PROMセルアレイ5とカラムデコーダ7の回路例を示す。
【0043】
本実施例では、アドレス信号の2ビットA0,A1を1つの単位とし、この単位毎に本体メモリセルアレイのデータを置き換える。
【0044】
カラムデコーダ7の入力端子には、アドレス信号A0,A1、制御信号C1,C2が供給される。カラムデコーダの4個の出力端子は、データ記憶用PROMセルアレイ5のカラム線COL1〜COL4にそれぞれ接続される。また、カラムデコーダは、高電位VPPが供給される端子と、センスアンプの入力端子と接続された端子を有する。
【0045】
カラムデコーダ7は、アドレス信号A0,A1に応じてカラム線COL1〜COL4のいずれか1つを選択し、制御信号C1,C2に応じてデータ書き込み時はその選択したカラム線を高電位VPPに接続し、データ読み出し時はその選択したカラム線をセンスアンプの入力端子に接続する。
【0046】
データ記憶用PROMセルアレイ5は、4個の一層PROMセルからなる例えば4個のバンクDBK1〜DBK4を有する。各バンクにおいて、第1ないし第4の一層PROMセルのドレインはそれぞれカラムラインCOL1〜COL4に接続され、ソースはいずれも接地されている。例えば、バンクDBK1は、一層PROMセルMD11〜MD14より構成され、PROMセルMD11〜MD14のドレインはそれぞれカラムラインCOL1〜COL4に接続される。また、同一のバンクの一層PROMのコントロールゲートは、同一のワード線に接続されている。バンクDBK1〜DBK4の共通のワード線には、それぞれ信号OTP1〜OTP4が供給される。
【0047】
図8は、図1に示した実施例に用いられるプリデコーダ33の動作を説明する図である。
【0048】
プリデコーダ33の入力端子には、アドレス信号の内の例えばA2,A3,A4,A5が供給される。また、プリデコーダ33は、アドレス信号A2〜A5に応じて、8ビットの信号φ1〜φ4、R1〜R4を出力する。
【0049】
図8A及び図8Bは、信号φ1〜φ4、R1〜R4と信号A2〜A5との関係を示す。信号Zは、信号Xと信号Yの論理和となっている。例えば、信号φ1は、/A2と/A3の論理和である。以下、/は反転信号を表すものとする。
【0050】
図8から分かるように、プリデコーダ33の出力信号φ1〜φ4のうち常に1つのみがハイレベルで他の信号はローレベルとなり、出力信号R1〜R4のうち常に1つのみがハイレベルで他の信号はローレベルとなる。例えば、信号A2〜A5がいずれもローレベルのときは、信号φ1と信号R1がハイレベルとなり、信号φ2〜φ4、R2〜R4がローレベルとなる。
【0051】
なお、プリデコーダの動作論理は、図8に示した論理に限られるものではない。
【0052】
図9は、図1に示した実施例に用いられるアドレス記憶用PROMセルアレイの回路例を示す。
【0053】
アドレス記憶用PROMセルアレイ9は、データ記憶用PROMセルアレイ5のバンク数と同じ数のバンクより構成される。各バンクは、プリデコーダ33の出力信号の数と同一の数の一層PROMセルより構成される。上述の例に対応させると、アドレス記憶用PROMセルアレイ9は、8個の一層PROMから構成される4個のバンクABK1〜ABK4を有する。
【0054】
各バンクにおいて、8個の一層PROMのコントロールゲートにはそれぞれ信号φ1〜φ4、R1〜R4が供給され、ソースはいずれも接地されている。
【0055】
例えば、バンクABK1は、8個の一層PROMセルMA11〜MA18から構成され、PROMセルMA11〜MA18のコントロールゲートにはそれぞれ信号φ1〜φ4、R1〜R4が供給される。また、各バンクの8個の一層PROMセルのドレインは共通のドレイン線に接続されている。バンクABK1〜ABK4のこの共通に接続されたドレイン線をそれぞれMOHIT1〜MOHIT4と呼ぶ。
【0056】
共通のドレイン線MOHIT1〜MOHIT4は、それぞれトランジスタQ1〜Q4のソースに接続される。トランジスタQ1〜Q4のゲートには、制御信号C11〜C14が供給される。トランジスタQ1〜Q4のドレインは、トランジスタQ5のソースに接続される。トランジスタQ5のドレインにはアドレス書き込み時に高電位VPPが供給され、トランジスタQ5のゲートには制御信号C15が供給される。
【0057】
また、以下、nを1から4までの自然数として、データ記憶用PROMセルアレイ5のバンクDBKnとアドレス記憶用PROMセルアレイのバンクABKnを合わせて、バンクnと呼ぶことにする。
【0058】
図10は、図1に示した実施例に用いられるアドレス検知回路31と優先順位回路32の回路例を示す。
【0059】
アドレス検知回路31において、トランジスタQ21〜Q24の電流経路の一端は図9に示したアドレス記憶用PROMセルアレイの共通ドレイン線MOHIT1〜MOHIT4にそれぞれ接続されている。トランジスタQ21〜Q24のゲートには、制御信号C21が供給される。トランジスタQ21〜Q24の電流経路の他端は、それぞれトランジスタQ25〜Q28のソースに接続される。トランジスタQ25〜Q28のドレインにはいずれも電源電位VDDが供給され、ゲートにはいずれも制御信号C22が供給される。通常、制御信号C21、C22は中間電位にある。
【0060】
また、トランジスタQ21〜Q24の電流経路の他端は、それぞれ例えば2段のインバータの入力端子に接続され、この2段のインバータの出力信号はそれぞれ信号OHIT1〜OHIT4となる。
【0061】
さらに、ノアゲートG1の第1ないし第4の入力端子には信号OHIT1〜OHIT4が供給される。ノアゲートG1の出力端子は、インバータG2の入力端子に接続される。インバータG2の出力端子から、信号OTPMODEが生成される。信号OTPMODEは、アドレス信号とアドレス記憶用PROMセルアレイに記憶されているアドレスとが一致するか否かを表す。信号OTPMODEに応じて本体メモリセルアレイが記憶するデータあるいはデータ記憶用PROMセルアレイ5が記憶するデータが半導体装置から出力される。
【0062】
優先順位回路32は、ナンドゲートG3〜G8とインバータG9〜G13より構成される。インバータG10〜G13は例えばレベルシフタを含み、データ記憶用PROMセルアレイ5へのデータ書き込み時に高電位VPPを出力する。
【0063】
図10に示すように、ナンドゲートG3〜G5の第1の入力端子にはそれぞれ信号OHIT2〜OHIT4が供給され、第2の入力端子にインバータで反転された信号TOTPが供給される。
【0064】
ナンドゲートG6の第1の入力端子には信号OHIT1が供給され、第2ないし第4の入力端子はそれぞれナンドゲートG3〜G5の出力端子に接続される。
【0065】
ナンドゲートG7の第1の入力端子には信号OHIT2が供給され、第2及び第3の入力端子はそれぞれナンドゲートG4、G5の出力端子に接続される。
【0066】
ナンドゲートG8の第1の入力端子には信号OHIT3が供給され、第2の入力端子はそれぞれナンドゲートG5の出力端子に接続される。
【0067】
インバータG9の入力端子には信号OHIT4が供給される。インバータG10〜G12の入力端子はそれぞれナンドゲートG6〜G8の出力端子に接続され、インバータG13の入力端子はインバータG9の出力端子に接続される。
【0068】
インバータG10〜G13の出力端子から、それぞれ信号OTP1〜OTP4が出力される。これらの信号OTP1〜OTP4は、前述のようにデータ記憶用PROMセルアレイ5のバンクDBK1〜DBK4のワード線にそれぞれ供給される。
【0069】
この優先順位回路により、バンクDBK1からバンクDBK4に優先順位が設けられる。上述の優先順位回路では、数字の大きいバンクほど優先度が高くなっている。例えば、バンクDBK1とバンクDBK2では、バンクDBK2の方が優先される。
【0070】
なお、上述のアドレス記憶用PROMセルアレイ9及びデータ記憶用PROMセルアレイ5にデータを書き込むために、例えばPROMライターが用いられる。PROMライターは、例えばアドレス信号A5〜A0、制御信号C1、C2、C11〜C15、C21、C22、TOTP、高電位VPP、電源電位VDDなどを供給する。
【0071】
以下、本実施例の書き込み動作及び読み出し動作を図11、図12を用いて説明する。なお、図11、図12では回路の一部を省略して描いている。
【0072】
例えば本体メモリセルアレイのアドレス“010010”のデータが誤りであった場合におけるユーザによる置き換え動作について説明する。本実施例では、アドレス信号の2ビットA0,A1を1つの単位として置き換えるため、マスクROMの“010000”番地から“010011”番地までのデータを置き換えなければならない。例えば、“010000”番地から“010011”番地のデータを1、0、1、0に置き換える。今、アドレス記憶用PROMセルアレイ9及びデータ記憶用PROMセルアレイ5のバンク1にはすでに他の番地のデータが書き込まれているものとする。
【0073】
この書き込み動作は、アドレス書き込み、アドレスベリファイ、データ書き込み、データベリファイの各処理により構成される。
【0074】
まず、アドレス書き込みについて説明する。アドレス記憶用PROMセルアレイ9の例えばバンクABK2に、誤りデータが記憶されているアドレスのビットA5〜A2を書き込む。
【0075】
すなわち、外部からアドレスパッドにアドレス信号を入力する。このアドレス信号A5〜A2は“0100”であり、ビットA4はハイレベルとなり、ビットA5、A3、A2はローレベルとなる。
【0076】
プリデコーダ33は、図8に示した論理に従って、A5〜A2よりφ1〜φ4、R1〜R4を生成する。従って、信号φ1及び信号R2がハイレベル、信号φ2〜φ4、R1、R3、R4がローレベルとなる。このハイレベルの信号は、高電位VPPである。
【0077】
また、アドレス記憶用バンクABK1〜ABK4の内の1つのバンクのドレインに高電位VPPを供給する。例えば、制御信号C12、C15をハイレベルとし、制御信号C11、C13、C14をローレベルとして、バンクABK2のドレインのみに高電位VPPを供給する。この際、アドレス検知回路31のトランジスタQ21〜Q24は非導通状態にある。
【0078】
その結果、図11に示すようにバンクABK2のPROMセルの内、セルMA21、MA26のフローティングゲートに電子が注入される。
【0079】
なお、これらの制御信号C11〜C15は、例えばROMライター等から供給される外部信号により定まる。よって、どのバンクにデータを書き込むかをユーザが決定することになる。
【0080】
次に、アドレスベリファイ動作について説明する。バンクABK2にアドレスが書き込まれたかチェックを行う。
【0081】
まず、外部からアドレスパッドにバンクABK2に書き込まれたアドレスに対応するアドレス信号を供給する。プリデコーダ33は、信号φ1及び信号R2をハイレベルにし、信号φ2〜φ4、R1、R3、R4をローレベルにして出力する。
【0082】
このとき、アドレス記憶用PROMセルアレイ9のトランジスタQ1〜Q5を非導通にする。また、アドレス検知回路31のトランジスタQ21〜Q28のゲートに中間電位を印加し、これらのトランジスタを導通させる。また、アドレス記憶用PROMセルアレイへの書き込みを防ぐため、アドレス検知回路のトランジスタQ25〜Q28に供給される電位は、高電位VPPよりも低い電位である。
【0083】
アドレス記憶用バンクABK2において、メモリセルMA21、MA26の閾値電圧が高く、それ以外のメモリセルの閾値電圧は低い。したがって、いずれのメモリセルもオフ状態にある。よって、バンクABK2の共通のドレイン線MOHIT2はハイレベルとなり、信号OHIT2はハイレベル(H)となる。
【0084】
一方、アドレス記憶用バンクABK1において、メモリセルMA11、MA17の閾値電圧は高いが、それ以外のメモリセルの閾値電圧は低い。メモリセルMA16のコントロールゲートにハイレベルの信号R2が供給されるため、メモリセルMA16がオンする。よって、バンクABK1の共通のドレイン線MOHIT1はローレベルとなり、信号OHIT1はローレベル(L)となる。
【0085】
バンクABK3,ABK4においてもバンクABK1と同様に、信号OHIT3,OHIT4はローレベル(L)となる。
【0086】
また、図10に示す信号TOTPはハイレベルにしておく。そのため、優先順位回路32において、信号OTP2はハイレベル、信号OTP1,OTP3,OTP4はローレベルとなる。
【0087】
したがって、信号OTP2がハイレベルになるか否かを測定することで、バンクABK2にアドレスが正常に書き込まれたか否か、すなわちリダンダンシーモードとなるか否かを確かめることができる。
【0088】
次に、データ記憶用PROMセルアレイ5のバンクDBK2にデータを書き込む。
【0089】
この際、プリデコーダ33、アドレス記憶用PROMセルアレイ9及びアドレス検知回路31は上述のアドレスベリファイ時と同様に動作させる。
【0090】
まず、優先順位回路32に供給される信号TOTPをローレベルにする。
【0091】
アドレス検知回路31より、OHIT2はハイレベル、OHIT1,OHIT3,OHIT4はローレベルとなるので、レベルシフタG10〜G13により、信号OTP2は高電位VPPであるハイレベルとなり、信号OTP1、OTP3,OTP4はローレベルとなる。
【0092】
また、図7に示すアドレスパッドを介して外部からアドレス信号A1,A0を適切に供給し、データを書き込む必要がある場合はカラム線COL1〜COL4のいずれかを選択する。次に制御信号C1をハイレベル、C2をローレベルとして、選択されたカラム線に高電位VPPを供給し、データの書き込みを行う。
【0093】
その結果、図11に示すように、データ記憶用PROMセルアレイ5のバンクDBK2にアドレス“010000”〜“010011”に対応するデータが書き込まれる。ここで、図11に示したメモリセルMD21、MD22、MD23、MD24は、それぞれアドレス“010000”、“010010”、“010001”、“010011”に対応している。
【0094】
次に、データベリファイについて説明する。
【0095】
この際、プリデコーダ33、アドレス記憶用PROMセルアレイ9及びアドレス検知回路31は上述のデータ書き込み時と同様に動作させる。
【0096】
図10に示す優先順位回路32において、信号TOTPをローレベルとする。また、レベルシフタG10〜G13には中間電位を出力させるようにする。よって、信号OTP2は中間電位となり、信号OTP1、OTP3,OTP4はローレベルとなる。
【0097】
さらに、図7に示すアドレス信号A1,A0を供給し、カラム線COL1〜COL4のいずれかをセンスアンプ8に接続する。
【0098】
その結果、データ記憶用PROMセルアレイ5のバンクDBK2に書き込まれたデータがセンスアンプに読み出される。
【0099】
次に、バンクに書き込んだデータを再び書き直す場合の動作を説明する。
【0100】
例えば、図11に示したように、バンクABK1に“100000”番地から“100011”番地までのデータが書き込まれ、バンクABK2に“010000”番地から“010011”番地までのデータが書き込まれており、バンクABK2に記憶されたデータを再び書き換えるとする。
【0101】
まず、上述したように、アドレス記憶用PROMセルアレイ9のバンクABK3にバンクABK2と同一のデータを書き込む。
【0102】
続いて、上述したように、アドレスベリファイを行う。アドレス検知回路31の出力信号OHIT2、OHIT3がハイレベルとなる。信号TOTPがハイレベルであるため、優先順位回路32の出力信号OTP2、OTP3がハイレベルとなる。よって、バンク2及びバンク3がOTPモードとなることが確認される。
【0103】
次に、上述したように、データ記憶用PROMセルアレイ5のバンクDBK3に修正したデータを書き込む。この場合、信号TOTPがローレベルであるので、優先順位回路32はバンク間の順位付けを行う。その結果、信号OTP3はハイレベルとなり、信号OTP2はローレベルとなる。これにより、図12に示すように、データ記憶用PROMセルアレイのバンクDBK3にデータが書き込まれる。
【0104】
続いて、上述したものと同様にして、データベリファイを行う。
【0105】
次に、本実施例の読み出し動作を説明する。例えば、“010010”番地のデータを読み出すとする。
【0106】
このアドレス信号は、アドレスバスを介してプリデコーダ33及びカラムデコーダ7に供給される。
【0107】
プリデコーダ33は、信号φ1、R2をハイレベルにし、その他の出力信号をローレベルにして出力する。
【0108】
アドレス記憶用PROMセルアレイ9のトランジスタQ1〜Q5はオフしている。また、アドレス検知回路31のトランジスタQ21〜Q28はオンし、トランジスタQ24〜Q28のドレインに電源電位VDDが供給されている。
【0109】
したがって、アドレス検知回路31の出力信号OHIT2,OHIT3はハイレベルであり、信号OHIT1,OHIT4はローレベルとなる。
【0110】
よって、信号OTPMODEはハイレベルとなる。その結果、本体メモリセルアレイが記憶するデータの出力は停止され、データ記憶用PROMセルアレイが記憶するデータが外部に出力されるようになる。
【0111】
また、信号TOTPをハイレベルとする。この結果、優先順位回路32の出力信号OTP3がハイレベルとなり、その他の信号OTP1,OTP2,OTP4はローレベルとなる。
【0112】
したがって、データ記憶用PROMセルアレイ5において、バンクDBK3のコントロールゲートのみがハイレベルとなる。バンクDBK2のコントロールゲートはローレベルであるため、バンク2に記憶された同一アドレスのデータは読み出されない。
【0113】
また、カラムデコーダ7において、アドレス信号A1、A0はそれぞれ“1”、“0”である。その結果、メモリセルMD32が保持するデータがセンスアンプ8に読み出される。
【0114】
このように、本実施例では、マスクROMの同一のアドレスのデータを二度以上書き換えるとき、新たなPROMセルに新たなデータを書き込み、以前のデータを保持するPROMセルからデータを読み出すことができないようにする。その結果、見かけ上、データの消去及び書き換えが可能となり、擬似的にEEPROMと同様の機能を実現することができる。
【0115】
また、このPROMセルは一層PROMであるため、マスクROMと同一の製造工程で作製できる。そのため、製造コストはほとんど上昇しない。
【0116】
図13は、本発明の第2の実施例を示すものであり、優先順位回路の変形例を示している。
【0117】
第2の実施例は、優先順位回路34をトランジスタQ31〜Q36で構成している。それ以外は、第1の実施例と同様の構成である。
【0118】
この優先順位回路34において、アドレス検知回路31の出力信号OHIT2は、トランジスタQ31のゲートに供給される。アドレス検知回路31の出力信号OHIT3は、トランジスタQ32、Q34のゲートに供給される。アドレス検知回路31の出力信号OHIT4は、トランジスタQ33、Q35、Q36のゲートに供給される。また、トランジスタQ31〜Q33のドレインは、アドレス記憶用PROMセルアレイ9のバンクABK1の共通のドレイン線MOHIT1に接続される。トランジスタQ34、Q35のドレインは、アドレス記憶用PROMセルアレイ9のバンクABK2の共通のドレイン線MOHIT2に接続される。トランジスタQ36のドレインは、アドレス記憶用PROMセルアレイ9のバンクABK3の共通のドレイン線MOHIT3に接続される。さらに、トランジスタQ31〜Q36のソースは接地されている。
【0119】
この優先順位回路34は、アドレス検知回路31により入力アドレス信号と一致していると判断されたバンクの中で、最も優先度が高いバンク以外のバンクの共通のドレイン線をローレベルにする。その結果、最も優先度の高いバンクのデータのみがデータ記憶用PROMセルアレイから読み出される。
【0120】
第2の実施例では、マスクROMと同一の製造工程で作製できる一層PROMセルを用いて、擬似的にEEPROMと同様の効果を得ることができる。
【0121】
また、第2の実施例の優先順位回路は、図10に示した優先順位回路よりも少ない素子で構成することができる。そのため、バンクの数が多い場合、優先順位回路の占める面積をより小さくすることが可能となる。
【0122】
図14は、本発明の第3の実施例を示している。第3の実施例は、第1及び第2の実施例における優先順位回路に代えてディスイネーブル回路35を用いている。それ以外の構成は、第1の実施例と同様である。
【0123】
ディスイネーブル回路35は、PROMセルアレイ5、9のバンク数と同一の数の一層PROMセルM11〜M14を有する。PROMセルM11〜M14のコントロールゲートは共通の線C31に接続される。また、PROMセルM11〜M14のドレインは、例えば図9に示したトランジスタQ1〜Q5と同様の回路よりなる書き込み回路の出力端子C32〜C35に接続される。
【0124】
また、PROMセルMA11〜MA14のドレインは、それぞれトランジスタQ41〜Q44の電流経路の一端に接続される。トランジスタQ41〜Q44のゲートには、制御信号C36が供給される。トランジスタQ41〜Q44の電流経路の他端は、それぞれトランジスタQ45〜Q48のソースに接続される。トランジスタQ45〜Q48のドレインにはいずれも電源電位VDDが供給され、ゲートにはいずれも制御信号C37が供給される。制御信号C36、C37は、通常、中間電位にある。
【0125】
さらに、トランジスタQ41〜Q44の電流経路の他端はそれぞれ例えば2段のインバータの入力端子に接続される。この2段のインバータの出力信号はそれぞれノアゲートG21〜G24の第1の入力端子に供給される。ノアゲートG21〜G24の第2の入力端子には信号OHIT1〜OHIT4の反転信号が供給される。ノアゲートG21〜G24の出力信号は、信号OTP1〜OTP4となり、データ記憶用PROMセルアレイ5のワード線にそれぞれ供給される。
【0126】
以下、第3の実施例の動作について説明する。
【0127】
まず、バンク1にデータを書き込む。すなわちアドレス記憶用PROMセルアレイ9のバンクABK1及びデータ記憶用PROMセルアレイ5のバンクDBK1にデータを書き込む。
【0128】
次に、バンクDBK1に記憶されたデータをさらに書き換える場合、ディスイネーブル回路35のPROMセルM11に書き込みを行い、その閾値電圧を高くする。続いて、例えばバンク2にアドレスと新たに書き込みたいデータを記憶させる。
【0129】
データ読み出し時、バンク1及びバンク2に記憶されたアドレスが入力されると、アドレス検知回路31の出力信号OHIT1、OHIT2はいずれもハイレベルとなる。
【0130】
また、データ読み出しの際、ディスイネーブル回路35の共通のコントロールゲート線C31に電源電位VDDが供給される。また、トランジスタQ41〜Q48は導通している。よって、メモリセルM11、M12はそれぞれオフ状態、オン状態にあり、ノアゲートG21、G22の第1の入力端子はそれぞれハイレベル、ローレベルになる。
【0131】
したがって、ナンドゲートG21の出力信号OTP1はローレベル、ナンドゲートG22の出力信号OTP2はハイレベルとなり、バンク1は非選択となる。これによりバンク2に書き込んだデータのみが選択され、読み出される。
【0132】
バンク3、バンク4にはバンク1、バンク2と同じアドレスのデータを再度書き込んでデータを置き換えてもよいし、他のアドレスのデータを書き込んでデータを置き換えてもよい。
【0133】
第3の実施例では、第1の実施例と同様に、マスクROMと同一の製造工程で作製できる一層PROMセルを用いて、擬似的にEEPROMと同様の効果を得ることができる。
【0134】
上述の第1及び第2の実施例のように、バンク毎に優先順位を与える方式では、ユーザが使用したバンク名を覚えておかなくてはならない。このような面倒を避けるには、書き込むバンクの順番を自動的に規定し、一番はじめに書き込みに使用するバンクがバンク1であり、次に書き込みに使用するバンクがバンク2となるような手段をさらに設ける必要がある。
【0135】
図15は、このような自動バンク指定回路の回路例を示す。この回路は、上述の第1及び第2の実施例に付加されるものである。
【0136】
図15に示すように、トランジスタQ51のドレインに高電位VPPが供給され、ゲートに制御信号C41が供給される。トランジスタQ51のソースは、トランジスタQ52〜Q54のドレインに接続される。トランジスタQ52〜Q54のソースは、それぞれPROMセルM21〜M23のドレインに接続される。
【0137】
PROMセルM21〜M23は、上述の一層PROMにより構成される。PROMセルM21〜M23のコントロールゲートは、共通の線C42に接続される。
【0138】
線C42には、例えばチップイネーブル信号CEの反転信号がレベルシフタを介して供給される。また、PROMセルM21〜M23のソースは接地される。
【0139】
PROMセルM21〜M23のドレインは、それぞれトランジスタQ55〜Q57の電流経路の一端に接続される。トランジスタQ55〜Q57のゲートには、制御信号C43が供給される。トランジスタQ55〜Q57の電流経路の他端は、それぞれトランジスタQ58〜Q60のソースに接続される。トランジスタQ58〜Q60のドレインにはいずれも電源電位VDDが供給され、ゲートにはいずれも制御信号C44が供給される。制御信号C43、C44は、通常、中間電位にある。
【0140】
さらに、トランジスタQ55〜Q57の電流経路の他端はそれぞれインバータG31、G33、G35の入力端子に接続される。インバータG31、G33、G35の出力端子は、それぞれインバータG32、G34、G36の入力端子に接続される。
【0141】
ナンドゲートG37において、第1ないし第3の入力端子はそれぞれインバータG32、G34、G36の出力端子に接続される。ナンドゲートG37の出力端子はインバータG38の入力端子に接続される。
【0142】
ナンドゲートG39において、第1ないし第3の入力端子はそれぞれインバータG31、G34、G36の出力端子に接続される。ナンドゲートG39の出力端子はインバータG40の入力端子に接続される。
【0143】
ナンドゲートG41において、第1ないし第3の入力端子はそれぞれインバータG31、G33、G36の出力端子に接続される。ナンドゲートG41の出力端子はインバータG42の入力端子に接続される。
【0144】
ナンドゲートG43において、第1ないし第3の入力端子はそれぞれインバータG31、G33、G35の出力端子に接続される。ナンドゲートG43の出力端子はインバータG44の入力端子に接続される。
【0145】
インバータG44、G42、G40、G38の出力端子は、例えば図9に示したアドレス記憶用PROMセルアレイ9の書き込み回路を構成するトランジスタQ1〜Q4のゲートにそれぞれ接続される。
【0146】
また、インバータG40、G42、G44の出力端子は、それぞれトランジスタQ52、Q53、Q54のゲートに接続される。
【0147】
以下、この自動バンク指定回路の動作について説明する。
【0148】
バンク1ないしバンク4に何らデータが書き込まれていないとき、自動バンク指定回路のPROMセルM21〜M23の閾値電圧は低いままである。そのため、信号C11のみがハイレベルであり、アドレス記憶用PROMセルアレイ9のバンク1が指定される。信号C12〜C14はローレベルにある。
【0149】
その後、アドレス記憶用PROMセルアレイ9及びデータ記憶用PROMセルアレイ5にデータを書き込む場合、信号C11がハイレベルにあるため、バンク1にデータが書き込まれる。
【0150】
バンク1へのデータの書き込みが終わると、制御信号C41をハイレベルにする。信号C11のみがハイレベルにあるため、トランジスタQ54を介してPROMセルM23のドレインに高電位VPPが印加される。同時にPROMセルM23のコントロールゲートに高電位VPPを印加する。その結果、PROMセルM23のフローティングゲートに電子が注入され、その閾値電圧は高くなる。このPROMセルへの書き込みは、次のバンクへデータを書き始める前に行わなければならない。
【0151】
PROMセルM23の閾値電圧が高くなると、信号C12がハイレベルとなり、信号C11、C13、C14はローレベルとなる。よって、自動バンク指定回路は、バンク2を指定することになる。
【0152】
以下、同様にしてバンク2の書き込み後は、PROMセルM22にデータを書き込み、信号C13のみをハイレベルにする。バンク3の書き込み後も同様である。
【0153】
このように、自動バンク指定回路を設けることにより、ユーザが使用したバンクを覚えておかなくても、優先順位の高いバンクにデータを書き込むことができる。
【0154】
なお、上述の実施例でバンクは4個設けられているが、これに限られるものではない。
【0155】
また、上述の実施例では、アドレスA0,A1を単位としてマスクROMのデータを置き換えているが、これに限られるものではない。アドレスのすべてのビットをアドレス記憶用PROMセルアレイに記憶させ、マスクROMのデータを1ビット単位で置き換えてもよい。
【0156】
次に、この発明の第4の実施例について説明する。第4の実施例は、PROMセルによりユーザデータのバグを修復可能とするとともに、製造時に生じた不良セルの置き換えも可能としている。
【0157】
図16は、半導体記憶装置の全体的な構成を示している。図16において、MROM(マスクROM)セルアレイ51、52には、それぞれローデコーダ53、54、カラムデコーダ55、56が接続されている。前記ローデコーダ53、54にはロープリデコーダ57が接続され、前記カラムデコーダ55、56にはカラムプリデコーダ58が接続されている。前記ロープリデコーダ57にはアドレス信号A5〜A11が供給され、カラムプリデコーダ58にはアドレス信号A1〜A4が供給されている。前記MROMセルアレイ51、52のメモリセルは、前記ローデコーダ53、54、カラムデコーダ55、56、ロープリデコーダ57、カラムプリデコーダ58により選択される。カラムデコーダ55、56にはセンスアンプ59、60がそれぞれ接続されている。前記選択されたメモリセルから読み出されたデータはセンスアンプ59、60を介して出力される。これらセンスアンプ59、60にはアドレス信号A0及び図示せぬチップイネーブル信号が供給されている。
【0158】
一方、この半導体記憶装置は、ユーザが書換え可能なデータ記憶用PROMセルアレイとしてのOTPPROMセルアレイ61、62、及び冗長系のPROMセルアレイとしてのR/DPROM63、64を有している。OTPPROMセルアレイ61、62は、ユーザモード時に書換えられ、R/DPROM63、64は、不良セル書換えモード時に書換えられる。
【0159】
この実施例では、説明を簡単化するため、前記MROMセルアレイ51、52のロー方向をアドレスA0〜A5により選択される64セル、カラム方向をアドレスA6〜A11により選択される64セルとし、各MROMセルアレイは2I/O構成とされ、全体で4I/Oとする。
【0160】
前記MROMセルアレイに不良セルが有る場合、各MROMセルアレイの1ワード線(128セル)が、前記R/DPROMにより置き換えられる。この置き換えの単位の中にはアドレスA0〜A5により選択される全セルと同じアレイ内の2I/Oを含んでいる。ユーザによりデータを書き換える場合、両MROMセルアレイの1ワード線づつ(256セル)を1単位として書き換えられる。この単位の中には、アドレスA0〜A5により選択される全セルと、4I/Oを含んでいる。すなわち、不良セルの置き換えの場合、アレイ毎(2I/O)にメモリセルを置き換え、ユーザによる書き換えは、4I/O毎にメモリセルを置き換える。また、不良セルの置き換えの場合、1つのR/DPROMアレイにおいて選択されるワード線の数は4本であり、ユーザによる書き換えの場合、両TOPPROMセルアレイにおいて、4本づつ計8本のワード線が選択される。
【0161】
前記OTPPROMセルアレイ61、62、及びR/DPROM63、64には、所謂スペアローデコーダとしてのR/Dローデコーダ65、66と、R/Dカラムデコーダ67、68が接続されている。R/Dカラムデコーダ67、68は前記カラムプリデコーダ58に接続されている。OTPPROMセルアレイ61、62のメモリセルは、これらR/Dローデコーダ65、66と、R/Dカラムデコーダ67、68により選択される。R/Dローデコーダ65、66には、高電位VPP、アドレス信号A0、A5、及び信号TOTP、TRDが供給されている。
【0162】
OTP,R/Dプリデコーダ69には、アドレス信号A6〜A11、高電位VPPが供給されている。このOTP,R/Dプリデコーダ69は、OTPアドレス記憶用PROMセル70、R/Dアドレス記憶用PROMセル71が接続されている。このOTP,R/Dプリデコーダ69は出力部に後述するレベルシフト回路を有している。
【0163】
OTPアドレス記憶用PROMセル70は前記OTPPROMセルアレイ61、62のローアドレスを記憶し、R/Dアドレス記憶用PROMセル71はR/DPROMセルアレイ63、64のローアドレスを記憶する。これらOTPアドレス記憶用PROMセル70、R/Dアドレス記憶用PROMセル71には書込負荷回路72が接続されている。この書込負荷回路72にはアドレス信号A0〜A2、高電位VPP、チップイネーブル信号CE,後述する信号TOTP、TRD、WRITEが供給されている。この書込負荷回路72は、アドレスの書込み時に選択されたメモリセルに高電圧を供給する。
【0164】
前記OTPアドレス記憶用PROMセル70の出力端にはアドレス検知回路73が接続され、R/Dアドレス記憶用PROMセル71の出力端にはアドレス検知回路74が接続されている。アドレス検知回路73はデータの読み出し時にOTPアドレス記憶用PROMセル70からアドレス信号が出力されているか否かを検知し、アドレス検知回路74はR/Dアドレス記憶用PROMセル71からアドレス信号が出力されているか否かを検知する。
【0165】
アドレス検知回路73の出力端にはOTP優先回路75が接続され、アドレス検知回路74の出力端にはR/Dイネーブル回路76が接続されている。前記OTP優先回路75は、アドレス検知回路73の出力信号の内から最新に更新されたアドレスを選択し、これを信号OTP1〜4として前記R/Dローデコーダ65、66に供給する。これとともに、ユーザモードであることを示す信号OTPMODを発生し、R/Dイネーブル回路76に供給する。R/Dイネーブル回路76は、アドレス検知回路74の出力信号に応じて、R/DPROMセルアレイ63を選択するための信号RD1L〜RD4LをR/Dローデコーダ65に供給し、R/DPROMセルアレイ64を選択するための信号RD1R〜RD4RをR/Dローデコーダ66に供給する。また、ユーザモードの場合、OTP優先回路75から供給される信号OTPMODに応じて、信号RD1R〜RD4R、信号RD1L〜RD4Lの出力を禁止する。これにより、データの読み出し時にユーザが書き込んだデータが優先して読み出される。
【0166】
前記R/Dカラムデコーダ67、68には、書込用負荷回路を有するR/Dセンスアンプ77、78が接続されている。これらR/Dカラムデコーダ67、68には、高電位VPP及びチップイネーブル信号CEがそれぞれ供給されている。このR/Dセンスアンプ77の出力端は前記センスアンプ59の出力端とともに切替回路79の入力端に接続され、R/Dセンスアンプ78の出力端は前記センスアンプ60の出力端とともに切替回路80の入力端に接続される。これら切替回路79、80は通常の読み出し時にセンスアンプ59、60の出力信号を選択し、ユーザモード、及びリダンダンシーモード時に、前記R/Dイネーブル回路76から出力される信号SPMODR、SPMODLに応じて、前記R/Dセンスアンプ77、78の出力信号を選択する。前記切替回路79、80の出力端は出力バッファ81を介してパッド82に接続されている。この出力バッファ81には出力イネーブル信号/OE及びチップイネーブル信号CEが供給されている。したがって、MROMセルアレイ51、52、又はOTPRPROMセルアレイ61、62、並びにR/DPROMセルアレイ63、64から読み出されたデータは、出力イネーブル信号/OE及びチップイネーブル信号CEに応じて出力バッファ81を介してパッド82に出力される。
【0167】
前記パッド82はデータ入力回路83を介して前記R/Dセンスアンプ77、78に接続されている。パッド82に供給されたデータは、データ入力回路83を介して前記R/Dセンスアンプ77、78に供給される。
【0168】
データ書込用デコーダ84は前記R/Dローデコーダ65、66に接続されている。このデータ書込用デコーダ84には前記信号WRITE、TOTP、TRD、アドレス信号A6、A7が供給されている。このデータ書込用デコーダ84はデータの書込み時に前記各信号に基づいて信号SBANK1〜SBANK4を生成し、前記R/Dローデコーダ65、66に供給する。したがって、データの書込み時には前記OTPアドレス記憶用PROMセル70、R/Dアドレス記憶用PROMセル71を使用せず、データ書込用デコーダ84、前記R/Dローデコーダ65、66によりOTPPROMセルアレイ61、62、R/DPROMセルアレイ63、64が選択される。
【0169】
図17は、図16に示す前記MROM51、52の1I/Oを示し、図18は図17中の1ブロックの構成を示している。図17に示すように、1I/Oは16個のブロックによって構成され、図18に示すように、1ブロックは16個のバンクによって構成されている。図17、図18に示すように、ロー方向のバンク及びブロックは、アドレス信号A1〜A4を用いて選択され、カラム方向のバンク、及びブロックはアドレス信号A8〜A11を用いて選択される。
【0170】
図19Aは、図18に示す1バンクの回路構成を示し、図19Bはワード線の選択論理を示している。図19Aに示す回路において、1バンクはロー方向に配置された4セル、カラム方向に配置された4セルによって構成されている。カラムデコーダ55(56)により1本のビット線と隣り合った2本のカラム線が選択され、ビット線はセンスアンプ59(60)に接続される。カラム線のうちの一方には接地電位VSSが供給され、他方にはセンスアンプに供給される電位と同じ中間電位が供給される。この実施例において、センスアンプ59(60)はカラム線の接地電位VSSと中間電位を選択するために、アドレス信号A0を使用している。
【0171】
さらに、ローデコーダ53(54)の出力信号SGU、SGDのうちの一方がハイレベル“H”、他方がローレベル“L”となることにより、図中のバンクのロー方向4セルのうちの1セルが選択される。この実施例では、この選択にアドレス信号A5を使用している。カラム方向は、アドレス信号A6、A7により1本のワード線が選択される。上記のようにして、アドレス信号が供給されると、MROM内の1セルが選択される。
【0172】
図20は、前記OTPアドレス記憶用PROMセル70、R/Dアドレス記憶用PROMセル71の構成を示している。MROM51、52はアドレス信号A0〜A5までを1単位としているため、OTP、R/Dプリデコーダ69、OTPアドレス記憶用PROMセル70、R/Dアドレス記憶用PROMセル71はアドレス信号A6〜A11のみ記憶すればよい。
【0173】
OTPアドレス記憶用PROMセル70は、12行×4列のPROMセルによって構成され、R/Dアドレス記憶用PROMセル71は12行×8列のPROMセルによって構成されている。すなわち、OTPPROMセルアレイ61、62は前述したようにMROM51、52の4I/Oを同一のアドレスで置き換えるため、救済本数と同数の4列が配置される。また、R/DPROMセルアレイ63、64は、各MROM51、52の2I/Oづつを同一のアドレスで置き換えるため、8列が配置されている。
【0174】
OTP、R/Dプリデコーダ69の出力信号を送出するプリデコード線WWL1〜WWL4、WSG1〜WSG4、WPR1〜WPR4は、OTPアドレス記憶用PROMセル70、R/Dアドレス記憶用PROMセル71に配置されたワード線に接続されている。OTPアドレス記憶用PROMセル70において、各PROMセルのドレインは各ドレイン線MOHIT1〜MOHIT4に共通接続され、R/Dアドレス記憶用PROMセル71において、各PROMセルのドレインは各ドレイン線MRHIT1R〜MRHIT4R、MRHIT1L〜MRHIT4Lに共通接続されている。
【0175】
前記OTP、R/Dプリデコーダ69は、図21に示すテーブルに従ってプリデコード線WWL1〜WWL4、WSG1〜WSG4、WPR1〜WPR4を選択する。
【0176】
図22は、アドレス検知回路73、74を示している。ドレイン線MOHIT1〜MOHIT4、MRHIT1R〜MRHIT4R、MRHIT1L〜MRHIT4Lはトランジスタ73a〜73d、トランジスタ74a〜74hを介してインバータ73e〜73h、74i〜74pの入力端に接続されている。トランジスタ73a〜73d、トランジスタ74a〜74hのゲートにはデータの読み出し時に中間電位が供給され、データの書き込み時に接地電位VSSが供給される。インバータ73e〜73h、74i〜74pの入力端と電源VDDが供給される端子との間にはトランジスタ73i〜73l、74q〜74xが接続されている。これらトランジスタ73i〜73l、74q〜74xのゲートには中間電位が供給されている。インバータ73e〜73h、74i〜74pの出力端からは信号OHIT1B〜OHIT4B、RHIT1BR〜RHIT4BR、RHIT1BL〜RHIT4BLが出力される。
【0177】
図23は、アドレス検知回路73、74の動作を示すものであり、図22の要部を示している。バンク1はアドレスの不一状態を示している。すなわち、プリデコード線WWL1により選択されるPROMセルの閾値電圧が高く設定され、プリデコード線WSG1、WPR1により選択されるPROMセルの閾値電圧が低く設定されている。このため、プリデコード線WSG1、WPR1により選択されるPROMセルはオンし、ドレイン線MOHIT1の電位はローレベルとなる。したがって、インバータ73eの出力信号OHIT1Bはハイレベルとなる。
【0178】
一方、バンク2はアドレス一致状態を示している。すなわち、プリデコード線WWL1、WSG1、WPR1により選択されるPROMセルの閾値電圧が全て高く設定されている。このため、プリデコード線WWL1、WSG1、WPR1により選択されるPROMセルはいずれもオフし、ドレイン線MOHIT2の電位はハイレベルとなる。したがって、インバータ73fの出力信号OHIT2Bはローレベルとなり、OTPPROMセルアレイ61、62が選択状態となる。
【0179】
図24は、OTP優先回路75を示している。アドレス検知回路73の出力信号OHIT1B〜OHIT4Bは、ノアゲート75a〜75dの一方入力端に供給される。これらノアゲート75a〜75dの他方入力端には信号WRITEが供給される。これらノアゲート75b、75c、75dの出力端は優先回路75eを構成するナンドゲート75f〜75hの一方入力端に供給される。これらナンドゲート75f〜75hの他方入力端にはインバータ75qを介して信号TOTPが供給される。ナンドゲート75iの複数の入力端には前記ノアゲート75aの出力端、ナンドゲート75f〜75hの出力端が接続される。ナンドゲート75jの複数の入力端には前記ノアゲート75bの出力端、ナンドゲート75g、75hの出力端が接続される。ナンドゲート75kの複数の入力端には前記ノアゲート75cの出力端、ナンドゲート75hの出力端が接続される。インバータ75lの入力端には前記ノアゲート75dの出力端が接続される。ナンドゲート75i、75j、75k、インバータ75lの出力端はインバータ75m〜75pの入力端に接続され、これらインバータ75m〜75pの出力端から信号OTP1〜OTP4が出力される。
【0180】
また、信号OHIT1B〜OHIT4Bは、ナンドゲート75rに供給されている。このナンドゲート75rは、信号OHIT1B〜OHIT4Bの何れかが選択状態(ローレベル)となると、ハイレベルの信号OTPMODを出力する。
【0181】
これら信号OTP1〜OTP4は添え字が大きいほど優先順位が高くされている。すなわち、これらの関係は、OTP1<OTP2<OTP3<OTP4となっている。このため、OTPPROMセルアレイ61、62において、信号OTP1により選択されるセルにデータを書き込み、次に、このデータを書き換える場合、信号OTP2により選択されるセルにデータが書き込まれる。書き込んだデータを読み出す場合、この書き込みアドレスに対応するアドレスが入力されると、アドレス検知回路73の出力信号OTP1、OTP2はともに選択状態(ローレベル)となる。しかし、OTP優先回路75により、信号OTP2のみが優先的に選択状態とされ、信号OTP1は非選択状態とされる。したがって、信号OTP2により選択されるセルからデータが読み出される。
【0182】
信号OTP3、OTP4により選択されるセルには信号OTP1、OTP2により選択されるセルに書き込んだデータと同様のデータを再度書き込んでもよいし、他のアドレスのデータを書き込んでもよい。
【0183】
このようにして、マスクROMと同一工程で製造可能なPROMセルを使用して、擬似的にEPROMの動作が可能である。
【0184】
図25は、R/Dイネーブル回路を示している。前記アドレス検知回路74から出力される信号RHIT1BR〜RHIT4BRは、ノアゲート76a〜76dの一方入力端に供給される。前記OTP優先回路75から出力される信号OTPMOD、及び信号WRITEは、ノアゲート76eに供給される。このノアゲート76eの出力信号はインバータ76fを介して前記ノアゲート76a〜76dの他方入力端に供給される。これらノアゲート76a〜76dの出力端からは信号RD1R〜RD4Rが出力される。これら信号RD1R〜RD4Rは前記R/Dローデコーダ66に供給される。
【0185】
また、前記信号RHIT1BR〜RHIT4BRは、ナンドゲート76gに供給される。このナンドゲート76gの出力信号は前記信号OTPMODとともにノアゲート76hに供給される。このノアゲート76hの出力端はインバータ76iに供給され、このインバータ76iの出力端から前記切替回路80を制御する信号SPMODRが出力される。
【0186】
さらに、前記アドレス検知回路74から出力される信号RHIT1BL〜RHIT4BLは、ノアゲート76j〜76mの一方入力端に供給される。前記OTP優先回路75から出力される信号OTPMOD、及び信号WRITEは、ノアゲート76nに供給される。このノアゲート76nの出力信号はインバータ76oを介して前記ノアゲート76j〜76mの他方入力端に供給される。これらノアゲート76j〜76mの出力端からは信号RD1L〜RD4Lが出力される。これら信号RD1L〜RD4Lは前記R/Dローデコーダ65に供給される。
【0187】
また、前記信号RHIT1BL〜RHIT4BLは、ナンドゲート76pに供給される。このナンドゲート76pの出力信号は前記信号OTPMODとともにノアゲート76qに供給される。このノアゲート76qの出力端はインバータ76rに供給され、このインバータ76rの出力端から前記切替回路79を制御する信号SPMODLが出力される。
【0188】
上記構成のR/Dイネーブル回路76は、不良セルの置き換えモード時、信号RD1R〜RD4R、RHIT1BL〜RHIT4BLに応じて信号RD1R〜RD4R、RD1L〜RD4Lを生成する。R/Dローデコーダ65、66は信号RD1R〜RD4R、RD1L〜RD4Lに応じて、R/DPROMセルアレイに記憶されたデータを読み出す。このため、不良セルに対応した正常データがR/DPROMセルアレイから読み出される。
【0189】
一方、OTP優先回路75により、ユーザモードが検知された場合、R/Dイネーブル回路76は、OTP優先回路75から出力される信号OTPMODによりディスエーブル状態とされ、信号RD1R〜RD4R、RD1L〜RD4Lは出力されない。したがって、ユーザにより書き換えられたOTPPROMセルアレイ61、62のデータが優先して出力される。
【0190】
また、前記アドレス検知回路74から出力される信号RHIT1BR〜RHIT4BR、RHIT1BL〜RHIT4BLのうちの何れかが選択されると、信号SPMODR、SPMODLのうちの一方もしくは両方が選択状態(ハイレベル)となる。さらに、ユーザモードが検知された場合、OTP優先回路75から出力される信号OTPMODに応じて信号SPMODR、SPMODLの両方が選択状態となる。このため、不良セルの置き換えモード時、図16に示す切替回路79、80のうちの一方もしくは両方が選択されて、不良セルのデータがR/DPROMセルアレイから読み出されたデータに置き換えられる。また、ユーザモードとなると切替回路79、80の両方が選択されて、セルのデータがOTPPROMセルアレイから読み出されたデータに置き換えられる。
【0191】
図26は、OTPPROMセルアレイ61、R/DPROMセルアレイ63の構成を示している。OTPPROMセルアレイ62、R/DPROMセルアレイ64の構成はOTPPROMセルアレイ61、R/DPROMセルアレイ63と同様であるため省略する。
【0192】
OTPPROMセルアレイ61、R/DPROMセルアレイ63において、複数のPROMセル61aはマトリクス状に配列されている。各PROMセル61aのコントロールゲートは、コントロールゲート線Cgi1、Cgi2…に共通接続されている。各PROMセル61aのドレインはビット線BLに接続され、ソースはカラム線に接続されている。前記ビット線BLはR/Dカラムデコーダ67に接続されている。R/Dカラムデコーダ67の出力端と電源VDDの相互間にはトランジスタ67aが接続されている。このトランジスタ67aのゲートは抵抗76eを介して接地されるとともにレベルシフト回路(LESF)67dの出力端に接続されている。信号CESD、WRITE、インバータ67fにより反転された信号BYTE、及びDinはナンドゲート67bに供給される。このナンドゲート67bの出力信号はインバータ67cを介して前記レベルシフト回路67dの入力端に供給される。
【0193】
図27は、R/Dローデコーダ65の構成を示している。信号OTP1〜OTP4、信号RD1L〜RD4Lは、信号SBAK1〜SBAK4とともに、選択的にノアゲート65a1、65a2…、65b1、65b2…に供給される。これらノアゲート65a1、65a2…の出力信号は信号TRDとともにノアゲート65c1、65c2…に供給され、ノアゲート65b1、65b2…の出力信号は信号TOTPとともにノアゲート65d1、65d2…に供給される。ノアゲート65c1、65c2…、65d1、65d2…以降の構成はほぼ同一であるため、ノアゲート65c1についてのみ説明する。
【0194】
前記ノアゲート65c1の出力信号はVDDレベルの信号を高電圧VPPに変換するレベルシフト回路65eの入力端に供給される。このレベルシフト回路65eの出力端にはPチャネルMOSトランジスタ65f〜65iのソースが接続されている。これらトランジスタ65f〜65iのドレインはコントロールゲート線Cgi1〜cgi4に接続されるとともに、トランジスタ65j〜65mを介して接地されている。前記トランジスタ65f〜65i、65j〜65mの各ゲートは、レベルシフト回路65o〜65rの出力端に接続されている。これらレベルシフト回路65o〜65rの入力端にはナンドゲート65s〜65vの出力端が接続されている。これらナンドゲート65s〜65vの入力端にはアドレス信号A0、A5とその反転信号A0B、A5Bが選択的に供給されている。
【0195】
上記構成において、データの読み出し時に、不良セルの置き換えモード、又はユーザモードとなると、信号信号OTP1〜OTP4、信号RD1L〜RD4L(信号RD1R〜RD4R)のうちの1つが選択状態(ハイレベル)となる。この信号はR/Dローデコーダ65に供給され、OTPPROMセルアレイ61、又はR/DPROMセルアレイ63のうちの1つのコントロールゲート線を選択する。
【0196】
一方、ビット線は、アドレス信号A1〜A4により選択される。但し、図16に示すロー方向のセル数はMROMセルアレイが128セルであるのに対して、OTPPROMセルアレイ、R/DPROMセルアレイは32セルである。このため、アドレス信号A0、A5によりカラム方向に分けている。
【0197】
このような動作により、セルが選択され、この選択されたセルからデータが読み出され、R/Dセンスアンプ77によって検知される。この時、信号SPMODLがハイレベルとなっているため、切替回路79によりR/Dセンスアンプ77の出力信号が選択される。
【0198】
図28は、図27に示すレベルシフト回路の一例を示している。このレベルシフト回路は、PチャネルトランジスタP1、P2、NチャネルトランジスタN1、N2からなり、入力端INに供給されたVDDレベルの信号をVPPレベルの信号に変換して出力端OUTに出力する。
【0199】
次に、OTPPROMセルアレイ、又はR/DPROMセルアレイにデータを書き込む場合について説明する。
【0200】
図29は、OTPPROMセルアレイ、又はR/DPROMセルアレイにデータを書き込む場合の動作を示している。データを書き換える場合、先ず、書き換えるセルのアドレスをOTPアドレス記憶用PROMセル70、又はR/Dアドレス記憶用セル71に書き込む(ST1)。次に、この書き込んだアドレスに従ってOTPPROMセルアレイ、又はR/DPROMセルアレイにデータを書き込む(ST2)。この後、書き込んだアドレスとデータのベリファイを行う(ST3)。このような順番で書き込みを行うことにより、高電圧VPPを発生する回数を削減できる。高電圧VPPを発生するためには時間がかかるため、高電圧VPPを発生する回数を少なくすることにより、データの書き込み時間を短縮できる。
【0201】
図30は、各ピンと各動作モードとの関係を示している。すなわち、この半導体記憶装置は、アドレスピンA0〜A11、/BYTE(明細書中の/BYTEはBYTEの反転信号を示す)ピン、データピンD0〜D3、電源ピンVPP、TESTピンを有し、これらのピンを用いて、R/Dアドレス書き込み、R/Dアドレスベリファイ、R/Dデータ書き込み、R/Dデータベリファイ、OTPアドレス書き込み、OTPアドレスベリファイ、OTPデータ書き込み、OTPデータベリファイが設定される。
【0202】
同図において、読み出し時の/BYTEピンは、ハイ又はローレベルとされ、ハイレベルの場合、4ビット出力とされ、ローレベルの場合2ビット出力とされる。書き込み及びベリファイを行う場合は、常に4ビット動作であるため、後述する信号TOTP又はTRDが検出されると、自動的に4ビットモードとなり、/BYTEピンに印加される信号は使用しなくなる。このため、この実施例では、/BYTEピンをハイレベルとすることにより、アドレス書き込みベリファイを行い、ローレベルとすることにより、データ書き込みベリファイを行うようにしている。HH、VPPは高電圧を示す。
【0203】
図31は、書き込みモード検出回路を示している。アドレスピンA11、A5、VPPピンにはそれぞれ高電圧(Vihh)検出回路31d〜31fが接続されている。高電圧検出回路31d、31eの出力端はノアゲート31gに接続され、このノアゲート31gの出力端はインバータ31hに接続されている。ユーザがデータを書き換える場合、アドレスピンA11、又はA5に高電圧を印加する。すると、高電圧検出回路31d、31eのいずれか一方の出力端がハイレベルとなり、ノアゲート31g、インバータ31hを介して前記信号TOTPが出力される。
【0204】
また、TESTピンは通常抵抗31aを介して接地されている。不良セルを救済する場合、TESTピンにハイレベル(VDD)を印加する。すると、インバータ31b、31c介して前記信号TRDが出力される。
【0205】
VPPピンには、書き込み時に高電圧VPPを印加する。すると、高電圧検出回路31fの出力端からハイレベルの信号WRITEが出力される。
【0206】
図32は、高電圧検出回路31dを示している。他の高電圧検出回路31e、31fも同様の構成である。この回路は、インバータを構成するPチャネルMOSトランジスタ32a、32b、NチャネルMOSトランジスタ32c、32d、32e、インバータ32f、32g、32hにより構成されている。前記トランジスタ32aのソース及びバックゲートはアドレスピンA11に接続されている。トランジスタ32a、32cのゲート、トランジスタ32bのソース、トランジスタ32eのゲートには電源VDDが印加されている。
【0207】
上記構成において、アドレスピンA11がローレベルの場合、トランジスタ32aとトランジスタ32cの接続ノードN32はローレベルとなっている。この状態において、アドレスパッドA11に電源VDDより高いVPPを印加すると、ノードN32がハイレベルとなり、インバータ32hの出力端からハイレベル(VDD)の信号が出力される。
【0208】
図33は、前記書込負荷回路72を示している。この回路はOTPアドレス用書込負荷回路72aとR/Dアドレス用書込負荷回路72bを有している。アドレス信号A0、A1、この反転信号A0B、A1B、信号WRITE、信号BYTEは選択的にナンドゲート72c〜72fに供給されている。このナンドゲート72c〜72fの出力端はインバータ72g〜72jをそれぞれ介してレベルシフト回路72k〜72nの入力端に接続されている。これらレベルシフト回路72k〜72nは、VDDレベルの信号をVPPレベルの信号に変換するものであり、図28に示す回路と同様の回路である。
【0209】
これらレベルシフト回路72k〜72nの出力端は、前記OTPアドレス用書込負荷回路72aを構成するトランジスタ721、722、723、724のゲート、及びR/Dアドレス用書込負荷回路を構成するトランジスタ725、726、727、728、729、7210、7211、7212のゲートにぞれぞれ供給されている。前記トランジスタ721〜724の電流通路の一端はOTPアドレス記憶用PROMセル70の各ドレイン線MOHIT1〜MOHIT4に接続され、電流通路の他端はトランジスタ7213を介して電源VPPに接続されている。このトランジスタ7213のゲートは抵抗7214を介して接地されている。
【0210】
前記トランジスタ725〜728の電流通路の一端はR/Dアドレス記憶用PROMセル71の各ドレイン線MRHIT1R〜MRHIT4Rに接続され、電流通路の他端はトランジスタ7215を介して電源VPPに接続されている。このトランジスタ7215のゲートは抵抗7216を介して接地されている。
【0211】
前記トランジスタ729〜7212の電流通路の一端はR/Dアドレス記憶用PROMセル71の各ドレイン線MRHIT1L〜MRHIT4Lに接続され、電流通路の他端はトランジスタ7217を介して電源VPPに接続されている。このトランジスタ7217のゲートは抵抗7218を介して接地されている。
【0212】
一方、前記信号CESBはインバータ72xを介して遅延回路72yに供給される。この遅延回路72yは反転された信号CESBの立上りを所定時間遅延し、信号CESDを出力する。この信号CESD、信号WRITE、信号BYTE、アドレス信号A2、この反転信号A2B、信号TOTP,信号TRDは選択的にナンドゲート72o、72p、72qに供給される。これらナンドゲート72o、72p、72qの出力端はインバータ72r、72s、72tにそれぞれ接続されている。これらインバータ72r、72s、72tの出力端はレベルシフト回路72u、72v、72wの入力端に接続されている。これらレベルシフト回路72u〜72wは、前記レベルシフト回路72k〜72nと同様の構成である。これらレベルシフト回路72u〜72wの出力端は前記トランジスタ7213、7215、7217のゲートにそれぞれ接続されている。
【0213】
上記構成において、OTPアドレス記憶用PROMセル70、R/Dアドレス記憶用PROMセル71に対するアドレスの書込み動作について説明する。図34は、アドレス書込み時における各信号を示している。
【0214】
なお、信号CESBは読み出し時ローレベルで活性化され、ハイレベルでスタンドバイ、テストモード時はローレベルで書き込み、及びベリファイとなる。信号/OEはローレベルでデータを出力する。
【0215】
MROM51、52は、前述したようにアドレス信号A0〜A5を一単位としているため、アドレス記憶用セル、及びOTP、R/D用プリデコーダ69はアドレス信号A6〜A11のみをデコードすればよい。このため、図30に示すように、使用していないアドレスピンA0〜A5により、ユーザモードの場合(OTP)、ワード線4本、不良セル置き換えモードの場合(R/D)、ワード線8本を指定する。不良セル置き換えモードとユーザモードは、TESTピンの電位とアドレスピンA11の電位とにより区別される。
【0216】
OTP、R/D用プリデコーダ69は前述したように、レベルシフタ回路を有している。このため、OTP、R/D用プリデコーダ69は、入力されたアドレス信号に応じて、プリデコード線に高電圧を出力する。これとともに、図33に示す書込負荷回路72は、アドレス信号A0〜A2、信号TOTP、TRD、WRITE、CESDに応じて、OTPアドレス記憶用PROMセル70、又はR/Dアドレス記憶用PROMセル71のドレイン線MOHIT1〜MOHIT4、MRHIT1R〜MRHIT4R、MRHIT1L〜MRHIT4Lのいずれかを選択し、この選択したドレイン線に高電圧を印加する。したがって、ドレインとゲートが高電圧とされたセルのみにデータが書込まれ、このセルの閾値電圧が上昇される。
【0217】
前記各ドレイン線にはアドレス検知回路73、74が接続されているが、図22に示すトランジスタ73a〜73d、74a〜74hの各ゲートは、書込み時は接地電位VSSであるため、高電圧がアドレス検知回路73、74に印可されることはない。
【0218】
次に、データの書込み動作について説明する。図35は、データ書込み時における各部の信号を示している。データの書き込みは、信号CESBをローレベルとすることにより開始される。アドレスA0〜A5を一単位とするため、ユーザモードの場合であっても、不良セル置き換えモードの場合であっても、どのワード線かが分かれば、アドレス信号のみでデコードできる。このため、図30に示すように、各モードにおいて、使用していないアドレスピンA6〜A7により、4本のワード線を指定する。不良セル置き換えモードの場合、2つのR/DPROMセルアレイ63、64は、左右4本ずつワード線が存在する。しかし、データを書き込む時は、左右一括して書き込むため、4本のワード線を選択できればよい。また、左右片側のみ使用する場合は、未使用側のPROMセルアレイに“0”データを書き込む。
【0219】
この実施例では、データ書込用デコーダ84にアドレス信号A6、A7を入力すると、データ書込用デコーダ84から信号SBAK1〜SBAK4が出力され、この信号はR/Dローデコーダ65、66に供給される。R/Dローデコーダ65、66はこの信号に従って、OTPPROMセルアレイ61、62、又はR/DPROMセルアレイ63、64のワード線を選択する。OTPPROMセルアレイ61、62、又はR/DPROMセルアレイ63、64のビット線は、アドレス信号A0〜A5に従って、R/Dカラムデコーダ67、68によって選択される。このようにして選択されたPROMセルのドレインに、図16に示すパッド82から供給されたデータがデータ入力回路83、R/Dセンスアンプ書込用負荷77、78、R/Dカラムデコーダ67、68を介して供給され、この選択されたPROMセルにデータが書き込まれる。
【0220】
上記のように、データ書込用デコーダ84を用いて、OTPPROMセルアレイ61、62、又はR/DPROMセルアレイ63、64のワード線を直接選択しているため、アドレス検知回路73、74を動作させる必要がない。したがって、OTP、R/Dプリデコーダ69の出力を全てローレベルとすることができ、VPPピンに高電圧が印加されていてもデータを書き込むことが可能である。
【0221】
次に、アドレスベリファイ動作について説明する。図36はアドレスベリファイ時における各部の信号を示している。
【0222】
OTPアドレス記憶用PROMセル70、又はR/Dアドレス記憶用PROMセル71に正常にアドレスが書き込まれている場合において、外部からこのアドレスが入力されると、OTP優先回路75からは信号OTP1〜OTP4が出力され、R/Dイネーブル回路76からは信号SPMODR、SPMODLが出力される。アドレスベリファイ時は、この信号OTP1〜OTP4、信号SPMODR、SPMODLを外部に取り出すことにより、アドレスが正常に書き込まれたか否かを検証する。このため、OTP優先回路75の出力端には信号OTP1〜OTP4を外部に出力するための図示せぬ回路が接続され、R/Dイネーブル回路76の出力端には信号SPMODR、SPMODLを外部に出力するための図示せぬ回路が接続されている。
【0223】
上記構成において、アドレスベリファイ時は、通常の読み出し動作と同様にアドレス検知回路73、74を動作させ、図30に示すように、アドレスA6〜A11のみを入力する。アドレスが正常に書き込まれている場合、出力イネーブル信号/OEに応じて信号OTP1〜OTP4、信号SPMODR、SPMODLに対応した信号Dが出力される。なお、ベリファイ時の高電圧VPPは4.3Vに設定される。
【0224】
次に、データベリファイについて説明する。図37はデータベリファイ時における各部の信号を示している。
【0225】
データベリファイは、通常のデータ読み出し動作と同様でもよいが、図29に示すシーケンスを使用する場合、アドレスが正常に書き込まれていない可能性を有している。このため、前述したデータの書き込みと同様に、外部よりデータ書込用デコーダ84にアドレス信号を供給し、このデータ書込用デコーダ84、R/Dローデコーダ65、66を介してOTPPROMセルアレイ61、62、又はR/DPROMセルアレイ63、64のワード線を選択する。ビット線の選択は、R/Dカラムデコーダを使用する。このようにして読み出されたデータは、R/Dセンスアンプ77、78を介して切替回路79、80に供給される。この時、信号SPMODR、SPMODLは強制的にハイレベルとされ、R/Dセンスアンプ77、78の出力信号が選択される。この切替回路の出力信号は出力バッファ81、パッド82を介して出力される。
【0226】
上記第4の実施例によれば、製造時に発生した不良セルを救済することが可能であるとともに、ユーザによりデータを書き換えることが可能であるため、ユーザプログラムのバグを修復することもできる。したがって、半導体記憶装置の歩留まりを向上できる。
【0227】
また、OTPPROMセルアレイ、又はR/DPROMセルアレイにデータを書き込む際、OTPPROMセルアレイ、又はR/DPROMセルアレイのセルを選択するアドレスとした場合、内部回路は読み出し動作と同様にOTP、R/Dプリデコーダでアドレスを検知しなければならない。OTP、R/Dプリデコーダは、アドレスを書き込むために高電圧を使用する。このため、データの書き込み時にOTP、R/Dプリデコーダを動作させようとした場合、この部分の高圧系をデータ部の高圧系と分けなくてはならなくなり、回路構成が複雑となる。しかし、この第4の実施例では、データ書込用デコーダを設け、データの書き込み時にOTP、R/Dプリデコーダを動作させずに、OTPPROMセルアレイ、又はR/DPROMセルアレイのセル群を選択可能としている。したがって、回路構成を簡単化できる。
【0228】
さらに、OTPPROMセルアレイ、又はR/DPROMセルアレイにデータを書き込む際、アドレスの書き込みに続いてアドレスベリファイを行い。この後、データの書き込みを行った場合、アドレスの書き込み時に、Vppを6.5Vととし、ベリファイ時にVppを4.3Vに下げ、データ書き込み時に再度Vppを6.5Vに昇圧しなければならない。このVppの昇圧には時間がかかるため、このようなシーケンスの場合、データの書き込みに長時間を必要とする。これに対して、第4の実施例の場合、アドレスの書き込みに続いてデータの書き込みを行い。この後、アドレスベリファイ、データベリファイを行っている。このため、アドレスの書き込みとデータの書き込みの間でVppを降圧したり、昇圧する必要がないため、データの書き込み時間を短縮できる。
【0229】
次に、この発明の第5の実施例について説明する。第5の実施例は第4の実施例に、カラム方向に存在する不良セルを救済する手段をさらに付加したものである。カラム方向に存在する不良セルはブロック単位で救済される。
【0230】
図38は、ローR/D、ブロックR/DとOTPにおけるセルの置き換え単位を示している。不良セルのロー方向の救済は、カラム方向に1セル、ロー方向に64セル、2I/Oであり、ブロック単位の救済カラム方向に16セル、ロー方向4セル、2I/Oである。つまり、ロー方向の4セルは図19に示すバンクを示し、1ブロックはこのバンクをカラム方向に4個連続した構成である。ロー方向の4セルは例えばアドレスA0とA5により選択され、カラム方向の16セルはアドレスA6〜A9により選択される。OTPはカラム方向に1セル、ロー方向に64セル、4I/Oである。
【0231】
図39は、図16を変形した第5の実施例の構成を示すものであり、図40は図39の要部を取り出して示している。図39と図40において、図16と同一部分には同一符号を付し異なる部分についてのみ説明する。
【0232】
この実施例ではロープリデコーダ91が付加されている。このロープリデコーダ91はアドレスA0〜A6をデコードし、前記ロープリデコーダ57はアドレスA10〜A11をデコードする。前記ロープリデコーダ91から出力された信号は、ローデコーダ53、54に供給されるとともに、アドレス変換回路(A/C)92、93に供給される。これらアドレス変換回路92、93には前記カラムプリデコーダ58の出力信号が供給されるとともに、後述する信号BLKMODL、BLKMODR、TRDがそれぞれ供給される。アドレス変換回路92はR/Dカラムデコーダ67に接続され、アドレス変換回路93はR/Dカラムデコーダ68に接続されている。このアドレス変換回路92、93はローR/D、及びOTPの場合、本体MROMと同じカラムプリデコーダ58のデコード信号をR/Dカラムデコーダ67、68にそれぞれ供給する。ブロックR/Dの場合、信号BLKMODL、BLKMODRがハイレベルとなる。すると、アドレス変換回路92、93は、ロープリデコーダ91から出力される信号WWL1〜WWL4、WSG1〜WSG4の信号をR/Dカラムデコーダ67、68にそれぞれ供給する。
【0233】
一方、前記OTP,R/Dプリデコーダ69には、アドレスA1〜A4が供給される。このOTP,R/Dプリデコーダ69のデコード信号はブロックR/Dアドレス記憶用PROMセル94に供給される。このブロックR/Dアドレス記憶用PROMセル94は、ブロックR/Dアドレスを記憶する。このブロックR/Dアドレス記憶用PROMセル94は、前記書込負荷回路72、アドレス検知回路95に接続されている。このアドレス検知回路95の出力信号は前記アドレス検知回路74の出力信号とともにロー優先回路96に供給されている。このロー優先回路96はR/Dアドレス記憶用PROMセル71(ローR/D)とブロックR/Dアドレス記憶用PROMセル94(ブロックR/D)の両方がヒットした場合、ブロックR/Dを非選択とし、ローR/Dを選択するものであり、この出力信号は前記R/Dイネーブル回路76に接続されている。
【0234】
図41は、前記ブロックR/Dアドレス記憶用PROMセル94の構成を示している。このブロックR/Dアドレス記憶用PROMセル94は、例えば(ロー)R/Dアドレス記憶用PROMセル71と同様の構成であり、PROMセル71と同一部分には同一符号を付す。このブロックR/Dアドレス記憶用PROMセル94には、OTP,R/Dプリデコーダ69から出力される信号WPR1〜WPR4、及びアドレスA1〜A4に応じて、OTP,R/Dプリデコーダ69から出力される信号WX1〜WX4、WCB1〜WCB4が供給されている。このブロックR/Dアドレス記憶用PROMセル94はアドレスがヒットした場合、信号MBHIT1R〜MBHIT4R、MBHIT1L〜MBHIT4Lが出力される。
【0235】
図42は、アドレス検知回路95を示している。このアドレス検知回路95の構成は、アドレス検知回路74と同様であり、入力信号と出力信号のみが異なっている。すなわち、入力信号はブロックR/Dアドレス記憶用PROMセル94から出力される信号MBHIT1R〜MBHIT4R、MBHIT1L〜MBHIT4Lであり、出力信号はBHIT1BR〜BHIT4BR、BHIT1BL〜BHIT4BLである。
【0236】
図43、44は、前記ロー優先回路96の構成を示している。図43にいおて、アドレス検知回路74の出力信号RHIT1BR〜RHIT4BRとアドレス検知回路95の出力信号BHIT1BR〜BHIT4BRは論理回路96aに供給される。この論理回路96aは、出力信号RHIT1BR〜RHIT4BRと出力信号BHIT1BR〜BHIT4BRの両方がヒットした場合、出力信号RHIT1BR〜RHIT4BRを優先し、これらの信号を信号RBHIT1BR〜RBHIT4BRとして出力する。また、信号BHIT1BR〜BHIT4BRのみがヒットした場合、これら出力信号BHIT1BR〜BHIT4BRを信号RBHIT1BR〜RBHIT4BRとして出力する。さらに、信号BHIT1BR〜BHIT4BRがヒットした場合、信号BLKMODRをハイレベルとする。
【0237】
図44にいおて、アドレス検知回路74の出力信号RHIT1BL〜RHIT4BLとアドレス検知回路95の出力信号BHIT1BL〜BHIT4BLは論理回路96bに供給される。この論理回路96bは、出力信号RHIT1BL〜RHIT4BLと出力信号BHIT1BL〜BHIT4BLの両方がヒットした場合、出力信号RHIT1BL〜RHIT4BLを優先し、これらの信号を信号RBHIT1BL〜RBHIT4BLとして出力する。また、信号BHIT1BL〜BHIT4BLのみがヒットした場合、これら出力信号BHIT1BL〜BHIT4BLを信号RBHIT1BL〜RBHIT4BLとして出力する。さらに、信号BHIT1BL〜BHIT4BLがヒットした場合、信号BLKMODLをハイレベルとする。
【0238】
図45は、R/Dイネーブル回路76の構成を示している。このR/Dイネーブル回路76は入力信号名のみが信号RBHIT1BR〜RBHIT4BR、RBHIT1BL〜RBHIT4BLと変わっている他は、図25と同様である。
【0239】
図46は、アドレス変換回路92、93の構成を示している。このアドレス変換回路92はナンド回路92a、インバータ回路92b、92c、及び複数のトランスファーゲート92d〜92sにより構成されている。前記ロー優先回路96から出力される信号BLKMODLはナンド回路の一方入力端に供給され、前記信号TRDはインバータ回路92bを介してナンド回路92aの他方入力端に供給されている。このナンド回路92aの出力端はインバータ回路92cの入力端に接続されている。トランスファーゲート92d〜92sは隣接するもの同士が対を構成し、各トランスファーゲートの対はインバータ回路92cの入力信号及び出力信号に応じて、前記カラムプリデコーダ58から出力される信号x1〜x4、CB1〜CB4と、前記ロープリデコーダ91から出力される信号WWL1〜WWL4、WSG1〜WSG4の一方を選択する。これら各トランスファーゲートの対は選択した信号を信号RX1L〜RX4L、RCB1L〜RCB4Lとして前記R/Dカラムデコーダ67に供給する。
【0240】
アドレス変換回路93は、アドレス変換回路92と同様の構成であり、ナンド回路93a、インバータ回路93b、93c、及び複数のトランスファーゲート93d〜93sにより構成されている。前記ロー優先回路96から出力される信号BLKMODRはナンド回路の一方入力端に供給され、前記信号TRDはインバータ回路93bを介してナンド回路93aの他方入力端に供給されている。このナンド回路93aの出力端はインバータ回路93cの入力端に接続されている。トランスファーゲート93d〜93sは隣接するもの同士が対を構成し、各トランスファーゲートの対はインバータ回路93cの入力信号及び出力信号に応じて、前記カラムプリデコーダ58から出力される信号x1〜x4、CB1〜CB4と、前記ロープリデコーダ91から出力される信号WWL1〜WWL4、WSG1〜WSG4の一方を選択する。これら各トランスファーゲートの対は選択した信号を信号RX1R〜RX4R、RCB1R〜RCB4Rとして前記R/Dカラムデコーダ68に供給する。
【0241】
上記構成において、動作について説明する。
【0242】
(データ読み出し)
外部よりアドレスが供給されると、図39のOTP,R/Dプリデコーダ69から図47に示すデコード信号が出力され、これらの信号がOTPアドレス記憶用PROMセル70、R/Dアドレス記憶用PROMセル71、ブロックR/Dアドレス記憶用PROMセル94に供給される。ブロックR/Dアドレス記憶用PROMセル94には、アドレスA1〜A4により決定される信号WX1〜WX4、WCB1〜WCB4、及びカラム方向64セルのうち16セルずつに分離している信号WPR1〜WPR4が供給される。ブロックR/Dアドレス記憶用PROMセル94において、これらの信号がPROMセルに書込まれたアドレスと一致すると、出力信号MBHIT1R〜MBHIT4R、MBHIT1L〜MBHIT4Lのいずれかがハイレベルとなる。この信号はアドレス検知回路95に供給される。このため、アドレス検知回路95の出力信号BHIT1BR〜BHIT4BR、BHIT1BL〜BHIT4BLのいずれかがローレベルとなる。この信号はロー優先回路96に供給される。ロー優先回路96はローR/DとブロックR/Dの両方がヒットした場合、ブロックR/Dを非選択とし、ローR/Dを選択する。すなわち、アドレス検知回路74の出力信号を出力する。また、ブロックR/Dがヒットした場合、ロー優先回路96から出力される信号BLKMODR、BLKMODLがハイレベルとされる。R/Dイネーブル回路76は、このロー優先回路96から供給された信号に応じて、R/DROMセルアレイ63、64のうちの1本のローを選択するための信号が生成される。この生成された信号はR/Dローデコーダ65、66に供給される。このとき、アドレス変換回路92、93は信号BLKMODR、BLKMODLがハイレベルであるため、ロープリデコーダ91の信号WWL1〜WWL4、WSG1〜WSG4を選択し、R/Dカラムデコーダ67、68に供給する。
【0243】
この例では、R/DPROMセルアレイ63、64により本体MROM51、52のI/O0、I/O1又はI/O2、I/O3毎に4本の不良ロー又は、ブロックを救済できる。
【0244】
(アドレス書込み、アドレスベリファイ)
ブロックR/Dアドレス記憶用PROMセル94に対するアドレスの書込みと、書込んだアドレスのベリファイは、R/Dアドレス記憶用PROMセル71に対するアドレスの書込みと、ベリファイと同様である。しかし、図41に示すように、ブロックR/Dアドレス記憶用PROMセル94にはアドレスA1〜A4により決定される信号WX1〜WX4、WCB1〜WCB4が必要なため、図48に示すような、アドレスを外部から供給する必要がある。また、R/Dアドレスの書き込みとブロックR/Dのアドレス書き込み、及びR/DアドレスのベリファイとブロックR/Dのベリファイは、アドレスピンA5をハイレベル又はローレベルとすることにより区別される。
【0245】
(データ書込み、データベリファイ)
データ書込み、及びデータベリファイは、アドレス書込みにおいて書込まなかったアドレスA0、A5〜A9により選択すればよいが、4本のワード線選択する信号SBAK1〜SBAK4を新たに生成しなければならない。すなわち、信号SBAK1〜SBAK4はアドレスA6、A7により選択するためである。したがって、構成の複雑化を避けるため、ローR/Dと同様に、データ書込みとベリファイを行う。このため、図48に示すように、アドレスA0〜A5でアドレスを指定し、アドレス変換回路92、93は、ローR/Dと同様に、アドレスA1〜A4により選択される信号x1〜x4、CB1〜CB4を選択する。すなわち、図46に示すアドレス変換回路92、93において、信号BLKMODL,BLKMODRはともにローレベルであり、図31に示すTESTピンにハイレベルの信号が供給されることにより信号TRDがハイレベルとなる。このため、各トランスファーゲートは、信号x1〜x4、CB1〜CB4を選択する。
【0246】
さらに、例えば本体MROM51のI/O0、I/O1でブロックR/Dを使用し、本体MROM52のI/O2、I/O3でローR/Dを使用する場合、信号SBAK1〜SBAK4のうちの1つを選択することにより、I/O0〜I/O4に対して同時にデータを書き込むことができる。
【0247】
上記第5の実施例によれば、ブロックR/Dにより、本体MROMのカラム方向にある不良セルを救済することができる。しかも、アドレス変換回路92、93により、OTP、ローR/Dの場合と、ブロックR/Dの場合とでカラムアドレスを切り換えている。このため、R/DPROMセルアレイ63、64の容量を増加することなく、カラム方向にある不良セルを救済できる。
【0248】
また、ロー優先回路96は、ローR/DとブロックR/Dがともにヒットした場合、ローR/Dを優先している。したがって、多重選択を防止できる。
【0249】
尚、ロー優先回路96は、ローR/Dを優先しているが、ブロックR/Dを優先させるようにしてもよい。
【0250】
その他、この発明の要旨を変えない範囲において種々変形実施可能なことは勿論である。
【0251】
【発明の効果】
以上、詳述したようにこの発明によれば、マスクROMの同一のアドレスのデータを二度以上書き換えるとき、新たなPROMセルに新たなデータを書き込み、以前のデータを保持するPROMセルからデータを読み出すことができないようになるため、見かけ上、データの消去及び書き換え可能とし、擬似的にEEPROMと同様に動作させることができる。
【0252】
また、このPROMセルは一層PROMであるため、マスクROMと同一の製造工程で作製でき、製造コストはほとんど上昇することがない。
【0253】
さらに、自動バンク指定回路はデータを書き込まれた時点が新しいほどそのバンクの優先順位を自動的に高く設定するため、使用したバンクをユーザは覚えておく必要がなく、ユーザの利便を向上させることができる。
【0254】
また、冗長用のPROMセルアレイを設けているため、このセルアレイを使用することにより、製造中に発生した不良セルを救済することができる。
【0255】
さらに、救済した不良セルのアドレスと、ユーザが書き込んだアドレスが同一の場合、後にユーザが書き込んだセルを優先している。したがって、ユーザのデータを優先できる利点を有している。
【0256】
また、製造時に発生した不良セルを救済することが可能であるとともに、ユーザによりデータを書き換えることが可能であるため、ユーザプログラムのバグを修復することもできる。したがって、半導体記憶装置の歩留まりを向上できる。さらに、ブロックR/Dにより、本体MROMのカラム方向にある不良セルを救済することができる。しかも、アドレス変換回路92、93により、OTP、ローR/Dの場合と、ブロックR/Dの場合とでカラムアドレスを切り換えている。このため、R/DPROMセルアレイ63、64の容量を増加することなく、カラム方向にある不良セルを救済できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の一部を示す構成図。
【図2】本発明の第1の実施例のフロアプランを示す平面図。
【図3】本発明の一層PROMを示す平面図。
【図4】図3のIV−IV線に沿う断面図。
【図5】図3のV−V線に沿う断面図。
【図6】図3の一層PROMの等価回路を示す図。
【図7】図1に示すデータ記憶用PROMセルアレイとカラムデコーダを示す回路図。
【図8】図1に示すプリデコーダの動作を示す図。
【図9】図1に示すアドレス記憶用PROMセルアレイを示す回路図。
【図10】図1に示すアドレス検知回路と優先順位回路を示す回路図。
【図11】本発明の第1の実施例の動作を説明する図。
【図12】本発明の第1の実施例の動作を説明する図。
【図13】本発明の第2の実施例を示すものであり、優先順位回路の変形例を示す回路図。
【図14】本発明の第3の実施例を示すものであり、ディスイネーブル回路を示す回路図。
【図15】本発明の第3の実施例を示すものであり、自動バンク指定回路を示す回路図。
【図16】本発明の第4の実施例を示す全体的な構成図。
【図17】図16に示すMROMの構成を示す図。
【図18】図17の1ブロックの構成を示す図。
【図19】図19図(a)は18に示す1バンクの回路構成を示す図、図19(b)は図19(a)に示すワード線の論理を示す図。
【図20】図16に示すOTPアドレス記憶用PROMセル、R/Dアドレス記憶用PROMセルを示す回路図。
【図21】図20の動作を説明するために示す図。
【図22】図16に示すアドレス検知回路を示す回路図。
【図23】図20乃至図22の動作を説明するために示す回路図。
【図24】図16に示すOTP優先回路を示す回路図。
【図25】図16に示すR/Dイネーブル回路を示す回路図。
【図26】図16に示すOTPPROMセルアレイ、R/DPROMセルアレイを示す回路図。
【図27】図16に示すR/Dローデコーダを示す回路構成図。
【図28】図27に示すレベルシフト回路を示す回路構成図。
【図29】OTPPROMセルアレイ、R/DPROMセルアレイの書き込み動作を説明するためのフローチャート。
【図30】各ピンと各動作モードの関係を示す図。
【図31】書き込みモード検出回路を示す回路図。
【図32】図31に示す高電圧検出回路を示す回路図。
【図33】図16に示す書込負荷回路を示す回路図。
【図34】アドレス書き込み動作を示すタイミングチャート。
【図35】データ書き込み動作を示すタイミングチャート。
【図36】アドレスベリファイ動作を示すタイミングチャート。
【図37】データベリファイ動作を示すタイミングチャート。
【図38】本発明の第5の実施例の概念を説明するために示す図。
【図39】本発明の第5の実施例を示す構成図。
【図40】図39の要部を拡大して示す構成図。
【図41】図39のブロックR/Dアドレス記憶用PROMセルを示す回路図。
【図42】図39のアドレス検知回路を示す回路図。
【図43】図39のロー優先回路の一部を示す回路図。
【図44】図39のロー優先回路の残りの部を示す回路図。
【図45】図39のR/Dイネーブル回路を示す回路図。
【図46】図39、図40のアドレス変換回路を示す回路図。
【図47】図39のOTP,R/Dプリデコーダの動作を示す図。
【図48】各ピンと各動作モードの関係を示す図。
【符号の説明】
1A、1B…本体メモリセルアレイ、
2…ロウデコーダ、
3A、3B…カラムデコーダ、
4A、4B…本体用センスアンプ、
5、5A、5B…データ記憶用PROMセルアレイ、
8、8A、8B…センスアンプ、
9…アドレス記憶用PROMセルアレイ、
31…アドレス検知回路、
32、34…優先順位回路、
33…プリデコーダ、
35…ディスイネーブル回路、
51、52…MROM(マスクROM)セルアレイ、
53、54…ローデコーダ、
55、56…カラムデコーダ、
57、58、91…ロープリデコーダ、
59、60…センスアンプ、
61、62…OTPPROMセルアレイ、
63、64…R/DPROM、
65、66…R/Dローデコーダ、
67、68…R/Dカラムデコーダ、
69…OTP,R/Dプリデコーダ、
70…OTPアドレス記憶用PROMセル、
71…R/Dアドレス記憶用PROMセル、
72…書込負荷回路、
73、74…アドレス検知回路、
75…OTP優先回路、
76…R/Dイネーブル回路、
77、78…R/Dセンスアンプ、
79、80…切替回路、
84…データ書込用デコーダ、
92、93…アドレス変換回路、
94…ブロックR/Dアドレス記憶用PROMセル、
95…アドレス検知回路、
96…ロー優先回路。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor memory device having a mask ROM and a rewritable PROM, and more particularly to a semiconductor memory device in which data written in a PROM is apparently erased and rewritable.
[0002]
[Prior art]
In a conventional mask ROM, data is written during the manufacture of the mask ROM, and the user cannot rewrite the data after the manufacture.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In a conventional mask ROM, after a user purchases a mask ROM, if a data error is found due to a bug in a program on the user side, the mask ROM must be discarded.
[0004]
However, the error of this data is often about several bits, and if the erroneous data of several bits can be rewritten, the mask ROM can be used without discarding.
[0005]
Therefore, as shown in Japanese Patent Application No. Hei 7-320182, a memory cell on which a user can write data is provided on a chip in addition to a mask ROM to remedy a bug of several bits in the mask ROM. Have been.
[0006]
In this case, after writing the corrected data to the memory cell, it may be necessary to rewrite the data at the same address again. Therefore, it is desirable that the rescue memory cell be an erasable cell such as an EEPROM.
[0007]
However, the manufacturing process of the erasable cell is more complicated than that of the mask ROM, so that the manufacturing cost increases.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device in which data of the same address can be rewritten twice or more using a memory cell that can be manufactured in the same manufacturing process as a mask ROM It is to provide a storage device.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, a semiconductor memory device according to the present invention includes a mask ROM cell array, a first PROM cell array that stores at least a part of an address corresponding to erroneous data of the mask ROM cell array, One or more addresses corresponding to a portion of the address stored in the PROM cell array. Data group And an address signal inputted from the outside is detected as to whether or not the address signal matches the address stored in the first PROM cell array. Support from cell array Data group Data reading means for reading When two or more addresses matching the first PROM cell array are stored, the data reading means selects and reads a data group having the highest priority from one or more corresponding data groups. It is characterized by the following.
[0010]
Further, a semiconductor memory device of the present invention stores a mask ROM cell array, first reading means for reading data stored in the mask ROM cell array, and a part of an address corresponding to error data of the mask ROM cell array. A first PROM cell array, a second PROM cell array for storing a part of an address corresponding to a defective cell of the mask ROM cell array, and one corresponding to a part of an address stored in the first PROM cell array A third PROM cell array for storing the above data group, a fourth PROM cell array for storing one or more data groups corresponding to a part of addresses stored in the second PROM cell array, Whether the set address matches the address stored in the first PROM cell array. First address detecting means for detecting whether the address inputted from the outside is the same as the address stored in the second PROM cell array; and When the address detecting means detects the coincidence of the addresses, the first signal generating means for outputting a signal for selecting the fourth PROM cell array, and the first address detecting means detects the coincidence of the addresses. If the third PROM cell array is detected, Data group with the highest priority from among And a second signal generating unit that deactivates the first signal generating unit and a corresponding signal from the third PROM cell array. Rude Data reading means for reading the data group.
[0012]
Further, the semiconductor memory device of the present invention stores a mask ROM cell array, first reading means for reading data stored in the mask ROM cell array, and a part of an address of error data included in the mask ROM cell array. A first PROM cell array, a second PROM cell array for storing a part of a row address of a defective cell included in the mask ROM cell array, and a column address of a defective cell included in the mask ROM cell array. A third PROM cell array for storing a section, a fourth PROM cell array for storing one or more data groups corresponding to a part of addresses stored in the first PROM cell array, and the second and third PROM cell arrays. One or more data groups corresponding to some of the addresses stored in the PROM cell array A first PROM cell array, an address input from the outside, first address detection means for detecting whether an address input from the outside matches an address stored in the first PROM cell array, and an address input from the outside. A second address detecting means for detecting whether or not an address stored in the second PROM cell array is coincident with the address stored in the third PROM cell array. A third address detecting means for detecting whether the addresses match, and a second address detecting means detecting an address match, and the third address detecting means detecting an address match. And selecting an output signal of the second address detecting means, and generating an instruction signal indicating that the third address detecting means has detected an address match. First selecting means for selecting a row of the fifth PROM cell array in accordance with an output signal of the first selecting means, and first address detecting means for selecting a row of the fifth PROM cell array. If a match is detected, the first row selection means is deactivated and the fourth PROM cell array is deactivated. Highest priority from medium A second row selecting unit for selecting a row, a column selecting unit for selecting a column of the fourth and fifth PROM cell arrays, and a column selecting unit when the instruction signal is not output from the first selecting unit. A second selection unit that supplies a column address to the selection unit and supplies a row address to the column selection unit when the instruction signal is output from the first selection unit; Selected one of PROM cell array Ride Data reading means for reading the data group.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
FIG. 2 shows a floor plan according to the first embodiment of the present invention. Hereinafter, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0015]
As shown in FIG. 2, main body
[0016]
Further, on the
[0017]
Further, a
[0018]
Further,
[0019]
FIG. 3 is a plan view showing a PROM having one polysilicon layer (hereinafter, referred to as a single layer PROM) used in the first embodiment shown in FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 3, and FIG. 5 is a sectional view taken along the line VV of FIG. FIG. 6 shows an equivalent circuit diagram of the PROM.
[0020]
In FIG. 3, the hatched portions are generally called SDG (source, drain, gate) regions, in which source / drain regions and gate electrodes are formed.
[0021]
On the
[0022]
On the
[0023]
A channel of a transistor is formed in the
[0024]
The source /
[0025]
The adjacent PROMs M1 and M2 share the source /
[0026]
When this one-layer PROM is provided in addition to the mask ROM, the word lines and source / drain regions of the one-layer PROM and the source / drain regions of the mask ROM can be formed at the same time. It can be formed simultaneously. Therefore, the number of manufacturing steps does not increase, and the cost does not increase.
[0027]
Hereinafter, an operation when data is written to this one-layer PROM cell will be described.
[0028]
First, a high potential VPP is supplied to a control gate of a cell to which data is to be written. Since a high potential is supplied to the control gate, the potential of the floating gate also increases.
[0029]
Next, the source of the cell is grounded, and the high potential VPP is supplied to the drain. As a result, hot electrons are generated between the source and the drain of the cell, and electrons are injected into the floating gate. Therefore, the threshold voltage of the transistor increases.
[0030]
Unless a high potential VPP is applied to the drain, no hot electrons are generated. Therefore, in this case, no electrons are injected into the floating gate, and the threshold voltage of the transistor does not change.
[0031]
Next, an operation for reading data from the PROM cell will be described.
[0032]
First, the normal power supply potential VDD is supplied to the control gate of the cell from which data is to be read, and 1 V is applied to the source, for example. When electrons are injected into the floating gate of the cell, no current flows between the source and the drain because the threshold voltage is high. On the other hand, when electrons are not injected into the floating gate of the cell, a current flows between the source and the drain because the threshold voltage is low. Thus, by detecting whether or not a current flows, data stored in the cell can be known.
[0033]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. This block diagram shows the data storage
[0034]
The address signal supplied from the outside via the pad is supplied to the
[0035]
The
[0036]
The address storage
[0037]
The
[0038]
The
[0039]
The data storage
[0040]
The
[0041]
The
[0042]
FIG. 7 shows a circuit example of the data storage
[0043]
In this embodiment, two bits A0 and A1 of the address signal are defined as one unit, and the data of the main body memory cell array is replaced for each unit.
[0044]
The input terminals of the
[0045]
The
[0046]
The data storage
[0047]
FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the
[0048]
For example, A2, A3, A4, and A5 of the address signal are supplied to the input terminal of the
[0049]
8A and 8B show the relationship between signals φ1 to φ4, R1 to R4 and signals A2 to A5. The signal Z is the logical sum of the signal X and the signal Y. For example, the signal φ1 is a logical sum of / A2 and / A3. Hereinafter, / represents an inverted signal.
[0050]
As can be seen from FIG. 8, only one of the output signals φ1 to φ4 of the
[0051]
The operation logic of the predecoder is not limited to the logic shown in FIG.
[0052]
FIG. 9 shows a circuit example of an address storage PROM cell array used in the embodiment shown in FIG.
[0053]
The address storage
[0054]
In each bank, signals φ1 to φ4 and R1 to R4 are supplied to the control gates of the eight single-layer PROMs, respectively, and the sources are all grounded.
[0055]
For example, the bank ABK1 is composed of eight single-layer PROM cells MA11 to MA18, and signals φ1 to φ4 and R1 to R4 are supplied to control gates of the PROM cells MA11 to MA18, respectively. The drains of the eight single-layer PROM cells in each bank are connected to a common drain line. These commonly connected drain lines of the banks ABK1 to ABK4 are called MOHIT1 to MOHIT4, respectively.
[0056]
The common drain lines MOHIT1 to MOHIT4 are connected to the sources of the transistors Q1 to Q4, respectively. Control signals C11 to C14 are supplied to gates of the transistors Q1 to Q4. The drains of the transistors Q1 to Q4 are connected to the source of the transistor Q5. The high potential VPP is supplied to the drain of the transistor Q5 at the time of address writing, and the control signal C15 is supplied to the gate of the transistor Q5.
[0057]
Hereinafter, the bank DBKn of the data storage
[0058]
FIG. 10 shows a circuit example of the
[0059]
In the
[0060]
The other ends of the current paths of the transistors Q21 to Q24 are respectively connected to input terminals of, for example, two-stage inverters, and output signals of the two-stage inverters are signals OHIT1 to OHIT4, respectively.
[0061]
Further, signals OHIT1 to OHIT4 are supplied to first to fourth input terminals of the NOR gate G1. An output terminal of the NOR gate G1 is connected to an input terminal of the inverter G2. A signal OTPMODE is generated from an output terminal of the inverter G2. The signal OTPMODE indicates whether or not the address signal matches the address stored in the address storage PROM cell array. Data stored in the main memory cell array or data stored in the data storage
[0062]
The
[0063]
As shown in FIG. 10, signals OHIT2 to OHIT4 are supplied to first input terminals of the NAND gates G3 to G5, respectively, and a signal TOTP inverted by an inverter is supplied to a second input terminal.
[0064]
A signal OHIT1 is supplied to a first input terminal of the NAND gate G6, and second to fourth input terminals are connected to output terminals of the NAND gates G3 to G5, respectively.
[0065]
The signal OHIT2 is supplied to a first input terminal of the NAND gate G7, and the second and third input terminals are connected to output terminals of the NAND gates G4 and G5, respectively.
[0066]
The signal OHIT3 is supplied to a first input terminal of the NAND gate G8, and the second input terminals are respectively connected to output terminals of the NAND gate G5.
[0067]
The signal OHIT4 is supplied to the input terminal of the inverter G9. The input terminals of the inverters G10 to G12 are connected to the output terminals of the NAND gates G6 to G8, respectively, and the input terminal of the inverter G13 is connected to the output terminal of the inverter G9.
[0068]
Signals OTP1 to OTP4 are output from output terminals of inverters G10 to G13, respectively. These signals OTP1 to OTP4 are supplied to the word lines of the banks DBK1 to DBK4 of the data storage
[0069]
The priority order is assigned to the banks DBK1 to DBK4 by this priority order circuit. In the above-described priority circuit, the higher the number, the higher the priority. For example, in the banks DBK1 and DBK2, the bank DBK2 has priority.
[0070]
In order to write data in the above-described
[0071]
Hereinafter, the write operation and the read operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. 11 and 12, a part of the circuit is omitted.
[0072]
For example, a replacement operation by the user when the data of the address “010010” of the main body memory cell array is incorrect will be described. In this embodiment, since the two bits A0 and A1 of the address signal are replaced as one unit, the data from the address "010000" to the address "010011" of the mask ROM must be replaced. For example, the data from the address “010000” to the address “010011” is replaced with 1, 0, 1, and 0. It is assumed that data of another address has already been written in the
[0073]
This write operation is composed of address write, address verify, data write, and data verify processes.
[0074]
First, address writing will be described. The bits A5 to A2 of the address where the error data is stored are written into, for example, the bank ABK2 of the address storage
[0075]
That is, an address signal is externally input to the address pad. The address signals A5 to A2 are "0100", the bit A4 goes high, and the bits A5, A3, A2 go low.
[0076]
The
[0077]
The high potential VPP is supplied to the drain of one of the address storage banks ABK1 to ABK4. For example, the control signals C12 and C15 are set to the high level, the control signals C11, C13 and C14 are set to the low level, and the high potential VPP is supplied only to the drain of the bank ABK2. At this time, the transistors Q21 to Q24 of the
[0078]
As a result, as shown in FIG. 11, electrons are injected into the floating gates of the cells MA21 and MA26 among the PROM cells of the bank ABK2.
[0079]
These control signals C11 to C15 are determined by, for example, external signals supplied from a ROM writer or the like. Therefore, the user determines which data is to be written to which bank.
[0080]
Next, the address verify operation will be described. It is checked whether an address has been written to the bank ABK2.
[0081]
First, an address signal corresponding to the address written in the bank ABK2 is supplied to the address pad from outside. The
[0082]
At this time, the transistors Q1 to Q5 of the address storage
[0083]
In the address storage bank ABK2, the threshold voltages of the memory cells MA21 and MA26 are high, and the threshold voltages of the other memory cells are low. Therefore, all the memory cells are off. Therefore, the common drain line MOHIT2 of the bank ABK2 goes high, and the signal OHIT2 goes high (H).
[0084]
On the other hand, in the address storage bank ABK1, the threshold voltages of the memory cells MA11 and MA17 are high, but the threshold voltages of the other memory cells are low. Since the high-level signal R2 is supplied to the control gate of the memory cell MA16, the memory cell MA16 is turned on. Therefore, the common drain line MOHIT1 of the bank ABK1 goes low, and the signal OHIT1 goes low (L).
[0085]
In the banks ABK3 and ABK4, the signals OHIT3 and OHIT4 are at the low level (L), similarly to the bank ABK1.
[0086]
The signal TOTP shown in FIG. 10 is set at a high level. Therefore, in the
[0087]
Therefore, by measuring whether or not the signal OTP2 becomes high level, it is possible to confirm whether or not the address is normally written to the bank ABK2, that is, whether or not to enter the redundancy mode.
[0088]
Next, data is written to the bank DBK2 of the data storage
[0089]
At this time, the
[0090]
First, the signal TOTP supplied to the
[0091]
From the
[0092]
In addition, address signals A1 and A0 are appropriately supplied from the outside via the address pad shown in FIG. 7, and when data needs to be written, one of the column lines COL1 to COL4 is selected. Next, the control signal C1 is set at a high level and C2 is set at a low level, a high potential VPP is supplied to the selected column line, and data is written.
[0093]
As a result, as shown in FIG. 11, data corresponding to the addresses "010000" to "010011" is written to the bank DBK2 of the data storage
[0094]
Next, data verification will be described.
[0095]
At this time, the
[0096]
In the
[0097]
Further, address signals A1 and A0 shown in FIG. 7 are supplied, and one of the column lines COL1 to COL4 is connected to the
[0098]
As a result, the data written in the bank DBK2 of the data storage
[0099]
Next, an operation for rewriting data written in a bank will be described.
[0100]
For example, as shown in FIG. 11, data from address "100000" to address "1000011" is written in bank ABK1, and data from address "010000" to address "010011" is written in bank ABK2. It is assumed that the data stored in the bank ABK2 is rewritten again.
[0101]
First, as described above, the same data as the bank ABK2 is written to the bank ABK3 of the address storage
[0102]
Subsequently, address verification is performed as described above. The output signals OHIT2 and OHIT3 of the
[0103]
Next, as described above, the corrected data is written to the bank DBK3 of the
[0104]
Subsequently, data verification is performed in the same manner as described above.
[0105]
Next, the read operation of this embodiment will be described. For example, assume that data at address "010010" is read.
[0106]
This address signal is supplied to the
[0107]
The
[0108]
The transistors Q1 to Q5 of the
[0109]
Therefore, the output signals OHIT2 and OHIT3 of the
[0110]
Therefore, the signal OTPMODE becomes high level. As a result, the output of the data stored in the main body memory cell array is stopped, and the data stored in the data storage PROM cell array is output to the outside.
[0111]
Further, the signal TOTP is set to a high level. As a result, the output signal OTP3 of the
[0112]
Therefore, in the data storage
[0113]
In the
[0114]
As described above, in the present embodiment, when rewriting data at the same address in the mask ROM more than once, new data is written to a new PROM cell and data cannot be read from the PROM cell holding the previous data. To do. As a result, data can be apparently erased and rewritten, and a function similar to that of the EEPROM can be realized in a pseudo manner.
[0115]
Further, since this PROM cell is a single-layer PROM, it can be manufactured by the same manufacturing process as that of the mask ROM. Therefore, the manufacturing cost hardly increases.
[0116]
FIG. 13 shows a second embodiment of the present invention, and shows a modification of the priority order circuit.
[0117]
In the second embodiment, the priority order circuit 34 includes transistors Q31 to Q36. Otherwise, the configuration is the same as that of the first embodiment.
[0118]
In the priority order circuit 34, the output signal OHIT2 of the
[0119]
The priority order circuit 34 sets the common drain line of the banks other than the bank with the highest priority among the banks determined to match the input address signal by the
[0120]
In the second embodiment, the same effect as the EEPROM can be obtained by using a single-layer PROM cell that can be manufactured in the same manufacturing process as the mask ROM.
[0121]
Further, the priority order circuit of the second embodiment can be constituted by fewer elements than the priority order circuit shown in FIG. Therefore, when the number of banks is large, it is possible to reduce the area occupied by the priority circuits.
[0122]
FIG. 14 shows a third embodiment of the present invention. In the third embodiment, a disable
[0123]
The disable
[0124]
The drains of PROM cells MA11 to MA14 are connected to one ends of the current paths of transistors Q41 to Q44, respectively. The control signal C36 is supplied to gates of the transistors Q41 to Q44. The other ends of the current paths of the transistors Q41 to Q44 are connected to the sources of the transistors Q45 to Q48, respectively. The drains of the transistors Q45 to Q48 are all supplied with the power supply potential VDD, and the gates are all supplied with the control signal C37. Control signals C36 and C37 are normally at an intermediate potential.
[0125]
Further, the other ends of the current paths of the transistors Q41 to Q44 are respectively connected to input terminals of, for example, two-stage inverters. Output signals of the two-stage inverters are supplied to first input terminals of NOR gates G21 to G24, respectively. Inverted signals of the signals OHIT1 to OHIT4 are supplied to second input terminals of the NOR gates G21 to G24. Output signals of the NOR gates G21 to G24 become signals OTP1 to OTP4 and are supplied to the word lines of the data storage
[0126]
Hereinafter, the operation of the third embodiment will be described.
[0127]
First, data is written to
[0128]
Next, when the data stored in the bank DBK1 is further rewritten, the data is written to the PROM cell M11 of the disable
[0129]
At the time of data reading, when the addresses stored in the
[0130]
At the time of data reading, the power supply potential VDD is supplied to the common control gate line C31 of the disable
[0131]
Therefore, the output signal OTP1 of the NAND gate G21 is at a low level, the output signal OTP2 of the NAND gate G22 is at a high level, and the
[0132]
In the
[0133]
In the third embodiment, similar to the first embodiment, the same effect as the EEPROM can be obtained by using a single-layer PROM cell that can be manufactured in the same manufacturing process as the mask ROM.
[0134]
In the method of giving a priority to each bank as in the first and second embodiments described above, the user must remember the name of the bank used. In order to avoid such trouble, the order of the banks to be written is automatically specified, and the bank used for writing is
[0135]
FIG. 15 shows a circuit example of such an automatic bank designating circuit. This circuit is added to the first and second embodiments described above.
[0136]
As shown in FIG. 15, the high potential VPP is supplied to the drain of the transistor Q51, and the control signal C41 is supplied to the gate. The source of transistor Q51 is connected to the drains of transistors Q52 to Q54. Sources of the transistors Q52 to Q54 are connected to drains of the PROM cells M21 to M23, respectively.
[0137]
Each of the PROM cells M21 to M23 is constituted by the above-described single-layer PROM. The control gates of the PROM cells M21 to M23 are connected to a common line C42.
[0138]
For example, an inverted signal of the chip enable signal CE is supplied to the line C42 via a level shifter. The sources of the PROM cells M21 to M23 are grounded.
[0139]
The drains of PROM cells M21 to M23 are connected to one ends of the current paths of transistors Q55 to Q57, respectively. A control signal C43 is supplied to gates of the transistors Q55 to Q57. The other ends of the current paths of the transistors Q55 to Q57 are connected to the sources of the transistors Q58 to Q60, respectively. The drains of the transistors Q58 to Q60 are all supplied with the power supply potential VDD, and the gates are all supplied with the control signal C44. The control signals C43, C44 are normally at an intermediate potential.
[0140]
Further, the other ends of the current paths of the transistors Q55 to Q57 are connected to the input terminals of the inverters G31, G33, G35, respectively. The output terminals of the inverters G31, G33, G35 are connected to the input terminals of the inverters G32, G34, G36, respectively.
[0141]
In the NAND gate G37, the first to third input terminals are connected to the output terminals of the inverters G32, G34, G36, respectively. The output terminal of the NAND gate G37 is connected to the input terminal of the inverter G38.
[0142]
In the NAND gate G39, the first to third input terminals are connected to the output terminals of the inverters G31, G34, G36, respectively. The output terminal of the NAND gate G39 is connected to the input terminal of the inverter G40.
[0143]
In the NAND gate G41, the first to third input terminals are connected to the output terminals of the inverters G31, G33, G36, respectively. The output terminal of the NAND gate G41 is connected to the input terminal of the inverter G42.
[0144]
In the NAND gate G43, the first to third input terminals are connected to the output terminals of the inverters G31, G33, G35, respectively. The output terminal of the NAND gate G43 is connected to the input terminal of the inverter G44.
[0145]
The output terminals of the inverters G44, G42, G40 and G38 are connected to the gates of the transistors Q1 to Q4 constituting the write circuit of the address storage
[0146]
The output terminals of the inverters G40, G42, G44 are connected to the gates of the transistors Q52, Q53, Q54, respectively.
[0147]
Hereinafter, the operation of the automatic bank designating circuit will be described.
[0148]
When no data is written to the
[0149]
Thereafter, when writing data to the
[0150]
When the data writing to the
[0151]
When the threshold voltage of the PROM cell M23 increases, the signal C12 goes high, and the signals C11, C13, and C14 go low. Therefore, the automatic bank designating circuit designates
[0152]
After that, similarly, after writing to the
[0153]
As described above, by providing the automatic bank designating circuit, data can be written to a bank having a higher priority without having to remember the bank used by the user.
[0154]
Although four banks are provided in the above-described embodiment, the number of banks is not limited to four.
[0155]
Further, in the above-described embodiment, the data of the mask ROM is replaced in units of the addresses A0 and A1, but the present invention is not limited to this. All bits of the address may be stored in the address storage PROM cell array, and the data in the mask ROM may be replaced in bit units.
[0156]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the fourth embodiment, a bug in user data can be repaired by a PROM cell, and a defective cell generated during manufacturing can be replaced.
[0157]
FIG. 16 shows the overall configuration of the semiconductor memory device. In FIG. 16,
[0158]
On the other hand, this semiconductor storage device has
[0159]
In this embodiment, in order to simplify the description, the row direction of the
[0160]
If there are defective cells in the MROM cell array, one word line (128 cells) in each MROM cell array is replaced by the R / DPROM. This replacement unit includes 2I / Os in the same array as all cells selected by the addresses A0 to A5. When data is rewritten by a user, the data is rewritten using one word line (256 cells) of both MROM cell arrays as one unit. This unit includes all the cells selected by the addresses A0 to A5 and 4 I / O. That is, in the case of replacement of a defective cell, a memory cell is replaced for each array (2 I / O), and for user rewriting, a memory cell is replaced for every 4 I / O. Also, in the case of replacing a defective cell, the number of word lines selected in one R / DPROM array is four, and in the case of rewriting by a user, a total of eight word lines, four in each of the TOPPROM cell arrays, are used. Selected.
[0161]
The
[0162]
The OTP and R /
[0163]
The OTP address
[0164]
An output terminal of the OTP address
[0165]
An
[0166]
R /
[0167]
The
[0168]
The data write
[0169]
FIG. 17 shows one I / O of the
[0170]
FIG. 19A shows a circuit configuration of one bank shown in FIG. 18, and FIG. 19B shows a word line selection logic. In the circuit shown in FIG. 19A, one bank includes four cells arranged in the row direction and four cells arranged in the column direction. Two column lines adjacent to one bit line are selected by the column decoder 55 (56), and the bit lines are connected to the sense amplifier 59 (60). One of the column lines is supplied with the ground potential VSS, and the other is supplied with the same intermediate potential as the potential supplied to the sense amplifier. In this embodiment, the sense amplifier 59 (60) uses the address signal A0 to select the ground potential VSS and the intermediate potential of the column line.
[0171]
Further, when one of the output signals SGU and SGD of the row decoder 53 (54) is at the high level “H” and the other is at the low level “L”, one of the four cells in the row direction in the bank in the drawing is shown. The cell is selected. In this embodiment, the address signal A5 is used for this selection. In the column direction, one word line is selected by the address signals A6 and A7. When the address signal is supplied as described above, one cell in the MROM is selected.
[0172]
FIG. 20 shows the configuration of the OTP address
[0173]
The OTP address
[0174]
Predecode lines WWL1 to WWL4, WSG1 to WSG4, and WPR1 to WPR4 for transmitting output signals of the OTP and R / D predecoders 69 are arranged in the OTP address
[0175]
The OTP / R /
[0176]
FIG. 22 shows the
[0177]
FIG. 23 shows the operation of the
[0178]
On the other hand,
[0179]
FIG. 24 shows the
[0180]
The signals OHIT1B to OHIT4B are supplied to a
[0181]
These signals OTP1 to OTP4 have higher priority as the subscript is larger. That is, these relationships are OTP1 <OTP2 <OTP3 <OTP4. Therefore, in the
[0182]
The same data as the data written to the cell selected by the signals OTP1 and OTP2 may be written again to the cell selected by the signals OTP3 and OTP4, or data of another address may be written.
[0183]
In this manner, the operation of the EPROM can be simulated using PROM cells that can be manufactured in the same process as the mask ROM.
[0184]
FIG. 25 shows an R / D enable circuit. The signals RHIT1BR to RHIT4BR output from the
[0185]
The signals RHIT1BR to RHIT4BR are supplied to a
[0186]
Further, signals RHIT1BL to RHIT4BL output from the
[0187]
The signals RHIT1BL to RHIT4BL are supplied to a
[0188]
The R / D enable
[0189]
On the other hand, when the user mode is detected by the
[0190]
When any one of the signals RHIT1BR to RHIT4BR and RHIT1BL to RHIT4BL output from the
[0191]
FIG. 26 shows the configuration of the
[0192]
In the
[0193]
FIG. 27 shows the configuration of the R /
[0194]
An output signal of the NOR gate 65c1 is supplied to an input terminal of a
[0195]
In the above configuration, at the time of reading data, when the mode becomes the replacement mode of the defective cell or the user mode, one of the signal signals OTP1 to OTP4 and the signals RD1L to RD4L (signals RD1R to RD4R) is in a selected state (high level). . This signal is supplied to the R /
[0196]
On the other hand, the bit line is selected by the address signals A1 to A4. However, the number of cells in the row direction shown in FIG. 16 is 128 for the MROM cell array, while 32 cells for the OTPPROM cell array and the R / DPROM cell array. For this reason, it is divided in the column direction by the address signals A0 and A5.
[0197]
By such an operation, a cell is selected, data is read from the selected cell, and detected by the R /
[0198]
FIG. 28 shows an example of the level shift circuit shown in FIG. This level shift circuit includes P-channel transistors P1 and P2 and N-channel transistors N1 and N2, converts a VDD-level signal supplied to an input terminal IN into a VPP-level signal, and outputs the signal to an output terminal OUT.
[0199]
Next, a case where data is written to the OTPPROM cell array or the R / DPROM cell array will be described.
[0200]
FIG. 29 shows an operation when data is written to the OTPPROM cell array or the R / DPROM cell array. When rewriting data, first, the address of the cell to be rewritten is written to the OTP address
[0201]
FIG. 30 shows the relationship between each pin and each operation mode. That is, this semiconductor memory device has address pins A0 to A11, / BYTE (/ BYTE in the specification indicates an inverted signal of BYTE), data pins D0 to D3, power supply pins VPP, and TEST pins. R / D address write, R / D address verify, R / D data write, R / D data verify, OTP address write, OTP address verify, OTP data write, and OTP data verify are set using these pins.
[0202]
In the drawing, the / BYTE pin at the time of reading is set to a high or low level. When the / BYTE pin is at a high level, a 4-bit output is provided. When writing and verifying are performed, 4-bit operation is always performed. Therefore, when a signal TOTP or TRD to be described later is detected, 4-bit mode is automatically set, and the signal applied to the / BYTE pin is not used. Therefore, in this embodiment, the address write verification is performed by setting the / BYTE pin to a high level, and the data write verification is performed by setting the / BYTE pin to a low level. HH and VPP indicate high voltages.
[0203]
FIG. 31 shows a write mode detection circuit. High voltage (Vihh)
[0204]
The TEST pin is normally grounded via the
[0205]
A high voltage VPP is applied to the VPP pin at the time of writing. Then, a high-level signal WRITE is output from the output terminal of the high
[0206]
FIG. 32 shows the high
[0207]
In the above configuration, when the address pin A11 is at a low level, the connection node N32 between the
[0208]
FIG. 33 shows the
[0209]
The output terminals of the
[0210]
One end of the current path of each of the
[0211]
One ends of the current paths of the
[0212]
On the other hand, the signal CESB is supplied to the
[0213]
In the above configuration, an operation of writing an address to the OTP address
[0214]
Note that the signal CESB is activated at a low level at the time of reading, a standby is at a high level, and writing and verification are at a low level in a test mode. The signal / OE outputs data at a low level.
[0215]
Since the
[0216]
The OTP / R /
[0219]
[0218]
Next, a data write operation will be described. FIG. 35 shows signals of each unit at the time of data writing. Data writing is started by setting the signal CESB to low level. Since the addresses A0 to A5 are defined as one unit, in the case of the user mode or the case of the defective cell replacement mode, if the word line is known, decoding can be performed only by the address signal. Therefore, as shown in FIG. 30, in each mode, four word lines are designated by the unused address pins A6 to A7. In the case of the defective cell replacement mode, each of the two R /
[0219]
In this embodiment, when address signals A6 and A7 are input to the data write
[0220]
As described above, since the word lines of the
[0221]
Next, the address verify operation will be described. FIG. 36 shows signals of respective units at the time of address verification.
[0222]
When an address is input from the outside while an address is normally written in the OTP address
[0223]
In the above configuration, at the time of address verification, the
[0224]
Next, data verification will be described. FIG. 37 shows signals of each unit at the time of data verification.
[0225]
The data verification may be the same as a normal data read operation. However, when the sequence shown in FIG. 29 is used, there is a possibility that an address is not correctly written. Therefore, similarly to the above-described data writing, an address signal is supplied from the outside to the
[0226]
According to the fourth embodiment, it is possible to repair a defective cell generated at the time of manufacturing and to rewrite data by a user, so that a bug in a user program can be repaired. Therefore, the yield of the semiconductor memory device can be improved.
[0227]
Also, when writing data to the OTPPROM cell array or the R / DPROM cell array, if an address for selecting a cell of the OTPPROM cell array or the R / DPROM cell array is used, the internal circuit uses the OTP and R / D predecoders as in the read operation. The address must be detected. OTP, R / D predecoders use high voltage to write addresses. Therefore, when the OTP and R / D predecoders are operated at the time of writing data, the high-voltage system in this part must be separated from the high-voltage system in the data section, and the circuit configuration becomes complicated. However, in the fourth embodiment, a data write decoder is provided, and the OTP and the R / D predecoder are not operated at the time of writing data, so that the OTP P A cell group of the ROM cell array or the R / DPROM cell array can be selected. Therefore, the circuit configuration can be simplified.
[0228]
Furthermore, OTP P When writing data to a ROM cell array or R / DPROM cell array, address verification is performed following address writing. Thereafter, when data is written, Vpp must be set to 6.5 V during address writing, Vpp must be reduced to 4.3 V during verification, and Vpp must be boosted again to 6.5 V during data writing. Since it takes time to boost Vpp, such a sequence requires a long time to write data. On the other hand, in the case of the fourth embodiment, data writing is performed subsequent to address writing. Thereafter, address verification and data verification are performed. For this reason, Vpp does not need to be stepped down or stepped up between the address writing and the data writing, so that the data writing time can be shortened.
[0229]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In the fifth embodiment, means for relieving a defective cell existing in the column direction is further added to the fourth embodiment. Defective cells existing in the column direction are repaired in block units.
[0230]
FIG. 38 shows a cell replacement unit in the row R / D, the block R / D, and the OTP. The repair of defective cells in the row direction is 1 cell in the column direction, 64 cells in the row direction, and 2 I / Os, and 16 cells in the block direction in the repair column, 4 cells in the row direction, and 2 I / Os. That is, four cells in the row direction indicate the bank shown in FIG. 19, and one block has a configuration in which four banks are consecutively arranged in the column direction. For example, four cells in the row direction are selected by addresses A0 and A5, and 16 cells in the column direction are selected by addresses A6 to A9. The OTP has one cell in the column direction, 64 cells in the row direction, and 4 I / O.
[0231]
FIG. 39 shows a configuration of a fifth embodiment in which FIG. 16 is modified, and FIG. 40 shows an essential part of FIG. 39 and 40, the same parts as those in FIG. 16 are denoted by the same reference numerals, and only different parts will be described.
[0232]
In this embodiment, a
[0233]
On the other hand, the OTP, R /
[0234]
FIG. 41 shows the configuration of the
[0235]
FIG. 42 shows the
[0236]
FIGS. 43 and 44 show the configuration of the row priority circuit 96. FIG. In FIG. 43, the output signals RHIT1BR to RHIT4BR of the
[0237]
In FIG. 44, output signals RHIT1BL to RHIT4BL of the
[0238]
FIG. 45 shows the configuration of the R / D enable
[0239]
FIG. 46 shows the configuration of the
[0240]
The
[0241]
The operation of the above configuration will be described.
[0242]
(Data read)
When an address is supplied from the outside, the decode signals shown in FIG. 47 are output from the OTP / R /
[0243]
In this example, the R /
[0244]
(Address write, address verify)
Writing an address to the block R / D address
[0245]
(Data write, data verify)
Data write and data verify may be selected based on the addresses A0, A5 to A9 that have not been written in the address write, but signals SBAK1 to SBAK4 for selecting four word lines must be newly generated. That is, the signals SBAK1 to SBAK4 are selected by the addresses A6 and A7. Therefore, in order to avoid complication of the configuration, data writing and verification are performed as in the case of the row R / D. For this reason, as shown in FIG. 48, an address is designated by addresses A0 to A5, and the
[0246]
Further, for example, when the block R / D is used for I / O0 and I / O1 of the
[0247]
According to the fifth embodiment, a defective cell in the column direction of the main body MROM can be relieved by the block R / D. In addition, the
[0248]
The row priority circuit 96 gives priority to the row R / D when both the row R / D and the block R / D hit. Therefore, multiple selection can be prevented.
[0249]
The row priority circuit 96 gives priority to the row R / D, but may give priority to the block R / D.
[0250]
Of course, various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0251]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, when rewriting data at the same address of a mask ROM more than once, new data is written to a new PROM cell and data is written from the PROM cell holding the previous data. Since the data cannot be read, the data can be apparently erased and rewritten, and the data can be pseudo-operated in the same manner as the EEPROM.
[0252]
Further, since the PROM cell is a PROM, it can be manufactured in the same manufacturing process as the mask ROM, and the manufacturing cost hardly increases.
[0253]
In addition, the automatic bank designating circuit automatically sets the priority of the bank higher as the data is written later, so that the user does not need to remember the bank used, thereby improving user convenience. Can be.
[0254]
Further, since a redundant PROM cell array is provided, defective cells generated during manufacturing can be relieved by using this cell array.
[0255]
Further, when the address of the repaired defective cell is the same as the address written by the user, the cell written by the user later has priority. Therefore, there is an advantage that user data can be prioritized.
[0256]
In addition, it is possible to repair a defective cell generated at the time of manufacturing and to rewrite data by a user, so that a bug in a user program can be repaired. Therefore, the yield of the semiconductor memory device can be improved. Further, the defective cells in the column direction of the main body MROM can be relieved by the block R / D. In addition, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a part of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a floor plan according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view showing a single-layer PROM of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3;
FIG. 5 is a sectional view taken along the line VV in FIG. 3;
FIG. 6 is a diagram showing an equivalent circuit of the single-layer PROM in FIG. 3;
FIG. 7 is a circuit diagram showing a PROM cell array for data storage and a column decoder shown in FIG. 1;
FIG. 8 is a view showing the operation of the predecoder shown in FIG. 1;
FIG. 9 is a circuit diagram showing the address storage PROM cell array shown in FIG. 1;
FIG. 10 is a circuit diagram showing an address detection circuit and a priority order circuit shown in FIG. 1;
FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of the first embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a view for explaining the operation of the first embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention and showing a modification of the priority order circuit.
FIG. 14 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention and showing a disable circuit.
FIG. 15 shows a third embodiment of the present invention, and is a circuit diagram showing an automatic bank designating circuit.
FIG. 16 is an overall configuration diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a diagram showing a configuration of an MROM shown in FIG. 16;
FIG. 18 is a diagram showing a configuration of one block in FIG. 17;
19A is a diagram showing a circuit configuration of one bank shown in FIG. 18, and FIG. 19B is a diagram showing logic of a word line shown in FIG. 19A.
FIG. 20 is a circuit diagram showing an OTP address storage PROM cell and an R / D address storage PROM cell shown in FIG. 16;
FIG. 21 is a view for explaining the operation of FIG. 20;
FIG. 22 is a circuit diagram showing the address detection circuit shown in FIG. 16;
FIG. 23 is a circuit diagram shown for explaining the operation of FIGS. 20 to 22;
FIG. 24 is a circuit diagram showing the OTP priority circuit shown in FIG. 16;
FIG. 25 is a circuit diagram showing the R / D enable circuit shown in FIG. 16;
26 is a circuit diagram showing the OTPPROM cell array and the R / DPROM cell array shown in FIG.
FIG. 27 is a circuit diagram showing the R / D row decoder shown in FIG. 16;
FIG. 28 is a circuit diagram showing the level shift circuit shown in FIG. 27;
FIG. 29 is a flowchart for explaining a write operation of the OTPPROM cell array and the R / DPROM cell array.
FIG. 30 is a diagram showing a relationship between each pin and each operation mode.
FIG. 31 is a circuit diagram showing a write mode detection circuit.
FIG. 32 is a circuit diagram showing the high voltage detection circuit shown in FIG. 31;
FIG. 33 is a circuit diagram showing the write load circuit shown in FIG. 16;
FIG. 34 is a timing chart showing an address write operation.
FIG. 35 is a timing chart showing a data write operation.
FIG. 36 is a timing chart showing an address verify operation.
FIG. 37 is a timing chart showing a data verify operation.
FIG. 38 is a view for explaining the concept of the fifth embodiment of the present invention;
FIG. 39 is a configuration diagram showing a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 40 is a configuration diagram showing an enlarged main part of FIG. 39;
FIG. 41 is a circuit diagram showing a PROM cell for storing a block R / D address in FIG. 39;
FIG. 42 is a circuit diagram showing the address detection circuit of FIG. 39;
FIG. 43 is a circuit diagram showing a part of the row priority circuit of FIG. 39;
FIG. 44 is a circuit diagram showing the remaining part of the row priority circuit of FIG. 39;
FIG. 45 is a circuit diagram showing the R / D enable circuit of FIG. 39;
FIG. 46 is a circuit diagram showing the address conversion circuit of FIGS. 39 and 40;
FIG. 47 is a view showing the operation of the OTP and R / D predecoder of FIG. 39;
FIG. 48 is a view showing the relationship between each pin and each operation mode.
[Explanation of symbols]
1A, 1B ... main body memory cell array,
2. Row decoder,
3A, 3B ... column decoder,
4A, 4B ... sense amplifier for main body,
5, 5A, 5B ... data storage PROM cell array,
8, 8A, 8B ... sense amplifier,
9: PROM cell array for address storage,
31 ... address detection circuit
32, 34 ... priority circuit,
33 ... Predecoder,
35 ... disable circuit,
51, 52... MROM (mask ROM) cell array,
53, 54 ... row decoder,
55, 56 ... column decoder,
57, 58, 91 ... row predecoder,
59, 60 ... sense amplifier,
61, 62 ... OTPPROM cell array,
63, 64 ... R / DPROM,
65, 66... R / D row decoder,
67, 68 ... R / D column decoder,
69 ... OTP, R / D predecoder,
70 ... PROM cell for storing OTP address
71 ... PROM cell for storing R / D address
72: write load circuit
73, 74 ... address detection circuit,
75 ... OTP priority circuit,
76 ... R / D enable circuit,
77, 78 ... R / D sense amplifier,
79, 80 ... switching circuit,
84 a data writing decoder
92, 93 ... address conversion circuit,
94 PROM cells for storing block R / D addresses
95 ... address detection circuit,
96 ... Low priority circuit.
Claims (14)
前記マスクROMセルアレイの誤データに対応するアドレスの少なくとも一部を記憶する第1のPROMセルアレイと、
前記第1のPROMセルアレイに記憶されるアドレスの一部に対応する1つ以上のデータ群を記憶する第2のPROMセルアレイと、
外部より入力されたアドレス信号が、前記第1のPROMセルアレイに記憶されるアドレスと一致するか否かを検出し、一致した場合には前記第2のPROMセルアレイより対応するデータ群を読み出すデータ読み出し手段とを有し、
前記データ読み出し手段は、前記第1のPROMセルアレイに一致するアドレスが2以上記憶されていた場合に、対応する1つ以上のデータ群の中から優先順位が最も高いデータ群を選択して読み出すことを特徴とする半導体記憶装置。A mask ROM cell array;
A first PROM cell array for storing at least a part of an address corresponding to erroneous data of the mask ROM cell array;
A second PROM cell array for storing one or more data groups corresponding to a part of addresses stored in the first PROM cell array;
Detects whether an address signal input from the outside matches an address stored in the first PROM cell array, and reads data from the second PROM cell array if it matches. Means,
The data reading means selects and reads a data group having the highest priority from one or more corresponding data groups when two or more addresses matching the first PROM cell array are stored. A semiconductor memory device characterized by the above-mentioned.
前記データ群に記憶されたデータをさらに書き換える際には、前記データが記憶されたデータ群より高い優先順位が付され未使用であるデータ群に第2の訂正データを書き込むことを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。The data reading means prioritizes the data group in advance,
When further rewriting the data stored in the data group, the second correction data is written to an unused data group having a higher priority than the data group in which the data is stored. Item 2. The semiconductor memory device according to item 1.
前記データ群に記憶されたデータをさらに書き換える際には、未使用であるデータ群に第2の訂正データが書き込まれ、さらに書き換える前のデータが記憶されたデータ群はそのデータ群に対応する前記ディスイネーブル回路により以後選択不可能とされることを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。The data reading means includes a plurality of disable circuits respectively corresponding to the data group,
When the data stored in the data group is further rewritten, the second correction data is written in the unused data group, and the data group in which the data before rewriting is further stored corresponds to the data group. 2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein selection is not possible thereafter by a disable circuit.
このマスクROMセルアレイに記憶されたデータを読み出す第1の読み出し手段と、
前記マスクROMセルアレイの誤りデータに対応するアドレスの一部を記憶する第1のPROMセルアレイと、
前記マスクROMセルアレイの不良セルに対応するアドレスの一部を記憶する第2のPROMセルアレイと、
前記第1のPROMセルアレイに記憶されるアドレスの一部に対応する1つ以上のデータ群を記憶する第3のPROMセルアレイと、
前記第2のPROMセルアレイに記憶されるアドレスの一部に対応する1つ以上のデータ群を記憶する第4のPROMセルアレイと、
外部より入力されたアドレスが、前記第1のPROMセルアレイに記憶されるアドレスと一致するか否かを検知する第1のアドレス検知手段と、
外部より入力されたアドレスが、前記第2のPROMセルアレイに記憶されるアドレスと一致するか否かを検知する第2のアドレス検知手段と、
前記第2のアドレス検知手段が前記アドレスの一致を検知した場合、前記第4のPROMセルアレイを選択するための信号を出力する第1の信号生成手段と、
前記第1のアドレス検知手段が前記アドレスの一致を検知した場合、前記第3のPROMセルアレイの中から優先順位が最も高いデータ群を選択するための信号を出力するとともに、前記第1の信号生成手段を非活性とする第2の信号生成手段と、
前記第3のPROMセルアレイより対応するデータ群を読み出す第2の読み出し手段と
を具備することを特徴とする半導体記憶装置。A mask ROM cell array;
First reading means for reading data stored in the mask ROM cell array;
A first PROM cell array for storing a part of an address corresponding to error data of the mask ROM cell array;
A second PROM cell array for storing a part of an address corresponding to a defective cell of the mask ROM cell array;
A third PROM cell array for storing one or more data groups corresponding to a part of addresses stored in the first PROM cell array;
A fourth PROM cell array for storing one or more data groups corresponding to a part of addresses stored in the second PROM cell array;
First address detection means for detecting whether or not an externally input address matches an address stored in the first PROM cell array;
Second address detection means for detecting whether or not an externally input address matches an address stored in the second PROM cell array;
First signal generating means for outputting a signal for selecting the fourth PROM cell array when the second address detecting means detects the coincidence of the addresses;
When the first address detecting means detects the coincidence of the addresses, the first address detecting means outputs a signal for selecting a data group having the highest priority from the third PROM cell array, and generates the first signal. Second signal generating means for deactivating the means;
A second read means for reading a corresponding data group from the third PROM cell array.
このマスクROMセルアレイに記憶されたデータを読み出す第1の読み出し手段と、
前記マスクROMセルアレイに含まれる誤りデータのアドレスの一部を記憶する第1のPROMセルアレイと、
前記マスクROMセルアレイに含まれる不良セルのロー方向のアドレスの一部を記憶する第2のPROMセルアレイと、
前記マスクROMセルアレイに含まれる不良セルのカラム方向のアドレスの一部を記憶する第3のPROMセルアレイと、
前記第1のPROMセルアレイに記憶されるアドレスの一部に対応する1つ以上のデータ群を記憶する第4のPROMセルアレイと、
前記第2、第3のPROMセルアレイに記憶されるアドレスの一部に対応する1つ以上のデータ群を記憶する第5のPROMセルアレイと、
外部より入力されたアドレスが、前記第1のPROMセルアレイに記憶されるアドレスと一致するか否かを検知する第1のアドレス検知手段と、
外部より入力されたアドレスが、前記第2のPROMセルアレイに記憶されるアドレスと一致するか否かを検知する第2のアドレス検知手段と、
外部より入力されたアドレスが、前記第3のPROMセルアレイに記憶されるアドレスと一致するか否かを検知する第3のアドレス検知手段と、
前記第2のアドレス検知手段がアドレスの一致を検出するとともに、前記第3のアドレス検知手段がアドレスの一致を検出した場合、前記第2のアドレス検知手段の出力信号を選択し、前記第3のアドレス検知手段がアドレスの一致を検出したことを示す指示信号を生成する第1の選択手段と、
前記第1の選択手段の出力信号に応じて、前記第5のPROMセルアレイのローを選択する第1のロー選択手段と、
前記第1のアドレス検知手段がアドレスの一致を検出した場合、前記第1のロー選択手段を非活性とし、前記第4のPROMセルアレイの中から優先順位が最も高いローを選択する第2のロー選択手段と、
前記第4、第5のPROMセルアレイのカラムを選択するカラム選択手段と、前記第1の選択手段から前記指示信号が出力されていない場合、前記カラム選択手段にカラムアドレスを供給し、前記第1の選択手段から前記指示信号が出力されている場合、前記カラム選択手段にローアドレスを供給する第2の選択手段と、
前記第4、第5のPROMセルアレイの選択された一方よりデータ群を読み出す第2の読み出し手段と
を具備することを特徴とする半導体記憶装置。A mask ROM cell array;
First reading means for reading data stored in the mask ROM cell array;
A first PROM cell array for storing a part of an address of error data included in the mask ROM cell array;
A second PROM cell array for storing a part of a row address of a defective cell included in the mask ROM cell array;
A third PROM cell array for storing a part of an address in a column direction of a defective cell included in the mask ROM cell array;
A fourth PROM cell array for storing one or more data groups corresponding to a part of addresses stored in the first PROM cell array;
A fifth PROM cell array for storing one or more data groups corresponding to a part of addresses stored in the second and third PROM cell arrays;
First address detection means for detecting whether or not an externally input address matches an address stored in the first PROM cell array;
Second address detection means for detecting whether or not an externally input address matches an address stored in the second PROM cell array;
Third address detection means for detecting whether or not an externally input address matches an address stored in the third PROM cell array;
When the second address detection means detects an address match and the third address detection means detects an address match, an output signal of the second address detection means is selected, and the third address detection means selects an output signal of the third address detection means. First selecting means for generating an instruction signal indicating that the address detecting means has detected the address match;
First row selecting means for selecting a row of the fifth PROM cell array in accordance with an output signal of the first selecting means;
When the first address detection means detects an address match, the first row selection means is deactivated and a second row for selecting a row having the highest priority from among the fourth PROM cell arrays. Selecting means;
A column selecting means for selecting a column of the fourth and fifth PROM cell arrays, and a column address being supplied to the column selecting means when the instruction signal is not output from the first selecting means. A second selecting unit that supplies a row address to the column selecting unit when the instruction signal is output from the selecting unit;
A second read means for reading a data group from a selected one of the fourth and fifth PROM cell arrays.
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