JP3843777B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、不揮発性メモリを備えた半導体記憶装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、映像や音声あるいはデータ情報など(以下、映像等と記す)が書き込まれた半導体メモリが、いわゆるパッケージメディアとして販売されているが、このパッケージメディアとしては主に価格の安いマスクROM媒体が使用されている。
【0003】
しかしながら、このような従来のパッケージメディアでは、特定コードの書き込みが半導体集積回路の製造工程におけるイオン注入や、下層メタル配線工程などにより実現されることから、一般的に完成まで2ヶ月以上の時間が必要とされるといった問題があった。
【0004】
また、例えば生産量に比して実際の販売量が少なかった場合には、上記マスクROM媒体が書き換え不可能であることから、大量の不良在庫を抱えざるを得ないといったビジネス上の問題も招来していた。
【0005】
さらに、特定の映像等だけについて需要が増大した場合には、該映像等を格納したマスクROM媒体を新たに増産する必要があり、供給できるまでに時間がかかるといった問題があった。
【0006】
一方、フラッシュメモリ等の電気的に書き換え可能な不揮発性半導体メモリを使用すれば、パッケージメディアとして完成した後に情報を電気的に書き込むことができるため製造時間も短くてすむ。
【0007】
そしてまた、該メモリに格納する情報の書き換えが容易であることから、需要に応じて該不揮発性半導体メモリに情報を書き込むことができるため、上記のように在庫を抱える必要はなくなる。
【0008】
しかしながら、このような不揮発性半導体メモリは、一般ユーザにおいても所定の方法によりデータの書き換えができるため、例えば該メモリに格納されたデータの改変が行われた後に不良が生じた場合には、製造者側に責任があるのか否かを特定することができないという問題がある。
【0009】
また、上記のような不揮発性半導体メモリを使用すると、製造者以外の者に同様なコンテンツを作成する余地を与え、該コンテンツの著作権を無視した交換やコピー、海賊版業者の横行等を招来するといった問題も招来する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような問題を解消するためになされたもので、異なる機能を選択的に実現できる半導体記憶装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、チップ上に形成され、電源投入時点からの所定期間内にチップの外部より所定の信号が供給されない場合には、所定期間の経過時に不揮発性メモリを非可逆的に書き込み禁止状態とするモード切り替え手段を備えたことを特徴とする半導体記憶装置を提供することにより達成される。
【0012】
このような手段によれば、不揮発性メモリに格納されたデータに対するセキュリティを高めることができると共に、所定期間内にチップ外部より所定の信号を供給することによって、選択的に書き換え可能状態とすることができる。
【0013】
ここで、モード切り替え手段は、電源が投入されたことを検知する電源投入検出手段と、電源投入検出手段により電源の投入が検知された時点から、所定の期間を計時する計時手段と、計時手段により計時された所定の期間内に、所定の信号がチップの外部から供給されなかった場合には書き換え禁止信号を生成するモード設定手段と、モード設定手段により生成された書き換え禁止信号に応じて、不揮発性メモリへ供給されるライトイネーブル信号を非可逆的に不活性化する信号レベル固定手段とを含むものとすることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【0015】
図1は、本発明の実施の形態に係る半導体記憶装置の構成を示すブロック図である。図1に示されるように、半導体記憶装置1はワンチップ上に形成され、モード切り替え部3と入出力コントローラ5、動作ロジックコントローラ7、制御回路9、高電圧発生回路11、ロウアドレスバッファ13、ロウアドレスデコーダ15、アドレスレジスタ17、カラムバッファ19、カラムデコーダ21、データレジスタ23、センスアンプ25、及びメモリセルアレイ27を備える。
【0016】
そして、モード切り替え部3は、パワーオン検出回路31とタイマカウンタ32、モード設定回路33、WE信号固定部34、NAND回路35、反転回路36を含む。
【0017】
ここで、タイマカウンタ32はパワーオン検出回路31に接続され、モード設定回路33はタイマカウンタ32に接続されると共に、上記チップの外部から例えば8ビットのコード信号CD1〜CD8が供給される。また、WE信号固定部34はモード設定回路33に接続される。さらに、NAND回路35はWE信号固定部34に接続されると共に、上記チップの外部からライトイネーブル信号WEが供給される。また、反転回路36はNAND回路35に接続される。
【0018】
動作ロジックコントローラ7は反転回路36に接続されると共に、該チップの外部から制御信号CSが供給される。また、制御回路9は動作ロジックコントローラ7に接続され、高電圧発生回路11は制御回路9に接続される。なお、高電圧発生回路11により生成された高電圧は、ロウアドレスデコーダ15とセンスアンプ25及びメモリセルアレイ27へ供給される。
【0019】
一方、入出力コントローラ5にはアドレス、あるいはメモリセルアレイ27へ書き込まれるデータが、例えば8ビットの入出力データIO1〜IO8として該チップの外部から供給され、あるいは該アドレスあるいはメモリセルアレイ27から読み出されたデータが、例えば8ビットの入出力データIO1〜IO8として該チップの外へ出力されると共に、動作ロジックコントローラ7に接続される。
【0020】
さらに、アドレスレジスタ17は入出力コントローラ5に接続され、ロウアドレスバッファ13及びカラムバッファ19はアドレスレジスタ17に接続される。
【0021】
また、ロウアドレスデコーダ15はロウアドレスバッファ13に接続されると共に制御回路9に接続される。一方、カラムデコーダ21はカラムバッファ19に接続され、データレジスタ23はカラムデコーダ21及び入出力コントローラ5に接続され、センスアンプ25はデータレジスタ23に接続されると共に、共に制御回路9に接続される。そして、メモリセルアレイ27はロウアドレスデコーダ15及びセンスアンプ25に接続される。
【0022】
上記において、WE信号固定部34は、例えば図2に示された回路により実現される。すなわち、WE信号固定部34は、NチャネルMOSトランジスタTrとフューズ40、出力ノードON、及びプルダウン抵抗Rを含む。
【0023】
ここで、NチャネルMOSトランジスタTrは出力ノードONと接地ノードとの間に接続され、ゲートはモード設定回路33に接続される。また、フューズ40は電源電圧ノードVccと出力ノードONとの間に接続され、プルダウン抵抗Rは出力ノードONと接地ノードとの間に接続される。そして、出力ノードONはNAND回路35の一方の入力端に接続される。
【0024】
上記のような構成を有する半導体記憶装置は、外部から供給する信号を操作することにより、通常の書き換え可能な不揮発性メモリとして機能させ、あるいは非可逆的に書き換え機能を禁止して読み出し専用メモリとして機能させることもできるものであるが、以下において、この半導体記憶装置の動作を詳しく説明する。
【0025】
まず、メモリセルアレイ27に含まれた所定のメモリのアドレスと、該メモリに書き込まれるデータとが入出力データIO1〜IO8として入出力コントローラ5へ供給され、該アドレスはアドレスレジスタ17へ、該データはデータレジスタ23へそれぞれ供給される。
【0026】
ここで、該アドレスはアドレスレジスタ17からカラムバッファ19及びロウアドレスバッファ13へ供給され、カラムデコーダ21及びロウアドレスデコーダ15により該アドレスに対応した所定のメモリセルが選択される。そして、該選択されたメモリセルへセンスアンプ25で増幅された上記データが書き込まれる。
【0027】
なお、上記のようなデータ書き込み動作においては、カラムデコーダ21とデータレジスタ23、センスアンプ25、及びロウアドレスデコーダ15がそれぞれ制御回路9により制御されるが、制御回路9は動作ロジックコントローラ7へ供給されるライトイネーブル信号WEがハイレベルに活性化されている期間において、上記のようなデータ書き込み動作を実行する。なお、動作ロジックコントローラ7は、外部から供給される制御信号CSに応じて、入出力コントローラ5及び制御回路9を制御する。
【0028】
また、高電圧発生回路11は、制御回路9による制御により電源電圧より高い電圧を生成し、ロウアドレスデコーダ15とセンスアンプ25、及びメモリセルアレイ27へ供給する。
【0029】
ここで、本発明の実施の形態に係る半導体装置においては、モード切り替え部3が以下のように上記ライトイネーブル信号WEを制御する。まず、パワーオン検出回路31が、生成されたパワーオンリセット信号を検知することによって、電源投入時点を検出する。
【0030】
そして、タイマカウンタ32はパワーオン検出回路31により電源の投入が検知された時点から予め設定された所定の期間を計時して、該所定の期間の経過をモード設定回路33へ通知する。このとき、モード設定回路33は上記所定の期間内に所定のコード信号CD1〜CD8がチップ外部から供給されなかった場合には、ハイレベルの書き換え禁止信号CTを生成しWE信号固定部34へ供給する。
【0031】
これにより、WE信号固定部34に含まれたNチャネルMOSトランジスタTrがオンする。ここで、フューズ40の抵抗値が数百Ω、プルダウン抵抗Rの抵抗値が数百kΩとされるのに対し、上記NチャネルMOSトランジスタTrがオンしたときには出力ノードONと接地ノード間の抵抗値が数十Ωとなるため、NチャネルMOSトランジスタTrのオン時には電源電圧ノードVccと出力ノードON間に過大な電流が流れ、フューズ40が切断される。
【0032】
このようにして、モード設定回路33により書き換え禁止信号CTが生成され出力された場合には、WE信号固定部34は出力ノードONから非可逆的にロウレベルのライトイネーブル固定信号WELをNAND回路35へ供給する。
【0033】
このとき、NAND回路35はチップ外部から供給されるライトイネーブル信号WEの信号レベルによらず、定常的にハイレベルの信号を出力するようになる。
以上より、上記所定の期間内に所定のコード信号CD1〜CD8がチップ外部より供給されなかった場合には、動作ロジックコントローラ7へ供給されるライトイネーブル信号WEが非可逆的にロウレベルに不活性化され、データ書き換えが禁止される。なお、この場合には半導体記憶装置1はデータの読み出しのみが可能な状態とされる。
【0034】
一方、上記所定の期間内に所定のコード信号CD1〜CD8がチップ外部から供給された場合には、モード設定回路33はハイレベルの書き換え禁止信号CTを生成しないため、動作ロジックコントローラ7にはライトイネーブル信号WEが供給され、半導体記憶装置1は通常のデータ書き換えが可能な状態とされる。
【0035】
以上より、本発明の実施の形態に係る半導体記憶装置によれば、記憶させるデータの書き換えを行う場合には、チップ外部から所定の期間内に所定のコード信号CD1〜CD8を入力する必要があると共に、該所定のコード信号CD1〜CD8が入力されることなく該所定の期間が経過すると自動的に書き換え機能が禁止されるため、第三者による書き換え方法の発見を困難にしてセキュリティを高めると共に、回路規模やコストを増大させることなくデータの書き換えも可能とした半導体記憶装置を提供することができる。
【0036】
これにより例えば、半導体記憶装置1の製造者は、一般ユーザが使用する前の製品であれば自社の管理できる方法でデータの書き換えが可能なため、流通在庫を適正に保ち過剰在庫はデータを書き換えて再出荷が可能となる。
【0037】
なお、上記において、電源の投入回数を記憶する不揮発性カウンタを上記チップ内に設け、記憶された回数が所定回数に達した場合には制限された時間内にチップ外部からコード信号を入力してもデータの書き換えが禁止されるようにすることによって、データの不正書き換えに対するセキュリティをさらに高めることもできる。
【0038】
また、上記において、8ビットのコード信号CD1〜CD8は、電圧が時系列的に所定の変化をなす変化コード等にしても良い。この場合には、許可された者以外の者に対し、アナログ的な方法によりデータの書き換えを禁止することができる。
【0039】
【発明の効果】
本発明に係る半導体記憶装置によれば、不揮発性メモリに格納されたデータに対するセキュリティを高めることができると共に、所定期間内にチップ外部より所定の信号を供給することにより選択的に書き換え可能状態とすることができるため、異なる機能を選択的に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る半導体記憶装置の構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示されたWE信号固定部の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
1 半導体記憶装置、3 モード切り替え部、5 入出力コントローラ、7 動作ロジックコントローラ、9 制御回路、11 高電圧発生回路、13 ロウアドレスバッファ、15 ロウアドレスデコーダ、17 アドレスレジスタ、19カラムバッファ、21 カラムデコーダ、23 データレジスタ、25 センスアンプ、27 メモリセルアレイ、31 パワーオン検出回路、32 タイマカウンタ、33 モード設定回路、34 WE信号固定部、35 NAND回路、36 反転回路、40 フューズ、Tr NチャネルMOSトランジスタ、R プルダウン抵抗、ON 出力ノード。
Claims (4)
- データの書き換えが可能な不揮発性メモリが形成されたチップを含む半導体記憶装置であって、
前記チップ上に形成され、電源投入時点からの所定期間内に前記チップの外部より所定の信号が供給されない場合には、前記所定期間の経過時に前記不揮発性メモリを非可逆的に書き込み禁止状態とするとともに、その後はデータの読み出しのみが可能な状態とするモード切り替え手段を備えたことを特徴とする半導体記憶装置。 - 前記モード切り替え手段は、前記書き込み禁止状態とする前の状態で前記所定期間内に前記チップの外部より所定の信号が供給された場合には、前記不揮発性メモリをデータ書き換えが可能な状態に維持することを特徴とする半導体記憶装置。
- 前記モード切り替え手段は、
電源が投入されたことを検知する電源投入検出手段と、
前記電源投入検出手段により電源の投入が検知された時点から、前記所定の期間を計時する計時手段と、
前記計時手段により計時された前記所定の期間内に、前記所定の信号が前記チップの外部から供給されなかった場合には書き換え禁止信号を生成するモード設定手段と、
前記モード設定手段により生成された前記書き換え禁止信号に応じて、前記不揮発性メモリへ供給されるライトイネーブル信号を非可逆的に不活性化する信号レベル固定手段とを含む請求項1または2に記載の半導体記憶装置。 - 前記信号レベル固定手段は、
電源電圧ノードと接地ノードとの間に直列接続されたフューズ及び抵抗素子と、
前記フューズと前記抵抗素子との間の中間ノードと前記接地ノードとの間に前記抵抗素子と並列接続され、ゲートには前記書き換え禁止信号が供給されたトランジスタと、
前記中間ノードから出力される信号と前記ライトイネーブル信号とを入力して論理積を演算するAND回路とを含む請求項3に記載の半導体記憶装置。
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