JPH01243294A - Semiconductor memory - Google Patents

Semiconductor memory

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JPH01243294A
JPH01243294A JP63069431A JP6943188A JPH01243294A JP H01243294 A JPH01243294 A JP H01243294A JP 63069431 A JP63069431 A JP 63069431A JP 6943188 A JP6943188 A JP 6943188A JP H01243294 A JPH01243294 A JP H01243294A
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JP
Japan
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circuit
precharge
data line
voltage
sense amplifier
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Application number
JP63069431A
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Japanese (ja)
Inventor
Chikashi Tanaka
田中 史
Joji Okada
譲二 岡田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To perform the readout of a memory element at high speed by forming a precharge voltage set with high accuracy in the neighborhood of the operating point of a sense amplifier. CONSTITUTION:In a precharge circuit, a FETQ19 is turned on by the 'L' of a precharge signal, the inverse of PC, and inversion amplifier circuits (Q18 and Q19) which set the FET as a load are set at operating states. A voltage shifted by the threshold value of a Q20 from an intermediate voltage decided by a conductance ratio of the Q18 to the Q19 is transmitted to data lines D via switches (Q14-Q17) between a precharge line PL and the data lines, and precharges respective data line. When the data line D to which a selected memory cell is coupled is coupled with a common data line CD, the initial stage circuit PA of the sense amplifier SA is precharged in the neighborhood of the operating point of the sense amplifier, and a signal corresponding to the ON and OFF states of the memory cell is sent to the sense amplifier via the line D and the line CD, and since the amplifier outputs an amplifier signal immediately by a signal, the inverse of SC, the readout is performed at high speed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体記憶装置に関し、例えば電気的に書
き込み可能にされたスタックドゲート構造の不揮発性記
憶素子を用いたEPROM (イレーザブル&プログラ
マブル・リード・オンリー・メモリ)に利用して有効な
技術に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor memory device, for example, an EPROM (erasable & programmable memory device) using a non-volatile memory element having a stacked gate structure that is electrically writable. This relates to technology that is effective for use in read-only memory (read-only memory).

〔従来の技術〕[Conventional technology]

不揮発性記憶素子が結合されるデータ線に設けられるプ
リチャージ回路としては、電源電圧のようなフルプリチ
ャージ電圧によりプリチャージを行うもの、あるいは電
源電圧からMOSFETのしきい値電圧骨だけレベルを
低下させたプリチャージ電圧によりプリチャージを行う
ものが一般的である。
The precharge circuit provided in the data line to which the nonvolatile memory element is connected is one that performs precharging with a full precharge voltage such as the power supply voltage, or one that lowers the level by the threshold voltage of the MOSFET from the power supply voltage. Generally, precharging is performed using a precharge voltage that has been set.

プリチャージ回路の例としては、例えば特願昭62−0
05979号がある。
As an example of a precharge circuit, for example, Japanese Patent Application No. 62-0
There is No. 05979.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

データ線のプリチャージレベルがセンスアンプの動作電
圧点(最も感度が高いバイアス電圧)からずれていると
、ワード線の選択レベルに対してオン状態にされる比較
的低いしきい値電圧を持つ記憶素子の読み出し動作にお
いて、データ線のプリチャージレベルを上記記憶素子や
センスアンプによりディスチャージするのに時間がかか
り、その分読み出し動作が遅くなる。
If the data line precharge level deviates from the sense amplifier's operating voltage point (the most sensitive bias voltage), memory with a relatively low threshold voltage is turned on relative to the word line selection level. In the read operation of the element, it takes time to discharge the precharge level of the data line by the storage element or the sense amplifier, and the read operation is delayed accordingly.

なお、高速読み出しのために、従来のようにMOSFE
Tのしきい値電圧を利用して、データ線のプリチャージ
電圧を低く設定しようとしても、上記プリチャージMO
S F ETのプロセスバラツキによってプリチャージ
電圧が変動してしまう。
In addition, for high-speed readout, MOSFE
Even if you try to set the precharge voltage of the data line low by using the threshold voltage of T, the precharge MO
The precharge voltage fluctuates due to process variations in SFET.

同様にセンスアンプを構成するMOS F ETの持つ
プロセスバラツキによってその動作電圧点も変動する。
Similarly, the operating voltage point of the MOS FET that constitutes the sense amplifier fluctuates due to process variations in the MOS FET.

したがって、センスアンプの動作電圧点のプロセスバラ
ツキとプリチャージMO3FETのプロセスバラツキと
のワーストケースを考慮して所定のレベルマージンを持
ってプリチャージ電圧を設定する必要があるため、読み
出し動作の高速化には限界がある。
Therefore, it is necessary to set the precharge voltage with a predetermined level margin, taking into account the worst case of process variations in the operating voltage point of the sense amplifier and process variations in the precharge MO3FET. has its limits.

この発明の目的は、読み出し動作の高速化を図った半導
体記憶装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of speeding up read operations.

この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は
、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。
A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、記憶情報に従って比較的高いしきい値電圧又
は比較的低いしきい値電圧を持つようにされた記憶素子
が結合されるデータ線に設けられるプリチャージ回路と
して、センスアンプの動作電圧点を決める回路と類似の
回路を利用してセンスアンプの動作電圧点付近に対応し
たプリチャージ電圧を形成するようにする。
That is, the operating voltage point of the sense amplifier is determined as a precharge circuit provided on a data line to which a memory element having a relatively high threshold voltage or a relatively low threshold voltage is connected according to stored information. A circuit similar to this circuit is used to form a precharge voltage corresponding to the vicinity of the operating voltage point of the sense amplifier.

〔作 用〕[For production]

上記した手段によれば、センスアンプの動作電圧点付近
に比較的高い精度により設定されるプリチャージ電圧が
形成できるから、記憶素子の高速読み出しが可能になる
According to the above-described means, it is possible to form a precharge voltage set with relatively high accuracy near the operating voltage point of the sense amplifier, thereby enabling high-speed reading of the memory element.

〔実施例〕〔Example〕

第1図には、この発明をEPROM装置に適用した場合
のメモリアレイ部の一実施例の回路図が示されている。
FIG. 1 shows a circuit diagram of an embodiment of a memory array section when the present invention is applied to an EPROM device.

同図の各回路素子は、特に制限されないが、公知のCM
O3(相補型MO3)集積回路の製造技術によって、1
個の単結晶シリコンのような半導体基板上において形成
される。
Although not particularly limited, each circuit element in the figure may be a known CM.
With O3 (complementary MO3) integrated circuit manufacturing technology, 1
formed on a semiconductor substrate such as single crystal silicon.

特に制限されないが、集積回路は、単結晶P型シリコン
からなる半導体基板に形成される。NチャンネルMOS
 F ETは、かかる半導体基板表面に形成されたソー
ス領域、ドレイン領域及びソース領域とドレイン領域と
の間の半導体基板表面に薄い厚さのゲート絶縁膜を介し
て形成されたポリシリコンからなるようなゲート電極か
ら構成される。PチャンネルMO3FETは、上記半導
体基板表面に形成されたN型ウェル領域に形成される。
Although not particularly limited, the integrated circuit is formed on a semiconductor substrate made of single-crystal P-type silicon. N channel MOS
The FET is made of polysilicon, which has a source region, a drain region formed on the surface of the semiconductor substrate, and a thin gate insulating film formed on the surface of the semiconductor substrate between the source region and the drain region. Consists of a gate electrode. The P-channel MO3FET is formed in an N-type well region formed on the surface of the semiconductor substrate.

これによって、半導体基板は、その上に形成された複数
のNチャンネルMO3FETの共通の基板ゲートを構成
し、回路の接地電位の印加される基準電圧端子に結合さ
れる。N型ウェル領域は、その上に形成されたPチャン
ネルMO3FETの基板ゲートを構成する。Pチャンネ
ルMO3FETの基板ゲートすなわちN型ウェル領域は
、電源端子Vccに結合される。
Thereby, the semiconductor substrate constitutes a common substrate gate of a plurality of N-channel MO3FETs formed thereon, and is coupled to a reference voltage terminal to which a ground potential of the circuit is applied. The N-type well region constitutes the substrate gate of the P-channel MO3FET formed thereon. The substrate gate or N-type well region of the P-channel MO3FET is coupled to the power supply terminal Vcc.

特に制限されないが、この実施例のEPROM装置は、
外部端子から供給されるX、Yアドレス信号AX、AY
を受けるアドレスバッファを通して形成された相補アド
レス信号がアドレスデコーダDCRに供給される。同図
では、アドレスバッファとアドレスデコーダとが同じ回
路ブロックXADB −DCR,YADB −DCRと
してそれぞれ示されている。特に制限されないが、上記
アドレスバッファXADB、YADBは、内部チップ選
択信号ceにより活性化され、外部端子がらのアドレス
信号AX、AYを取り込み、外部端子から供給されたア
ドレス信号と同相の内部アドレス信号と逆相のアドレス
信号とからなる相補アドレス信号を形成する。
Although not particularly limited, the EPROM device of this embodiment includes:
X, Y address signals AX, AY supplied from external terminals
A complementary address signal formed through the receiving address buffer is supplied to the address decoder DCR. In the figure, an address buffer and an address decoder are shown as the same circuit blocks XADB-DCR and YADB-DCR, respectively. Although not particularly limited, the address buffers XADB and YADB are activated by an internal chip selection signal ce, take in address signals AX and AY from external terminals, and convert them into internal address signals that are in phase with the address signal supplied from the external terminals. A complementary address signal consisting of an address signal of opposite phase is formed.

ロウ(X)アドレスデコーダ(X)DCRは、アドレス
バッファXADBの相補アドレス信号に従ったメモリア
レイM−ARYのワード線Wの選択信号を形成する。
Row (X) address decoder (X)DCR forms a selection signal for word line W of memory array M-ARY according to a complementary address signal of address buffer XADB.

カラム(Y)アドレスデコーダ(Y)DCRは、アドレ
スバッファYADBの相補アドレス信号に従ったメモリ
アレイM−ARYのデータ線りの選択信号を形成する。
Column (Y) address decoder (Y) DCR forms a selection signal for the data line of memory array M-ARY according to a complementary address signal of address buffer YADB.

上記メモリアレイM−ARYは、代表として例示的に1
つのメモリブロックが示されている。このメモリブロッ
クは、コントロールゲートとフローティングゲートを有
する複数のMOS F ET、例えばスタックドゲート
トランジスタ(不揮発性メモリ素子・・MO3FETQ
I〜Q6)と、ワード線WL W2・・・、及びデータ
線D1〜Dnとにより構成されている。メモリブロック
において、同じ行に配置されたスタックドゲートトラン
ジスタQ1〜Q3  (Q4〜Q6)のコントロールゲ
ートは、それぞれ対応するワード線Wl(W2)に接続
され、同じ列に配置されたスタックドゲートトランジス
タQl、Q4〜Q3.Q6のドレインは、それぞれ対応
するデータ線D1〜Dnに接続されている。上記スタッ
クドゲートトランジスタの共通ソース線C3は、特に制
限されないが、そのゲートに書込み信号weを受けるデ
イプレッション型MO3FETQI Oを介して接地さ
れている。
The memory array M-ARY is typically 1
Two memory blocks are shown. This memory block consists of multiple MOS FETs each having a control gate and a floating gate, such as stacked gate transistors (non-volatile memory elements...MO3FETQ).
I to Q6), word lines WL W2 . . . and data lines D1 to Dn. In the memory block, the control gates of the stacked gate transistors Q1 to Q3 (Q4 to Q6) arranged in the same row are connected to the corresponding word line Wl (W2), and the control gates of the stacked gate transistors Q1 to Q3 (Q4 to Q6) arranged in the same row are connected to the corresponding word line Wl (W2), respectively. Ql, Q4-Q3. The drains of Q6 are connected to corresponding data lines D1 to Dn, respectively. The common source line C3 of the stacked gate transistors is grounded via a depletion type MO3FET QIO which receives the write signal we at its gate, although this is not particularly limited.

特に制限されないが、8ビツトの単位での書き込み/読
み出しを行うため、上記メモリアレイM−ARYは、合
計で8組設けられるよう構成される。同図においては、
そのうち1つのメモリアレイM−ARYが代表として例
示的に示されている。
Although not particularly limited, in order to perform writing/reading in units of 8 bits, the memory array M-ARY is configured such that a total of 8 sets are provided. In the same figure,
One memory array M-ARY is shown as a representative example.

上記MO3FBTQI Oは、書き込み時に上記内部制
御信号着のロウレベルによってそのコンダクタンスが比
較的小さくされる。これにより、共通ソース線CSの電
位は、MO3FETQIOのコンダクタンスが比較的小
さくされることによって比較的高い電位にされる。この
共通ソース線C8の電位が比較的高くされるとスタック
ドゲートトランジスタのしきい値電圧は比較的高くされ
る。したがって、データ線に書き込み高電圧が供給され
、ワード線が非選択とされることによって非選択とされ
たスタックドゲートトランジスタの実効的なしきい値電
圧が高くされるため、それに流れるリーク電流を小さく
できる。これによって、外部端子から供給される書き込
み電流が効率よ(選択されたスタックドゲートトランジ
スタに供給されるので、効率的な書き込み動作を行うこ
とができる。なお、読み出し動作時には、上記制御信号
wτのハイレベルによってMO3FETQI Oのコン
ダクタンスは、比較的大きくされる。これにより、読み
出し速度を速くするものである。
The conductance of the MO3FBTQIO is made relatively small by the low level of the internal control signal when writing. As a result, the potential of the common source line CS is made relatively high by making the conductance of MO3FET QIO relatively small. When the potential of this common source line C8 is made relatively high, the threshold voltage of the stacked gate transistor is made relatively high. Therefore, by supplying a high write voltage to the data line and making the word line unselected, the effective threshold voltage of the unselected stacked gate transistor is increased, so that the leakage current flowing therein can be reduced. . As a result, the write current supplied from the external terminal is efficiently supplied to the selected stacked gate transistor, making it possible to perform an efficient write operation. Note that during the read operation, the control signal wτ is The high level makes the conductance of MO3FETQIO relatively large, which increases the read speed.

上記1つのメモリアレイM−ARYを構成する各データ
線D1〜Dnは、上記アドレスデコーダDCR(Y)に
よって形成された選択信号を受けるカラム(列)選択ス
イッチMO3FETQ7〜Q9を介して、共通データ線
CDに接続される。
Each of the data lines D1 to Dn constituting the one memory array M-ARY is connected to a common data line through column selection switches MO3FETQ7 to Q9 that receive a selection signal formed by the address decoder DCR(Y). Connected to CD.

共通データ線CDは、各メモリブロックに対応して設け
られる。共通データ線CDには、外部端子I10から入
力される書込み信号を受ける書込み用のデータ入カバソ
ファDIBの出力端子が接続される。同様に他のメモリ
アレイM−ARYに対しても、上記同様なカラム選択回
路スイッチMO3FETが設けられ、それに対応したア
ドレスデコーダにより選択信号が形成される。
A common data line CD is provided corresponding to each memory block. The common data line CD is connected to an output terminal of a write data input cover sofa DIB that receives a write signal input from an external terminal I10. Similarly, column selection circuit switches MO3FET similar to those described above are provided for other memory arrays M-ARY, and selection signals are generated by corresponding address decoders.

上記メモリアレイM−ARYに対応して設けられる共通
データ線CDには、それぞれセンスアンプの入力段回路
を構成し、次に説明する初段増幅回路PAが設けられる
Each common data line CD provided corresponding to the memory array M-ARY is provided with a first stage amplifier circuit PA, which constitutes an input stage circuit of a sense amplifier and will be described next.

すなわち、第1図において、上記例示的に示されている
共通データ線CDには、そのソースが接続されたNチャ
ンネル型の増幅MO3FETQ11が設けられる。この
増幅MO3FETQI 1のドレインと電源電圧端子V
ccとの間には、そのゲートに回路の接地電位の印加さ
れたPチャンネル型の負荷MO3FBTQI 2が設け
られる。上記負荷MO3FETQI 2は、読み出し動
作のために共通データ線CDに電流を流すような動作を
行う。
That is, in FIG. 1, the common data line CD illustratively shown above is provided with an N-channel amplification MO3FET Q11 whose source is connected. The drain of this amplification MO3FETQI 1 and the power supply voltage terminal V
A P-channel type load MO3FBTQI 2 to which a circuit ground potential is applied to its gate is provided between the MO3FBTQI2 and cc. The load MO3FET QI 2 operates to cause current to flow through the common data line CD for a read operation.

上記増幅MO3FETQI 1の感度を高くするため、
共通データ線CDの電圧は、Nチャンネル型の駆動MO
3FETQ13とPチャンネル型の負荷MO3FETQ
I 4とからなる反転増幅回路の入力である駆動MO3
FETQI 3のゲートに供給される。また、共通デー
タ線と電源電圧端子Vccとの間に、NチャンネルMO
3FETQI 7が設けられる。この反転増幅回路の出
力電圧は、上記増幅MO3FETQI 1及び上記MO
3FF。
In order to increase the sensitivity of the above amplified MO3FETQI 1,
The voltage of the common data line CD is the voltage of the N-channel type drive MO.
3FETQ13 and P-channel type load MO3FETQ
The drive MO3 which is the input of the inverting amplifier circuit consisting of I4
Supplied to the gate of FETQI3. Also, an N-channel MO is connected between the common data line and the power supply voltage terminal Vcc.
3FETQI 7 is provided. The output voltage of this inverting amplifier circuit is
3FF.

TQ17のゲートに供給される。さらに、センスアンプ
の非動作期間での無駄な電流消費を防止するため、上記
増幅MO3FETQI 1のゲートと回路の接地電位点
との間には、NチャンネルMO3FETQ15が設けら
れる。このMO5FETQ15と上記PチャンネルMO
3FETQI 4のゲートには、共通にセンスアンプの
動作タイミング信号子τが供給される。
Supplied to the gate of TQ17. Further, in order to prevent wasteful current consumption during the non-operation period of the sense amplifier, an N-channel MO3FET Q15 is provided between the gate of the amplification MO3FET QI 1 and the ground potential point of the circuit. This MO5FETQ15 and the above P channel MO
A sense amplifier operation timing signal τ is commonly supplied to the gates of the 3FETQI 4.

メモリセルの読み出し時において、センスアンプ動作タ
イミング信号SCはロウレベルにされ、MO3FETQ
I 4はオン状態に、MOS F ETQ15はオフ状
態にされる。メモリセルは、書込みデータに従って、ワ
ード線の選択レベルに対して高いしきい値電圧か又は低
いしきい値電圧を持つものである。
When reading a memory cell, the sense amplifier operation timing signal SC is set to low level, and the MO3FETQ
I4 is turned on and MOS FETQ15 is turned off. The memory cell has a threshold voltage higher or lower than the selected level of the word line, depending on the write data.

各アドレスデコーダX−DCR,Y−DCRによって選
択されたメモリセルがワード線が選択レベルにされてい
るにもかかわらずオフ状態にされている場合、共通デー
タ線CDは、MO3FETQ13、Q14、Q17から
なるレベルリミッタ回路で決定される電位になり、MO
3FETQ11はカットオフ状態になる。一方、選択さ
れたメモリセルがワード線選択レベルによってオン状態
にされている場合、共通データ線CDは比較的ロウレベ
ルになり、反転増幅回路の出力は比較的ノ1イレベルと
なり、MO3FETQ17とQllより電流が供給され
、共通データ線CDOロウレベルは制限される。
When the memory cell selected by each address decoder X-DCR, Y-DCR is turned off even though the word line is set to the selection level, the common data line CD is The potential is determined by the level limiter circuit, and the MO
3FETQ11 enters the cutoff state. On the other hand, when the selected memory cell is turned on by the word line selection level, the common data line CD is at a relatively low level, the output of the inverting amplifier circuit is at a relatively 1 level, and the current flows from MO3FETs Q17 and Qll. is supplied, and the common data line CDO low level is limited.

このような共通データ線CDのハイレベル(レベルリミ
ッタ回路で決定されるレベル)とロウレベルとを制限す
ると、この共通データ線CD等に信号変化速度を制限す
る浮遊容量等の容量が存在するにかかわらずに、読み出
しの高速化を図ることができる。すなわち、複数のメモ
リセルからのデータを次々に読み出すような場合におい
て共通データ線CDの一方のレベルが他方のレベルへ変
化させられるまでの時間を短くすることができる。
If the high level (level determined by the level limiter circuit) and low level of the common data line CD are limited, even though the common data line CD has capacitance such as stray capacitance that limits the signal change speed. It is possible to increase the speed of readout without any problem. That is, when data is read out from a plurality of memory cells one after another, the time required for one level of the common data line CD to change to the other level can be shortened.

なお、MO3FETQI 1に流れる電流の有無をMO
3FETQ12で増幅を行い、その出力信号をCMOS
インバータ回路によって構成された増幅回路SAに伝え
る。そして、この増幅回路SAの出力信号は、対応した
データ出力バッファD。
In addition, the presence or absence of current flowing through MO3FETQI1 is determined by MO
Amplify with 3FETQ12 and send the output signal to CMOS
The information is transmitted to the amplifier circuit SA constituted by an inverter circuit. The output signal of this amplifier circuit SA is then sent to the corresponding data output buffer D.

Bによって、特に制限されないが、増幅されて上記外部
端子I10から送出される。また、上記外部端子I10
から供給される書き込み信号は、デ−タ入カバソファD
IBを介して、上記共通データ線CDに伝えられる。他
のメモリブロックに対応した共通データ線と外部端子と
の間においても、上記同様なセンスアンプ並びにデータ
出力バッファからなる読み出し回路と、データ入カバソ
ファからなる書き込み回路とがそれぞれ設けられる。
Although not particularly limited, the signal is amplified by B and sent out from the external terminal I10. In addition, the external terminal I10
The write signal supplied from the data input cover sofa D
It is transmitted to the common data line CD via IB. Also between the common data line corresponding to the other memory blocks and the external terminal, a read circuit consisting of a sense amplifier and a data output buffer similar to the above, and a write circuit consisting of a data input cover sofa are provided, respectively.

タイミング制御回路C0NTは、外部端子CB。The timing control circuit C0NT is connected to an external terminal CB.

OE、PGM及びVl)I)に供給されるチップイネー
ブル信号、アウトプットイネーブル信号、プログラム信
号及び書込み用高電圧に応じて、内部制御信号ce、w
e、SO,pc等のタイミング信号、及びアドレスデコ
ーダに選択的に供給する読み出し用低電圧Vcc/書き
込み層高電圧vpp等を形成する。
Internal control signals ce, w according to the chip enable signal, output enable signal, program signal and high voltage for writing supplied to OE, PGM and Vl)I)
Timing signals such as e, SO, and pc, as well as read low voltage Vcc/write layer high voltage Vpp, etc., which are selectively supplied to the address decoder are formed.

この実施例では、高速読み出しのために上記データ線D
1〜Dnに対応して次のようなプリチャージ回路が設け
られる。
In this embodiment, for high-speed reading, the data line D
The following precharge circuits are provided corresponding to 1 to Dn.

プリチャージ回路は、上記のセンスアンプの動作電圧点
付近に設定されたプリチャージ電圧を形成するため、上
記センスアンプにおけるレベルリミッタ回路を利用する
。すなわち、プリチャージ出力線PLの電圧を受ける増
幅MO3FETQI8とPチャンネル型の負荷MO3F
ETQI 9からなる反転増幅回路と、この反転増幅回
路の出力信号がゲートに供給され、上記プリチャージ出
力線PLと電源電圧Vccとの間に設けられたNチャン
ネル型のプリチャージMO3FETQ20から構成され
る。なお、上記負荷MO3FETQI 9は、そのゲー
トにプリチャージ信号pcが供給されることによって、
プリチャージ動作のときのみオン状態になり負荷として
の作用を行う。このようなプリチャージ信号Tにより上
記反転増幅回路の動作を行わせることによって、そこで
消費される直流電流を低減させることができる。
The precharge circuit utilizes a level limiter circuit in the sense amplifier to form a precharge voltage set near the operating voltage point of the sense amplifier. That is, the amplification MO3FETQI8 receiving the voltage of the precharge output line PL and the P-channel type load MO3F
It consists of an inverting amplifier circuit consisting of ETQI 9, and an N-channel precharge MO3FETQ20 whose gate is supplied with the output signal of this inverting amplifier circuit and which is provided between the precharge output line PL and the power supply voltage Vcc. . Note that the load MO3FET QI 9 has the precharge signal pc supplied to its gate, so that
It turns on only during precharge operation and acts as a load. By operating the inverting amplifier circuit using such a precharge signal T, the direct current consumed therein can be reduced.

上記プリチャージ出力IPLは、プリチャージ信号丁τ
を受けるPチャンネル型のスイッチMO3FETQ21
〜Q23を介して代表として例示的に示されているデー
タ線D1〜Dnと結合される。
The precharge output IPL is the precharge signal τ
P-channel type switch MO3FETQ21 that receives
.about.Q23 are coupled to data lines D1 to Dn, which are illustrated as representative data lines.

プリチャージ回路は、プリチャージ信号pcのロウレベ
ルによりMO3FETQ19がオン状態になり、これを
負荷とする反転増幅回路が動作状態になる。それ故、プ
リチャージ出力線PLをセンスアンプにおける初段回路
PAのレベルリミッタ回路と同様な中間電圧を発生させ
る。すなわち、MO3FETQI 8とQ19とのコン
ダクタンス比に従って決まる中間電圧からMO3FET
Q20のしきい値電圧分だけレベルシフトされた中間電
圧とされる。この中間電圧は、上記プリチャージ出力線
PLと各データ線D1〜Dnとの間に設けられたスイッ
チMO3FETQI 4〜Q16を介して各データ&’
iD1〜Dnに伝えられてそれぞれのプリチャージ動作
を行うものである。この構成においては、選択されたメ
モリセルが結合されたデータ線が、共通データ線CDに
結合されたとき、センスアンプの動作点付近にデータ線
のプリチャージが行われているから、上記メモリセルの
オン状態/オフ状態に応じた信号がデータ線及び共通デ
ータ線を通してセンスアンプの入力に伝えられる結果と
なる。センスアンプは、タイミング信号scのロウレベ
ルにより増幅動作を開始したとき直ちに増幅信号を出力
するものとなるから読み出し動作の高速化を実現できる
In the precharge circuit, the MO3FET Q19 is turned on by the low level of the precharge signal pc, and the inverting amplifier circuit using this as a load is put into operation. Therefore, an intermediate voltage similar to that of the level limiter circuit of the first stage circuit PA in the sense amplifier is generated on the precharge output line PL. In other words, from the intermediate voltage determined according to the conductance ratio of MO3FET QI8 and Q19, the MO3FET
The intermediate voltage is level-shifted by the threshold voltage of Q20. This intermediate voltage is applied to each data &'
This is transmitted to iD1 to Dn to perform their respective precharge operations. In this configuration, when the data line to which the selected memory cell is coupled is coupled to the common data line CD, the data line is precharged near the operating point of the sense amplifier. As a result, a signal corresponding to the on/off state of the sense amplifier is transmitted to the input of the sense amplifier through the data line and the common data line. Since the sense amplifier outputs an amplified signal immediately after starting the amplification operation in response to the low level of the timing signal sc, it is possible to realize a high-speed read operation.

上記プリチャージ電圧を形成する回路として、センスア
ンプの初段回路に設けられるレベルリミッタ回路と84
以の回路を用いる。この構成においては、MOS F 
ETにおいてプロセスバラツキがあっても、センスアン
プの動作電圧点付近に追従したプリチャージ電圧を形成
することができる。
As a circuit for forming the precharge voltage, a level limiter circuit provided in the first stage circuit of the sense amplifier and 84
The following circuit is used. In this configuration, MOS F
Even if there are process variations in ET, it is possible to form a precharge voltage that follows near the operating voltage point of the sense amplifier.

すなわち、センスアンプの最も感度が高い動作点に精度
よくプリチャージレベルを設定することが可能になるか
ら、安定的に記憶素子の高速読み出しを行うことが可能
になる。
In other words, it becomes possible to accurately set the precharge level at the operating point where the sense amplifier has the highest sensitivity, so it becomes possible to stably perform high-speed reading of the memory element.

上記の実施例から得られる作用効果は、下記の通りであ
る。すなわち、 (1)記憶情報に従って比較的高いしきい値電圧又は比
較的低いしきい値電圧を持つようにされた記憶素子が結
合されるデータ線に設けられるプリチャージ回路として
、センスアンプの動作電圧点を決める回路と類似の回路
を利用してセンスアンプの動作電圧点付近に対応したプ
リチャージ電圧を形成する。この構成においては、セン
スアンプの動作電圧点付近に高い精度でデータ線のプリ
チャージ電圧を設定できるから、記憶素子の高速読み出
しが可能になるという効果が得られる。
The effects obtained from the above examples are as follows. That is, (1) The operating voltage of the sense amplifier is used as a precharge circuit provided in a data line to which a memory element having a relatively high threshold voltage or a relatively low threshold voltage is connected according to stored information. A circuit similar to the circuit that determines the point is used to form a precharge voltage that corresponds to the vicinity of the operating voltage point of the sense amplifier. In this configuration, since the precharge voltage of the data line can be set with high accuracy near the operating voltage point of the sense amplifier, the effect of enabling high-speed reading of the memory element is obtained.

(2)センスアンプとして、共通データ線の信号振幅を
制限するレベルリッタを設けるとともに、そのレベルリ
ミッタ回路と類似の回路を用いてデータ線のプリチャー
ジ電圧を形成することにより、センスアンプにおける信
号振幅作用と相俟って高速読み出しが可能になるという
効果が得られる。
(2) As a sense amplifier, a level limiter is provided to limit the signal amplitude of the common data line, and a circuit similar to the level limiter circuit is used to form a precharge voltage of the data line. In combination with this effect, the effect of enabling high-speed reading is obtained.

(3)プリチャージ電圧をセンスアンプの動作点を決め
る回路と類似の回路を用いて形成することにより、プロ
セスバラツキに影響されない高速読み出しが可能になる
という効果が得られる。
(3) By forming the precharge voltage using a circuit similar to the circuit that determines the operating point of the sense amplifier, it is possible to achieve the effect of enabling high-speed readout that is not affected by process variations.

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。例えば、読み出し用の
プリチャージ回路は、実装されるセンスアンプの具体的
構成に応じて、その最も感度が高い動作電圧点付近に設
定されるものであれば何であってもよい。例えば、セン
スアンプとして差動増幅回路を用いる場合には、その参
照電圧を発生させる電圧発生回路と類似の回路を用いて
上記プリチャージ電圧を形成すればよい。また、単なる
CMOSインバータ回路を用いる場合には、同様なCM
OSインバータ回路の入力と出力を短絡してプリチャー
ジ電圧を形成すればよい。
Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on Examples, it goes without saying that this invention is not limited to the above Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Nor. For example, the read precharge circuit may be of any type as long as it is set near the operating voltage point with the highest sensitivity, depending on the specific configuration of the sense amplifier to be mounted. For example, when a differential amplifier circuit is used as the sense amplifier, the precharge voltage may be generated using a circuit similar to the voltage generating circuit that generates the reference voltage. In addition, when using a simple CMOS inverter circuit, a similar CM
The precharge voltage may be generated by short-circuiting the input and output of the OS inverter circuit.

記憶素子は、上記のようなスタックドゲート構造の不揮
発性記憶素子の他、電気的に消去も可能とされるMNO
S (メタル・ナイトライド・オキサイド・セミコンダ
クタ)トランジスタやFLOTOX (フローティング
ゲート・トンネルオキサイド)型であってもよい。また
、イオン打ち込み法等によってしきい値電圧が変化させ
られるマスク型ROMであってもよい。
In addition to the stacked gate structure non-volatile memory element described above, the memory element is an MNO memory element that can be electrically erased.
It may be an S (metal nitride oxide semiconductor) transistor or a FLOTOX (floating gate tunnel oxide) type. Alternatively, a mask type ROM whose threshold voltage can be changed by ion implantation or the like may be used.

この発明は、上記EPROMやEEPROM及びマスク
型ROMのような半与体記憶装置に広く利用でき、例え
ばマイクロコンピュータ等のようなディジタル半導体集
積回路装置に内蔵されるものであってもよい。
The present invention can be widely used in semi-donor storage devices such as the above-mentioned EPROM, EEPROM, and mask type ROM, and may be built into a digital semiconductor integrated circuit device such as a microcomputer.

(発明の効果〕 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。すなわち、記憶情報に従って比較的高いしきい値電圧
又は比較的低いしきい値電圧を持つようにされた記憶素
子が結合されるデータ線に設けられるプリチャージ回路
として、センスアンプの動作電圧点を決める回路と類似
の回路を利用してセンスアンプの動作電圧点付近に対応
したプリチャージ電圧を形成することにより、センスア
ンプの動作電圧点付近に高い精度でデータ線のプリチャ
ージ電圧を設定できるから、記憶素子の高速読み出しが
可能になる。
(Effects of the Invention) The effects obtained by typical inventions disclosed in this application are as follows.That is, depending on the stored information, a relatively high threshold voltage or a relatively low threshold voltage can be obtained. As a precharge circuit provided in the data line to which a memory element having a threshold voltage is coupled, a circuit similar to the circuit that determines the operating voltage point of the sense amplifier is used to precharge the voltage near the operating voltage point of the sense amplifier. By forming a precharge voltage corresponding to , it is possible to set the precharge voltage of the data line with high precision near the operating voltage point of the sense amplifier, thereby enabling high-speed reading of the memory element.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、この発明が適用されたEPROM装置の一実
施例を示す回路図である。 XADB、YADB・・アドレスバッファ、XDCR・
・Xアドレスデコーダ、YDCR・・Yアドレスデコー
ダ、M−ARY・・メモリアレイ、PA・・初段増幅回
路、SA・・センスアンプ、DIR・・データ人力バッ
ファ、DOB・・データ出力バッファ、C0NT・・タ
イミング制御回路
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of an EPROM device to which the present invention is applied. XADB, YADB... address buffer, XDCR...
-X address decoder, YDCR...Y address decoder, M-ARY...memory array, PA...first stage amplifier circuit, SA...sense amplifier, DIR...data manual buffer, DOB...data output buffer, C0NT... timing control circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、記憶情報に従って比較的高いしきい値電圧又は比較
的低いしきい値電圧を持つようにされた記憶素子と、上
記記憶素子が結合されるデータ線に設けられ、上記記憶
素子から選択されたデータ線を通して供給される読み出
し信号をセンスするセンスアンプの動作電圧点を決める
回路と類似の回路を利用してプリチャージ電圧を形成す
るプリチャージ回路とを含むことを特徴とする半導体記
憶装置。 2、上記センスアンプは、選択されたデータ線が結合さ
れる共通データ線の信号を受ける反転増幅回路と、この
反転増幅回路の出力信号がゲートに供給され、電源電圧
と上記共通データ線の間に設けられたMOSFETから
なるレベルリミッタ回路と、上記共通データ線にソース
が結合され、ドレインから増幅出力信号を送出する増幅
MOSFETを含むものであり、上記プリチャージ回路
により形成されるプリチャージ電圧は、上記レベルリミ
ッタ回路と類似の回路により形成されるものであること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体記憶装
置。 3、上記記憶素子は、電気的に書き込み可能にされたス
タックドゲート構造の不揮発性記憶素子であることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体記憶装置。
[Claims] 1. A memory element configured to have a relatively high threshold voltage or a relatively low threshold voltage according to stored information, and a data line to which the memory element is coupled, It is characterized by including a precharge circuit that forms a precharge voltage using a circuit similar to a circuit that determines the operating voltage point of a sense amplifier that senses a read signal supplied from a storage element through a selected data line. semiconductor storage device. 2. The sense amplifier has an inverting amplifier circuit that receives a signal from the common data line to which the selected data line is coupled, and an output signal of the inverting amplifier circuit is supplied to the gate, and the gate is connected between the power supply voltage and the common data line. and an amplification MOSFET whose source is coupled to the common data line and whose drain outputs an amplified output signal, and the precharge voltage formed by the precharge circuit is 2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the semiconductor memory device is formed by a circuit similar to the level limiter circuit. 3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the memory element is an electrically writable nonvolatile memory element having a stacked gate structure.
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