JPH05307887A - 二重ポートランダムアクセスメモリセル - Google Patents

二重ポートランダムアクセスメモリセル

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JPH05307887A
JPH05307887A JP4233790A JP23379092A JPH05307887A JP H05307887 A JPH05307887 A JP H05307887A JP 4233790 A JP4233790 A JP 4233790A JP 23379092 A JP23379092 A JP 23379092A JP H05307887 A JPH05307887 A JP H05307887A
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JP
Japan
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transistor
memory cell
random access
access memory
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Withdrawn
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JP4233790A
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English (en)
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Thomas J Runaldue
トーマス・ジェファーソン・ルナルデュー
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Advanced Micro Devices Inc
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Advanced Micro Devices Inc
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/10Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C8/00Arrangements for selecting an address in a digital store
    • G11C8/16Multiple access memory array, e.g. addressing one storage element via at least two independent addressing line groups

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】高いレイアウトパッキング密度のCMOS二重
ポートランダムアクセスメモリセル10Cの提供。 【構成】メモリセル10Cは4−トランジスタフリップ
フロップコアメモリ形成用の交差結合の2−トラジスタ
インバータ36と38からなり、「読出/書込」又は
「書込専用」ポートEを規定する第1と第2の相補の読
出/書込又は書込専用データビット線BLAと がN−チャネルパストラジスタ44と46を経てそれぞ
れの入力/出力ノード40と42でコアメモリに結合さ
れる。分離トランジスタ48と50のソース/ドレイン
の1つはそれぞれ+5.0ボルトの上位電源電位VCC
と0ボルトの下位電源電位VSSとに接続され、他方の
1つは共通ノード54に接続される。パストランジスタ
52のノード/ドレインの1つは共通ノード54に接続
され、他方の1つは「読出専用」ポートFを規定する読
出専用データビット線に接続される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の背景】この発明は一般にCMOS技術で実現化
される二重ポートランダムメモリセルに関し、より特定
的に読出専用分離を与えるが、伝統的に利用可能であっ
たより高いレイアウトパッキング密度を有するCMOS
二重ポートメモリセルに関する。
【0002】当該技術分野で一般に既知であるように、
メモリセルへの二重ポートランダムアクセスはランダム
アクセスメモリセルがメモリセルにアクセスするために
配列されかつ相互接続される2つの独立データおよびア
ドレスラインを有することを意味する。この二重性は動
作が同時にまたは任意の所望のタイミング関係でかつお
互いから独立して(つまり異なるデータ速度で非同期
に)達成されることを可能にする。かかる二重ポートラ
ンダムアクセスメモリ(RAM)セルの1つの用途は、
より速いプロセッサをスローダウンさせるハンドシェイ
クモデルを確立することなく非同期のマイクロプロセッ
サ間でデータが送られることを許容することである。か
かる二重ポートRAMセルを使って、より速いプロセッ
サは第1の「A」ポートを経てデータを二重ポートRA
Mセルに記憶することが可能であり、そこでかかるデー
タはより遅い速度で動作されるより遅いプロセッサによ
って第2の「B」ポートを介して後にアクセスされ得
る。
【0003】CMOS二重ポートランダムアクセスメモ
リセル10の先行技術例は図1に例示される。メモリセ
ル10はフリップフロップコアメモリを規定する2つの
CMOS交差結合されたインバータ12および14(各
々P−チャネルトランジスタおよびN−チャネルトラン
ジスタからなる)から形成され、かつ2つの独立した組
の異なるデータビット線に結合される。第1の「A」ポ
ートを規定する第1の組のビット線BLAおよび/BL
A(注:この明細書においてBLAの上に否定を表わす
バー記号を記す代わりにBLAの前に/記号を記すこと
にする。)は、2つのN−チャネルパストランジスタ1
6および18を経てコアメモリに結合される。第2の
「B」ポートを規定する第2の組のビット線BLBおよ
び/BLB(注:この明細書においてBLBの上に否定
を表わすバー記号を記す代わりにBLAの前に/記号を
記すことにする。)は、2つのNチャネルパストランジ
スタ20および22を経てコアメモリにやはり結合され
る。全体のメモリセル10はこのように8つのトランジ
スタからなり、かつ時々8−トランジスタ二重ポートR
AMセルと呼ばれる。ポートA上の読出/書込アクセス
能力を与えるために、ワード線ROW SELAはハイ
または論理「1」レベルをとる。ポートB上の読出/書
込アクセス能力を与えるために、ワード線ROW SE
LBはハイまたは論理「1」レベルをとる。
【0004】図1のこの先行技術のメモリセル10が遭
遇した主要な問題は「読出妨害」現象であり、読出動作
が実行されている場合、コアメモリは妨害され、結果と
してメモリ損失をもたらし得る。このメモリセル10に
おいて、この問題は2つの可能性のある読出ポートとい
う事実のために大きくなる。この問題を避けて設計する
ために、4つのN−チャネルパストランジスタ16−2
2がコアメモリセルインバータ12および14から対応
するビット線対へのより低いインピダンス経路を与える
ようにサイズを低減することが必要とされる。しかしな
がら、これらのパストランジスタのサイズダウンは回路
が読出アクセスモードでの性能を失うことを引起こす。
クロック動作技術を使用することによって喪失されたこ
の性能を取り戻す試みが先行技術において行なわれてき
たが、これは付加的なプリチャージ/評価回路ならびに
チップ面積および製造コストを上昇させる差動センスア
ンプを必要とするという不利益を被る。
【0005】さらに、各ポートで読出/書込アクセス能
力の真の二重ポートの機能性を必要としない多くの二重
ポートメモリシステムが今日設計されている。しばし
ば、各ポートは「読出専用」または「書込専用」動作の
ような専用機能を有し得る。「読出専用」ポートとして
示されるポートBを有するCMOS二重ポートRAMセ
ル10aの先行技術例が図2で描かれる。見てわかるよ
うに、このメモリセル10aは9個のトランジスタを有
し、それは図1の従来の8−トランジスタ二重ポートR
AMセルより1つ多い。メモリセル10aは2つの交差
結合されたインバータ24および26が、ポートBの読
出アクセスがコアメモリを妨害しないのでサイズダウン
され得るという点で利点を有する。
【0006】特に、メモリセル10aはフリップフロッ
プコアメモリを規定する2つのCMOS交差結合された
インバータ24および26(各々P−チャネルトランジ
スタおよびN−チャネルトランジスタからなる)から形
成され、かつ第1および第2の相補の書込専用データビ
ット線BLAおよび/BLAに結合される。第1および
第2の書込専用データビット線は第1の「C」ポートを
規定し、かつ2つのN−チャネルパストランジスタ28
および30を経てコアメモリに結合される。第2の
「D」ポートを規定する読出専用データビット線/BL
Bは、分離インバータ32および第3のパストランジス
タ34を経てコアメモリに結合される。このメモリセル
10aは9個のトランジスタからなり、それは従来の8
−トランジスタ二重ポートのRAMセルより1つ多い。
ポートC上の「書込専用」アクセス能力を与えるため
に、書込専用アドレス線を規定するワード線ROW S
ELAはハイまたは論理「1」レベルをとる。ポートD
上の「読出専用」アクセス能力を与えるために、読出専
用アドレス線を規定するワード線ROW SELBはハ
イまたは論理「1」レベルをとる。
【0007】図2のメモリセル10aが被る不利益は物
理的なレイアウトが図1の回路ほど最適化されないこと
である。図1および図2の2つの異なるメモリセルを比
較することによって、図1の2つのウェル交差に対立す
るものとして図2には3つの相互接続ウェル交差がある
ことが注意されるであろう。ウェル交差は相互接続がN
−チャネル装置をP−チャネル装置に接続させるために
使用されるときはいつでも必要とされる。当業者に一般
に既知であるように、使用されるウェル交差の数は全体
のコアセル面積を決定する際の重要なファクタである。
【0008】半導体メモリ装置の記憶容量が最近の開発
でますます大きくなっているので、チップ面積を増大す
ることなく集積回路チップの集積度を増大させる技術の
1つはメモリセルの物理的レイアウトの間にウェル交差
の数を低減することによる。したがって、改良されたレ
イアウトパッキング密度を有するCMOS二重ポートメ
モリセルを提供することは望ましい。この発明のCMO
S二重ポートメモリセルは図1および図2の先行技術の
メモリセルに比べて第2の改良点を表わす。
【0009】
【発明の概要】したがって、この発明の一般的な目的は
製造およびアセンブリが比較的単純でかつ経済的ではあ
るが、それにもかかわらず先行技術の二重ポートメモリ
セルの不利益を克服する読出専用ポートを有する改良さ
れたCMOS二重ポートメモリセルを提供することであ
る。
【0010】この発明の目的は読出ポート分離を与える
が、それにもかかわらず伝統的に利用可能であったもの
より高いレイアウトパッキング密度を有するCMOS二
重ポートメモリセルを提供することである。
【0011】この発明の目的は2つの2−トランジスタ
インバータ、第1ないし第3のパストランジスタならび
に第1および第2の分離トランジスタを含むCMOS二
重ポートメモリセルを提供することである。
【0012】これらの狙いおよび目的に従って、この発
明は第1および第2の相補の読出/書込データビット
線、読出専用データビット線、読出/書込アドレス線お
よび読出専用アドレス線に結合される二重ポートランダ
ムアクセスメモリセルを提供することに関する。メモリ
セルは4−トランジスタフリップフロップコアメモリを
形成するように交差結合された2つの2−トランジスタ
インバータを含む。コアメモリは第1および第2の相補
の入力/出力ノードに結合される。第5のトランジスタ
の主要電極は第1の入力/出力ノードと第1の読出/書
込データビット線との間に接続され、かつそのゲート電
極は読出/書込アドレス線に接続される。第6のトラン
ジスタの主要電極は第2の入力/出力ノードと第2の読
出/書込データビット線との間に接続され、かつそのゲ
ート電極は読出/書込アドレス線に接続される。
【0013】第7のトランジスタの主要電極は上位電源
電位と共通ノードとの間に接続され、かつそのゲート電
極は第2の入力/出力ノードに接続される。第8のトラ
ンジスタの主要電極は共通ノードと下位電源電位との間
に結合され、かつそのゲート電極は第1の入力/出力ノ
ードに接続される。第9のトランジスタの主要電極は共
通ノードと読出専用データビット線との間に接続され、
かつそのゲート電極は読出専用アドレス線に接続され
る。
【0014】この発明のこれらのおよび他の目的および
利点は添付の図面に関連して読まれる以下の詳細な説明
からより完全に明らかになり、図面全体にわたって類似
の参照番号は対応する部分を示す。
【0015】
【好ましい実施例の説明】ここで図面を詳細に参照し
て、図3にはこの発明の原理に従って構成されるCMO
S二重ポートランダムアクセスメモリセル10cが示さ
れる。メモリセル10cは4−トランジスタフリップフ
ロップコアメモリを形成するように交差結合された2つ
の2−トランジスタインバータ36および38からな
る。「読出/書込」または「書込専用」ポートEを規定
する1対の第1および第2の相補の読出/書込または書
込専用データビット線BLAおよび/BLAが、2つの
N−チャネルパストランジスタ44および46を経てそ
れぞれの入力/出力ノード40および42でコアメモリ
に結合される。
【0016】メモリセル10cはさらに2つのN−チャ
ネル分離トランジスタ48、50およびN−チャネルパ
ストランジスタ52を含む。第1の分離トランジスタ4
8の主要なまたは導電経路電極(ソース/ドレイン)の
1つは、典型的に+5.0ボルトである上位電源電位V
CCに接続され、かつその導電経路電極(ソース/ドレ
イン)の他方の1つは共通ノード54に接続される。第
2の分離トランジスタ50の主要なまたは導電経路電極
の1つは、典型的に0ボルトである下位電源電位VSS
に接続され、かつその導電経路電極の他方の1つは共通
ノード54に接続される。分離トランジスタ48および
50のゲートはそれぞれのノード42および40でコア
メモリに接続される。パストランジスタ52の主要なま
たは導電経路電極の1つは共通ノード54に接続され、
かつ導電経路電極の他方の1つは「読出専用」ポートF
を規定する読出専用データビット線に接続される。
【0017】メモリセル10cは読出/書込または書込
専用アドレス線を規定するワード線ROW SELA上
のハイまたは論理「1」レベルを適用することによって
「読出/書込」または「書込専用」ポートE上で独立し
てアドレス指定される。メモリセル10cは読出専用ア
ドレス線を規定するワード線ROW SELB上のハイ
または論理「1」レベルを適用することによって「読出
専用」ポートF上で付加的に独立してアドレス指定され
る。図2の分離インバータ32はチップ面積の大幅な節
約を得るように、しかし回路性能は何も喪失することな
くコアメモリに接続された2つのN−チャネル分離トラ
ンジスタ48および50と置換されたことは注意される
であろう。これは図3のウェル交差の数が2つに低減さ
れたからであり、それは図1の回路と同じ数である。
【0018】N−チャネル装置はそのより高いコンダク
タンスのためにパストランジスタ44および46として
の使用に一般に好ましいが、P−チャネル装置がその代
わりに使用され得るある型の応用があり、たとえばそれ
は読出アクセス速度が絶対的に重要ではない場合または
読出アクセスが全く必要とされない場合などである。か
かる応用の場合、P−チャネル装置はよりバランスのと
れたコンパクトなメモリセルを与えるであろう。
【0019】この目的のために、図4にこの発明のCM
OS二重ポートRAMセルの第2の実施例が示される。
図4において、そのメモリセル10dは図3のメモリセ
ル10cに非常に類似している。特に、図3のN−チャ
ネルパストランジスタ44および46はP−チャネルパ
ストランジスタ56および58と置換された。「読出/
書込」または「書込専用」ポートGを規定する第1およ
び第2の相補の書込専用データビット線BLAおよび/
BLAは図3のワード線ROW SELAまたは/RO
W SELA(注:この明細書においてROW SEL
Aの上に否定を表わすバー記号を記す代わりにROW
SELAの前に/記号記すことにする。)の補数上のロ
ーレベルを適用することによって独立してアドレス指定
される。これらの違いを除いては、図4のメモリセル1
0dは図3のそれと構成および動作において同一であ
る。
【0020】前述の詳細な説明から、この発明は読出ポ
ート分離を与えるが、しかしながら伝統的に利用可能で
あったものより高いレイアウトパッキング密度を有する
改良されたCMOS二重ポートメモリセルを提供するこ
とが理解される。この発明の二重ポートメモリセルは2
つの2−トランジスタインバータ、第1ないし第3のパ
ストランジスタならびに第1および第2の分離トランジ
スタを含む。
【0021】この発明の好ましい実施例であると現在考
えられるものを例示しかつ説明してきたが、様々な変化
および変更が行なわれ、均等物はこの発明の真の範囲か
ら逸脱することなくその要素の代わりをし得ることが当
業者には理解されるであろう。加えて、多くの変更がそ
の中心の範囲から逸脱することなく特定の状況または材
料をこの発明の教示に適合させるように行なわれ得る。
したがって、この発明はこの発明を実行するために考え
られるベストモードとして開示された特定の実施例に制
限されるのではなく、この発明の前掲の特許請求の範囲
にあるすべての実施例を含むことが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図1】先行技術の従来の二重ポートランダムアクセス
メモリセルを示す図である。
【図2】先行技術の「読出専用」ポートBを有する従来
の二重ポートランダムアクセスメモリセルを示す図であ
る。
【図3】この発明の原理に従って構成されるCMOS二
重ポートランダムアクセスメモリセルを示す図である。
【図4】この発明のCMOS二重ポートランダムアクセ
スメモリの第2の実施例を示す図である。
【符号の説明】
10 メモリセル 36 トランジスタインバータ 38 トランジスタインバータ 40 第1の入力/出力ノード 42 第2の入力/出力ノード 54 共通ノード

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1および第2の相補の読出/書込デー
    タビット線、読出専用データビット線、読出/書込アド
    レス線および読出専用アドレス線に結合された二重ポー
    トランダムアクセスメモリセルであって、 4トランジスタフリップフロップコアメモリを形成する
    ように交差結合された2つの2−トランジスタインバー
    タ(36、38)を含み、前記コアメモリは第1および
    第2の相補の入力/出力ノード(30、42)に結合さ
    れ、 その主要電極が前記第1の入力/出力ノード(40)と
    前記第1の読出/書込データビット線(BLA)との間
    に接続され、かつそのゲート電極が前記読出/書込アド
    レス線(ROW SELAまたは/ROW SELA)
    に接続される第5のトランジスタ(44または56)
    と、 その主要電極が前記第2の入力/出力ノード(42)と
    前記第2の読出/書込データビット線(/BLA)との
    間に接続され、かつそのゲート電極が前記読出/書込ア
    ドレス線(ROW SELAまたは/ROW SEL
    A)に接続される第6のトランジスタ(46または5
    8)と、 その主要電極が上位電源電位(VCC)と共通ノード
    (54)との間に接続され、かつそのゲート電極が前記
    第2の入力/出力ノード(42)に接続される第7のト
    ランジスタ(48)と、 その主要電極が共通ノード(54)と下位電源電位(V
    SS)との間に接続され、かつそのゲート電極が前記第
    1の入力/出力ノード(40)に接続される第8のトラ
    ンジスタ(50)と、さらにその主要電極が共通ノード
    (54)と前記読出専用データビット線(/BLB)と
    の間に接続され、かつそのゲート電極が前記読出専用ア
    ドレス線(ROWSELB)に接続される第9のトラン
    ジスタ(52)とを含む、二重ポートランダムアクセス
    メモリセル。
  2. 【請求項2】 前記メモリセルは相補の金属酸化物半導
    体(CMOS)技術で実現化される、請求項1に記載の
    二重ポートランダムアクセスメモリセル。
  3. 【請求項3】 前記2つの2−トランジスタインバータ
    の各々は直列のP−導電型トランジスタとN−導電型ト
    ランジスタとを含む、請求項2に記載の二重ポートラン
    ダムアクセスメモリセル。
  4. 【請求項4】 前記第5および第6のトランジスタはN
    −導電型トランジスタ(44、46)からなる、請求項
    3に記載の二重ポートランダムアクセスメモリセル。
  5. 【請求項5】 前記第5および第6のトランジスタはP
    −導電型トランジスタ(56、58)からなる、請求項
    3に記載の二重ポートランダムアクセスメモリセル。
  6. 【請求項6】 前記第7および第8のトランジスタはN
    −導電型トランジスタからなる、請求項4に記載の二重
    ポートランダムアクセスメモリセル。
  7. 【請求項7】 前記第7および第8のトランジスタはN
    −導電型トランジスタからなる、請求項5に記載の二重
    ポートランダムアクセスメモリセル。
  8. 【請求項8】 前記第9のトランジスタはN−導電型ト
    ランジスタからなる、請求項6に記載の二重ポートラン
    ダムアクセスメモリセル。
  9. 【請求項9】 前記第9のトランジスタはN−導電型ト
    ランジスタからなる、請求項7に記載の二重ポートラン
    ダムアクセスメモリセル。
  10. 【請求項10】 第1および第2の相補の読出/書込デ
    ータビット線、読出専用データビット線、読出/書込ア
    ドレス線および読出専用アドレス線に結合された二重ポ
    ートランダムアクセスメモリセルであって、 4トランジスタフリップフロップコアメモリを形成する
    ように交差結合された2つの2−トランジスタインバー
    タ(36、38)を含み、前記コアメモリは第1および
    第2の相補の入力/出力ノード(30、42)に結合さ
    れ、 その主要電極が前記第1の入力/出力ノード(40)と
    前記第1の読出/書込データビット線(BLA)との間
    に接続され、かつそのゲート電極が前記読出/書込アド
    レス線(ROW SELAまたは/ROW SELA)
    に接続される第1のパストランジスタ(44または5
    6)と、 その主要電極が前記第2の入力/出力ノード(42)と
    前記第2の読出/書込データビット線(/BLA)との
    間に接続され、かつそのゲート電極が前記読出/書込ア
    ドレス線(ROW SELA または/ROW SEL
    A)に接続される第2のパストランジスタ(46または
    58)と、 その主要電極が上位電源電位(VCC)と共通ノード
    (54)との間に接続され、かつそのゲート電極が前記
    第2の入力/出力ノード(42)に接続される第1の分
    離トランジスタ(48)と、 その主要電極が共通ノード(54)と下位電源電位(V
    SS)との間に接続され、かつそのゲート電極が前記第
    1の入力/出力ノード(40)に接続される第2の分離
    トランジスタ(50)と、さらにその主要電極が共通ノ
    ード(54)と前記読出専用データビット線(/BL
    B)との間に接続され、かつそのゲート電極が前記読出
    専用アドレス線(ROWSELB)に接続される第3の
    パストランジスタ(52)とを含む、二重ポートランダ
    ムアクセスメモリセル。
  11. 【請求項11】 前記第1および第2のパストランジス
    タはN−導電型トランジスタ(44、46)からなる、
    請求項10に記載の二重ポートランダムアクセスメモリ
    セル。
  12. 【請求項12】 前記第1および第2のパストランジス
    タはP−導電型トランジスタ(56、58)からなる、
    請求項10に記載の二重ポートランダムアクセスメモリ
    セル。
JP4233790A 1991-09-16 1992-09-01 二重ポートランダムアクセスメモリセル Withdrawn JPH05307887A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US760655 1991-09-16
US07/760,655 US5216636A (en) 1991-09-16 1991-09-16 Cmos memory cell

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JPH05307887A true JPH05307887A (ja) 1993-11-19

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JP4233790A Withdrawn JPH05307887A (ja) 1991-09-16 1992-09-01 二重ポートランダムアクセスメモリセル

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US (1) US5216636A (ja)
EP (1) EP0533331B1 (ja)
JP (1) JPH05307887A (ja)
KR (1) KR930006933A (ja)
AT (1) ATE161652T1 (ja)
DE (1) DE69223711T2 (ja)
TW (1) TW249851B (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6504788B1 (en) 2001-07-12 2003-01-07 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor memory with improved soft error resistance

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