JPH06236681A

JPH06236681A - 半導体記憶装置

Info

Publication number: JPH06236681A
Application number: JP5024407A
Authority: JP
Inventors: Keizo Mori; 計三森
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-02-12
Filing date: 1993-02-12
Publication date: 1994-08-23

Abstract

(57)【要約】【目的】使用可能な動作モードを製造後に変更・確定
することができる半導体記憶装置を提供する。【構成】特定の動作モードを用いたデータの書き込み
および読み出しを行う半導体記憶装置において、データ
が格納されるメモリセルアレイ１０１と、外部から入力
された動作モード指定信号が示す動作モードにしたがっ
てメモリセルアレイ１０１へのデータの書き込み或いは
読み出しを行うリード・ライト回路１０２〜１１３，１
２１〜１２６，１３１〜１３４と、動作モード情報を記
憶する動作モード指定用メモリと、この動作モード指定
用メモリに記憶された動作モード情報に基づいて動作モ
ード指定信号を生成して出力する信号出力部と、前記メ
モリに動作モード情報を書き込む書込部とを有する動作
モード指定回路１４１とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体記憶装置に関し、
より詳細には、例えばニブルモード、スタティックカラ
ムモード、ページモード等の動作モードのうち、特定の
動作モードのみを用いたデータの書き込みや読み出しの
みを行うことができる半導体記憶装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の半導体記憶装置につい
て、ＤＲＡＭ（ダイナミック・ランダム・アクセス・メ
モリ）を例にとって説明する。

【０００３】従来のＤＲＡＭの動作モードとしては、例
えば、ファーストページモード、スタティックカラムモ
ード、ニブルモード等が知られている。

【０００４】「ファーストページモード」とは、ローア
ドレスが指定されると、／ＣＡＳクロックにしたがって
カラムアドレスのみを順次取り込みながら、高速で読み
出し・書き込みを行うモードである。

【０００５】「スタティックカラムモード」とは、ロー
アドレスが指定されると、カラムアドレスをアドレス変
化に応じて取り込みながら、高速で読み出し・書き込み
を行うモードである。

【０００６】「ニブルモード」とは、アドレス信号をそ
の都度指定するのではなく、メモリ内部に設けられた循
環系レジスタを用いて、最初に指定したアドレスのデー
タを含む特定アドレスのデータを高速での読み出し・書
き込みを繰り返して行なうモードである。

【０００７】従来のＤＲＡＭとしては、これらの動作モ
ードをすべて備えるのではなく、一部の動作モードのみ
を備えているものが知られている。

【０００８】このような、使用可能な動作モードが異な
る複数種類のＤＲＡＭを製造する方法としては、例え
ば、以下のような方法があった。ＤＲＡＭの種類に応じたマスクパターンを使用して、
全く別の工程によってそれぞれの種類のＤＲＡＭを製造
する。動作モード選択回路の所定のパッドをグランドレベル
或いはＶ_ccレベルにボンディングすることによって使用
できる動作モードを特定できるように、内部回路を設計
する。そして、これらのパッドをチップアセンブリ時に
グランドレベル或いはＶ_ccレベルにボンディングするこ
ととして、パターニングの工程を共通化する。

【０００９】図４に、の方法を用いる場合の、動作モ
ード選択用論理回路の一構成例を示す。また、この論理
回路の入力レベルと出力レベルとの関係を表１に示す。

【００１０】

【表１】このように、図４に示した論理回路の入力ピンＰ1 ，Ｐ
2 の固定レベル（ハイ或いはロー）を組み合わせること
によって、ページモード指定信号の出力端４０１、スタ
ティックカラムモード指定信号の出力端４０２、ニブル
モード指定信号の出力端４０３のうちのいずれか１個の
みを、ハイレベルに固定することができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のＤＲＡＭでは、使用可能な動作モードが製造
段階で一度確定されてしまうと、後で変更することはで
きなかった。したがって、製造後は、使用可能な動作モ
ードごとに、別個に管理や取扱いを行わなければならな
かった。

【００１２】また、使用可能な動作モードごとに市場で
の需要を予測して製造数を決定しなければならず、予測
を誤った場合には特定の動作モードを有するＤＲＡＭの
在庫が増加してしまうという欠点もあった。

【００１３】本発明は、このような従来技術の欠点に鑑
みてなされたものであり、使用可能な動作モードを製造
後に変更・確定することができる半導体記憶装置を提供
することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる半導体記
憶装置は、特定の動作モードを用いたデータの書き込み
および読み出しを行う半導体記憶装置において、前記デ
ータが格納されるメモリセルアレイと、外部から入力さ
れた動作モード指定信号が示す動作モードにしたがっ
て、前記メモリセルアレイへの前記データの書き込み或
いは読み出しを行うリード・ライト回路と、動作モード
情報を記憶する動作モード指定用メモリと、この動作モ
ード指定用メモリに記憶された前記動作モード情報に基
づいて前記動作モード指定信号を生成して出力する信号
出力部と、前記動作モード指定用メモリに前記動作モー
ド情報を書き込む書込部とを有する動作モード指定回路
とを備えたことを特徴とする。

【００１５】また、かかる半導体記憶装置においては、
前記動作モード指定回路の前記動作モード指定用メモリ
が不揮発性であることが望ましい。

【００１６】さらに、かかる半導体記憶装置において
は、前記動作モード指定回路の前記動作モード指定用メ
モリが揮発性であることが望ましい。

【００１７】

【作用】動作モード指定回路において、書込部から動作
モード指定用メモリに動作モード情報が書き込まれる
と、信号出力部はこの動作モード情報に基づいて動作モ
ード指定信号を生成して、出力する。そして、リード・
ライト回路が、入力された動作モード指定信号の示す動
作モードを用いて、メモリセルアレイへの書き込み・読
み出しを行うことができる。

【００１８】したがって、本発明の半導体記憶装置で
は、動作モードの指定・変更を自在に行うことができ
る。

【００１９】また、動作モード指定回路の動作モード指
定用メモリとして不揮発性メモリを使用することによ
り、動作モードの特定を行いたいときにこの特定を製造
工程ではなく出荷時に行うことができるので、出荷前の
半導体記憶装置の管理や取扱いを動作モードの種類によ
って分ける必要がない。さらに、この場合、使用可能な
動作モードごとに市場での需要を予測して製造数を決定
する必要がなくなるので、予測を誤ることによる在庫の
増加を防止することができる。

【００２０】また、上述の動作モード指定用メモリとし
て揮発性メモリを使用することにより、出荷後の半導体
記憶装置に電源投入後、動作モード指定回路に特定動作
モード指定情報を入力することができるので前記利点と
同様に在庫の増加を防止することができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明に係わる半導体記憶装置の一実
施例について、本発明をＤＲＡＭに適用した場合を例に
とって説明する。（実施例１）図１は、本実施例のＤＲＡＭの構成を概略
的に示すブロック図である。同図において、メモリセル
アレイ１０１の各ワード線（図示せず）は、ローデコー
ダ１０２に接続されている。

【００２２】ローデコーダ１０２は、ローアドレスバッ
ファ１１２から入力したローアドレスに対応するワード
線を選択する。

【００２３】ローアドレスバッファ１１２は、／ＲＡＳ
信号の立ち下がりタイミングにしたがってアドレス信号
を入力し、ローアドレスとして出力する。

【００２４】一方、メモリセルアレイ１０１の各ビット
線（図示せず）は、センスアンプ１０４およびゲート１
０５を介して、４本のＲＷＤ線１３１〜１３４のいずれ
かに、順次接続されている。すなわち、４ｎ＋１（ｎ＝
０，１，２，…）番目のビット線は第１のＲＷＤ線１３
１に接続され、４ｎ＋２番目のビット線は第２のＲＷＤ
線１３２に接続され、４ｎ＋３番目のビット線は第３の
ＲＷＤ線１３３に接続され、さらに、４ｎ＋４番目のビ
ット線は第４のＲＷＤ線１３４に接続されている。これ
らのビット線は、連続する４本のビット線ごとに、同じ
ゲート１０５を通過している。

【００２５】各ゲート１０５は、カラムデコーダ１０３
によって制御される。このカラムデコーダ１０３は、後
述するＡＴＤ(Adress Transition Detector)１１１の出
力パルスが入力されると、カラムアドレスバッファ１０
９から入力したカラムアドレスにしたがって、いずれか
のゲート１０５を開状態にする。

【００２６】セレクタ１０６は、デコーダ１０７から入
力された制御信号にしたがって、４本のＲＷＤ線１３１
〜１３４のいずれかとデータ入出力バッファ１０８とを
接続する。

【００２７】データ入出力バッファ１０８は、書込デー
タの入力および読出データの出力を行う。例えば、書込
データを入力する場合、／ＷＲＩＴＥ信号と／ＣＡＳ信
号とがともにローレベルのとき（すなわち論理回路１２
６の出力がハイレベルのとき）のみ開く。

【００２８】デコーダ１０７は、カラムアドレスバッフ
ァ１０９またはカウンタ１１０から入力したカラムアド
レス情報を変換し、上述の制御信号としてセレクタ１０
６に入力する。

【００２９】カラムアドレスバッファ１０９は、ファー
ストページモードが選択されたときに、／ＣＡＳ信号の
立ち下がりタイミングにしたがってアドレス信号を入力
し、カラムアドレスとして出力する。また、／ＣＡＳ信
号がローレベルで且つページモード指定信号１４１（後
述）がハイレベルのとき（すなわち、論理回路１２１の
出力がローレベルのとき）は、ＡＴＤ１１１の動作を防
止するために、アドレス信号をホールドする。

【００３０】カウンタ１１０は、ニブルモードが選択さ
れたときに、最初の／ＣＡＳ信号の立ち下がりタイミン
グにしたがってカラムアドレスバッファ１０９からカラ
ムアドレスを入力し、この値を初期値として出力する。
そして、次回以降の／ＣＡＳ信号の立ち下がりによって
出力値を「１」ずつインクリメントさせるが、出力値が
「初期値＋３」となると、次の／ＣＡＳ信号の立ち下が
りでは再び初期値を出力する。以下、同様にして、イン
クリメントと初期値への復帰とを繰り返す。このカウン
タ１１０は、ニブルモードで使用される。

【００３１】ＡＴＤ１１１は、後述するページモード指
定信号１４１またはスタティックカラムモード指定信号
１４２がハイレベルのとき（すなわち、ＡＮＤ回路１２
４の出力がローレベルのとき）、カラムアドレスバッフ
ァ１０９の出力するカラムアドレスが１ビットでも変化
すると、パルス信号を出力する。

【００３２】切り換えスイッチ１１３は、ＮＯＴ回路１
２５からの入力がハイレベルのときはカラムアドレスを
デコーダ１０７に入力し、一方、ＮＯＴ回路１２５から
の入力がローレベルのときはカラムアドレスをカウンタ
１１０に入力する。

【００３３】動作モード指定回路１１４は、ページモー
ド指定信号１４１、スタティックカラムモード指定信号
１４２またはニブルモード指定信号１４３のうち、いず
れか１つをハイレベルとすることにより（他の２つはロ
ーレベルとする）、動作モードを指定する。

【００３４】図２に、本実施例の動作モード指定回路１
１４の回路構成を概略的に示す。同図において、書き換
え可能な不揮発性メモリであるＥ²ＰＲＯＭ２０１に
は、動作モード情報が格納される。

【００３５】高電圧検知回路２０２は、入力ピンＰ10が
高電圧レベル（例えば１２ボルト）であるときに、消去
回路２０３に対して出力する制御信号をオンにする。こ
れにより、消去回路２０３は、Ｅ²ＰＲＯＭ２０１の記
憶内容を消去する。本実施例の動作モード指定回路１１
４では、このように、高電圧検知回路２０２を用いて、
高電圧レベルのときにのみ消去回路２０３を動作させる
こととしている。これにより、他の用途のピン（例えば
アドレス入力用ピン等）をＥ²ＰＲＯＭ２０１用のピン
としても使用することを可能にしている。

【００３６】イネーブル回路２０４は、入力ピンＰ9 ，
Ｐ11，Ｐ12の信号レベルをそれぞれ入力し、これらの信
号レベルの組み合わせにしたがって入出力バッファ２０
５を制御する。入出力バッファ２０５は、このイネーブ
ル回路２０４の制御により、Ｐ13，Ｐ14から取り込んだ
２ビットの動作モード情報をＥ²ＰＲＯＭ２０１に入力
し、或いは、Ｅ²ＰＲＯＭ２０１から読み出された動作
モード情報をＰ13，Ｐ14に対して出力する。入力ピンＰ
9 ，Ｐ11，Ｐ12の信号レベルと入出力バッファ２０５の
動作との関係を、表２に示す。

【００３７】

【表２】論理回路２０６は、図４に示した論理回路と同じ論理構
成であり、Ｅ²ＰＲＯＭ２０１から読み出された動作モ
ード情報に応じて、ページモード指定信号１４１、スタ
ティックカラムモード指定信号１４２またはニブルモー
ド指定信号１４３のうち、いずれか１つの信号をハイレ
ベルに固定し、他の信号をローレベルに固定する。

【００３８】次に、本実施例に係わるＤＲＡＭの動作お
よび取扱いについて説明する。製造者は、このＤＲＡＭ
を出荷する前に、予め、動作モード情報をＥ²ＰＲＯＭ
２０１に書き込んでおく。書き込まれる動作モード情報
は、表１に示したものと同様であり、ファーストページ
モードの場合は（Ｐ13，Ｐ14）＝（０，０）、スタティ
ックカラムモードの場合は（Ｐ13，Ｐ14）＝（１，
０）、ニブルモードの場合は（Ｐ13，Ｐ14）＝（０，
１）である。また、このように本実施例ではこの動作モ
ード用の記憶手段としてＥ²ＰＲＯＭを使用しているの
で、一度書込を行ったＤＲＡＭの動作モードを後で変更
することも可能である。

【００３９】このＤＲＡＭを使用者が動作させる場合に
は、Ｅ²ＰＲＯＭ２０１が記憶している動作モードのみ
を使用することができる。

【００４０】Ｅ²ＰＲＯＭ２０１が記憶している動作モ
ード情報がファーストページモードである場合は、ペー
ジモード指定信号１４１はハイレベルとなり、スタティ
ックカラムモード指定信号１４２およびニブルモード指
定信号１４３はローレベルとなる。したがって、ＡＮＤ
回路１２４の出力はローレベルとなり、ＮＯＴ回路１２
５の出力はハイレベルとなる。これにより、ＡＴＤ１１
１が作動し、また、切り換えスイッチ１１３はカラムア
ドレスバッファ１０９の出力とデコーダ１０７の入力と
を接続する。このとき、カラムアドレスバッファ１０９
は、／ＣＡＳ信号によってコントロールされる。そし
て、周知の動作手順により、メモリセルアレイ１０１へ
の書き込み或いは読み出しを、ファーストページモード
で行う。

【００４１】また、Ｅ²ＰＲＯＭ２０１が記憶している
動作モード情報がスタティックカラムモードである場合
は、スタティックカラムモード指定信号１４２がハイレ
ベルとなり、他の指定信号１４１，１４３はローレベル
となる。したがって、この場合も、ＡＮＤ回路１２４の
出力はローレベルとなり、ＮＯＴ回路１２５の出力はハ
イレベルとなるので、ＡＴＤ１１１が作動し、また、切
り換えスイッチ１１３はカラムアドレスバッファ１０９
の出力とデコーダ１０７の入力とを接続する。そして、
周知の動作手順により、メモリセルアレイ１０１への書
き込み或いは読み出しを、スタティックカラムモードで
行う。

【００４２】Ｅ²ＰＲＯＭ２０１が記憶している動作モ
ード情報がニブルモードである場合は、ニブルモード指
定信号１４３がハイレベルとなり、他の指定信号１４
１，１４２はローレベルとなる。したがって、この場合
は、ＡＮＤ回路１２４の出力はハイレベルとなり、ＮＯ
Ｔ回路１２５の出力はローレベルとなる。これにより、
ＡＴＤ１１１は非作動状態となり、また、切り換えスイ
ッチ１１３はカラムアドレスバッファ１０９の出力とカ
ウンタ１１０の入力とを接続する。そして、周知の動作
手順により、メモリセルアレイ１０１への書き込み或い
は読み出しを、ニブルモードで行う。

【００４３】このように、本実施例のＤＲＡＭでは、動
作モードがＥ²ＰＲＯＭ２０１の記憶内容によって決定
される。したがって、製造段階では動作モードを特定せ
ず、製品の需要に応じて動作モードを特定してから出荷
することができる。

【００４４】また、一度特定された動作モードを後で変
更することもできるので、製造時に一旦動作モードを特
定しておき、需要の変動に応じて動作モードを変更して
から出荷することも可能である。（実施例２）次に、本発明の他の実施例について説明す
る。本実施例では、動作モード指定回路の構成のみが上
述の実施例１に係わるＤＲＡＭと異なり、他の構成は実
施例１と同様である。

【００４５】図３に、かかる動作モード指定回路１１
４′の構成を、概略的に示す。同図に示したように、記
憶部３１０は、２個のフリップフロップ３１１，３１２
によって構成されている。このように、本実施例では、
本発明の動作モード指定用メモリとして、揮発性メモリ
を使用している。

【００４６】また、イネーブル信号用の高電圧検知回路
３２０は、ソースがＶ_CCに接続され且つゲートが入力ピ
ンＰ15に接続されたｐＭＯＳトランジスタ３２２と、ソ
ースが接地され、ドレインがｐＭＯＳトランジスタ３２
２のドレインに接続され且つゲートが入力ピンＰ15に接
続されたｎＭＯＳトランジスタ３２３とによって構成さ
れている。

【００４７】このような回路構成において、ｐＭＯＳト
ランジスタ３２２としてディプレッション型のものを使
用することにより、スレッショルド電圧を高くし、入力
ピンＰ15の電圧レベルが高いときにのみ出力信号がハイ
となるようにすることができる。

【００４８】この高電圧検知回路３２０の出力は、ＮＯ
Ｔ回路３３０で反転され、フリップフロップ３１１，３
１２のクロック入力となるとともに、データ信号（動作
モード情報）用の高電圧検知回路３４０，３５０に入力
される。

【００４９】データ信号用の高電圧検知回路３４０は、
ドレインがＶ_CCに接続され且つゲートがＮＯＴ回路３３
０の出力端に接続されたｎＭＯＳトランジスタ３４２
と、ソースがｎＭＯＳトランジスタ３４２のソースに接
続され且つゲートが入力ピンＰ18に接続されたｐＭＯＳ
トランジスタ３４３と、ドレインがｐＭＯＳトランジス
タ３４３のドレインに接続され且つゲートが入力ピンＰ
18に接続されたｎＭＯＳトランジスタ３４４と、ドレイ
ンがｎＭＯＳトランジスタ３４４のソースに接続され、
ソースが接地され且つゲートがＮＯＴ回路３３０の出力
端に接続されたｎＭＯＳトランジスタ３４５とによって
構成されている。

【００５０】このような回路においても、上述の高電圧
検知回路３２０の場合と同様、ｐＭＯＳトランジスタ３
２２としてディプレッション型のものを使用することに
より、スレッショルド電圧を高くし、入力ピンＰ18の電
圧レベルが高いときにのみ出力信号がハイとなるように
することができる。この出力信号は、ＮＯＴ回路３６０
で反転されて、フリップフロップ３１１のデータ入力と
なる。

【００５１】また、データ信号用の高電圧検知回路３５
０の構成は、高電圧検知回路３４０と同様であり、ゲー
トがＮＯＴ回路３３０の出力端に接続されたｎＭＯＳト
ランジスタ３５２と、ゲートが入力ピンＰ19に接続され
たｐＭＯＳトランジスタ３５３，ｎＭＯＳトランジスタ
３５４と、ゲートがＮＯＴ回路３３０の出力端に接続さ
れたｎＭＯＳトランジスタ３５５とを直列に接続するこ
とにより構成されている。

【００５２】このような回路においても、ｐＭＯＳトラ
ンジスタ３５３としてディスプレッション型のものを使
用することとしたので、入力ピンＰ19の電圧レベルが高
いときにのみ出力信号がハイとなる。この出力信号は、
ＮＯＴ回路３７０で反転されて、フリップフロップ３１
２のデータ入力となる。

【００５３】論理回路３８０は、図４に示した論理回路
や図２に示した論理回路２０６と同じ論理構成であり、
フリップフロップ３１０から読み出された動作モード情
報に応じて、ページモード指定信号１４１、スタティッ
クカラムモード指定信号１４２またはニブルモード指定
信号１４３のうち、いずれか１つの信号をハイレベルに
固定し、他の信号をローレベルに固定する。

【００５４】このような構成によれば、入力ピンＰ15か
ら高電圧のイネーブル信号を入力するとともに、入力ピ
ンＰ18，Ｐ19から高電圧で動作モード情報を入力するこ
とにより、動作モード情報の書き込みや変更を行うこと
ができる。

【００５５】ここで、上述したように、本実施例では、
記憶部３１０を揮発性メモリ（フリップフロップ３１
１，３１２）によって構成している。したがって、動作
モード情報の書き込みは、電源投入後に毎回行う必要が
ある。

【００５６】このように、本実施例によれば、ＤＲＡＭ
の書き込み・読み出し時に使用する動作モードを自在に
変更することができる。

【００５７】また、高電圧検知回路３２０，３４０，３
５０を用いて、高電圧レベルのときにのみ動作モード情
報の書き込み・書き換えを行えるように構成しているの
で、動作モード情報の書き込み・書き換え用のピンを他
の用途のピン（例えばアドレス入力用ピン等）と共用す
ることが可能となる。

【００５８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
わる半導体記憶装置によれば、使用可能な動作モードを
製造後に自在に変更・確定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる半導体記憶装置の構
成を概略的に示すブロック図である。

【図２】図１に示した動作モード指定回路の構成例を示
すブロック図である。

【図３】図１に示した動作モード指定回路の他の構成例
を示すブロック図である。

【図４】従来の半導体記憶装置における動作モード選択
用回路の一構成例を示す論理回路図である。

【符号の説明】

１０１メモリセルアレイ１０２ローデコーダ１０３カラムデコーダ１０４センスアンプ１０５ゲート１０６セレクタ１０７デコーダ１０８データ入出力用バッファ１０９カラムアドレスバッファ１１０カウンタ１１１ＡＴＤ１１２ローアドレスバッファ１１３切り換えスイッチ１１４動作モード指定回路２０１Ｅ²ＰＲＯＭ２０２高電圧検知回路２０３消去回路２０４イネーブル回路２０５入出力バッファ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】特定の動作モードを用いたデータの書き込
みおよび読み出しのみを行う半導体記憶装置において、前記データが格納されるメモリセルアレイと、外部から入力された動作モード指定信号が示す動作モー
ドにしたがって、前記メモリセルアレイへの前記データ
の書き込み或いは読み出しを行うリード・ライト回路
と、動作モード情報を記憶する動作モード指定用メモリと、
この動作モード指定用メモリに記憶された前記動作モー
ド情報に基づいて前記動作モード指定信号を生成して出
力する信号出力部と、前記メモリに前記動作モード情報
を書き込む書込部とを有する動作モード指定回路と、を備えたことを特徴とする半導体記憶装置。
【請求項２】前記動作モード指定回路の前記動作モード
指定用メモリが不揮発性であることを特徴とする請求項
１記載の半導体記憶装置。
【請求項３】前記動作モード指定回路の前記動作モード
指定用メモリが揮発性であることを特徴とする請求項１
記載の半導体記憶装置。