JPH0660675A - Semiconductor storage - Google Patents

Semiconductor storage

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JPH0660675A
JPH0660675A JP21274992A JP21274992A JPH0660675A JP H0660675 A JPH0660675 A JP H0660675A JP 21274992 A JP21274992 A JP 21274992A JP 21274992 A JP21274992 A JP 21274992A JP H0660675 A JPH0660675 A JP H0660675A
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JP
Japan
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column
spare
memory cell
column line
line
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JP21274992A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Yamanoi
浩 一 山野井
Hiroto Nakai
井 弘 人 中
Kazuhisa Kanazawa
澤 一 久 金
Toshio Yamamura
村 俊 雄 山
Isao Sato
藤 勲 佐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
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Abstract

PURPOSE:To eliminate simultaneous charging of a column line and a spare column line by a sense amplifier and to accelerate data reading at the time of selecting the spare column line by connecting only the selected spare column line to the amplifier. CONSTITUTION:When a spare storage cell column is selected in a spare storage cell array 24, a control signal SPECB becomes a logic '0' level, and a select command signal becomes a logic '1' level. A transistor(Tr) MOS 1 is turned OFF, a spare column gate 29 is turned ON, a node SA is electrically disconnected from column lines BL1-BLn, and connected to the selected spare column line RBLi. On the contrary, when a storage cell column of a storage cell array 23 is selected, a signal SPECB becomes a logic '1' level, and a select command signal becomes logical '0' level. The Tr MOS 1 is turned ON, the gate 29 is turned OFF, thereby the node SA is electrically connected to the selected line BLi, and electrically disconnected from the lines RBL1-RBLn1.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体記憶装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の半導体記憶装置、例えばEPRO
Mの構成を図4に示す。このEPROMは、行アドレス
バッファ21と、行デコーダ22と、メモリセルアレイ
23と、予備メモリセルアレイ24と、列アドレスバッ
ファ25と、列デコーダ26と、予備デコーダ27と、
カラムゲートトランジスタ回路(以下、カラムゲートと
もいう)28と、予備のカラムゲートトランジスタ回路
(以下、カラムゲートともいう)29と、センスアンプ
30と、出力バッファ31とを備えている。
2. Description of the Related Art A conventional semiconductor memory device, for example, EPRO
The structure of M is shown in FIG. This EPROM includes a row address buffer 21, a row decoder 22, a memory cell array 23, a spare memory cell array 24, a column address buffer 25, a column decoder 26, and a spare decoder 27.
A column gate transistor circuit (hereinafter also referred to as a column gate) 28, a spare column gate transistor circuit (hereinafter also referred to as a column gate) 29, a sense amplifier 30, and an output buffer 31 are provided.

【0003】行アドレスバッファ21は外部から入力さ
れる行アドレス信号A1,…Akに基づいて、この行
アドレス信号A1,…Ak及びその反転信号バーA
1,…バーAkを出力する。行デコーダ22は行アド
レスバッファ21の出力に基づいてメモリセルアレイ2
3及び予備メモリセルアレイ24の複数の行線WL1,
…WLmの中から行アドレス信号A1,…Akに対応
する1本の行線WLi(1≦i≦m)を選択する。
The row address buffer 21 receives the row address signals A1, ... Ak 1 from the outside and outputs the row address signals A1, ... Ak 1 and its inverted signal bar A.
1, ... Outputs the bar Ak 1 . The row decoder 22 receives the memory cell array 2 based on the output of the row address buffer 21.
3 and a plurality of row lines WL1, of the spare memory cell array 24
One row line WLi (1.ltoreq.i.ltoreq.m) corresponding to the row address signals A1, ..., Ak 1 is selected from ... WLm.

【0004】又、列アドレスバッファ25は外部から入
力される列アドレス信号B1,…Bkに基づいてこの
列アドレス信号B1,…Bk及びその反転信号バーB
1,…バーBkを出力する。列デコーダ26は列アド
レスバッファ25の出力に基づいてメモリセルアレイ2
3の複数の列線BL1,…BLnの中から列アドレス信
号B1,…Bkに対応する1本の列線BLj(1≦j
≦n)を選択する列線選択信号Xjを出力し、カラムゲ
ート28に送出する。
[0004] Also, the column address buffer 25 are column address signals B1 inputted from the outside, ... Bk 2 The column address signal B1 based on, ... Bk 2 and its inverted signal bar B
1, ... Outputs the bar Bk 2 . The column decoder 26 uses the output of the column address buffer 25 to output the memory cell array 2
3 of a plurality of column lines BL1, ... column address signals B1, ... 1 pieces of columns corresponding to the Bk 2 lines BLj (1 ≦ j from among BLn
A column line selection signal Xj for selecting ≦ n) is output and sent to the column gate 28.

【0005】カラムゲート28は例えばn個のトランジ
スタBT1,…BTnからなり、各トランジスタBTi
(i=1,…n)は列線BLiに接続されている。そし
て、列線選択信号Xjを受けると、この列線選択信号X
jに対応するトランジスタBTjをオンさせ、列線BL
jに読出されたデータをセンスアンプ30に送る。した
がって、外部から行アドレス信号A1,…Ak、及び
列アドレス信号B1,…Bkが与えられると、選択さ
れた行線WLi及び列線BLjの交点のメモリセルが選
択される。そしてこの選択されたメモリセルに格納され
ていた情報がセンスアンプ30に送られて検出・増幅さ
れて出力バッファ31を介して外部に出力される。
The column gate 28 is composed of, for example, n transistors BT1, ... BTn, and each transistor BTi.
(I = 1, ..., N) are connected to the column line BLi. When the column line selection signal Xj is received, the column line selection signal Xj
The transistor BTj corresponding to j is turned on, and the column line BL
The data read in j is sent to the sense amplifier 30. Therefore, the row address signal A1 from the outside, ... Ak 1, and column address signals B1, ... when Bk 2 is given, the memory cell at the intersection of the selected row line WLi and column line BLj is selected. The information stored in the selected memory cell is sent to the sense amplifier 30, detected and amplified, and output to the outside via the output buffer 31.

【0006】なおメモリセルアレイ23のあるメモリセ
ル列に不良がある場合に、この不良のメモリセル列の列
アドレス信号が入力されると、予備列デコーダ27から
列デコーダ26に制御信号SPECBが送られるととも
に、予備のカラムゲート29に予備列線RBLi(1≦
i≦n1)を選択指令する選択指令信号RXが送出され
る。列デコーダ26は制御信号SPECBを受けると、
そのデコード動作を停止する。
If a memory cell column in the memory cell array 23 has a defect, and the column address signal of the defective memory cell column is input, a control signal SPECB is sent from the spare column decoder 27 to the column decoder 26. At the same time, a spare column line RBLi (1 ≦
A selection command signal RX for selecting i ≦ n1) is sent. When the column decoder 26 receives the control signal SPECB,
The decoding operation is stopped.

【0007】カラムゲート29は選択指令信号RXを受
けると、予備列線RBL1,…RBLn1の中から1本
の予備列線RBLi(1≦i≦n1)を選択し、この選
択された予備列線RBLiに読出された予備メモリセル
の情報をセンスアンプ30に送る。したがって、この場
合は、予備のメモリセル列の、行アドレスに対応するメ
モリセルから情報が読出されることになる。
Upon receiving the selection command signal RX, the column gate 29 selects one spare column line RBLi (1≤i≤n1) from the spare column lines RBL1, ..., RBLn1, and the selected spare column line is selected. The information of the spare memory cell read by RBLi is sent to the sense amplifier 30. Therefore, in this case, information is read from the memory cell of the spare memory cell column corresponding to the row address.

【0008】上述のEPROMのメモリセルからの情報
の読出しを図5を参照して説明する。図5において、M
11,MC12,…,MC1n,…,MCmnはそれ
ぞれ浮遊ゲート型MOSFETからなるメモリセル、D
C1,…,DCmは浮遊ゲート型MOSFETからなる
ダミーセル、WL1,WL2,…,WLmはそれぞれ行
線、BL1,BL2,…,BLnはそれぞれ列線、DB
Lはダミー列線、22は行デコーダ、26は列デコー
ダ、BT1,BT2,…,BTnはそれぞれカラムゲー
トMOSFET、DBTはカラムゲートMOSFETと
等価でありゲートに電源電圧Vccが供給され、常時導
通状態にされたMOSFET、13はNチャネルのMO
SFET QM1〜QM6及びPチャネルのMOSFE
T QM7からなる第1の負荷回路、14はNチャネル
のMOSFET QD1〜QD6及びPチャネルのMO
SFET QD7からなる第2の負荷回路、30はセン
スアンプ、31は出力バッファである。
The reading of information from the memory cells of the EPROM described above will be described with reference to FIG. In FIG. 5, M
C 11, MC 12, ..., MC 1n, ..., memory cells each consisting of MC mn floating gate type MOSFET, D
, DCm are dummy cells made of floating gate type MOSFETs, WL1, WL2, ..., WLm are row lines, BL1, BL2, ..., BLn are column lines, and DB, respectively.
L is a dummy column line, 22 is a row decoder, 26 is a column decoder, BT1, BT2, ..., BTn are column gate MOSFETs, respectively, and DBT is equivalent to a column gate MOSFET. MOSFET, 13 is N-channel MO
SFET QM1-QM6 and P-channel MOSFET
A first load circuit composed of T QM7, 14 is an N-channel MOSFET QD1 to QD6 and a P-channel MO
A second load circuit composed of SFET QD7, 30 is a sense amplifier, and 31 is an output buffer.

【0009】またRMC1〜RMCmは予備のメモリセ
ル、RBLmは予備の列線、RBTは予備のカラムゲー
トトランジスタである。ここで予備の列線は1本である
場合について記載しているが、図4に示すように複数の
予備列線が設けられる場合は複数の予備列線は複数の予
備のカラムゲートトランジスタを介してノードSAに接
続される。なお,特にチャネルを指定していないMOS
FETは全てNチャネルのものである。
Further, RMC1 to RMCm are spare memory cells, RBLm is a spare column line, and RBT is a spare column gate transistor. Here, the case where there is one spare column line is described, but when a plurality of spare column lines are provided as shown in FIG. 4, the plurality of spare column lines pass through a plurality of spare column gate transistors. Connected to the node SA. In addition, MOS with no specified channel
All FETs are N-channel.

【0010】このような構成のEPROMでは、ダミー
セルDCのデータに基づき、第2の負荷回路14で生成
される基準電位Vrefと、行デコーダ22及び列デコ
ーダ26の出力に応じて選択されたメモリセルMCから
読み出されたデータに基づき第1の負荷回路13で生成
された電位Vinとをセンスアンプ30で比較すること
により、選択されたメモリセルMCに記憶されたデータ
を検出し、このセンスアンプ30から出力バッファ30
に読出し、データを供給している。上記ダミーセルDC
には、本体側のメモリセルMCと同等なMOSFETを
用いており、またダミー列線DBLにも列線BLと同等
なものを用いている。
In the EPROM having such a configuration, the memory cell selected according to the reference potential Vref generated by the second load circuit 14 and the outputs of the row decoder 22 and the column decoder 26 based on the data of the dummy cell DC. The sense amplifier 30 detects the data stored in the selected memory cell MC by comparing the potential Vin generated by the first load circuit 13 based on the data read from MC with the sense amplifier 30, 30 to output buffer 30
To read and supply data. The dummy cell DC
, A MOSFET equivalent to the memory cell MC on the main body side is used, and a dummy column line DBL equivalent to the column line BL is also used.

【0011】このようなEPROMの各メモリセルにあ
っては、浮遊ゲートに電子を選択的に注入することによ
りデータのプログラムが行われる。すなわち、浮遊ゲー
トに電子を注入する場合には、行デコーダ22及び列デ
コーダ26によって選択された列線及び行線に通常の電
源電圧Vccよりも充分に高い電圧、例えば12.5V
〜21Vの電圧が印加されることにより行われる。この
ような高電圧が印加されると、選択された列線及び行線
の交点に位置しているメモリセルのドレイン近傍のチャ
ネル領域で衝突電離(Impact Ionizati
on)が発生し、これによって生じる電子、正孔対のう
ち電子が浮遊ゲートに注入される。電子が注入されたメ
モリセルの閾値電圧は、注入されていないメモリセルの
それよりも十分に高い値となる。つまり、浮遊ゲートに
電子が注入されたメモリセルは、制御ゲートすなわち行
線に“1”レベルの信号(電源電圧Vcc)が供給され
てもオフ状態を維持し、電子を注入しないものはオン状
態となる、一方、ダミーセルDCには電子を注入しない
ため、本体側の電子を注入しないメモリセルと等価とな
り、このままでは電位VrefとVinとの間に差が生
じない。このため、第2の負荷回路14内の負荷用のM
OSFET QD7のチャネル幅WD7を、第1の負荷
回路13内の負荷用のMOSFET QM7のチャネル
幅WM7よりも大きくする等して、MOSFET QD
7の電流供給能力をMOSFET QM7よりも大きく
設定している。これにより、電子が注入されていないメ
モリセルが選択された場合でも、電位VrefとVin
との間に所定の電位差が発生するようにしている。ま
た、電子が注入されたメモリセルが選択された場合、電
位Vinは電源電圧Vccから負荷用のMOSFET
QM7の閾値電圧分だけ差し引いた電位に設定される。
In each memory cell of such an EPROM, data is programmed by selectively injecting electrons into the floating gate. That is, when injecting electrons into the floating gate, a voltage sufficiently higher than the normal power supply voltage Vcc, for example, 12.5 V is applied to the column line and the row line selected by the row decoder 22 and the column decoder 26.
It is performed by applying a voltage of ˜21V. When such a high voltage is applied, impact ionization (Impact Ionization) occurs in the channel region near the drain of the memory cell located at the intersection of the selected column line and row line.
on) is generated, and electrons generated from the generated electrons and hole pairs are injected into the floating gate. The threshold voltage of the memory cell into which electrons have been injected is sufficiently higher than that of the memory cell into which electrons have not been injected. That is, a memory cell in which electrons have been injected into the floating gate maintains an off state even when a “1” level signal (power supply voltage Vcc) is supplied to the control gate, that is, a row line, and an on-state does not inject electrons. On the other hand, since electrons are not injected into the dummy cell DC, it is equivalent to a memory cell on the main body side where electrons are not injected, and as it is, there is no difference between the potentials Vref and Vin. Therefore, the load M in the second load circuit 14
The channel width WD7 of the OSFET QD7 is made larger than the channel width WM7 of the load MOSFET QM7 in the first load circuit 13 so that the MOSFET QD7
The current supply capacity of No. 7 is set larger than that of MOSFET QM7. As a result, even when a memory cell into which electrons have not been injected is selected, the potentials Vref and Vin
A predetermined potential difference is generated between and. When a memory cell into which electrons have been injected is selected, the potential Vin changes from the power supply voltage Vcc to the load MOSFET.
The potential is set to a value obtained by subtracting the threshold voltage of QM7.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の半
導体記憶装置において、不良列線のアドレスが入力され
て予備の列線が選択された場合の半導体記憶装置の動作
を図6を参照して説明する。今、列デコーダ26から選
択信号X1が出力されることによって列線BL1が選択
されている場合に(時刻t)、不良メモリセル列に対
応する列線例えば列線BLnが選択される列アドレス信
号が入力されると、列デコーダ26から出力される列線
BLnを選択する選択信号Xnが立上がり始める(時刻
)とともに、列デコーダ26のデコード動作を停止
させるための制御信号SPECBが立下がり始める。そ
の後、列線BL1を選択する信号X1が立下がり始めた
後、時刻tになると、制御信号SPECBが論理
“0”レベルとなり、予備列デコーダ27から出力され
る予備のメモリセル列を選択する選択信号RXが上昇し
始める。又この時、列線BLnの電位も上昇し始める。
そして、時刻tになると、選択された予備の列線の電
位も上昇し始めるとともに列デコーダ26の出力信号が
信号X0からXnに切換わる。しかし、時刻tおいて
制御信号SPECBが論理“0”になったことにより列
デコーダ26はそのデコードを停止するため、選択信号
Xnは論理“1”レベルに達せずその値は徐々に下降
し、時刻tにおいて選択信号Xnの値は論理“0”レ
ベルとなる。又、不良列線BLnの電位も徐々に低下し
て行く。
In the conventional semiconductor memory device as described above, the operation of the semiconductor memory device when the address of the defective column line is input and the spare column line is selected will be described with reference to FIG. Explain. If the column line BL1 is selected by the output of the selection signal X1 from the column decoder 26 (time t 0 ), the column address corresponding to the defective memory cell column, for example, the column line BLn is selected. When the signal is input, the selection signal Xn for selecting the column line BLn output from the column decoder 26 starts to rise (time t 1 ) and the control signal SPECB for stopping the decoding operation of the column decoder 26 falls. start. After that, at time t 2 after the signal X1 for selecting the column line BL1 starts to fall, the control signal SPECB becomes the logic “0” level, and the spare memory cell column output from the spare column decoder 27 is selected. The selection signal RX begins to rise. At this time, the potential of the column line BLn also starts to rise.
Then, at time t 3 , the potential of the selected spare column line also starts to rise, and the output signal of the column decoder 26 switches from the signal X0 to Xn. However, since the column decoder 26 to stop the decoding by the time t 2 Oite control signal SPECB becomes logic "0", the selection signal Xn is a logic "1" value not reach the level gradually lowered , At time t 4 , the value of the selection signal Xn becomes the logic “0” level. Moreover, the potential of the defective column line BLn also gradually decreases.

【0013】一方、選択信号RXによって選択された予
備の列線RBLの電位は更に上昇し、所定値に近付く。
これに伴い、予備のメモリセルから読出されたデータが
“1”の場合センスアンプ30の検出側のノードの電位
Vinも上昇し、時刻t5においてセンスアンプ30の
基準側のノードの電位Vrefを超え、読出されたデー
タが“1”であることが検出される。
On the other hand, the potential of the spare column line RBL selected by the selection signal RX further rises and approaches a predetermined value.
Accordingly, when the data read from the spare memory cell is “1”, the potential Vin of the detection side node of the sense amplifier 30 also rises, and exceeds the potential Vref of the reference side node of the sense amplifier 30 at time t5. It is detected that the read data is "1".

【0014】このように従来の半導体記憶装置において
は、予備列線が選択される場合、制御信号SPECBが
出力されてから(論理“0”レベルになってから)、
(列デコーダ26の出力信号(上記の場合、Xn)が論
理“0”レベルになるまでにT1(=t−t)の時
間が必要である。このため、少なくとも時刻tから時
刻tまでの間は、選択された予備列線とともに不良メ
モリセル列に対応する列線も充電されることになる。そ
して、読出し速度は一般に列線の充電速度に依存するた
め、従来の半導体記憶装置においては、予備列線が選択
された場合に読出し速度が遅くなるという問題があっ
た。
As described above, in the conventional semiconductor memory device, when the spare column line is selected, after the control signal SPECB is output (becomes the logic "0" level),
(It takes T1 (= t 4 −t 2 ) time until the output signal of the column decoder 26 (Xn in the above case) becomes the logic “0” level. Therefore, at least the time t 2 to the time t The column line corresponding to the defective memory cell column is charged together with the selected spare column line up to 4. Then, since the read speed generally depends on the charge speed of the column line, a conventional semiconductor memory is required. In the device, there is a problem that the reading speed becomes slow when the spare column line is selected.

【0015】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
であって、予備のメモリセルが選択される場合に予備の
メモリセルに記憶されているデータを可及的に高速に読
出すことのできる半導体記憶装置を提供することを目的
とする。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and when the spare memory cell is selected, the data stored in the spare memory cell can be read out as fast as possible. It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device that can be used.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明による半導体記憶
装置は、複数のメモリセルがm行n列に配列されたメモ
リセルアレイと、m個の予備メモリセルからなる予備メ
モリセル列を有する予備メモリセルアレイと、メモリセ
ルアレイのメモリセル列のメモリセルのデータが読出さ
れる列線と、予備メモリセルアレイの予備メモリセル列
のメモリセルのデータが読出される予備列線と、列アド
レス信号に基づいてこの列アドレス信号に対応する列線
を選択する第1の選択信号を出力する列デコーダと、メ
モリセルアレイの不良メモリセル列の列アドレス信号に
基づいて1つの予備メモリセル列を選択する第2の選択
信号を出力するととも制御信号を出力する予備列デコー
ダと、第1の選択信号に基づいて対応する1つの列線を
選択するカラムゲート回路と、第2の選択信号に基づい
て対応する1つの予備列線を選択する予備カラムゲート
回路と、選択された列線又は予備列線の電位を増幅して
基準電位と比較し、比較結果に応じた出力を行うセンス
アンプと、予備デコーダからの制御信号に基づいて予備
列線が選択される場合に接続を切換えてこの予備列線に
対応する不良列線をセンスアンプから電気的に切離すと
ともに予備列線をセンスアンプに電気的に接続する接続
切換手段と、を備えていることを特徴とする。
In a semiconductor memory device according to the present invention, a spare memory having a memory cell array in which a plurality of memory cells are arranged in m rows and n columns and a spare memory cell column consisting of m spare memory cells is provided. A cell array, a column line from which data of a memory cell of a memory cell column of the memory cell array is read, a spare column line from which data of a memory cell of a spare memory cell column of the spare memory cell array is read, and a column address signal based on a column address signal. A column decoder that outputs a first selection signal that selects a column line corresponding to the column address signal, and a second decoder that selects one spare memory cell column based on the column address signal of the defective memory cell column of the memory cell array. A spare column decoder that outputs a selection signal and a control signal, and a column gate that selects one corresponding column line based on the first selection signal. Circuit, a spare column gate circuit for selecting one corresponding spare column line based on the second selection signal, and a potential of the selected column line or spare column line is amplified and compared with a reference potential, and compared. When the spare column line is selected based on the control signal from the spare decoder and the sense amplifier that outputs according to the result, the connection is switched to electrically connect the defective column line corresponding to this spare column line from the sense amplifier. Connection switching means for disconnecting and electrically connecting the spare column line to the sense amplifier.

【0017】[0017]

【作用】このように構成された本発明の半導体記憶装置
によれば、予備列線が選択されない場合は列デコーダか
ら第1の選択信号は出力されるが、予備列デコーダから
は第2の選択信号及び制御信号は出力されない。これに
より、カラムゲート回路によって1つの列線のみが選択
され、この選択された列線のみが接続切換手段を介して
センスアンプに接続される。又予備列線が選択される場
合は列デコーダから第1の選択信号が出力されるととも
に予備列デコーダから第2の選択信号及び制御信号が出
力される。これによりカラムゲート回路によって1つの
予備列線が選択されるが、この場合は接続切換手段によ
って、選択された予備列線のみがセンスアンプに接続さ
れる。これにより列線と予備列線がセンスアンプによっ
て同時に充電されることがなく、予備列線が選択された
場合のデータの読出し動作を高速に行うことができる。
According to the semiconductor memory device of the present invention configured as described above, the first selection signal is output from the column decoder when the spare column line is not selected, but the second selection is performed from the spare column decoder. No signal or control signal is output. As a result, only one column line is selected by the column gate circuit, and only the selected column line is connected to the sense amplifier via the connection switching means. When the spare column line is selected, the column decoder outputs the first selection signal and the spare column decoder outputs the second selection signal and the control signal. As a result, one spare column line is selected by the column gate circuit, but in this case, the connection switching means connects only the selected spare column line to the sense amplifier. As a result, the column line and the spare column line are not simultaneously charged by the sense amplifier, and the data read operation when the spare column line is selected can be performed at high speed.

【0018】[0018]

【実施例】本発明による半導体記憶装置の第1の実施例
の構成を図1に示す。この実施例の半導体記憶装置は、
図4に示す従来の半導体記憶装置において、カラムゲー
トトランジスタ回路(以下、カラムゲートともいう)2
8とセンスアンプ30の検出側のノードSA(図5参
照)との間に1個のNチャネルのトランジスタMOS1
を設け、このトランジスタMOS1のゲートに予備列デ
コーダ27からの制御信号SPECBを入力したもので
ある。このトランジスタMOS1のソース又はドレイン
のうちの一方の端子は、一端が列線BLi(i=1,…
n)に接続されたカラムゲート28のトランジスタBT
iの他端に接続され、他方の端子はセンスアンプ30の
検出側のノードSAに接続されている。なおこの実施例
の予備のカラムゲート29の各トランジスタは従来の場
合と同様、一端が対応する予備列線に接続され、他端が
上記ノードSAに接続されている。又、制御信号SPE
CBは従来の場合と異なり、列デコーダ26には送出さ
れない。すなわち、予備列線が選択された場合には列デ
コーダ26のデコード動作は禁止されない。
1 shows the configuration of a first embodiment of a semiconductor memory device according to the present invention. The semiconductor memory device of this embodiment is
In the conventional semiconductor memory device shown in FIG. 4, a column gate transistor circuit (hereinafter, also referred to as a column gate) 2
8 and a node SA (see FIG. 5) on the detection side of the sense amplifier 30 include one N-channel transistor MOS1.
And the control signal SPECB from the spare column decoder 27 is input to the gate of the transistor MOS1. One terminal of the source or the drain of the transistor MOS1 has one end at the column line BLi (i = 1, ...
n) the transistor BT of the column gate 28 connected to
i is connected to the other end, and the other terminal is connected to the detection-side node SA of the sense amplifier 30. Each transistor of the spare column gate 29 of this embodiment has one end connected to the corresponding spare column line and the other end connected to the node SA, as in the conventional case. Also, the control signal SPE
Unlike the conventional case, the CB is not sent to the column decoder 26. That is, when the spare column line is selected, the decoding operation of the column decoder 26 is not prohibited.

【0019】したがって本実施例において、予備メモリ
セルアレイ24内の予備メモリセル列が選択される場合
は、制御信号SPECBが論理“0”レベルに、選択指
令指令信号が論理“1”レベルになるため、トランジス
タMOS1がOFFし、予備カラムゲート29がON
し、これによりノードSAは列線BL1、…BLnと電
気的に切離されるとともに選択された予備列線RBLi
(i=1,…n1)と電気的に接続される。また逆にメ
モリセルアレイ23のメモリセル列が選択される場合
は、制御信号SPECBが論理“1”レベルに、選択指
令信号が論理“0”レベルになるため、トランジスタM
OS1がONするとともに予備のカラムゲートトランジ
スタ29がOFFし、これによりノードSAは選択され
た列線BLi(1≦i≦n)と電気的に接続されるとと
もに、予備列線RBL1,…RBLnとは電気的に切
離される。
Therefore, in this embodiment, when the spare memory cell column in the spare memory cell array 24 is selected, the control signal SPECB becomes the logic "0" level and the selection command signal becomes the logic "1" level. , The transistor MOS1 is turned off and the spare column gate 29 is turned on.
As a result, the node SA is electrically separated from the column lines BL1, ... BLn and the selected spare column line RBLi.
(I = 1, ..., N1) is electrically connected. On the contrary, when the memory cell column of the memory cell array 23 is selected, the control signal SPECB goes to the logic "1" level and the selection command signal goes to the logic "0" level.
When the OS1 is turned on and the spare column gate transistor 29 is turned off, the node SA is electrically connected to the selected column line BLi (1 ≦ i ≦ n), and the spare column lines RBL1, ... RBLn 1 And are electrically separated.

【0020】このように構成され第1の実施例の半導体
記憶装置において、予備列が選択される場合のメモリセ
ルデータの読出し動作を図2を参照して説明する。今、
列デコーダ26から選択信号X1が出力されることによ
って列線BL1が選択されている場合に(時刻t)、
不良メモリセル列に接続される列線、例えば列線BLn
が選択される列アドレス信号が入力されると、列デコー
ダ26から列線BLnを選択する選択信号Xnが立上が
り始める(時刻t)とともに、トランジスタMOS1
のゲートに入力される制御信号SPECBが立下がり始
める。その後列線BL1を選択する信号が立下がり始め
た後、時刻tになると、制御信号SPECBが論理
“0”レベルとなり、予備列デコーダ27から出力され
る予備のメモレセル列を選択する選択信号RXが上昇し
始める。この時、SPECBが論理“0”レベルとなる
ことによりトランジスタMOS1がOFFし、列線BL
1,…BLnがノードSA、すなわちセンスアンプ30
と電気的に切離される。
In the thus configured semiconductor memory device of the first embodiment, the read operation of the memory cell data when the spare column is selected will be described with reference to FIG. now,
When the column line BL1 is selected by the selection signal X1 being output from the column decoder 26 (time t 0 ),
A column line connected to the defective memory cell column, for example, the column line BLn
When the column address signal for selecting is selected, the selection signal Xn for selecting the column line BLn from the column decoder 26 starts to rise (time t 1 ), and the transistor MOS1 is selected.
The control signal SPECB that is input to the gate of the gate starts falling. After that, at time t 2 after the signal for selecting the column line BL 1 starts to fall, the control signal SPECB becomes the logic “0” level, and the selection signal RX for selecting the spare memory cell column output from the spare column decoder 27 is output. Begins to rise. At this time, since the SPECB becomes the logic "0" level, the transistor MOS1 is turned off and the column line BL
1, ... BLn is a node SA, that is, the sense amplifier 30
And electrically separated.

【0021】そして時刻tになると、選択された予備
の列線RBLj(1≦j≦n)の電位も上昇し始める
とともに列デコーダ26の出力信号がX0からXnに切
換わる。この時、本実施例では従来の場合と異なり、制
御信号SPECBが列デコーダ26に入力されていない
ので選択信号Xnは上昇り続け論理“1”レベルに達す
る。
At time t 3 , the potential of the selected spare column line RBLj (1 ≦ j ≦ n 1 ) also starts to rise and the output signal of the column decoder 26 switches from X0 to Xn. At this time, in the present embodiment, unlike the conventional case, since the control signal SPECB is not input to the column decoder 26, the selection signal Xn continues to rise and reaches the logic "1" level.

【0022】その後時刻tになると、予備列デコーダ
26からの選択指令信号RXが論理“1レベルになって
選択された予備の列線RBLj(1≦j≦n1)とノー
ドSA、すなわちセンスアンプ30が電気的に接続さ
れ、選択された予備の列線の電位が所定の電位まで充電
される。そして、センスアンプ30の検出側のノードの
電位Vinが基準側のノードの電位Vrefより高くな
った時点(時刻t5′)でセンスアンプ30の出力信号
Dが変化し、メモリセルのデータが読出される。なお、
時刻tにおいて制御信号SPECBが論理“0”レベ
ルになることにより、不良メモリセル列に対応する列線
BLnは、ノードSAと電気的に切離され、充電されず
零ボルトのままである。又選択信号X1により選択され
る列線BL1の電位は不良列線BLnが選択されること
により、徐々に放電されて行く。
After that, at time t 4 , the selection command signal RX from the spare column decoder 26 becomes a logic "1" level and the selected spare column line RBLj (1≤j≤n1) and the node SA, that is, the sense amplifier. 30 is electrically connected and the potential of the selected spare column line is charged to a predetermined potential, and the potential Vin of the detection side node of the sense amplifier 30 becomes higher than the potential Vref of the reference side node. At time t5 '(time t5'), the output signal D of the sense amplifier 30 changes, and the data in the memory cell is read.
At time t 2 , the control signal SPECB goes to the logic “0” level, so that the column line BLn corresponding to the defective memory cell column is electrically isolated from the node SA and remains at zero volt without being charged. The potential of the column line BL1 selected by the selection signal X1 is gradually discharged by selecting the defective column line BLn.

【0023】以上述べたように、予備列線が選択される
場合は、この予備列線に対応する列線、例えば列線BL
nがノードSAと電気的に切離された後に予備列線が選
択されて充電されるため、予備列線の充電時間が高速化
され読出し速度を速くすることができる。例えば検出側
のノードの電位Vinが基準側のノードの電位Vref
に達する時刻は図2に示すように本実施例では時刻
′であるのに対して従来の場合では時刻t(>t
′)であり、時刻T2(=t−t′)だけ高速さ
れることになる。
As described above, when the spare column line is selected, the column line corresponding to this spare column line, for example, the column line BL.
Since the spare column line is selected and charged after n is electrically disconnected from the node SA, the charging time of the spare column line is shortened and the read speed can be increased. For example, the potential Vin of the detection side node is equal to the potential Vref of the reference side node.
As shown in FIG. 2, the time to reach the time t is time t 5 ′ in the present embodiment, whereas time t 5 (> t in the conventional case is reached.
5 '), and the time T2 (= t 5 -t 5' ) only become high speed is the thing.

【0024】次に本発明による半導体記憶装置の第2の
実施例の構成を図3に示す。この第2の実施例の半導体
記憶装置は、第1の実施例の半導体記憶装置において、
予備のカラムゲートトランジスタ回路29とノードSA
の間にNチャネルMOSトランジスタMOSRを設ける
とともに、制御信号SPECBを受けてその反転信号バ
ーSPECBを生成し、この反転信号バーSPECBを
上記トランジスタMOSRのゲートに送出する回路MO
SXを新たに設けたものである。したがってこの第2の
実施例においては、列線BLi(1≦i≦n)が選択さ
れる場合(制御信号SPECBが論理“1”レベルの場
合)は、トランジスタMOS1がONするとともにトラ
ンジスタMOSRがOFFするので、ノードSAは選択
された列線BLiと電気的に接続されるが予備列線RB
L1,…RBLnとは電気的に切離される。又、予備
列線RBLj(1≦j≦n)が選択される場合は、ト
ランジスタMOS1がOFFするとともにトランジスタ
MOSRがONするので、ノードSAは選択された予備
列線RBLjと電気的に接続されるとともに列線BL
1,…BLnとは電気的に切離される。これにより第2
の実施例も第1の実施例と同様の効果を得ることができ
る。
Next, the configuration of the second embodiment of the semiconductor memory device according to the present invention is shown in FIG. The semiconductor memory device according to the second embodiment is the same as the semiconductor memory device according to the first embodiment.
Spare column gate transistor circuit 29 and node SA
A circuit MO for providing an N-channel MOS transistor MOSR between the two, receiving the control signal SPECB to generate an inverted signal bar SPECB thereof, and sending the inverted signal bar SPECB to the gate of the transistor MOSR.
This is a new SX. Therefore, in the second embodiment, when the column line BLi (1≤i≤n) is selected (when the control signal SPECB is at the logic "1" level), the transistor MOS1 is turned on and the transistor MOSR is turned off. Therefore, the node SA is electrically connected to the selected column line BLi but is not connected to the spare column line RB.
It is electrically separated from L1, ..., RBLn 1 . Further, when the spare column line RBLj (1 ≦ j ≦ n 1 ) is selected, the transistor MOS1 is turned off and the transistor MOSR is turned on, so that the node SA is electrically connected to the selected spare column line RBLj. And the column line BL
, ... BLn are electrically separated from each other. This makes the second
This embodiment can also obtain the same effect as the first embodiment.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明によれば、列線と予備列線が同時
に充電されることが無く、予備列線が選択された場合の
データの読出し動作を高速に行うことができる。
According to the present invention, the column line and the spare column line are not charged at the same time, and the data read operation when the spare column line is selected can be performed at high speed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例の構成を示すブロック
図。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施例の動作を説明するグラフ。FIG. 2 is a graph illustrating the operation of the first embodiment.

【図3】第2の実施例の構成を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a second embodiment.

【図4】従来の半導体記憶装置の構成を示すブロック
図。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a conventional semiconductor memory device.

【図5】図4に示す従来半導体記憶装置の回路図。5 is a circuit diagram of the conventional semiconductor memory device shown in FIG.

【図6】従来の半導体記憶装置の動作を説明するグラ
フ。
FIG. 6 is a graph illustrating the operation of the conventional semiconductor memory device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 行アドレスバッファ 22 行デコーダ 23 メモリセルアレイ 24 予備のメモリセルアレイ 25 列アドレスバッファ 26 列デコーダ 27 予備列デコーダ 28 カラムゲートトランジスタ回路 29 予備のカラムゲートトランジスタ回路 30 センスアンプ 31 出力バッファ MOS1 MOSトランジスタ SA センスアンプの検出側ノード 21 row address buffer 22 row decoder 23 memory cell array 24 spare memory cell array 25 column address buffer 26 column decoder 27 spare column decoder 28 column gate transistor circuit 29 spare column gate transistor circuit 30 sense amplifier 31 output buffer MOS1 MOS transistor SA sense amplifier Detecting node of

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金 澤 一 久 神奈川県川崎市幸区堀川町580番1号 株 式会社東芝半導体システム技術センター内 (72)発明者 山 村 俊 雄 神奈川県川崎市幸区堀川町580番1号 株 式会社東芝半導体システム技術センター内 (72)発明者 佐 藤 勲 神奈川県川崎市川崎区駅前本町25番地1 東芝マイクロエレクトロニクス株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kazuhisa Kanazawa 580-1, Horikawa-cho, Kawasaki-shi, Kanagawa Kanagawa Prefecture Semiconductor Semiconductor Technology Center (72) Inventor Yamamura Toshio Kawasaki, Kanagawa 580-1 Horikawa-cho, Saiwai-ku, Toshiba Corporation Semiconductor System Technology Center (72) Inventor Isao Sato 25-1 Kawasaki-ku, Kawasaki-ku, Kanagawa Prefecture

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数のメモリセルがm行n列に配列された
メモリセルアレイと、m個の予備メモリセルからなる予
備メモリセル列を有する予備メモリセルアレイと、前記
メモリセルアレイのメモリセル列のメモリセルのデータ
が読出される列線と、前記予備メモリセルアレイの予備
メモリセル列のメモリセルのデータが読出される予備列
線と、列アドレス信号に基づいてこの列アドレス信号に
対応する列線を選択する第1の選択信号を出力する列デ
コーダと、前記メモリセルアレイの不良メモリセル列の
列アドレス信号に基づいて1つの予備メモリセル列を選
択する第2の選択信号を出力するととも制御信号を出力
する予備列デコーダと、前記第1の選択信号に基づいて
対応する1つの列線を選択するカラムゲート回路と、前
記第2の選択信号に基づいて対応する1つの予備列線を
選択する予備カラムゲート回路と、選択された列線又は
予備列線の電位を増幅して基準電位と比較し、比較結果
に応じた出力を行うセンスアンプと、 前記予備デコーダからの制御信号に基づいて予備列線が
選択される場合に接続を切換えて前記予備列線に対応す
る不良列線をセンスアンプから電気的に切離すとともに
前記予備列線をセンスアンプに電気的に接続する接続切
換手段と、を備えていることを特徴とする半導体記憶装
置。
1. A memory cell array in which a plurality of memory cells are arranged in m rows and n columns, a spare memory cell array having a spare memory cell column composed of m spare memory cells, and a memory of the memory cell column of the memory cell array. A column line from which cell data is read, a spare column line from which data of a memory cell in a spare memory cell column of the spare memory cell array is read, and a column line corresponding to this column address signal based on a column address signal are provided. A column decoder that outputs a first selection signal to be selected, and a second selection signal that selects one spare memory cell column based on a column address signal of a defective memory cell column of the memory cell array are output together with a control signal. A spare column decoder for outputting, a column gate circuit for selecting one corresponding column line based on the first selection signal, and the second selection signal A spare column gate circuit that selects one corresponding spare column line based on the sense amplifier, and a sense amplifier that amplifies the potential of the selected column line or the spare column line and compares it with a reference potential, and outputs according to the comparison result. When the spare column line is selected based on the control signal from the spare decoder, the connection is switched to electrically disconnect the defective column line corresponding to the spare column line from the sense amplifier and sense the spare column line. A semiconductor memory device comprising: a connection switching unit electrically connected to an amplifier.
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