JPH0817196A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH0817196A
JPH0817196A JP16743494A JP16743494A JPH0817196A JP H0817196 A JPH0817196 A JP H0817196A JP 16743494 A JP16743494 A JP 16743494A JP 16743494 A JP16743494 A JP 16743494A JP H0817196 A JPH0817196 A JP H0817196A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高集積化と高速性能を両立させたROMを提
供する。 【構成】 メモリセルアレイ1は、一つのワード線WL
1により駆動される第1及び第2のメモリトランジスタ
M11,M12が対をなしてそれらの一端が一つのビット線
BL1に接続され、第1のメモリトランジスタM11の他
端にバイアス回路2が接続され、第2のメモリトランジ
スタM12の他端がVSS線に接続されて構成される。ビッ
ト線BL1の一端はカラムセレクタ3を介してセンスア
ンプ4に接続され、他端には電流源5が設けられる。第
1,第2のメモリトランジスタM11,M12はそれぞれ二
つのしきい値状態のいずれかに設定されて不揮発にデー
タ書込みがなされる。ワード線WL1の選択により、ビ
ット線BL1には、第1,第2のメモリトランジスタM
11,M12の各しきい値状態の4つの組み合わせに対応し
て4値出力が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体記憶装置に係
り、特にマスクプログラム等によってデータが不揮発に
記憶される読出し専用メモリ(ROM)に関する。
【0002】
【従来の技術】マスクROMには従来より、図3に示す
NOR型メモリセルが多く用いられている。各メモリト
ランジスタは例えば、選択的なチャネルイオン注入によ
って、通常のエンハンスメント状態(E型)かまたは、
電源電圧でもオンしない高しきい値状態(HiVt状態)に
設定される。これがデータ書込みである。選択ワード線
を駆動したとき、これにつながるメモリトランジスタが
E型であれば、ビット線に電流が流れ、HiVt状態であれ
ばビット線に電流が流れない。これによりデータ読出し
ができる。
【0003】図3のNOR型メモリセル構成は、個々の
メモリトランジスタのソース,ドレインをそれぞれ接地
線,ビット線に接続することが必要であり、コンタクト
数が多く、これが集積度向上を妨げている。これに対し
て、集積度向上に有利なメモリセル構成として、図4に
示すNAND型メモリセルが知られている。
【0004】図4のNAND型メモリセルでは、メモリ
トランジスタはE型または、デプレション型(D型)の
いずれかに設定されてデータ書込みがなされる。データ
読出しは、選択ワード線に読出し電圧を与えてビット線
に電流が流れるか否かを検出することにより行われる。
このとき非選択ワード線には高レベル電圧を印加して、
非選択のメモリトランジスタを導通状態に保つ。このN
AND型メモリセルでは、複数のメモリトランジスタに
ついて、ビット線コンタクト、接地線コンタクトがそれ
ぞれ一つずつで済み、従ってNOR型メモリセルに比べ
て高集積化に有利である。
【0005】しかし、NAND型メモリセル構成では、
一つのメモリトランジスタのデータを読み出すのに、前
述のようにNANDセル内の他のメモリトランジスタの
チャネルを通して電流を流さなければならない。このた
め、実質的にメモリトランジスタのチャネル長を極めて
長い状態にしたと等価になり、高速性能を得ることが難
しい。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来知
られているROMのメモリセル構成では、高集積化と高
速性能を両立させることが難しいという問題があった。
この発明は、上記の点に鑑みなされたもので、高集積化
と高速性能を両立させることを可能としたROMを提供
することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明に係るROM
は、一つのワード線により駆動される第1及び第2のメ
モリトランジスタが対をなしてそれらの一端が一つのビ
ット線に接続され、前記第1のメモリトランジスタの他
端にバイアス回路が接続され、前記第2のメモリトラン
ジスタの他端が基準電位に設定されてメモリセルアレイ
が構成され、前記第1及び第2のメモリトランジスタは
それぞれ二つのしきい値状態のいずれかに設定されて不
揮発にデータ書込みがなされ、前記ワード線の選択によ
り、前記ビット線に、前記第1及び第2のメモリトラン
ジスタの各しきい値状態の4つの組み合わせに対応して
4値出力が得られるようにしたことを特徴としている。
【0008】
【作用】この発明によると、一つのワード線により駆動
される二つのメモリトランジスタを対として、一つのビ
ット線に4値出力が得られるようにしている。従来のN
OR型メモリセル構成でも、一つのワード線により選択
される二つのメモリトランジスタを対として見れば、そ
れらのデータ状態の組み合わせは4通りになる。しかし
この場合、その二つのメモリトランジスタのデータは互
いに異なるビット線に読み出されることになる。つまり
この発明の場合、従来のNOR型メモリセル構成に比べ
てビット線数が1/2で済む。更に二つのメモリトラン
ジスタは全く別のものでよいため、TFTまたはSOI
方式等の2階建て構造が可能となり、その場合メモリ面
積を1/2にすることができる。またこの発明では、N
AND型メモリセル構成のように複数のメモリトランジ
スタが一つのビット線に直列につながることはないか
ら、通常のNOR型メモリセル構成の場合と同様の高速
性能が実現できる。
【0009】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例を
説明する。図1は、この発明の一実施例に係るマスクR
OMの要部構成を示す。メモリセル1は、互いに交差し
て配設されたワード線WLiとビット線BLj、及びこ
れらの交差位置に配置されたnチャネルのメモリMOS
トランジスタMijにより構成される。一つのビット線
BL1と一つのワード線WL1に着目して説明すると、
このワード線WL1により駆動される二つのメモリトラ
ンジスタM11とM12とは対をなして、一つのメモリセル
MCを構成している。
【0010】メモリセルMCを構成する第1のメモリト
ランジスタM11と第2のメモリトランジスタM12のそれ
ぞれ一端は、同じビット線BL1に接続されている。第
1のメモリトランジスタM11の他端はバイアス回路2に
より所定のバイアスが与えられるVp線に接続され、第
2のメモリトランジスタM12の他端は基準電位線である
VSS線に接続されている。バイアス回路2は、ゲート・
ドレインをVp線に接続しソースをVDDに接続したpチ
ャネルMOSトランジスタQP1と、nチャネルMOSト
ランジスタQN1とから構成されている。
【0011】ビット線BL1に隣接するビット線BL2
についても同様であり、詳細な説明は省くが、この実施
例の場合図示のように、VSS線を挟んでBL1側の部分
とBL2側の部分とが反転パターンをなしてレイアウト
されている。これによりメモリトランジスタの2階建て
構造が可能となる。そしてこれらビット線BL1,BL
2はこの実施例の場合、nチャネルMOSトランジスタ
QN3,QN4からなるカラムセレクタ3を介してセンスア
ンプ4に接続されている。
【0012】センスアンプ4は、ビット線BLの電位変
化を検知するインバータIと、このインバータIの入出
力によりそれぞれソース、ゲートが制御され、ドレイン
が出力端子OUTにつながるnチャネルMOSトランジ
スタQN5と、電流源用のpチャネルMOSトランジスタ
QP2とにより構成されている。ビット線BLのセンスア
ンプ4と反対側の端部には、nチャネルMOSトランジ
スタQN2からなる電流源5が設けられている。MOSト
ランジスタQN2はドレイン・ゲートが共通にビット線B
Lに接続され、ソースはVSS線に接続されている。これ
によりビット線の電位上昇が抑えられるようになってい
る。
【0013】メモリセルアレイ1へのデータ書込みは、
例えば選択的なチャネルイオン注入による。一つのメモ
リトランジスタに着目すると、通常のNOR型メモリセ
ルと同様に、E型状態か、または電源電圧でもオンしな
い高しきい値のHiVt状態のいずれかに設定される。この
とき、対をなす二つのメモリトランジスタからなる一つ
のメモリセルMCに着目すると、データ状態の組み合わ
せは4通りになる。そしてこの実施例では、この4通り
のデータ状態に対応してそれぞれ電圧レベルが異なる4
値出力がビット線BLに得られるようになっている。
【0014】具体的に図2を参照して、4値データの読
出し動作を説明すると、次の通りである。データ読出し
時、選択ワード線には例えばVDDが与えられる。図2
は、メモリセルMCの4通りのデータ状態〜と、そ
れぞれのデータ状態に応じてセンスアンプ4に読み出さ
れる出力の関係を示している。まず、第1及び第2のメ
モリトランジスタM11,M12が共にHiVt状態であるデー
タ状態のときは、ワード線WL1が選択されてもメモ
リトランジスタM11,M12ともにオフである。このと
き、ビット線BL1は、電流源5による引き込み電流で
決まる中間レベルになる。これがセンスアンプ4で増幅
されて、出力端子OUTには電圧レベルV2で示す出力
が得られる。
【0015】次に、第1のメモリトランジスタM11がE
状態、第2のメモリトランジスタM12がHiVt状態のデー
タ状態の場合、ワード線WL1が選択されると、第1
のメモリトランジスタM11がオン、第2のメモリトラン
ジスタM12がオフである。従って第1のメモリトランジ
スタM11を介してバイアス回路2からビット線BL1に
電流が供給され、これが電流源5による電流に加算され
て、ビット線BL1は電位上昇する。このビット線電位
上昇がセンスアンプ4により検出されて、出力端子OU
Tにはデータ状態に比べてより高いレベルV2の出力
が得られる。
【0016】次に、第1及び第2のメモリトランジスタ
M11,M12が共にE状態であるデータ状態の場合、ワ
ード線WL1が選択されると、これらのメモリトランジ
スタM11,M12が同時にオンになる。これにより、バイ
アス回路2により第1のメモリトランジスタM11を介し
てビット線BL1に電流が供給されると同時に、第2の
メモリトランジスタM12によりビット線BL1からVSS
に電流が引き込まれる。このとき、後者のVSSへの引き
込み電流の方が供給電流より大きくなるように回路条件
を予め設計すれば、ビット線BL1の電位はデータ状態
の場合より低下する。これをセンスアンプ4が検出し
て、出力端子OUTには、データ状態に比べて低いレ
ベルV3の出力が得られる。
【0017】最後に、第1のメモリトランジスタM11が
HiVt状態、第2のメモリトランジスタM12がE状態のデ
ータ状態の場合、ワード線WL1が選択されると、第
2のメモリトランジスタM12のみがオンとなる。これに
よりビット線BL1はデータ状態の場合より電位低下
する。センスアンプ4はこれを検出して、出力端子OU
Tにはデータ状態より低いレベルV4の出力が得られ
る。
【0018】以上のようにこの実施例によれば、二つの
メモリトランジスタを対として、それらの二つのしきい
値状態の組み合わせにより一本のビット線に4値出力が
得られる。この4値出力は例えば、A/Dコンバータを
通すことより、“11”,“10”,“01”,“0
0”という2値データに変換することができる。通常の
NOR型メモリセルの場合、2値出力であるから、この
実施例の4値出力に対応するデータ量を得るには、二本
のビット線が必要である。従ってこの実施例によれば、
通常のNOR型メモリセル構成に比べて同じ記憶容量と
する場合にビット線数を少なくすることができる。また
二つのメモリトランジスタは同一製造工程でなく、例え
ば一つはTFTでも良いので、ワード線の上下にトラン
ジスタを置く2階建て構造とすることができ、これによ
りメモリセル面積を通常の1/2にする事ができる。N
AND型メモリセルのようにデータ読出しに非選択メモ
リセルのチャネルを使うことはないから、NOR型メモ
リセル構成と同様の高速動作も可能である。
【0019】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、一
対のメモリトランジスタにより一つのビット線に4値デ
ータが出力できるようにして、高集積化と高速化を両立
させたROMを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施例のマスクROMの要部構
成を示す。
【図2】 同実施例の動作を説明するための図である。
【図3】 NOR型メモリセル構成を示す。
【図4】 NAND型メモリセル構成を示す。
【符号の説明】
1…メモリセルアレイ、2…バイアス回路、3…カラム
セレクタ、4…センスアンプ、5…電流源、M11…第1
のメモリトランジスタ、M12…第2のメモリトランジス
タ、MC…メモリセル。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一つのワード線により駆動される第1及
    び第2のメモリトランジスタが対をなしてそれらの一端
    が一つのビット線に接続され、前記第1のメモリトラン
    ジスタの他端にバイアス回路が接続され、前記第2のメ
    モリトランジスタの他端が基準電位に設定されてメモリ
    セルアレイが構成され、 前記第1及び第2のメモリトランジスタはそれぞれ二つ
    のしきい値状態のいずれかに設定されて不揮発にデータ
    書込みがなされ、 前記ワード線の選択により、前記ビット線に、前記第1
    及び第2のメモリトランジスタの各しきい値状態の4つ
    の組み合わせに対応して4値出力が得られるようにした
    ことを特徴とする半導体記憶装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100282707B1 (ko) * 1997-12-29 2001-02-15 윤종용 멀티-비트 데이터를 저장하는 반도체 메모리 장치 (semiconductor memory device for storing a multi-bit data)
JP2008103065A (ja) * 2006-10-06 2008-05-01 Qimonda Flash Gmbh メモリセル
JP2021501956A (ja) * 2017-11-03 2021-01-21 シリコン ストーリッジ テクノロージー インコーポレイテッドSilicon Storage Technology, Inc. 不揮発性メモリにマルチビットデータを記憶するためのシステム及び方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100282707B1 (ko) * 1997-12-29 2001-02-15 윤종용 멀티-비트 데이터를 저장하는 반도체 메모리 장치 (semiconductor memory device for storing a multi-bit data)
JP2008103065A (ja) * 2006-10-06 2008-05-01 Qimonda Flash Gmbh メモリセル
JP2021501956A (ja) * 2017-11-03 2021-01-21 シリコン ストーリッジ テクノロージー インコーポレイテッドSilicon Storage Technology, Inc. 不揮発性メモリにマルチビットデータを記憶するためのシステム及び方法

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