JPH09265786A - 半導体記憶装置 - Google Patents
半導体記憶装置Info
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- JPH09265786A JPH09265786A JP7450796A JP7450796A JPH09265786A JP H09265786 A JPH09265786 A JP H09265786A JP 7450796 A JP7450796 A JP 7450796A JP 7450796 A JP7450796 A JP 7450796A JP H09265786 A JPH09265786 A JP H09265786A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】多ビットセルを使用し、メモリセルおよび電圧
降下用各トランジスタのしきい値電圧のばらつきおよび
電源電圧の変動に対して誤読み出しを防止し安定した回
路動作を保証する。 【解決手段】ゲート電圧発生回路1が、基準電圧V1を
発生する基準電圧発生回路11と、出力電圧決定に関係
する回路素子が帰還ループに含まれる分圧回路14,1
5を有し、基準電圧V1の供給に応答してゲート電圧V
G1,VG2をそれぞれ発生する差動増幅回路12,1
3を備える。
降下用各トランジスタのしきい値電圧のばらつきおよび
電源電圧の変動に対して誤読み出しを防止し安定した回
路動作を保証する。 【解決手段】ゲート電圧発生回路1が、基準電圧V1を
発生する基準電圧発生回路11と、出力電圧決定に関係
する回路素子が帰還ループに含まれる分圧回路14,1
5を有し、基準電圧V1の供給に応答してゲート電圧V
G1,VG2をそれぞれ発生する差動増幅回路12,1
3を備える。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体記憶装置に関
し、特にマスクプログラム型読み出し専用メモリ(以下
マスクROM)等の半導体記憶装置に関する。
し、特にマスクプログラム型読み出し専用メモリ(以下
マスクROM)等の半導体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】マスクROMでは集積度の向上のため
に、1個のメモリセルトランジスタに1ビットを超える
情報量を記憶させる多ビットセルが提案されている。
に、1個のメモリセルトランジスタに1ビットを超える
情報量を記憶させる多ビットセルが提案されている。
【0003】従来のこの種の1個のメモリセルトランジ
スタに2ビットの情報量を記憶させる2ビットセルを用
いた半導体記憶装置の特に読出し回路を中心にブロック
で示す図6を参照すると、この従来の半導体記憶装置
は、複数の2ビットセルM11〜M13,M21〜M2
3,M31〜M33を行,列のマトリクス状に配列した
メモリセルアレイ4と、デジット線D1〜D3が接続す
るYセレクタ5と、Yセレクタ5の出力線が接続するセ
ンスアンプ6と、センスアンプ6の出力を判定する判定
回路7と、2ビット4値の上位3値に対応するゲート電
圧VG1,VG2,VG3を発生するゲート電圧発生回
路101とこれらゲート電圧VG1,VG2,VG3の
うちの1つを選択しXアドレスに応答して選択したワー
ド線W1〜W3に供給するデコード回路102とを含む
Xデコーダ100とを備える。
スタに2ビットの情報量を記憶させる2ビットセルを用
いた半導体記憶装置の特に読出し回路を中心にブロック
で示す図6を参照すると、この従来の半導体記憶装置
は、複数の2ビットセルM11〜M13,M21〜M2
3,M31〜M33を行,列のマトリクス状に配列した
メモリセルアレイ4と、デジット線D1〜D3が接続す
るYセレクタ5と、Yセレクタ5の出力線が接続するセ
ンスアンプ6と、センスアンプ6の出力を判定する判定
回路7と、2ビット4値の上位3値に対応するゲート電
圧VG1,VG2,VG3を発生するゲート電圧発生回
路101とこれらゲート電圧VG1,VG2,VG3の
うちの1つを選択しXアドレスに応答して選択したワー
ド線W1〜W3に供給するデコード回路102とを含む
Xデコーダ100とを備える。
【0004】次に、図6を参照して、従来の半導体記憶
装置の動作について説明すると、メモリセルトランジス
タM11〜M33にはコ−ドイオン注入量の差により派
生する4種類のしきい値電圧Vt0,Vt1,Vt2,
Vt3(接地電圧(=0)<Vt0<Vt1<Vt2<
電源電圧(=Vcc)<Vt3)のうちのいずれかが、
書き込まれるデータ基づき設定されている。ディジット
線D1〜D3は前述のようにYセレクタ5を経由してセ
ンスアンプ6に、センスアンプ6の出力線は判定回路7
に接続される。Xデコ−ダ100のデコード回路102
で選択したワード線W1〜W3のうちの1つにはゲート
電圧発生回路101の出力電圧VG1,VG2,VG3
のうちの1つを印加する。
装置の動作について説明すると、メモリセルトランジス
タM11〜M33にはコ−ドイオン注入量の差により派
生する4種類のしきい値電圧Vt0,Vt1,Vt2,
Vt3(接地電圧(=0)<Vt0<Vt1<Vt2<
電源電圧(=Vcc)<Vt3)のうちのいずれかが、
書き込まれるデータ基づき設定されている。ディジット
線D1〜D3は前述のようにYセレクタ5を経由してセ
ンスアンプ6に、センスアンプ6の出力線は判定回路7
に接続される。Xデコ−ダ100のデコード回路102
で選択したワード線W1〜W3のうちの1つにはゲート
電圧発生回路101の出力電圧VG1,VG2,VG3
のうちの1つを印加する。
【0005】ゲート電圧発生回路101の出力電圧VG
1,VG2,VG3は、セルトランジスタしきい値電圧
との大小関係Vt0<VG1<Vt1<VG2<Vt2
<VG3<Vt3を満たすように発生する。
1,VG2,VG3は、セルトランジスタしきい値電圧
との大小関係Vt0<VG1<Vt1<VG2<Vt2
<VG3<Vt3を満たすように発生する。
【0006】選択されたワード線の電圧−時間特性を示
す図7を参照すると、ワード線電圧はサイクル1〜3の
各々においてゲート電圧VG1,VG2,VG3に対応
して連続的に変化する。
す図7を参照すると、ワード線電圧はサイクル1〜3の
各々においてゲート電圧VG1,VG2,VG3に対応
して連続的に変化する。
【0007】各サイクル毎にセンスアンプ6はメモリセ
ルトランジスタのオン,オフをセンスする。表1にセル
トランジスタのしきい値,対応する2ビットデータ,ゲ
ート電圧VG1,VG2,VG3を印加した場合のオ
ン,オフの状態を示す。センスアンプ回路6で検出した
各ゲート電圧でのセルの状態(オン,オフ)を判定回路
7で比較することで、2ビットの情報として読み出すこ
とができる。
ルトランジスタのオン,オフをセンスする。表1にセル
トランジスタのしきい値,対応する2ビットデータ,ゲ
ート電圧VG1,VG2,VG3を印加した場合のオ
ン,オフの状態を示す。センスアンプ回路6で検出した
各ゲート電圧でのセルの状態(オン,オフ)を判定回路
7で比較することで、2ビットの情報として読み出すこ
とができる。
【0008】
【表1】
【0009】デコード回路102を回路図で示す図8
(B)を参照すると、トランジスタN81,P81、N
82,P82、N83,P83の各対でトランスファー
ゲートG81〜G83を形成し、各サイクル毎に制御信
号φ1,φ2,φ3及びそれらの反転信号の供給を受け
てトランスファゲートG81〜G83のうちの1つを活
性化しワード線Wi(i=1〜3)のうちの選択した1
つにゲート電圧VG1〜VG3のうちの1つを出力す
る。ここでトランジスタNi(iは整数)はNチャネル
型MOSトランジスタ,トランジスタPi(iは整数)
はPチャネル型MOSトランジスタをそれぞれ示す。
(B)を参照すると、トランジスタN81,P81、N
82,P82、N83,P83の各対でトランスファー
ゲートG81〜G83を形成し、各サイクル毎に制御信
号φ1,φ2,φ3及びそれらの反転信号の供給を受け
てトランスファゲートG81〜G83のうちの1つを活
性化しワード線Wi(i=1〜3)のうちの選択した1
つにゲート電圧VG1〜VG3のうちの1つを出力す
る。ここでトランジスタNi(iは整数)はNチャネル
型MOSトランジスタ,トランジスタPi(iは整数)
はPチャネル型MOSトランジスタをそれぞれ示す。
【0010】メモリセルアレイ4のメモリセルトランジ
スタの情報を高速かつ安定に読み出すために、メモリセ
ルトランジスタがターンオンすべきゲート電圧VG1〜
VG3と各しきい値電圧Vt0〜Vt2との各々の組の
電圧差、すなわちVG1とVt0,VG2とVt1,お
よびVG3とVt2の間ができるだけ大きくとられてる
ことが好ましい。
スタの情報を高速かつ安定に読み出すために、メモリセ
ルトランジスタがターンオンすべきゲート電圧VG1〜
VG3と各しきい値電圧Vt0〜Vt2との各々の組の
電圧差、すなわちVG1とVt0,VG2とVt1,お
よびVG3とVt2の間ができるだけ大きくとられてる
ことが好ましい。
【0011】一般的な従来の第1のゲート電圧発生回路
を示す図8(A)を参照すると、この従来の第1のゲー
ト電圧発生回路101は、抵抗R71,R72,R73
を任意の比率で挿入し電源電圧Vccを分圧すること
で、任意の値のVG1,VG2を発生できるようになっ
ている。
を示す図8(A)を参照すると、この従来の第1のゲー
ト電圧発生回路101は、抵抗R71,R72,R73
を任意の比率で挿入し電源電圧Vccを分圧すること
で、任意の値のVG1,VG2を発生できるようになっ
ている。
【0012】しかし本回路を使用した場合、次のような
問題点があることが一般に知られている。すなわちこの
方式では電源電圧の値に比例してゲート電圧を発生させ
るため、通常マスクROMの動作が保証される電源電圧
の±10%の変動に対し、上記ゲート電圧もまたそれに
対応して±10%の変動を含んで出力される。一方メモ
リセルトランジスタのしきい値電圧は電源電圧の変動に
は影響されない値である。そのためゲート電圧としきい
値電圧の差が電源電圧の変動によって変化し、セル電流
の減少によるセンスアンプ回路の誤動作等を引き起こ
す。
問題点があることが一般に知られている。すなわちこの
方式では電源電圧の値に比例してゲート電圧を発生させ
るため、通常マスクROMの動作が保証される電源電圧
の±10%の変動に対し、上記ゲート電圧もまたそれに
対応して±10%の変動を含んで出力される。一方メモ
リセルトランジスタのしきい値電圧は電源電圧の変動に
は影響されない値である。そのためゲート電圧としきい
値電圧の差が電源電圧の変動によって変化し、セル電流
の減少によるセンスアンプ回路の誤動作等を引き起こ
す。
【0013】これに対する解決策として、例えば特開昭
62−204496号公報記載の従来の第2の半導体記
憶装置は、図9に示すゲート電圧発生回路を備える。
62−204496号公報記載の従来の第2の半導体記
憶装置は、図9に示すゲート電圧発生回路を備える。
【0014】この従来の第2の半導体記憶装置のゲート
電圧発生回路201は、一端を電源Vccに接続した抵
抗R91と、ゲートとドレインとを共通接続(ダイオー
ド接続)し各ゲート電圧間の所望の電圧ステップと同等
のしきい値を持つNチャネル型の電圧降下用のトランジ
スタN91〜N93を直列接続しトランジスタN91の
ドレインを抵抗R91の他端にトランジスタN93のソ
ースを接地し、これらトランジスタN91〜N93の各
々のドレインから所望のゲート電圧VG3,VG2,V
G1をそれぞれ出力する。
電圧発生回路201は、一端を電源Vccに接続した抵
抗R91と、ゲートとドレインとを共通接続(ダイオー
ド接続)し各ゲート電圧間の所望の電圧ステップと同等
のしきい値を持つNチャネル型の電圧降下用のトランジ
スタN91〜N93を直列接続しトランジスタN91の
ドレインを抵抗R91の他端にトランジスタN93のソ
ースを接地し、これらトランジスタN91〜N93の各
々のドレインから所望のゲート電圧VG3,VG2,V
G1をそれぞれ出力する。
【0015】従来の第1の半導体記憶装置のゲート電圧
発生回路で発生されるゲート電圧が電源電圧に比例して
変化するのに対し、この従来の第2の半導体記憶装置の
ゲート電圧発生回路で発生されるゲート電圧は電圧降下
用のトランジスタN91〜N93のしきい値電圧のみに
依存するため電源電圧の変動の影響を受けず、安定した
出力を可能とし、したがってメモリセルからの安定した
読み出しを可能とする。
発生回路で発生されるゲート電圧が電源電圧に比例して
変化するのに対し、この従来の第2の半導体記憶装置の
ゲート電圧発生回路で発生されるゲート電圧は電圧降下
用のトランジスタN91〜N93のしきい値電圧のみに
依存するため電源電圧の変動の影響を受けず、安定した
出力を可能とし、したがってメモリセルからの安定した
読み出しを可能とする。
【0016】しかし、この従来の第2の半導体記憶装置
のゲート電圧発生回路201を用いる場合でも電圧降下
用およびメモリセル用各トランジスタのしきい値の製造
ばらつきにより発生するゲート電圧と、メモリセルトラ
ンジスタのしきい値電圧との差(ΔV)が設計時の期待
値と異なり、その結果動作上の不具合を発生する場合が
ある。
のゲート電圧発生回路201を用いる場合でも電圧降下
用およびメモリセル用各トランジスタのしきい値の製造
ばらつきにより発生するゲート電圧と、メモリセルトラ
ンジスタのしきい値電圧との差(ΔV)が設計時の期待
値と異なり、その結果動作上の不具合を発生する場合が
ある。
【0017】例として電源電圧Vcc=3.3Vの低電
圧マスクROMで、メモリセルトランジスタのしきい値
電圧を次のように設定するものとする。 Vt0=0.5,Vt1=1.5,Vt2=2.5,Vt3=4.0 (V)… ……………………(1) 式(1)の条件でゲート電圧VG1=1.0Vに設定し
たとする。この時ゲート電圧VG1としきい値電圧Vt
0との電圧差はΔV=1.0−0.5=0.5Vが期待
され、この値でのセル電流にしたがいセンスアンプ回路
を設計する。しかしながら、メモリセルトランジスタの
しきい値電圧は製造ばらつきを持ちその幅が±0.2V
であるとすると、各しきい値電圧は次式で示す範囲で存
在することになる。 Vt0=0.3〜0.7,Vt1=1.3〜1.7,Vt2=2.3〜2.7, Vt3=3.8〜4.2 (V)……………………………………………(2) この時、ゲート電圧としきい値電圧の差の最小値はΔV
(min)=VG1−Vt0=0.3Vとなり、本来の
期待値0.5Vよりも小さく、したがってセンスアンプ
回路においてオンと読み出すまでの速度が著しく遅くな
る。
圧マスクROMで、メモリセルトランジスタのしきい値
電圧を次のように設定するものとする。 Vt0=0.5,Vt1=1.5,Vt2=2.5,Vt3=4.0 (V)… ……………………(1) 式(1)の条件でゲート電圧VG1=1.0Vに設定し
たとする。この時ゲート電圧VG1としきい値電圧Vt
0との電圧差はΔV=1.0−0.5=0.5Vが期待
され、この値でのセル電流にしたがいセンスアンプ回路
を設計する。しかしながら、メモリセルトランジスタの
しきい値電圧は製造ばらつきを持ちその幅が±0.2V
であるとすると、各しきい値電圧は次式で示す範囲で存
在することになる。 Vt0=0.3〜0.7,Vt1=1.3〜1.7,Vt2=2.3〜2.7, Vt3=3.8〜4.2 (V)……………………………………………(2) この時、ゲート電圧としきい値電圧の差の最小値はΔV
(min)=VG1−Vt0=0.3Vとなり、本来の
期待値0.5Vよりも小さく、したがってセンスアンプ
回路においてオンと読み出すまでの速度が著しく遅くな
る。
【0018】さらに電圧降下用のトランジスタN93の
しきい値電圧も±0.2Vの製造ばらつきを持つ。その
結果ゲート電圧VG1もまたVG1=0.8〜1.2V
の範囲で出力される。メモリセルトランジスタと周辺ト
ランジスタの製造工程は異なるため、そのばらつき方に
も違いが生じ、結果としてΔVの最小値はΔV(mi
n)=VG1(min)−Vt0(max)=(1−
0.2)−(0.5+0.2)=0.1Vと微小になり
ノイズに対する動作マージンを確保することができなく
なる。
しきい値電圧も±0.2Vの製造ばらつきを持つ。その
結果ゲート電圧VG1もまたVG1=0.8〜1.2V
の範囲で出力される。メモリセルトランジスタと周辺ト
ランジスタの製造工程は異なるため、そのばらつき方に
も違いが生じ、結果としてΔVの最小値はΔV(mi
n)=VG1(min)−Vt0(max)=(1−
0.2)−(0.5+0.2)=0.1Vと微小になり
ノイズに対する動作マージンを確保することができなく
なる。
【0019】またゲート電圧の設定をVG1=1.3V
と高めに設定したとするとΔVの最小値はΔV(mi
n)=(1.3−0.2)−(0.5+0.2)=0.
4Vとなるが、VG1の最大値(=1.5V)がVt1
の最小値(=1.3V)を越えるために、オフと読み出
すべきセルをオンと読み出す場合がある。
と高めに設定したとするとΔVの最小値はΔV(mi
n)=(1.3−0.2)−(0.5+0.2)=0.
4Vとなるが、VG1の最大値(=1.5V)がVt1
の最小値(=1.3V)を越えるために、オフと読み出
すべきセルをオンと読み出す場合がある。
【0020】以上はVG1とVt0の関係についてであ
るが、VG2とVt1についても同様な不具合が生じ
る。
るが、VG2とVt1についても同様な不具合が生じ
る。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の第1の
半導体記憶装置は、Xデコーダ内のゲート電圧発生回路
が電源電圧の値に比例してゲート電圧を発生させるため
電源電圧変動の影響を受け、メモリセルトランジスタの
しきい値電圧は電源電圧の変動には影響されないため、
ゲート電圧としきい値電圧の差が電源電圧の変動によっ
て変化し、セル電流の減少によるセンスアンプ回路の誤
動作等を引き起こすという欠点があった。
半導体記憶装置は、Xデコーダ内のゲート電圧発生回路
が電源電圧の値に比例してゲート電圧を発生させるため
電源電圧変動の影響を受け、メモリセルトランジスタの
しきい値電圧は電源電圧の変動には影響されないため、
ゲート電圧としきい値電圧の差が電源電圧の変動によっ
て変化し、セル電流の減少によるセンスアンプ回路の誤
動作等を引き起こすという欠点があった。
【0022】また、上記欠点の解決を図った従来の第2
の半導体記憶装置は、ゲート電圧発生回路の電圧降下用
等周辺回路のトランジスタとメモリセルトランジスタと
の製造ばらつきに起因してこれらのトランジスタしきい
値が変動しその結果、ゲート電圧と対応のメモリセルト
ランジスタのしきい値との差が所望の期待値を著しく下
回り、その結果、著しいスピードの悪化、またはセンス
アンプの誤動作を引き起こすという欠点があった。
の半導体記憶装置は、ゲート電圧発生回路の電圧降下用
等周辺回路のトランジスタとメモリセルトランジスタと
の製造ばらつきに起因してこれらのトランジスタしきい
値が変動しその結果、ゲート電圧と対応のメモリセルト
ランジスタのしきい値との差が所望の期待値を著しく下
回り、その結果、著しいスピードの悪化、またはセンス
アンプの誤動作を引き起こすという欠点があった。
【0023】本発明の目的は、上記従来の欠点を解決す
るもので、メモリセルトランジスタおよび周辺回路用ト
ランジスタのしきい値電圧のばらつきおよび電源電圧の
変動に対して誤読み出しを防止し安定した回路動作を保
証する半導体記憶装置を提供することにある。
るもので、メモリセルトランジスタおよび周辺回路用ト
ランジスタのしきい値電圧のばらつきおよび電源電圧の
変動に対して誤読み出しを防止し安定した回路動作を保
証する半導体記憶装置を提供することにある。
【0024】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体記憶装置
は、イオン注入により接地電位より大きい第1のしきい
値電圧から電源電位との間に昇順で少なくとも第2,第
3のしきい値電圧とさらに前記電源電圧よりも大きい第
4のしきい値電圧とを有しこれら第1〜第4のしきい値
電圧のいずれか1つが書込データに基づき設定される複
ビット値の複数のメモリセルトランジスタを複数のワー
ド線および複数のデジット線の各々の交点に行,列のマ
トリクス状に配列したメモルセルアレイと、前記第1,
第2のしきい値電圧の間,前記第2,第3のしきい値電
圧の間および前記第3,第4のしきい値電圧の間にそれ
ぞれ設定した第1,第2および第3のゲート電圧を発生
するゲート電圧発生回路と第1〜第3の期間の各々に前
記第1〜第3のゲート電圧の各々をそれぞれ選択ゲート
電圧として出力し前記複数のワード線のうちの選択した
選択ワード線に前記選択ゲート電圧を供給するゲート電
圧選択ワード線デコード回路とを含むXデコーダと、前
記第1,第2,第3の期間を通じて前記複数のディジッ
ト線のうちのYアドレス対応の1つを選択デジット線と
して選択するするYセレクタ回路と、前記第1,第2,
第3の期間の各々において前記選択ワード線と前記選択
ディジット線の交点にある前記メモリセルトランジスタ
の電位状態を検出しセンスデータを出力するセンスアン
プ回路と、前記センスデータに基づき前記メモリセルト
ランジスタの前記書込データの値を判定する判定回路と
を備える半導体記憶装置において、前記ゲート電圧発生
回路が、基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、出力
電圧決定に関係する回路素子が帰還ループに含まれる第
1,第2の負帰還増幅回路を有し前記基準電圧の供給に
応答して前記第1および第2のゲート電圧をそれぞれ発
生する第1,第2のゲート電圧生成回路と、前記第3の
ゲート電圧を供給する第3のゲート電圧生成回路とを備
えて構成されている。
は、イオン注入により接地電位より大きい第1のしきい
値電圧から電源電位との間に昇順で少なくとも第2,第
3のしきい値電圧とさらに前記電源電圧よりも大きい第
4のしきい値電圧とを有しこれら第1〜第4のしきい値
電圧のいずれか1つが書込データに基づき設定される複
ビット値の複数のメモリセルトランジスタを複数のワー
ド線および複数のデジット線の各々の交点に行,列のマ
トリクス状に配列したメモルセルアレイと、前記第1,
第2のしきい値電圧の間,前記第2,第3のしきい値電
圧の間および前記第3,第4のしきい値電圧の間にそれ
ぞれ設定した第1,第2および第3のゲート電圧を発生
するゲート電圧発生回路と第1〜第3の期間の各々に前
記第1〜第3のゲート電圧の各々をそれぞれ選択ゲート
電圧として出力し前記複数のワード線のうちの選択した
選択ワード線に前記選択ゲート電圧を供給するゲート電
圧選択ワード線デコード回路とを含むXデコーダと、前
記第1,第2,第3の期間を通じて前記複数のディジッ
ト線のうちのYアドレス対応の1つを選択デジット線と
して選択するするYセレクタ回路と、前記第1,第2,
第3の期間の各々において前記選択ワード線と前記選択
ディジット線の交点にある前記メモリセルトランジスタ
の電位状態を検出しセンスデータを出力するセンスアン
プ回路と、前記センスデータに基づき前記メモリセルト
ランジスタの前記書込データの値を判定する判定回路と
を備える半導体記憶装置において、前記ゲート電圧発生
回路が、基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、出力
電圧決定に関係する回路素子が帰還ループに含まれる第
1,第2の負帰還増幅回路を有し前記基準電圧の供給に
応答して前記第1および第2のゲート電圧をそれぞれ発
生する第1,第2のゲート電圧生成回路と、前記第3の
ゲート電圧を供給する第3のゲート電圧生成回路とを備
えて構成されている。
【0025】
【発明の実施の形態】次に、本発明の第1の実施の形態
を細部を回路図で示したブロックで示す図1を参照する
と、この図に示す本実施の形態の半導体記憶装置を特徴
ずけるゲート電圧発生回路1は、基準電圧V1を発生す
る基準電圧発生回路11と、基準電圧V1の供給に応答
して差動出力電圧Va,Vbをそれぞれ生成する差動増
幅回路12,13と、差動出力電圧Va,Vbの各々の
供給に応答して分圧しゲート電圧VG1,VG2をそれ
ぞれ生成する分圧回路14,15とを備え、発生したゲ
ート電圧VG1,VG2,VG3をゲート電圧選択回路
2に供給する。
を細部を回路図で示したブロックで示す図1を参照する
と、この図に示す本実施の形態の半導体記憶装置を特徴
ずけるゲート電圧発生回路1は、基準電圧V1を発生す
る基準電圧発生回路11と、基準電圧V1の供給に応答
して差動出力電圧Va,Vbをそれぞれ生成する差動増
幅回路12,13と、差動出力電圧Va,Vbの各々の
供給に応答して分圧しゲート電圧VG1,VG2をそれ
ぞれ生成する分圧回路14,15とを備え、発生したゲ
ート電圧VG1,VG2,VG3をゲート電圧選択回路
2に供給する。
【0026】基準電圧発生回路11は直列接続したしき
い値Vt1を持つメモリセルと同一構造のトランジスタ
N1とP1とを備える。
い値Vt1を持つメモリセルと同一構造のトランジスタ
N1とP1とを備える。
【0027】差動増幅回路12は差動回路を構成する電
流駆動能力の等しいトランジスタN2,N3と、この差
動回路のアクティブ負荷回路であるミラー回路を構成す
るトランジスタP2,P3と、ゲートに受けた活性化信
号CEの供給に応答して差動回路を活性化し電流源を構
成するトランジスタN4とを備える。
流駆動能力の等しいトランジスタN2,N3と、この差
動回路のアクティブ負荷回路であるミラー回路を構成す
るトランジスタP2,P3と、ゲートに受けた活性化信
号CEの供給に応答して差動回路を活性化し電流源を構
成するトランジスタN4とを備える。
【0028】差動増幅回路13は差動回路を構成する電
流駆動能力の等しいトランジスタN5,N6と、この差
動回路のアクティブ負荷回路であるミラー回路を構成す
るトランジスタP5,P6と、ゲートに受けた活性化信
号CEの供給に応答して差動回路を活性化し電流源を構
成するトランジスタN7とを備える。
流駆動能力の等しいトランジスタN5,N6と、この差
動回路のアクティブ負荷回路であるミラー回路を構成す
るトランジスタP5,P6と、ゲートに受けた活性化信
号CEの供給に応答して差動回路を活性化し電流源を構
成するトランジスタN7とを備える。
【0029】分圧回路14はソースが電源Vccに接続
されゲートに差動出力電圧Vaの供給を受けるトランジ
スタP4と、分圧用の抵抗R1,R2とを備える。
されゲートに差動出力電圧Vaの供給を受けるトランジ
スタP4と、分圧用の抵抗R1,R2とを備える。
【0030】分圧回路15はソースが電源Vccに接続
されゲートに差動出力電圧Vbの供給を受けるトランジ
スタP7と、分圧用の抵抗R3,R4とを備える。
されゲートに差動出力電圧Vbの供給を受けるトランジ
スタP7と、分圧用の抵抗R3,R4とを備える。
【0031】次に、図1を参照して本実施の形態の動作
について説明すると、ゲート電圧発生回路1は、電流供
給能力の小さな基準電圧発生回路11は基準電圧V1を
出力する。差動増幅回路12,13は活性化信号CEの
供給に応答して活性化し基準電圧V1の供給を受けて増
幅し差動出力電圧Va,Vbをそれぞれ出力する。分圧
回路14,15の各々は電圧Va,Vbの供給を受け分
圧してそれぞれして所望のゲート電圧VG1,VG2を
十分な電流供給能力をもってゲート電圧選択回路2を経
由してワード線に供給する。
について説明すると、ゲート電圧発生回路1は、電流供
給能力の小さな基準電圧発生回路11は基準電圧V1を
出力する。差動増幅回路12,13は活性化信号CEの
供給に応答して活性化し基準電圧V1の供給を受けて増
幅し差動出力電圧Va,Vbをそれぞれ出力する。分圧
回路14,15の各々は電圧Va,Vbの供給を受け分
圧してそれぞれして所望のゲート電圧VG1,VG2を
十分な電流供給能力をもってゲート電圧選択回路2を経
由してワード線に供給する。
【0032】このゲート電圧発生回路1の動作時には、
まず、活性化信号CEをHレベルとし差動増幅回路1
2,13の各々の電流源トランジスタN4,N7を導通
化する。基準電圧発生回路11のトランジスタP1,N
1の節点S1の電圧すなわち基準電圧V1はトランジス
タP1による電流供給の制限動作により、トランジスタ
N1の製造時のしきい値電圧Vt1とほぼ等しい電圧と
することができる。この基準V1を差動増幅回路12,
13の各々の反転入力トランジスタN3,N6のゲート
電圧としてそれぞれ供給する。トランジスタN3,N6
の各々のドレイン電圧すなわち差動出力電圧Va,Vb
は分圧回路13,14の各々のトランジスタP4,P7
のゲート電圧として供給される。トランジスタP4のド
レイン電圧は直接差動増幅回路12の正入力トランジス
タN2のゲートに、またトランジスタP7のドレイン電
圧は分圧抵抗R3を経由して差動増幅回路13の正入力
トランジスタN5のゲートにそれぞれフィードバック電
圧VA,VBとしてフィードバックされる。各々の差動
増幅回路12および13を構成するトランジスタP2,
P3,N2,N3およびトランジスタP5,P6,N
5,N6の電流駆動能力を等しく、かつトランジスタP
2,P3およびP5,P6の各々の対のゲート電圧を共
通としているため、フィードバック電圧VA,VBが基
準電圧V1と等しい電圧になった時にゲート電圧発生回
路1は安定化する。ここで、分圧抵抗R1/R2,R3
/R4の比は任意に設定可能であり、出力されるゲート
電圧VG1,VG2はそれぞれ次式で与えられる。
まず、活性化信号CEをHレベルとし差動増幅回路1
2,13の各々の電流源トランジスタN4,N7を導通
化する。基準電圧発生回路11のトランジスタP1,N
1の節点S1の電圧すなわち基準電圧V1はトランジス
タP1による電流供給の制限動作により、トランジスタ
N1の製造時のしきい値電圧Vt1とほぼ等しい電圧と
することができる。この基準V1を差動増幅回路12,
13の各々の反転入力トランジスタN3,N6のゲート
電圧としてそれぞれ供給する。トランジスタN3,N6
の各々のドレイン電圧すなわち差動出力電圧Va,Vb
は分圧回路13,14の各々のトランジスタP4,P7
のゲート電圧として供給される。トランジスタP4のド
レイン電圧は直接差動増幅回路12の正入力トランジス
タN2のゲートに、またトランジスタP7のドレイン電
圧は分圧抵抗R3を経由して差動増幅回路13の正入力
トランジスタN5のゲートにそれぞれフィードバック電
圧VA,VBとしてフィードバックされる。各々の差動
増幅回路12および13を構成するトランジスタP2,
P3,N2,N3およびトランジスタP5,P6,N
5,N6の電流駆動能力を等しく、かつトランジスタP
2,P3およびP5,P6の各々の対のゲート電圧を共
通としているため、フィードバック電圧VA,VBが基
準電圧V1と等しい電圧になった時にゲート電圧発生回
路1は安定化する。ここで、分圧抵抗R1/R2,R3
/R4の比は任意に設定可能であり、出力されるゲート
電圧VG1,VG2はそれぞれ次式で与えられる。
【0033】 VG1 ={R2/(R1+R2)}・VA……………………………(3) VG2 ={(R3+R4)/R4}・VB……………………………(4) 例として従来の技術で述べた式(1)に対応する分圧抵
抗の設定を示す。各抵抗R1〜R4を同一の長さと幅を
持ったポリシリコン抵抗配線または拡散層抵抗配線の直
列接続により構成し、抵抗R1は1本,R2は19本,
R3は5本,R4は15本の抵抗配線から成るものとす
る。このときゲート電圧を決定する各抵抗比は以下のよ
うになる。
抗の設定を示す。各抵抗R1〜R4を同一の長さと幅を
持ったポリシリコン抵抗配線または拡散層抵抗配線の直
列接続により構成し、抵抗R1は1本,R2は19本,
R3は5本,R4は15本の抵抗配線から成るものとす
る。このときゲート電圧を決定する各抵抗比は以下のよ
うになる。
【0034】 R2/(R1+R2)=19/20=0.95………………………(5) (R3+R4)/R4=20/15=1.33…………………………(6) 節点S1の基準電圧V1はトランジスタN1のしきい値
電圧Vt1が製造上または温度特性上変動したとしても
それに連動してその時点のVt1とほぼ等しい電位とな
る。またトランジスタP1の電流駆動能力が十分小さけ
れば、電源電圧Vccの変動に対しても基準電圧V1は
安定である。
電圧Vt1が製造上または温度特性上変動したとしても
それに連動してその時点のVt1とほぼ等しい電位とな
る。またトランジスタP1の電流駆動能力が十分小さけ
れば、電源電圧Vccの変動に対しても基準電圧V1は
安定である。
【0035】また、フィードバックループには電流駆動
能力の等しいトランジスタを対にして用いているためこ
れら差動増幅回路や分圧回路の電圧降下用等の周辺回路
のトランジスタのしきい値電圧のばらつきは相殺され、
フイードバック電圧VA,VBは電圧降下用トランジス
タのしきい値電圧とは無関係に基準電圧V1と等しい電
圧となる。
能力の等しいトランジスタを対にして用いているためこ
れら差動増幅回路や分圧回路の電圧降下用等の周辺回路
のトランジスタのしきい値電圧のばらつきは相殺され、
フイードバック電圧VA,VBは電圧降下用トランジス
タのしきい値電圧とは無関係に基準電圧V1と等しい電
圧となる。
【0036】ここで、メモリセルトランジスタのしきい
値電圧が±0.2Vのばらつきを持つと、そのしきい値
電圧の範囲は前述の式(2)であらわされる。したがっ
て発生するゲート電圧VG1,VG2はそれぞれ式
(3),(4)より次式で与えられる。 VG1=0.95VA=0.95Vt1=1.24〜1.62V………(7) VG2=1.333VB=1.33Vt1=1.73〜2.26V……(8) したがって、ゲート電圧VG1はメモリセルトランジス
タのしきい値電圧Vt0に対し次式で与えられる差電位
ΔV(min)を有する。 ΔV(min)=VG1(min)−Vt0(max)=1.24−0.7=0 .54V…………………………………………………………………………(9) またゲート電圧VG2はしきい値電圧Vt1に対して次
式で与えられる差電位ΔV(min)を有する。 ΔV(min)=VG2(min)−Vt1(min)=1.73−1.3= 0.43V……………………………………………………………………(10) したがって、いずれの場合でもメモリセルトランジスタ
のターンオンをセンスアンプ回路で判定できる程度のゲ
ート電圧を供給している。
値電圧が±0.2Vのばらつきを持つと、そのしきい値
電圧の範囲は前述の式(2)であらわされる。したがっ
て発生するゲート電圧VG1,VG2はそれぞれ式
(3),(4)より次式で与えられる。 VG1=0.95VA=0.95Vt1=1.24〜1.62V………(7) VG2=1.333VB=1.33Vt1=1.73〜2.26V……(8) したがって、ゲート電圧VG1はメモリセルトランジス
タのしきい値電圧Vt0に対し次式で与えられる差電位
ΔV(min)を有する。 ΔV(min)=VG1(min)−Vt0(max)=1.24−0.7=0 .54V…………………………………………………………………………(9) またゲート電圧VG2はしきい値電圧Vt1に対して次
式で与えられる差電位ΔV(min)を有する。 ΔV(min)=VG2(min)−Vt1(min)=1.73−1.3= 0.43V……………………………………………………………………(10) したがって、いずれの場合でもメモリセルトランジスタ
のターンオンをセンスアンプ回路で判定できる程度のゲ
ート電圧を供給している。
【0037】またVG1(=0.95Vt1)<Vt
1,VG2(最大値=2.26V)<Vt2( 最小値
=2.3V)であるため、オフと読むべきトランジスタ
をオンと読むような誤動作は起こらない。
1,VG2(最大値=2.26V)<Vt2( 最小値
=2.3V)であるため、オフと読むべきトランジスタ
をオンと読むような誤動作は起こらない。
【0038】トランジスタP1,N1を含む基準電圧発
生回路11をメモリセルアレイ内部に形成させることで
基準電圧V1はメモリセルトランジスタのしきい値電圧
Vt1に対し、より連動性が高まる。
生回路11をメモリセルアレイ内部に形成させることで
基準電圧V1はメモリセルトランジスタのしきい値電圧
Vt1に対し、より連動性が高まる。
【0039】本発明のゲート電圧発生回路は従来例と比
べて素子数が増えるが、1チップに1組あればよいの
で、チップ全体からみた面積の増分は微小である。
べて素子数が増えるが、1チップに1組あればよいの
で、チップ全体からみた面積の増分は微小である。
【0040】次に、本発明の第2の実施の形態を特徴ず
けるXデコーダを図1と共通の構成要素は共通の文字を
付して同様に細部を回路図で示したブロックで示す図2
を参照すると、このXデコーダ10はゲート電圧VG
1,VG2,VG3を発生する第1の実施の形態のゲー
ト電圧発生回路1と、相補のゲート電圧選択信号MV
1,MV1B(図ではバーで示すMVIの反転信号)〜
MV3,MV3Bの各々の供給に応答してゲート電圧V
G1,VG2,VG3のうちの1つを選択し選択ゲート
電圧CVを出力するゲート電圧選択回路2と、アドレス
対応の相補のワード線選択信号X1,X1B〜Xn,X
nBの各々の供給に応答してワード線W1〜Wnのうち
の1つを選択し選択ゲート電圧CVを供給するワード線
デコード回路3とを備える。
けるXデコーダを図1と共通の構成要素は共通の文字を
付して同様に細部を回路図で示したブロックで示す図2
を参照すると、このXデコーダ10はゲート電圧VG
1,VG2,VG3を発生する第1の実施の形態のゲー
ト電圧発生回路1と、相補のゲート電圧選択信号MV
1,MV1B(図ではバーで示すMVIの反転信号)〜
MV3,MV3Bの各々の供給に応答してゲート電圧V
G1,VG2,VG3のうちの1つを選択し選択ゲート
電圧CVを出力するゲート電圧選択回路2と、アドレス
対応の相補のワード線選択信号X1,X1B〜Xn,X
nBの各々の供給に応答してワード線W1〜Wnのうち
の1つを選択し選択ゲート電圧CVを供給するワード線
デコード回路3とを備える。
【0041】ゲート電圧選択回路2は、それぞれしきい
値Vt1,Vt2を持ち供給を受けたゲート電圧VG
1,VG2の各々をクランプするクランプ回路として動
作するNチャネルトランジスタN21,N22と、相補
のゲート電圧選択信号MV1,MV1B〜MV3,MV
3Bの各々の供給に応答してゲート電圧VG1,VG
2,VG3の各々を接断しそれぞれトランジスタP21
とN26,P22とN27,P23とN28とから成る
トランスファゲートG21〜G23とを備える。
値Vt1,Vt2を持ち供給を受けたゲート電圧VG
1,VG2の各々をクランプするクランプ回路として動
作するNチャネルトランジスタN21,N22と、相補
のゲート電圧選択信号MV1,MV1B〜MV3,MV
3Bの各々の供給に応答してゲート電圧VG1,VG
2,VG3の各々を接断しそれぞれトランジスタP21
とN26,P22とN27,P23とN28とから成る
トランスファゲートG21〜G23とを備える。
【0042】ワード線デコード回路3は、ワード線W1
〜Wnの各々に接続し相補のワード線選択信号X1,X
1B〜Xn,XnBの各々の供給に応答して供給を受け
た選択ゲート電圧CVを接断しそれぞれトランジスタP
31とN31,P32とN32,〜P3nとN3nとか
ら成るトランスファゲートG31〜G3nと、ワード線
W1〜Wnの各々に接続したワード線非選択時のディス
チャージ用のトランジスタN301〜N30nを備え
る。
〜Wnの各々に接続し相補のワード線選択信号X1,X
1B〜Xn,XnBの各々の供給に応答して供給を受け
た選択ゲート電圧CVを接断しそれぞれトランジスタP
31とN31,P32とN32,〜P3nとN3nとか
ら成るトランスファゲートG31〜G3nと、ワード線
W1〜Wnの各々に接続したワード線非選択時のディス
チャージ用のトランジスタN301〜N30nを備え
る。
【0043】図2を参照して本実施の形態の動作につい
て説明すると、ゲート電圧発生回路1は、前述の第1の
実施の形態で説明したようにゲート電圧VG1〜VG3
を発生し、ゲート電圧選択回路2に供給する。ゲート電
圧選択回路2では、ゲート電圧選択信号MV1,MV1
B〜MV3,MV3Bのいずれか1つの供給に応答して
対応するトランスファゲートG21〜G23のうちの1
つが導通し選択ゲート電圧CVとして出力する。例え
ば、ゲート電圧選択信号MV1,MV1Bが供給された
場合にはトランスファゲートG21が導通しゲート電圧
VG1を選択ゲート電圧CVとして出力する。ここでゲ
ート電圧選択信号は同時に1つだけ供給され他は供給さ
れないので、常に1つのゲート電圧だけが選択ゲート電
圧CVとして選択される。
て説明すると、ゲート電圧発生回路1は、前述の第1の
実施の形態で説明したようにゲート電圧VG1〜VG3
を発生し、ゲート電圧選択回路2に供給する。ゲート電
圧選択回路2では、ゲート電圧選択信号MV1,MV1
B〜MV3,MV3Bのいずれか1つの供給に応答して
対応するトランスファゲートG21〜G23のうちの1
つが導通し選択ゲート電圧CVとして出力する。例え
ば、ゲート電圧選択信号MV1,MV1Bが供給された
場合にはトランスファゲートG21が導通しゲート電圧
VG1を選択ゲート電圧CVとして出力する。ここでゲ
ート電圧選択信号は同時に1つだけ供給され他は供給さ
れないので、常に1つのゲート電圧だけが選択ゲート電
圧CVとして選択される。
【0044】クランプ用のトランジスタN21,N22
は、何等かの理由でゲート電圧発生回路1が異状動作を
しゲート電圧VG1,VG2のいずれかあるいは両方が
各々のしきい値電圧Vt1,Vt2を超えるような場
合、これらトランジスタN21,N22が導通し、これ
らゲート電圧VG1,VG2の各々をしきい値電圧Vt
1,Vt2以下となるようにクランプする。
は、何等かの理由でゲート電圧発生回路1が異状動作を
しゲート電圧VG1,VG2のいずれかあるいは両方が
各々のしきい値電圧Vt1,Vt2を超えるような場
合、これらトランジスタN21,N22が導通し、これ
らゲート電圧VG1,VG2の各々をしきい値電圧Vt
1,Vt2以下となるようにクランプする。
【0045】ゲート電圧選択信号MV1,MV1B〜M
V3,MV3Bを順次供給した場合の選択ゲート電圧C
Vの変化を示す特性図である図3を参照すると、ゲート
電圧選択回路2は、ゲート電圧選択信号MV1,MV1
B〜MV3,MV3Bの順次の供給に応答して、メモリ
セルトランジスタの複数のしきい値電圧Vt1〜Vt3
に連動した階段状の選択ゲート電圧CVを出力する。
V3,MV3Bを順次供給した場合の選択ゲート電圧C
Vの変化を示す特性図である図3を参照すると、ゲート
電圧選択回路2は、ゲート電圧選択信号MV1,MV1
B〜MV3,MV3Bの順次の供給に応答して、メモリ
セルトランジスタの複数のしきい値電圧Vt1〜Vt3
に連動した階段状の選択ゲート電圧CVを出力する。
【0046】ワード線デコード回路3は、アドレスデコ
ード結果に対応したワード線選択信号X1,X1B〜X
n,XnBのうちの1つの供給に応答して対応するトラ
ンスファゲートG31〜G3nのうちの1つが導通し、
選択ゲート信号CVをワード線W1〜Wnのうちの選択
ワード線、例えばW1に供給する。選択ワード線W1以
外の非選択ワード線W2〜Wnでは、ディズチャージ用
トランジスタN302〜N30nのゲートがHレベルと
なり、これらトランジスタN302〜N30nが導通す
ることによりこれらワード線W2〜Wnのレベルを接地
電位にディスチャージする。
ード結果に対応したワード線選択信号X1,X1B〜X
n,XnBのうちの1つの供給に応答して対応するトラ
ンスファゲートG31〜G3nのうちの1つが導通し、
選択ゲート信号CVをワード線W1〜Wnのうちの選択
ワード線、例えばW1に供給する。選択ワード線W1以
外の非選択ワード線W2〜Wnでは、ディズチャージ用
トランジスタN302〜N30nのゲートがHレベルと
なり、これらトランジスタN302〜N30nが導通す
ることによりこれらワード線W2〜Wnのレベルを接地
電位にディスチャージする。
【0047】次に、本発明の第3の実施の形態を特徴ず
けるXデコーダ10Aを図2と共通の構成要素は共通の
文字を付して同様に細部を回路図で示したブロックで示
す図4を参照すると、この図に示す本実施の形態の上述
の第2の実施の形態との相違点は、ワード線デコード回
路3の代りにワード線のデコード部分に選択信号XMi
(iは1〜nの整数),XBiのNOR論理を用いる2
NOR回路構成を用いたワード線デコード回路3Aを備
えることである。
けるXデコーダ10Aを図2と共通の構成要素は共通の
文字を付して同様に細部を回路図で示したブロックで示
す図4を参照すると、この図に示す本実施の形態の上述
の第2の実施の形態との相違点は、ワード線デコード回
路3の代りにワード線のデコード部分に選択信号XMi
(iは1〜nの整数),XBiのNOR論理を用いる2
NOR回路構成を用いたワード線デコード回路3Aを備
えることである。
【0048】ワード線デコード回路3Aは、ソースに選
択ゲート電圧CVの供給を受けゲートに選択信号XMi
の供給を受けるトランジスタP41と、ソースがトラン
ジスタP41のドレインに接続しゲートに選択信号XB
iの供給を受けドレインにワード線Wiを接続するトラ
ンジスタP42と、ドレイン,ソースを共通接続しドレ
インがトランジスタP42のドレインにソースを接地電
位にそれぞれ接続し各々のゲートが信号XMi,XBi
のそれぞれ供給を受けるトランジスタN41,N42か
ら成る同一構成のデコード部D31〜D3nを備える。
択ゲート電圧CVの供給を受けゲートに選択信号XMi
の供給を受けるトランジスタP41と、ソースがトラン
ジスタP41のドレインに接続しゲートに選択信号XB
iの供給を受けドレインにワード線Wiを接続するトラ
ンジスタP42と、ドレイン,ソースを共通接続しドレ
インがトランジスタP42のドレインにソースを接地電
位にそれぞれ接続し各々のゲートが信号XMi,XBi
のそれぞれ供給を受けるトランジスタN41,N42か
ら成る同一構成のデコード部D31〜D3nを備える。
【0049】動作について説明すると、例えばワード線
W1を選択する場合、選択信号XM1,XB1をLレベ
ルとすると、デコード部D31のトランジスタP41,
P42が導通状態、トランジスタN41,N42が遮断
状態となり選択ゲート信号CVがワード線W1に伝達さ
れる。他のデコード部D32〜D3nは選択信号XM2
〜XMn,XB2〜XBnがHレベルであるので、ワー
ド線W2〜Wnは接地レベルとなる。
W1を選択する場合、選択信号XM1,XB1をLレベ
ルとすると、デコード部D31のトランジスタP41,
P42が導通状態、トランジスタN41,N42が遮断
状態となり選択ゲート信号CVがワード線W1に伝達さ
れる。他のデコード部D32〜D3nは選択信号XM2
〜XMn,XB2〜XBnがHレベルであるので、ワー
ド線W2〜Wnは接地レベルとなる。
【0050】次に、本発明の第4の実施の形態を特徴ず
けるXデコーダ10Bを図2と共通の構成要素は共通の
文字を付して同様に細部を回路図で示したブロックで示
す図5を参照すると、この図に示す本実施の形態の上述
の第2の実施の形態との相違点は、ワード線デコード回
路3の代りにワード線のデコード部分に選択信号XMi
(iは1〜nの整数),XBiのNAND論理とインバ
ータとを用いる2NAND回路/インバータ構成を用い
たワード線デコード回路3Bを備えることである。
けるXデコーダ10Bを図2と共通の構成要素は共通の
文字を付して同様に細部を回路図で示したブロックで示
す図5を参照すると、この図に示す本実施の形態の上述
の第2の実施の形態との相違点は、ワード線デコード回
路3の代りにワード線のデコード部分に選択信号XMi
(iは1〜nの整数),XBiのNAND論理とインバ
ータとを用いる2NAND回路/インバータ構成を用い
たワード線デコード回路3Bを備えることである。
【0051】ワード線デコード回路3Bは、選択信号X
Mi,XBiのNAND演算を行い信号NAiを出力す
るNANDゲートNANDiと、ソースに選択ゲート電
圧CVの供給を受けゲートに選択信号XMiの供給を受
けるトランジスタP51とドレインがトランジスタP4
1のドレインとワード線Wiにソースが接地電位にそれ
ぞれ接続されゲートに選択信号XMiの供給を受けるト
ランジスタN51とから成るインバータIiとを備え
る。
Mi,XBiのNAND演算を行い信号NAiを出力す
るNANDゲートNANDiと、ソースに選択ゲート電
圧CVの供給を受けゲートに選択信号XMiの供給を受
けるトランジスタP51とドレインがトランジスタP4
1のドレインとワード線Wiにソースが接地電位にそれ
ぞれ接続されゲートに選択信号XMiの供給を受けるト
ランジスタN51とから成るインバータIiとを備え
る。
【0052】動作について説明すると、第3の実施の形
態と同様に、ワード線W1を選択する場合、選択信号X
M1,XB1をHレベルとすると、NAND1の出力N
A1がLレベルとなる。この信号NA1の供給に応答し
てインバータI1のトランジスタP51は導通状態とな
りワード線W1に選択ゲート信号CVを伝達する。
態と同様に、ワード線W1を選択する場合、選択信号X
M1,XB1をHレベルとすると、NAND1の出力N
A1がLレベルとなる。この信号NA1の供給に応答し
てインバータI1のトランジスタP51は導通状態とな
りワード線W1に選択ゲート信号CVを伝達する。
【0053】他のNAND2〜NANDnは選択信号X
M2〜XMn,XB2〜XBnがLレベルであるのでN
A2〜NAnはHレベルとなり、インバータI2〜In
のトランジススタP51は遮断状態,N51が導通状態
となってワード線W2〜Wnは接地レベルとなる。
M2〜XMn,XB2〜XBnがLレベルであるのでN
A2〜NAnはHレベルとなり、インバータI2〜In
のトランジススタP51は遮断状態,N51が導通状態
となってワード線W2〜Wnは接地レベルとなる。
【0054】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体記
憶装置は、ゲート電圧発生回路が、基準電圧発生回路
と、出力電圧決定に関係する回路素子が帰還ループに含
まれる第1,第2の負帰還増幅回路を有し基準電圧の供
給に応答して第1,第2のゲート電圧をそれぞれ発生す
る第1,第2のゲート電圧生成回路とを備えることによ
り、メモリセルトランジスタのしきい値電圧がばらつき
を持っていても、それに対応したゲート電圧を発生させ
ることができるという効果がある。
憶装置は、ゲート電圧発生回路が、基準電圧発生回路
と、出力電圧決定に関係する回路素子が帰還ループに含
まれる第1,第2の負帰還増幅回路を有し基準電圧の供
給に応答して第1,第2のゲート電圧をそれぞれ発生す
る第1,第2のゲート電圧生成回路とを備えることによ
り、メモリセルトランジスタのしきい値電圧がばらつき
を持っていても、それに対応したゲート電圧を発生させ
ることができるという効果がある。
【0055】また、電圧降下用等の周辺回路のトランジ
スタとメモリセルトランジスタの製造上のばらつき特性
が異なってもそれに対応したゲート電圧を発生させるこ
とができるという効果がある。
スタとメモリセルトランジスタの製造上のばらつき特性
が異なってもそれに対応したゲート電圧を発生させるこ
とができるという効果がある。
【0056】さらに、電源電圧が変動しても発生するゲ
ート電圧はこの電源変動の影響を受けないという効果が
ある。
ート電圧はこの電源変動の影響を受けないという効果が
ある。
【図1】本発明の半導体記憶装置の第1の実施の形態の
ゲート電圧発生回路の細部を回路図で示すブロック図で
ある。
ゲート電圧発生回路の細部を回路図で示すブロック図で
ある。
【図2】本発明の半導体記憶装置の第2の実施の形態の
Xデコーダ回路の細部を回路図で示すブロック図であ
る。
Xデコーダ回路の細部を回路図で示すブロック図であ
る。
【図3】本実施の形態の半導体記憶装置における動作の
一例を示す特性図である。
一例を示す特性図である。
【図4】本発明の半導体記憶装置の第3の実施の形態の
Xデコーダ回路の細部を回路図で示すブロック図であ
る。
Xデコーダ回路の細部を回路図で示すブロック図であ
る。
【図5】本発明の半導体記憶装置の第4の実施の形態の
Xデコーダ回路の細部を回路図で示すブロック図であ
る。
Xデコーダ回路の細部を回路図で示すブロック図であ
る。
【図6】従来の第1の半導体記憶装置の一例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図7】2ビットセルを使用した半導体記憶装置の選択
されたワード線の電圧−時間特性を示す説明図である。
されたワード線の電圧−時間特性を示す説明図である。
【図8】従来の第1の半導体記憶装置のゲート電圧発生
回路の構成およびデコード回路の構成をそれぞれ示す回
路図である。
回路の構成およびデコード回路の構成をそれぞれ示す回
路図である。
【図9】従来の第2の半導体記憶装置のゲート電圧発生
回路の構成を示す回路図である。
回路の構成を示す回路図である。
1,101 ゲート電圧発生回路 2 ゲート電圧選択回路 3,3A,3B ワード線デコード回路 10,10A,10B,100 Xデコーダ 4 メモリセルアレイ 5 Yセレクタ 6 センスアンプ 7 判定回路 11 基準電圧発生回路 12,13 差動増幅回路 14,15 分圧回路 102 デコード回路 G21〜G23,G31〜G3n,G81〜G83
トランスファゲート D31〜D3n デコード回路 I1〜I3 インバータ回路 NAND1〜NAND3 NANDゲート
トランスファゲート D31〜D3n デコード回路 I1〜I3 インバータ回路 NAND1〜NAND3 NANDゲート
Claims (9)
- 【請求項1】 イオン注入により接地電位より大きい第
1のしきい値電圧から電源電位との間に昇順で少なくと
も第2,第3のしきい値電圧とさらに前記電源電圧より
も大きい第4のしきい値電圧とを有しこれら第1〜第4
のしきい値電圧のいずれか1つが書込データに基づき設
定される複ビット値の複数のメモリセルトランジスタを
複数のワード線および複数のデジット線の各々の交点に
行,列のマトリクス状に配列したメモルセルアレイと、
前記第1,第2のしきい値電圧の間,前記第2,第3の
しきい値電圧の間および前記第3,第4のしきい値電圧
の間にそれぞれ設定した第1,第2および第3のゲート
電圧を発生するゲート電圧発生回路と第1〜第3の期間
の各々に前記第1〜第3のゲート電圧の各々をそれぞれ
選択ゲート電圧として出力し前記複数のワード線のうち
の選択した選択ワード線に前記選択ゲート電圧を供給す
るゲート電圧選択ワード線デコード回路とを含むXデコ
ーダと、前記第1,第2,第3の期間を通じて前記複数
のディジット線のうちのYアドレス対応の1つを選択デ
ジット線として選択するするYセレクタ回路と、前記第
1,第2,第3の期間の各々において前記選択ワード線
と前記選択ディジット線の交点にある前記メモリセルト
ランジスタの電位状態を検出しセンスデータを出力する
センスアンプ回路と、前記センスデータに基づき前記メ
モリセルトランジスタの前記書込データの値を判定する
判定回路とを備える半導体記憶装置において、 前記ゲート電圧発生回路が、基準電圧を発生する基準電
圧発生回路と、 出力電圧決定に関係する回路素子が帰還ループに含まれ
る第1,第2の負帰還増幅回路を有し前記基準電圧の供
給に応答して前記第1および第2のゲート電圧をそれぞ
れ発生する第1,第2のゲート電圧生成回路と、 前記第3のゲート電圧を供給する第3のゲート電圧生成
回路とを備えることを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項2】 前記第1のゲート電圧生成回路が、逆相
入力端への前記第2のしきい値電圧と等しい前記基準電
圧の供給と正相入力端への第1の帰還信号の供給とに応
答して第1の増幅信号を出力する第1の差動増幅回路
と、前記第1の増幅信号の供給に応答してこの第1の増
幅信号を分圧し前記第2のしきい値電圧より低い前記第
1のゲート電圧と前記第1の帰還信号とを生成する第1
の分圧回路とを備え、 前記第2のゲート電圧生成回路が、逆相入力端への前記
基準電圧の供給と正相入力端への第2の帰還信号の供給
とに応答して第2の増幅信号を出力する第2の差動増幅
回路と、前記第2の増幅信号の供給に応答してこの第2
の増幅信号を分圧し前記第2のしきい値電圧より高い前
記第2のゲート電圧と前記第2の帰還信号とを生成する
第2の分圧回路とを備え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】 前記基準電圧発生回路が、ソースを電源
にゲートを接地にドレインを出力端にそれぞれ接続した
第1の導電型の第1のトランジスタと、ソースを接地に
共通接続したゲートとドレインを前記出力端に接続し前
記第2のしきい値を有する第2の導電型の第2のトラン
ジスタとを備え、 前記第1,第2の差動増幅回路が、電流駆動能力が等し
く各々のゲートが前記正相入力端,逆相入力端である差
動回路を構成する第2の導電型の第3,第4のトランジ
スタと、各々のドレインが前記第3,第4のトランジス
タの各々のドレインに各々のゲートが共通接続されて前
記第3のトランジスタのドレインに各々のソースが前記
電源にそれぞれ接続され前記第3,第4のトランジスタ
と等しい駆動能力の第1の導電型の第5,第6のトラン
ジスタと、ドレインが共通接続された前記第3,第4の
トランジスタのエミッタにソースを接地にそれぞれ接続
しゲートに活性化制御信号の供給を受ける第2の導電型
の第7のトランジスタとを備え、 前記第1の分圧回路が、ソースが前記電源に接続されゲ
ートに前記第1の増幅信号の供給を受けドレインから前
記第1の帰還信号を出力する第1の導電型の第8のトラ
ンジスタと、一端が前記第8のトランジスタのドレイン
に接続し他端から前記第1のゲート電圧を出力する第1
の抵抗と、一端が前記第1の抵抗の他端に他端が接地に
それぞれ接続した第2の抵抗とを備え、 前記第2の分圧回路が、ソースが前記電源に接続されゲ
ートに前記第2の増幅信号の供給を受けドレインから前
記第2のゲート電圧を出力するる第1の導電型の第9の
トランジスタと、一端が前記第9のトランジスタのドレ
インに接続し他端から前記第2の帰還信号を出力する第
3の抵抗と、一端が前記第3の抵抗の他端に他端が接地
にそれぞれ接続した第4の抵抗とを備えることを特徴と
する請求項2記載の半導体記憶装置。 - 【請求項4】 前記メモリセルアレイが、前記メモリセ
ルと同一チップ上に形成した前記基準電圧発生回路を備
えることを特徴とする請求項1および請求項3記載の半
導体記憶装置。 - 【請求項5】 前記ゲート電圧選択ワード線デコード回
路が、第1〜第3のゲート電圧選択信号の各々の供給に
応答して前記第1〜第3の期間の各々に前記第1〜第3
のゲート電圧の各々をそれぞれ選択ゲート電圧として出
力するゲート電圧選択回路と、 アドレス対応の第1〜第n(nは整数)のワード線選択
信号の各々の供給に応答して第1〜第nのワード線のう
ちの1つを選択し前記選択ゲート電圧を供給するワード
線デコード回路とを備え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6】 前記ゲート電圧選択回路2が、それぞれ
第2,第3のしきい値を持ち供給を受けた前記第1,第
2のゲート電圧の各々をクランプする第1,第2のクラ
ンプ回路と、 相補の前記第1〜第3のゲート電圧選択信号の各々の供
給に応答して前記第1〜第3のゲート電圧の各々を接断
する第1〜第3のトランスファゲートとを備えることを
特徴とする請求項5記載の半導体記憶装置。 - 【請求項7】 前記ワード線デコード回路が、前記第1
〜第nのワード線の各々に接続し相補の前記第1〜第n
のワード線選択信号の各々の供給に応答して供給を受け
た前記選択ゲート電圧CVを接断する第1〜第nのトラ
ンスファゲートと、 前記第1〜第nのワード線の各々に接続したワード線非
選択時のディスチャージ用の第1〜第nのディスチャー
ジ回路とを備えることを特徴とする請求項5記載の半導
体記憶装置。 - 【請求項8】 前記ワード線デコード回路が、前記第1
〜第nのワード線の各々に接続し対の前記第1〜第nの
ワード線選択信号の各々の供給に応答して供給を受けた
前記選択ゲート電圧CVを接断する第1〜第nの2入力
NOR回路を備えることを特徴とする請求項5記載の半
導体記憶装置。 - 【請求項9】 前記ワード線デコード回路が、前記第1
〜第nのワード線の各々に接続し対の前記第1〜第nの
ワード線選択信号の各々の供給に応答して供給を受けた
前記選択ゲート電圧CVを接断する第1〜第nの2入力
NAND回路を備えることを特徴とする請求項5記載の
半導体記憶装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7450796A JP3114611B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 半導体記憶装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7450796A JP3114611B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 半導体記憶装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09265786A true JPH09265786A (ja) | 1997-10-07 |
JP3114611B2 JP3114611B2 (ja) | 2000-12-04 |
Family
ID=13549314
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7450796A Expired - Fee Related JP3114611B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 半導体記憶装置 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3114611B2 (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6434051B1 (en) | 1999-06-24 | 2002-08-13 | Fujitsu Limited | Non-volatile memory circuit |
KR100334864B1 (ko) * | 1998-06-30 | 2002-08-24 | 주식회사 하이닉스반도체 | 내부전압강하회로 |
US6542045B2 (en) | 2000-01-17 | 2003-04-01 | Nec Compound Semiconductor Devices, Ltd. | High-frequency variable attenuator having a controllable reference voltage |
JP2003524279A (ja) * | 2000-02-25 | 2003-08-12 | アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド | フラッシュメモリ読み出しモード用のワード線ドライバ |
JP2007250173A (ja) * | 2006-03-16 | 2007-09-27 | Flashsilicon Inc | ビットシンボル認識方法及び非揮発性メモリに複数個のビットを格納するための構造 |
JP2009003886A (ja) * | 2007-06-25 | 2009-01-08 | Samsung Electronics Co Ltd | 電圧レギュレータ回路 |
JP2012160239A (ja) * | 2011-02-02 | 2012-08-23 | Lapis Semiconductor Co Ltd | メモリ装置 |
JP2014049144A (ja) * | 2012-08-29 | 2014-03-17 | Toshiba Corp | 半導体記憶装置 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2773471B1 (de) | 2011-10-31 | 2016-03-23 | SMS group GmbH | Strang- und rohrpresse bzw. metallstrangpresse |
-
1996
- 1996-03-28 JP JP7450796A patent/JP3114611B2/ja not_active Expired - Fee Related
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KR100334864B1 (ko) * | 1998-06-30 | 2002-08-24 | 주식회사 하이닉스반도체 | 내부전압강하회로 |
US6434051B1 (en) | 1999-06-24 | 2002-08-13 | Fujitsu Limited | Non-volatile memory circuit |
US6542045B2 (en) | 2000-01-17 | 2003-04-01 | Nec Compound Semiconductor Devices, Ltd. | High-frequency variable attenuator having a controllable reference voltage |
JP2003524279A (ja) * | 2000-02-25 | 2003-08-12 | アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド | フラッシュメモリ読み出しモード用のワード線ドライバ |
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