JPH1092193A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH1092193A
JPH1092193A JP24739796A JP24739796A JPH1092193A JP H1092193 A JPH1092193 A JP H1092193A JP 24739796 A JP24739796 A JP 24739796A JP 24739796 A JP24739796 A JP 24739796A JP H1092193 A JPH1092193 A JP H1092193A
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JP24739796A
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Tadayuki Taura
忠行 田浦
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Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 不揮発性半導体記憶装置において、不良アド
レスを検知する信号HITの立ち上がりが遅いため、正
常アドレスを選択した場合に比べて読み出し時間が長く
なるという問題があった。 【解決手段】 不良アドレスを検知する信号HITの立
ち上がりをうけて、読み出し電位ノード(VSAノード1,
2 )と基準電位ノード(VREF ノード1,2 )のイコライ
ズを行い、冗長メモリセル読み出し時の読み出し時間の
短縮を行う。また、ATD回路を有する不揮発性半導体
記憶装置において、読み出し電位ノードと基準電位ノー
ドとのイコライズ時間を別個に設定することにより、本
体メモリセル読み出し時の読み出し時間の短縮も行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はMOS型トランジス
タを記憶素子として用いた、データ読み出しの可能な半
導体記憶装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体記憶装置のデータのアクセ
ス方法を、電気的にデータの消去、書込みを行うEEP
ROMを用いて説明する。電気的にデータの消去、書込
みを行うEEPROMにおいては、データの読み出し時
にセンス増幅回路において、セルデータの“1”もしく
は、“0”に対応した読み出し電位VSA1 、VSA0 と、
基準電位VREF との比較判断結果により、“1”もしく
は、“0”データが読み出される。
【0003】電気的にデータの消去を行うEEPROM
のメモリセルとして使用される不揮発性トランジスタは
図7に示すように2層の多結晶シリコンで形成され、第
1層目の多結晶シリコン層により浮遊ゲート701が、
第2層目の多結晶シリコン層により制御ゲート702が
それぞれ構成されている。703はソース、704はド
レイン、705はシリコン基板、706はコンタクトホ
ールであり、707はAlで形成されたデータ線であ
り、コンタクトホール706を通して、ドレイン704
に接続される。このような構造のメモリセルにおけるデ
ータの書込み、読み出しおよび消去動作を以下に簡便に
説明する。
【0004】書込み動作は、ドレイン電位VD を8V、
制御ゲート電位VCGを5V、ソース電位VS を0Vにそ
れぞれ設定し、浮遊ゲートにホットエレクトロンを注入
することにより行われる。読み出し動作は、制御ゲート
電位VCGを5V、ドレイン電位VD を1V、ソース電位
VS を0Vにそれぞれ設定することにより行われる。こ
のとき、メモリセルの記憶データが“0”(書込み状
態)ではソース、ドレイン間には電流がほとんど流れ
ず、記憶データが“1”(消去状態)ではソース、ドレ
イン間に、100μA程度のセル電流が流れる。
【0005】消去動作は、制御ゲート電位VCGを0V、
ドレイン電位VD をフローティングとし、ソースに高電
位、例えば12Vを印加する。このとき、浮遊ゲート中
のエレクトロンはトンネル効果によりソースに引き抜か
れる。
【0006】このような不揮発性トランジスタをメモリ
セルとする不揮発性半導体記憶装置の構成を図8に示
す。図8において本体メモリセルアレイMAINARY
はマトリックス状に配置されたm×n個のメモリセルC
A11〜CAmnより構成されている。各メモリセルCAij
(i =1,…m、j =1,…n)は図7に示したような
不揮発性トランジスタである。そして、同一行(例えば
k 行)に配置されたn個のメモリセルCAk1,…CAkn
の制御ゲートはm本のワード線WL1 ,…WLmのうち
の対応する1本のワード線WLk に共通に接続される。
また同一列(例えばh 列)に配置されたm個のメモリセ
ルCA1h,…CAmhのドレインはn本のデータ線DL1
,…DLn のうちの対応する1本のデータ線DLh に
共通に接続される。そして、各メモリセルCAijのソー
スは図示しないセルソース電位供給回路から出力される
消去時は高電位、それ以外はVSSとなるセルソース電位
CELSOUが供給されている。一方、冗長メモリセル
アレイRDARYはマトリックス状に配置されたn個の
メモリセルCRD1 〜CRDn より構成されている。各
メモリセルアレイの制御ゲートは、冗長メモリセル用ワ
ード線WLRDに共通に接続されている。
【0007】アドレスバッファ801は外部アドレス信
号Ainを入力に持ち、ロウアドレスとカラムアドレスを
それぞれロウデコーダ802、カラムデコーダ803に
送出する。
【0008】なお、上記m本のワード線WL1 ,…WL
m の選択は、ロウデコーダ802によって行われ、ロウ
アドレスに対応する1本のワード線が選択される。一
方、n本のデータ線DL1 ,…DLn の選択はカラムデ
コーダ803によって行われ、カラムアドレスに対応す
る1本のデータ線DLj (j =1,…n)に接続された
トランスファゲートCTj を選択することによって行
う。すなわち、カラムアドレスに対応するデータ線に接
続されたトランスファゲートのみをオンさせることによ
ってデータ線が選択される。また、各データ線DLj
(j =1,…n)は対応するトランスファゲートCTj
を介して読み出し電位発生回路(以下S/A回路と称す
る)804に接続されている。このS/A回路804は
データ読み出しの際には選択されたメモリセルのドレイ
ンに所定の電位(例えば図7に示すトランジスタからな
るメモリセルでは1V)を印加するとともに、選択され
たメモリセルを流れる電流に応じた読み出し電位VSAを
発生する。この読み出し電位VSAは、セルデータの値
“1”、“0”に対応した電位VSA1 、VSA0 を入力電
位としてカレントミラー型増幅回路(以下C/M増幅回
路と称する)805に入力される。
【0009】一方、ダミーセルアレイVERFARYは
m個のダミーセルDC1 〜DCm からなる。このダミー
セルDCi (i =1,…m)はメモリセルCAijと同様
の不揮発性トランジスタであって、その制御ゲートは、
対応するワード線WLi に接続され、そのドレインはダ
ミーデータ線VREFBUSに接続され、そのソースに
は電位VCELSOUが接続されている。ダミーデータ線VR
EFBUSは基準電位発生回路806に接続される。こ
の基準電位発生回路806はデータ読み出しの際に選択
されたダミーセルのドレインにダミーデータ線VREF
BUSを介して所定の電位を供給するとともに、データ
読み出し時の基準電位VREF をC/M増幅回路805に
送出する。出力回路807はC/M増幅回路805から
送出される電位に基づいて、選択されたメモリセルのデ
ータを外部に出力する。
【0010】前記本体メモリセルアレイMAINARY
に不良があった場合、不良セルのアドレスRDAddは
不良アドレス記憶回路808に記憶される。不良アドレ
ス比較回路809は前記アドレスバッファ801より送
出されたロウアドレスRowAdd、前記不良アドレス
記憶回路808に記憶されている不良セルのアドレスR
DAddを入力にもち、前記ロウアドレスRowAdd
が不良アドレスRDAddであった場合には、不良アド
レス検知信号HITをHにして、冗長ロウデコーダ81
0とロウデコーダ802に送出する。不良アドレス検知
信号HITがHとなると、冗長ロウデコーダ810は冗
長メモリセル用ワード線WLRDを選択状態とし、ロウ
デコーダ802は本体メモリセルのワード線WL1 〜W
Lm をすべて非選択状態とする。
【0011】前記読み出し電位発生回路804、基準電
位発生回路806およびカレントミラー型増幅回路80
5の詳細回路例を図9に示す。図9において、P1 〜P
23はPチャネル型エンハントメントトランジスタ、D1
〜D12はNチャネル型ディプレッショントランジスタ、
N1 〜N24はNチャネル型エンハンストメントトランジ
スタ、I1 〜I12は零V近辺のしきい値を有するNチャ
ネル型トランジスタである。
【0012】まず読み出し電位発生回路804の動作に
ついて簡単に説明する。読み出し電位発生回路804の
VSAノード1 は読み出し電位発生回路の出力端子であ
り、その電位は読み出し電位VSAとしてカレントミラー
増幅回路805の入力端子に接続される。またトランジ
スタN7 を介してVSAノード2 と接続されている。VSA
ノード2 はトランジスタN5 を介して図8に示すトラン
スファーゲートCT1 〜CTn に接続されている。
【0013】読み出し時、信号CES1Bは“L”、信
号TCELLBは“H”となるので、トランジスタP1
、P3 はONし、VSAノード1 およびVSAノード2 に
対する定電流源となる。いま、メモリセルアレイの選択
されたメモリセルのデータが“0”(書き込み状態)の
場合を考える。この時前述したようにメモリセルには電
流が流れず、VSAノード1 にはトランジスタP3 および
P4 を介して電位が充電され、VSA0 (例えば3V)と
なる。また、メモリセルアレイの選択されたメモリセル
のデータが“1”(消去状態)の場合には、前述したよ
うにメモリセルに約100μAの電流が流れる。このと
き、VSAノード1の電位は負荷トランジスタP4 とメモ
リセルとの分圧比により決定され、VSA0 (例えば1
V)となる。
【0014】一方、直列接続されたトランジスタP1 、
D1 、I1 とP2 、D2 、I2 はVSAノード2の電位を
監視し、トランジスタN3 、N7 のゲート電位を決定す
る。読み出し動作中、VSAノード2はトランジスタN3
とトランジスタP3 、P4 、N7 を介して充電され、ト
ランジスタN3 、N7 により一定電位に保持される。ま
た、読み出し動作中、トランジスタN5 と図8に示す選
択されたトランスファーゲートCTi はONするので、
選択されたメモリセルのドレイン電位VD には適切な電
位(例えば1V)が印加されることになる。
【0015】次に基準電位発生回路806について説明
する。基準電位発生回路806は読み出し電位発生回路
804のコピー回路であり、基準電位発生回路806の
たとえばP11は、読み出し電位発生回路804のトラ
ンジスタP1に対応する。基準電位発生回路806のV
REF ノード1は基準電位発生回路の出力端子であり、そ
の電位は基準電位VREF としてカレントミラー増幅回路
805の入力端子に接続される。またトランジスタN17
を介してVREF ノード2と接続されている。VREF ノー
ド2はトランジスタN15を介して図8に示すダミーデー
タ線VREFBUSに接続される。
【0016】読み出し動作中、ダミーデータ線VREF
BUSには読み出し電位発生回路804同様、所定の電
位が供給される。また、ダミーセルDC1 〜DCm は消
去状態のセルであるため、読み出し時には約100μの
セル電流が流れる。この時の基準電位VREF は負荷トラ
ンジスタP14と選択されたダミーセルとの分圧比により
決定される。この基準電位VREF は、メモリセルにデー
タ“0”が記憶されている時の読み出し電位VSA0 と、
データ“1”が記憶されている時の読み出し電位VSA1
との中間電位とする必要がある。このため、基準電位発
生回路806の負荷トランジスタP14は読み出し電位発
生回路804の対応するトランジスタO4 より電流量の
多いトランジスタを用いる。
【0017】カレントミラー増幅回路805はトランジ
スタP21、N22とP23、N23とからなる作動増
幅対を有し、P22のゲート端子には読み出し電位発生
回路804の出力電位VSA、P23のゲート端子には基
準電位発生回路806の出力電位VREF が与えられる。
トランジスタN22とN23はゲートとソース間の電位
が等が等しく、これらのトランジスタ特性がある程度同
じである場合はそれぞれを流れる電流が等しくなる。こ
のためカレントミラー増幅回路805の出力電位VC/MO
UTには差動ペアトランジスタP22とP23によりVSA
とVREF の差分が増幅され出力されることになる。例え
ばメモリセルアレイの選択されたメモリセルに記憶され
るデータが“0”の場合にはVSAが1Vとなり、基準電
位VREFが2Vとすると、これらの電位の差分が増幅さ
れ、VC/MOUTにはLレベルが出力されるようになってい
る。同様にして、メモリセルアレイの選択されたメモリ
セルに記憶されるデータが“1”の場合にはVSAが3V
となり、基準電位VREF (2V)との比較によりVC/MO
UTにはHレベルが出力される。VC/MOUTはインバータI
NV1 〜INV3 によって構成されるバッファ回路を介
してメモリセルアレイの選択されたメモリセルに記憶さ
れるデータが“0”の場合はHレベル、メモリセルアレ
イの選択されたメモリセルに記憶されるデータが“1”
の場合にはLレベルの出力信号VOUT に変換され、出力
される。
【0018】以上説明してきた従来のEEPROMにお
いてはアドレス信号Ainが入力されて、前記アドレス信
号Ainが不良アドレスであった場合、不良ワード線に置
き替わる冗長ワード線が選択されその電位が十分に立ち
上がるまでには、正常なワード線が選択された場合と比
べて以下の手段が余分に必要となる。まず、入力された
ロウアドレスRowAddと不良アドレス記憶回路80
8に記憶されている不良アドレスRDAddを不良アド
レス比較回路809において比較照合する。これらのア
ドレスが全ビット一致した場合には不良アドレス検知信
号HITが送出され、前記不良アドレス検知信号HIT
を受けた冗長ロウデコーダが冗長ワード線を選択状態と
する。特に、前記不良アドレス比較回路809は多段の
論理比較回路を有するので、不良アドレス検知信号HI
Tが確定するまでには比較的長い時間を要することにな
る。つまり、アドレス信号が入力されてから、冗長ワー
ド線が選択され、その読み出し電位VSAと基準電位VRE
F がカレントミラー増幅回路805に入力されるまでの
時間は、正規ワード線が選択される場合に比べて長い時
間を要することになる。このため、従来のEEPROM
の読み出し速度の高速化の妨げとなっていた。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
鑑みてなされたもので、本体メモリセルアレイ内に不良
セルを有し、冗長メモリセルに置き換える場合において
読み出し時間を短縮することで、読み出し時間の高速化
を実現するものである。
【0020】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体記憶装置
は、アドレス指定されたメモリセルの読み出し電位が印
加される読み出し電位ノードと基準電位が印加される基
準電位ノードとを有し、前記読み出し電位ノードと前記
基準電位ノードの電位差を比較して前記メモリセルに記
憶されるデータが“0”であるか“1”であるかを検知
するデータ読み出し部において、指定されたメモリセル
が不良セルであり、これに替わって冗長セルが選択され
る場合には、前記読み出しノードと基準電位ノードとを
一定時間短絡して同一の電位とした後切り離し、それぞ
れが前記読み出し電位、基準電位へと遷移した時点で、
読み出しデータが“0”であるか“1”であるかを検知
することを特徴とする。一旦、前記読み出し電位ノード
と前記基準電位ノードを同電位、すなわち読み出し電位
と基準電位の中間のある電位に設定することにより、そ
の後両ノードがおのおのの電位に遷移する時間を短縮す
ることが可能となる。このため、冗長セルのデータが読
み出される際の不良ワード線の立ち上がり時間の遅れを
短縮することができる。また本発明とATD回路とを組
み合わせることにより、アドレス遷移時の高速読み出し
にも対応することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面を用
いて説明する。本発明の第1の実施例を不揮発性トラン
ジスタをメモリセルとする不揮発性半導体記憶装置の構
成を図1に示す。アドレスバッファ101、ロウデコー
ダ102、カラムデコーダ103、読み出し電位発生回
路104、カレントミラー型増幅回路105、基準電位
発生回路106、出力回路107、不良アドレス記憶回
路108、不良アドレス比較回路109、冗長ロウデコ
ーダ110の回路構成と動作は、従来の技術の項で説明
した不揮発性半導体記憶装置と同様である。本発明の不
揮発性半導体記憶装置は従来の不揮発性半導体記憶装置
に、VSAノード1とVREF ノード1 およびVSAノード2
とVREF ノード2 をそれぞれ接続し電位を等しくするイ
コライズ回路111と、このイコライズ動作を制御する
イコライズコントロール回路112を付加したものであ
る。
【0022】以下、第1の実施例の動作を説明する。外
部アドレスAinをうけて、アドレスバッファ101は内
部アドレス信号としてカラムデコーダ103にカラムア
ドレスCol Add、ロウデコーダ102にロウアド
レスRow Addを送出する。一方、ロウアドレスR
ow Addは不良アドレス比較回路109にも入力さ
れる。カラムアドレスCol Addをうけて、カラム
デコーダ103はトランスファーゲートCT1 〜CTn
の中から1つのトランスファーゲートCTi を読み出し
電位発生回路104に接続することで、データ線DLi
を選択する。ロウアドレスRow Addをうけて、ロ
ウデコーダ102はワード線WL1 ,…WLm の中から
1つのワード線WLj を選択する。よって、前記データ
線DLiとワード線WLj とに接続されるメモリセルC
Aijが選択される。
【0023】また、本体メモリセルアレイMAINAR
Y中に不良があった場合は、不良メモリセルのアドレス
RD Addが不良アドレス記憶回路108に記憶され
る。前記ロウアドレスRow Addはロウデコーダ1
02に入力される一方で不良アドレス比較回路109に
入力され、前記不良アドレス記憶回路108の内容と比
較演算が行われる。入力されたロウアドレスRow A
ddが不良メモリセルのアドレスRD Addと一致し
た場合、不良アドレス比較回路109は冗長ロウデコー
ダ110、ロウデコーダ102、イコライズコントロー
ル回路112に不良アドレス検知信号HITを送出す
る。不良アドレス検知信号HITをうけて、冗長ロウデ
コーダ110は冗長ワード線WLRDを選択状態とし、
ロウデコーダはワード線WL1 〜WLm をすべて非選択
状態とする。
【0024】イコライズコントロール回路112はパル
ス発生回路であり、前記不良アドレス検知信号HITを
うけて一定期間Hレベルとなるパルス信号EQCを送出
する。
【0025】読み出し電位発生回路104、基準電位発
生回路106およびカレントミラー型増幅回路105と
イコライズ回路111の詳細回路例を図2に示す。図2
において読み出し電位発生回路104、基準電位発生回
路106、カレントミラー型増幅回路105の回路構成
と動作は、図9に示した読み出し電位発生回路804、
基準電位発生回路806、カレントミラー型増幅回路8
05と同様なので説明を省略する。
【0026】本発明の構成において新たに追加された、
イコライズ回路111は読み出し電位発生回路104の
VSAノード2 と基準電位発生回路106のVRFE ノード
2 の接続をON、OFFするNチャネルトランジスタN
20と読み出し電位発生回路104のVSAノード1 と、
基準電位発生回路106のVRFE ノード1 の接続をO
N、OFFするNチャネルトランジスタN21、Pチャ
ネルトランジスタP20とにより構成される。トランジ
スタN20とN21のゲートには前記イコライズコント
ロール回路112より送出されるパルス信号EQCが入
力され、トランジスタP20のゲートには前記EQCの
反転信号/EQCが入力される。前記EQCは本体メモ
リセルアレイMAINARYのメモリセルCA11〜CA
mnを読みだす場合はLレベルとなり、VSAノード1 とV
REF ノード1 およびVSAノード2 とVREF ノード2 のイ
コライズは行われない。これに対して、前記EQCは冗
長メモリセルアレイRDARYのメモリセルCRD1 〜
CRDn を読みだす場合はHレベルとなり、VSAノード
1 とVREF ノード1 およびVSAノード2 とVREF ノード
2 のイコライズを行う。
【0027】読み出し電位発生回路104はデータ読み
出し時に、選択されたメモリセルのドレインに所定の電
位(例えば0.8V)を印加するとともに、選択された
メモリセルを流れる電流に応じた読み出し電位VSAを発
生する。この読み出し電位VSAはセルデータの値が
“1”、“0”に対応した電位VSA1 、VSA0 としてカ
レントミラー増幅回路105に送出される。一方、基準
電位発生回路106はダミーセルDC1 〜DCn 、DC
RDのドレインに所定のドレイン電位(例えば0.8V)
を印加するとともに、基準電位VREF を発生し、カレン
トミラー増幅回路105に送出する。カレントミラー増
幅回路105は入力される電位VSAとVREFとの比較を
行いその差分を増幅し出力することで、選択されたメモ
リセルに記憶されるデータに応じた出力DSOBを外部
に出力する。
【0028】本体メモリセル(CA11〜mn)が指定され
読み出される場合は、パルス信号EQCは“L”、/E
QCは“H”となり、イコライズ回路111はVSAノー
ド1とVREF ノード1 およびVSAノード2 とVREF ノー
ド2 のイコライズを行わない。このとき、VREF ノード
1 の電位VREF は一定となり、VSAノード1 の電位VSA
は選択されたメモリセルを流れる電流に応じて変化す
る。
【0029】一方、冗長メモリセルが読み出される場合
は、ロウアドレスRow Addが不良メモリセルのア
ドレスRD Addと一致し、HIT信号が“H”とな
るのでパルス信号EQCは“H”、/EQCは“L”と
なり、イコライズ回路111はVSAノード1 とVREF ノ
ード1 およびVSAノード2 とVREF ノード2 のイコライ
ズを行う。パルス信号EQCが“L”となりイコライズ
を止めるタイミングは冗長ワード線WLRDの電位が
“1”データを記憶するメモリセルのしきい値より高く
なる時間に設定する。
【0030】本発明の第1の実施例において“0”デー
タを記憶するメモリセルを読み出した後、“1”データ
を記憶する本体メモリセルを読み出した場合の各部の電
位の変化の様子を図3に示す。図3(a)が本体メモリ
セルを読み出した場合、図3(b)が冗長メモリセルを
読み出した場合である。
【0031】図3(a)において、ロウアドレスが変化
すると選択ワード線WLm が立ち上がる。選択ワード線
WLm の電位がしきい値になると、選択メモリセルは電
流を流しはじめ、VSAノード1 の電位はVSA0 からVSA
1 に変化する。図3(b)において、ロウアドレスが変
化すると選択されたワード線が冗長ワード線である旨を
検知し不良アドレス検知信号HITが立ち上がり、HI
T信号を受けて冗長ワード線WLRDが立ち上がる。こ
の不良アドレス検知信号HITの立ち上がり時間は従来
の技術の項で述べたように、ロウアドレスを受けてから
比較的長い時間を要するので、冗長ワード線WLRDは
図中に示すように、本体メモリセルのワード線WLm に
比べて遅れて立ち上がる。また、HIT信号を受け、イ
コライズ信号EQCは“H”となり、VSAノード1 とV
REF ノード1 はイコライズされ、前データの読み出し電
位VSA0 と基準電位VREF の中間の電位Vmid となる。
冗長ワード線WLRDの電位が“1”データを記憶する
メモリセルのしきい値より高くなった時点で、EQCは
“L”となり、VSAノード1 とVREF ノード1 とのイコ
ライズは終了し、VSAノード1 とVREF ノード1 の電位
はそれぞれVmid より所定の電位へと移行する。
【0032】また、図4に図3(b)と同じメモリセル
(冗長メモリセル)を選択した際、イコライズを行わな
かった場合(従来例)を示す。図3(b)、図4中に選
択メモリセルが電流を流しはじめてからVSAノード1 の
電位が確定するまでの時間をそれぞれt1 、t2 で示
す。図3(b)、図4より明らかなように、t2 はVSA
ノード1 が電位VSA0 からVSA1 まで変化する時間、t
1 はVSAノード1 が電位Vmid からVSA1 まで変化する
時間であり、 t1 <t2 の関係が成立する。したがってイコライズを行うことに
より、VSAノード1 の電位確定に要する時間をt2 から
t1 まで短縮することが可能となる。
【0033】また、図3(b)の期間t2 において、V
SAノード1 の電位とVREF ノード1電位の大小関係が逆
転する。このため、VSAノード1 の電位とVREF ノード
1 電位とを入力にもつカレントミラー回路105におい
て、その回路動作上、出力信号“H”を送出するまでの
時間に遅れが生じる。これに対して、図3(a)中の期
間t1 においては、VSAノード1 の電位は常にVREF ノ
ード1 の電位より低くすることができるので、カレント
ミラー回路105は出力信号“H”を速やかに送出する
ことが可能となり、読み出し信号の確定時間を短縮する
ことが可能となる。
【0034】以上により、冗長ワード線WLRDが立ち
上がってから読み出し信号が送出されるまでの時間を短
縮することにより、冗長ワード線WLRDの立ち上がり
時間の遅れをカバーすることができ、本体メモリセルア
レイ中に不良があった場合でも、半導体記憶装置全体と
しての読み出し時間の悪化を防ぐことが可能となる。
【0035】次に本発明の第2の実施例を不揮発性トラ
ンジスタをメモリセルとする不揮発性半導体記憶装置の
構成を図5に示す。本実施例は図1に示した第1の実施
例の不揮発性半導体記憶装置の構成にアドレス遷移検知
回路501と冗長アドレス遷移検知回路502とを付加
した構造となっており、対応する構成部には図1と同じ
番号を付してある。
【0036】以下、第2の実施例の動作を説明する。ア
ドレスバッファ101より送出された内部アドレスAT
inを受けたアドレス遷移検知回路501はアドレスの遷
移を検知してアドレス遷移検知信号ATDinをパルス状
にイコライズコントロール回路112に送出する。イコ
ライズコントロール回路112はアドレス遷移検知信号
ATDinの立ち上がりを受けて一定期間Hレベルとなる
パルス信号EQCを送出する。パルス信号EQCを受け
たイコライズ回路111は第1の実施例同様、パルス信
号QECが“H”である期間VSAノード1 とVREF ノー
ド1 およびVSAノード2 とVREF ノード2 のイコライズ
を行う。この場合の“H”の期間は、選択されたワード
線電位が“1”データを記憶するメモリセルのしきい値
電圧まで立ち上がる期間に設定されている。
【0037】また、イコライズ実効中に他の内部アドレ
スATin信号が遷移し、他のアドレス遷移検知信号AT
Dinが立ち上がった場合でも、イコライズ動作は最終の
ATDinの立ち下がりから一定期間を経て終了する。
【0038】一方、不良アドレス選択時は、不良アドレ
ス検知信号HITを受けた不良アドレス遷移検知回路5
02は不良アドレスの遷移を検知して不良アドレス遷移
検知信号ATDRDをパルス状にイコライズコントロー
ル回路112に送出する。このとき内部アドレスATin
も遷移するので、イコライズコントロール回路112に
は不良アドレス遷移検知信号ATDRDに先立ってアド
レス遷移検知信号ATDinが入力されているので、パル
ス信号EQCはATDinにより立ち上がり、ATDRD
の立ち上がりより一定期間が終了すると立ち下がる。こ
のため、冗長メモリセルを読み出す場合も冗長ワード線
WLRDが“1”データを記憶するメモリセルのしきい
値電圧まで立ち上がってからイコライズが終了すること
になる。
【0039】このように第2の実施例では冗長メモリセ
ル読み出し時だけでなく本体メモリセル読み出し時にお
いても、内部アドレスが遷移した場合にはイコライズを
行い高速読み出しを行うものである。
【0040】本発明の第2の実施例において、“0”デ
ータを記憶するメモリセルを読み出した後、“1”デー
タを記憶する本体メモリセルを読み出した場合の各部の
電位の変化の様子を図6に示す。図6(a)が本体メモ
リセルを読み出した場合、図6(b)が冗長メモリセル
を読み出した場合である。
【0041】図6(a)において、ロウアドレスが変化
すると選択ワード線WLm が立ち上がる。また、ロウア
ドレスの変化に先立って内部アドレス信号ATinが変化
するので、これに対応してパルス信号ATDinが送出さ
れる。ATDinを受けEQCが一定期間“H”となり、
VSAノード1 とVREF ノード1 はイコライズされ、前デ
ータの読み出し電位VSA0 と基準電位VREF の中間の電
位Vmid となる。ワード線WLm の電位が“1”データ
を記憶するメモリセルのしきい値より高くなった時点
で、EQCは“L”となり、VSAノード1 とVREF ノー
ド1 とのイコライズは終了し、VSAノード1 とVREF ノ
ード1 の電位はそれぞれVmid より所定の電位へと移行
する。このように、本実施例では本体メモリセル読み出
し時においてもイコライズを行うので、第1の実施例
(図3(a)参照)における本体メモリセル読み出し時
と比較すると、読み出しデータ確定に要する時間が短縮
される。図6(b)においても、ロウアドレスの変化に
先立って内部アドレス信号ATinが変化するので、図6
(a)の場合同様、VSAノード1 とVREF ノード1 はイ
コライズが開始される。一方、不良アドレス検知信号H
ITの遷移を不良アドレス遷移検知回路502が検知し
てパルス信号ATDRDを送出する。このためATDR
Dを受けEQCが一定期間“H”となり、VSAノード1
とVREF ノード1のイコライズ動作は継続され、冗長ワ
ード線WLRDの電位が“1”データを記憶するメモリ
セルのしきい値より高くなった時点で、EQCは“L”
となり、VSAノード1 とVREF ノード1 とのイコライ
ズは終了する。
【0042】冗長メモリセル読み出し時に、本体メモリ
セル読み出し時同様、ATDinの立ち上がりから一定期
間経過後にイコライズを終了させると、冗長ワード線W
LRDの電位が“1”データを記憶するメモリセルのし
きい値まで上昇していないため、VSAレベルがVREF レ
ベルよりも高くなり、“0”データを読み出そうとして
誤動作してしまう。これに対して、本実施例では、冗長
メモリセルを選択する場合にはイコライズ中に不良アド
レス検知信号HITの遷移を受け、イコライズの終了が
決定されるので、冗長ワード線WLRD読み出しの誤動
作が起こらない。また、所謂ATD回路を有する不揮発
性半導体装置は図6(a)に示すように内部アドレスの
遷移に応じてイコライズを行うものであるが、上述した
冗長ワード線の読み出し誤動作を防ぐために、イコライ
ズ時間を長くしてある。しかし、本体メモリセルを読み
出す場合にはイコライズ時間を不必要に長くすることに
なるので、読み出し時間の高速化の妨げとなっていた。
しかし、本発明の第2の実施例は、読み出すメモリセル
が不良であるか否かの判断によりイコライズ時間を設定
するこにより、本体メモリセルの読み出し時のイコライ
ズ時間と冗長メモリセルの読み出し時のイコライズ時間
との切り分けを行うことができるので、本体メモリセル
読み出し時間を短縮することが可能となり。不揮発性半
導体記憶装置全体の読み出し時間も短縮されることにな
る。
【0043】また、オートベリファイ機能を備えた不揮
発性半導体記憶装置においては、データの書き換え/ベ
リファイをチップ内で行うため、この間の時間的制約は
ない。このため、ベリファイ動作時にイコライズという
複雑な動作をさせなくてもよい。
【0044】
【発明の効果】本発明の不揮発性半導体記憶装置におい
て、冗長メモリセルの読み出し時間を短縮することによ
り、読み出し時間の高速化が可能となる。さらに、AT
D回路を有する不揮発性半導体記憶装置においては、本
体メモリセルの読み出し時間と冗長メモリセルの読み出
し時間の切り分けを行い、それぞれの読み出し時間を短
縮することにより、読み出し時間の高速化が可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の不揮発性半導体記憶装
置の構成を表わす図である。
【図2】図1中の読み出し電位発生回路104、基準電
位発生回路106、カレントミラー型増幅回路105、
イコライズ回路111を詳細な回路例を示した図であ
る。
【図3】第1の実施例の不揮発性半導体記憶装置におい
て読み出し時の各部の電位の変化を示した図である。
【図4】従来の不揮発性半導体記憶装置において読み出
し時の各部の各部の電位変化を示した図である。
【図5】本発明の第2の実施例の不揮発性半導体記憶装
置の構成を示した図である。
【図6】第1の実施例の不揮発性半導体記憶装置におい
て読み出し時の各部の電位の変化を示した図である。
【図7】不揮発性半導体メモリセルの構造を示す図であ
る。
【図8】従来の不揮発性半導体記憶装置の構成を示した
図である。
【図9】図8中の読み出し電位発生回路804、基準電
位発生回路806、カレントミラー型増幅回路805、
イコライズ回路811を詳細な回路例を示した図であ
る。
【符号の説明】
Ain 内部アドレス ColAdd カラムアドレス RowAdd ロウアドレス HIT 不良アドレス検知信号 WL1 、・・・m ワード線 WLRD 冗長ワード線 MAINARY 本体メモリセルアレイ RDARY 冗長メモリセルアレイ VREFARY ダミーセルアレイ DL1 、・・・n ビット線

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 行列状に配置されたメモリセルよりなる
    第1のメモリセルアレイと、 前記メモリセルに不良が生じた場合に選択的に割り当て
    られるメモリセルよりなる第2のメモリセルアレイと、 前記第1および第2のメモリセルアレイの任意のメモリ
    セルを指定するアドレス指定部と、 前記指定されたメモリセルに記憶されるデータに基づき
    電位が決定される読み出し電位ノードと、基準となる電
    位を有する基準電位ノードの電位とを比較し、読み出し
    データを決定するデータ読み出し部とを具備し、前記デ
    ータ読み出し部は前記第2のメモリセルアレイのメモリ
    セルが指定されたとき、前記読み出し電位ノードと基準
    電位ノードとを短絡し同電位にすることを特徴とする半
    導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 前記読み出し電位ノードは前記第1及び
    第2のメモリセルアレイ中の選択されたメモリセルに接
    続されており、その電位は前記メモリセルを流れる電流
    によって決定され、前記基準電位ノードは前記第1及び
    第2のメモリセルアレイ中のダミーセルに接続されてお
    り、その電位は前記ダミーセルを流れる電流によって決
    定されることを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装
    置。
  3. 【請求項3】 ベリファイ読み込み動作時に、前記読み
    出し電位ノードと基準電位ノードとのイコライズを行わ
    ないことを特徴とする請求項1または2記載の半導体記
    憶装置。
  4. 【請求項4】 ワード線と、不良が検出された不良ワー
    ド線に対して選択的に割り当てられる冗長ワード線と、
    これらワード線及び冗長ワード線と直行するビット線及
    びダミーセルが接続されるダミービット線とを含むメモ
    リセルアレイと、 アドレス信号により前記不良ワード線が指定された場
    合、不良アドレス検知信号を出力し、対応する上記冗長
    ワード線を選択状態にする冗長選択制御部と、 前記ビット線中の選択されたビット線に接続され、メモ
    リセルに記憶されるデータに基づく読み出し電位(VS
    A)を送出する読み出し電位発生回路と、 前記ダミービット線に接続され、基準電位(VREF )送
    出する基準電位発生部と、 前記読み出し電位(VSA)と基準電位(VREF )との大
    小を比較を行い、その結果を増幅して0、1のデータと
    して出力することにより、メモリセルに記憶されるデー
    タを特定する比較増幅部とを有する半導体記憶装置にお
    いて、 前記不良アドレス検知信号が出力されたときのみ、前記
    比較増幅部の読み出し電位(VSA)ノードと基準電位
    (VREF )ノードをイコライズするイコライズ部を有す
    ることを特徴とする半導体記憶装置。
  5. 【請求項5】 前記イコライズ部は前記冗長ワード線が
    立ち上がるまでイコライズを行うことを特徴とする請求
    項4記載の半導体記憶装置。
  6. 【請求項6】 ワード線と、不良が検出された不良ワー
    ド線に対して選択的に割り当てられる冗長ワード線と、
    これらワード線及び不良ワード線と直行するビット線及
    びダミーセルに接続されたダミービット線とを含むメモ
    リセルアレイと、 入力アドレス信号の変化を検知しアドレス遷移検知信号
    を送出するアドレス遷移検知部と、 入力アドレス信号により前記不良ワード線が指定された
    場合、不良アドレス検知信号を出力し、対応する上記冗
    長ワード線を選択状態にする冗長選択制御部と、 前記ビット線中の選択されたビット線に接続され、メモ
    リセルに記憶されるデータに基づく読み出し電位(VS
    A)を送出する読み出し電位発生回路と、 前記ダミービット線に接続され、基準電位(VREF )送
    出する基準電位発生部と、 前記読み出し電位(VSA)と基準電位(VREF )との大
    小を比較を行い、その結果を増幅して0、1のデータと
    して出力することにより、メモリセルに記憶されるデー
    タを特定する比較増幅部とを有する半導体記憶装置にお
    いて、 前記アドレス遷移信号が出力された場合と、前記不良ア
    ドレス検知信号が出力された場合は前記比較増幅部の読
    み出し電位(VSA)ノードと基準電位(VREF)ノード
    をイコライズするイコライズ部を有することを特徴とす
    る半導体記憶装置。
  7. 【請求項7】 前記イコライズ部は、前記アドレス遷移
    信号を受けた場合は前記ワード線が立ち上がるまで、前
    記不良アドレス検知信号を受けた場合は前記冗長ワード
    線が立ち上がるまでイコライズを行うことを特徴とする
    請求項4記載の半導体記憶装置。
  8. 【請求項8】 前記イコライズ部はベリファイ読み出し
    時にイコライズを行わないことを特徴とする請求項4乃
    至7記載の半導体記憶装置。
  9. 【請求項9】 一方の入力部は選択されたメモリセルの
    ビット線に接続され、他方の入力部はダミーセルのビッ
    ト線に接続される差動型増幅器を有する半導体記憶装置
    のセンスアンプ回路において、 前記差動型増幅器の両入力端子に接続されるデータが安
    定するまでの間、両入力端子をを短絡するイコライズ部
    を設けることにより、差動増幅器の出力データの遷移時
    間を短縮し、高速にデータの読み出しを行うことを特徴
    とする半導体記憶装置のセンスアンプ回路。
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