JPS60101798A - Semiconductor read-only memory - Google Patents

Semiconductor read-only memory

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Publication number
JPS60101798A
JPS60101798A JP59192504A JP19250484A JPS60101798A JP S60101798 A JPS60101798 A JP S60101798A JP 59192504 A JP59192504 A JP 59192504A JP 19250484 A JP19250484 A JP 19250484A JP S60101798 A JPS60101798 A JP S60101798A
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JP
Japan
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circuit
output
address
memory
divided
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JP59192504A
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Japanese (ja)
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JPS611840B2 (en
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Hideo Hara
英夫 原
Haruo Keida
慶田 治夫
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS60101798A publication Critical patent/JPS60101798A/en
Publication of JPS611840B2 publication Critical patent/JPS611840B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C17/00Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards

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  • Read Only Memory (AREA)

Abstract

PURPOSE:To shorten an access time through simple constitution by dividing address decoders and memory matrixes into an optional numbers of blocks, and driving the respective blocks individually. CONSTITUTION:Output blocks of memory matrixes are each divided into two upper and lower stages, i.e. 4a and 4b, 5a and 5b, and 6a and 6b; and the upper- stage memory matrixes 4a-6a are driven by one of two divided address decoders, i.e. 3a, and the lower-stage memory matrixes 4b-6b are driven by the other address decoder 3b. Then, respective outputs of corresponding output blocks of memory matrixes are led out through OR circuits L1-L3 as outputs V01-V03. One address decoder is selected to operate either of the upper and lower output blocks in this ROM.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は半導体リードオンリメモリ(以下1tOMと称
j)に関し、特に1本の出力線に対し複数個の絶縁ゲー
ト型電界効果トランジスタ(以下単にFETと称す)が
直列に接続されたItOMに関するものである(このよ
うなものを縦型方式のitOMと称j)。 縦型方式のROMとしては、特願昭50−107350
に提案したようなものがある。その−例を第1図に示j
。 この例におい又は、出力端子ADoと接地間にキャパシ
ターC1が接続され、負電源−vDDと出力端子間にM
O8FETMnか接続され、出力端子と接地間に上記キ
ャパシターC1と並列にMO5FETMIないしM。が
直列接続されて(・る。 M OS F E T M oは上記キャパシターC,
にプリチャージづ−るためのスイッチとして働き、直列
接続されたMO8FETM、ないしMnは入力A1な(
・しAnを受けるスイッチとして働く。この例ではMO
8FETM、はデプレッション型であり、入力A、を受
けるゲート電極の電位にかかわらず、オンしている。す
なわち、M、のソースドレイン間には電流通路が形成さ
れて〜・る。これに対し、M Ob F E T M+
 1Mn−32Mnはエンハンスメント型であり、ゲー
ト電位によりオンオフする。したがって出力端子AIJ
Oと接地間には上記アンプ1ンスメント型MUSFET
の全てがオンしC(・れば電流通路がつくられるし、ど
れか1つでもオフしていれば電流通路がつくられ)、
The present invention relates to a semiconductor read-only memory (hereinafter referred to as 1tOM), and particularly relates to an ItOM in which a plurality of insulated gate field effect transistors (hereinafter simply referred to as FETs) are connected in series to one output line. (Such a system is called a vertical ITOM). As a vertical type ROM, Japanese Patent Application No. 1973-107350
There is something similar to what was proposed. An example of this is shown in Figure 1.
. In this example, a capacitor C1 is connected between the output terminal ADo and ground, and M
MO5FET MI or M is connected in parallel with the capacitor C1 between the output terminal and ground. are connected in series.
The MO8FETM or Mn connected in series acts as a switch for precharging the input A1 (
・Works as a switch that receives ShiAn. In this example, M.O.
8FETM is a depletion type, and is turned on regardless of the potential of the gate electrode receiving input A. That is, a current path is formed between the source and drain of M. On the other hand, M Ob F E T M+
1Mn-32Mn is an enhancement type, and is turned on and off depending on the gate potential. Therefore, output terminal AIJ
Connect the above amplifier type MUSFET between O and ground.
If all of them are on, a current path is created, and if any one is off, a current path is created.


い。 この例では、第2図にタイムチャートを示すように、先
ずクロック信号φ8が負電位−VI)Dとなることによ
りp=’rMnがオンし、キャパシター〇、にチャージ
アンプがされる。次(・でクロック信号φ、のレベルが
再び接地電位GNDにもどる。 このとき、前記直列接続されたFETM、1工(゛シM
nのうち、少な(とも1個がオフしていれば、キャパシ
ターC3の電荷は放電しない。したがって、キャパシタ
ーC1の両端はプリチャージされたとき實まま電圧を維
持する。 FETM、’/;rl、・しMnの全てに電流通路がで
きればキャパシター〇、の電荷は放電する。このキャパ
シターCI−の両端の電圧は最終的に零となる。 この回路では、F E TM、ないしMnのどれか1つ
がオフしているなら、キャパシター〇、のプリチャージ
された電荷の変化が無〜・のでプリチャージ後、直ちに
出力端子ADOからの出力信号を利用してもさしつかえ
ない。 しかしながら、MlないしM。に電流通路が形成されて
いるときは、プリチャージ後のキャパシターC1の電荷
は直ちに0にならな(・。このときキャパシターは、オ
ン状態におけるF E T M + −txいしMnの
ソースドレイン間の直列接続された抵抗により短絡され
た状態となり入力A、ないしAnに応じて出力端子AD
oの市1位が適正な値となるまでに時間t、を要する。 したがって出力端子ADOを入力端子に接続する次の回
路(図示しない)は、第1図の回路がプリチャージされ
てから11時間経過した後入力信号を受けるようにされ
る。 第1図の回路は、出力端子A D o と接地間に直列
接続されたMOSFETを還釈的にアンプ・ンスメント
型、デプレッション型にすることにより、入力A、ない
しAnに対する論理を任意に変更できる。 このような論理の変更方法はマ) IJクス配置された
MOSFETによってROMを構成するときに適する。 例えばマトリクス配置されたMOSFETのうち列方向
に配置されたMOSFETのソース・ドレインを直列接
続し、この列と直焚する方向にゲート電極とする複数の
入力配線、例えば第1図のA、フ:rいしAnおよびφ
8をはわせ、上記MO8FETのうち、選択されたもの
をデプレッション型とする。このようにするとマトリク
ス配置の各列からそれぞれ所望の論理出力を取り出すこ
とができる。 第1図の例はまた電源−礼。にはクロックパルスφ8が
負電位になったときのみ電流が流れるのみであるので低
消費電力である。 しかしながら、この回路は、沢山の入力信号な受けるた
めに沢山のMOSFETを直列接続すると、この直列接
続MO8FETのソース・ドレイン間抵抗が増加し、し
たがって信号を入力1.てから出力端子に充分なレベル
の信号が得られるようになるまでの時間を長くしなけれ
ばならない。すなわちアクセス時間が長くなる。 したがって、本発明の目的とするところは、アクセスタ
イムの高速化を図った、ROMを提供することにある。 本発明の他の目的は簡単な構成でアクセスタイムの高速
化が図れるROMを提供することにある。 上記目的を達成するため本発明では直列接続を要するM
 OS F E Tが複数のグループに分割され、この
複数のグループからの出力信号が後で合成される。 以下実施例を説明する。 第3図におい℃、2は第1の)tOM回路、3は第2の
ROM回路、4はNOR回路、5はインバータである。 ROM回路2は出力端子OI と負電源−vr)Dとノ
間ニキャバシターC8へりプリチャージのためのM O
S F E T M O+が接続され、出力端子OIと
接地間にM OS F E T M ++なu−しMl
nが直列接続されて(・る。M OS F E TMo
+のゲートはクロックパルスφ工のための端子に接続さ
れ、MO8FETM、、ないしMlnのゲートはそれぞ
れ入力信号′A1.な℃・しAlnを受けるための端子
に接続されている。 ROM回路3は出力端子O3と負電源−VDDとの間に
キャパシター〇、へのプリチャージのためのMO8FE
TMozが接続され、出力端子O7と接地間にMO8F
ETM2.ないしM2.が直列接続されている。pJj
 Q S F E T M atのゲートはクロックパ
ルスφ8のための端子に接続され、MO8FETM、I
な℃・し” 2mのゲートはそれぞれ入力信号A41な
いしA2tnを受けるための端子に接続されて〜る。 この例において、本発明を制限するものテナL・が全℃
のMOSFETはPチャンネル型であり・これらは周知
の製造技術によって1つのN型シリコン基板上につ(ら
れて℃・る。これらMOSFETのうちM3.およびM
isはデプレッション型であり、残りはエンハンスメン
ト型である。 ROM回路2,3は、クロックパルスφ8によりそれぞ
れの出力信号0..0.に接続されたキャパシターC,
,C,に負電源からオン状態のMOS F E T M
OI 、 Mowを介してプリチャージされる。次(・
でM OS F E T MOI 1MO2がオフした
とき、入力信号A H1ないしAlnおよびA7.ない
しA2rnの状態によってキャパシター〇、およびC2
の電荷がMO8FETM、、1.rl、・しMlnおよ
びM、1ないじM2mの直列通路により放電させられる
かどうかが決められる。 N OR回路4のMO8FETM、、のゲートはItO
M回路2の出力端子O1に接続され、MO8FE T 
M uのゲートはROM回路3の出力端子02に接続さ
れている。N O)を回路4の出力端子、すなわち負荷
M OS F E T M ssとMO8FETM32
との共通接続端子には、M、1およびM、!の少なくと
も−1がオフjれば負電源電位が現われる。 インバータ回路5は上記N OR回路4の出力を反転す
る。 これら回路22.cいし5により、出力端子O8には、
入力信号A11ないしAmおよびA7.な℃・しA2m
をそれぞれ受けるMO8FETM、、7;cいしMlo
およびM21なl、化M2mからなる2つの直列接続回
路の少なくとも−1がオンすると出力端子03には接地
電位が現われる。 この第3の回路は、入力Allな(・しAmおよびA2
.ないしA2mに同時に応答jることかできる。 入力信号がメモリ(図示しな(・)のためのアドレス信
号であり、図のようにしrn:== n = 12なら
、A、ないしAlnのうちの1つとA7.なL−しA2
mのうちの1つとの対を制ajることにより、例えばA
llな(・しA、nを()なl、−し204.7@地の
ためのデコーダ用と[2、A?、なu−しA2Tnを2
048ないし4095番地のためのデコーダ用として使
用することができる。 このようにman個のMOSFETをm個とn個に分割
する方法においてはman個のMOSFETの合成抵抗
をmanに分割できるので、それぞれの出力端子0+ 
−Ot と接地間のM OS F ETの合成抵抗を減
少できる。前記のようにm −It−12なら、24個
のMOSFETを直列接続する場合に比べ半分にできる
。 他方、キャパシターC4はM OS F E T M 
uのドレインと半導体基板間およびMOIのソースと半
導体基板間のpn接合容量およびM3Iのゲートと半導
体基板間の容量によって構成され、同様にキャパシター
C2はM。、のソース、M21のドレインおよびM8.
のゲートと半導体基板間に形成される。 これらキャパシターC,,C,のそれぞれの容量値は前
記第1図のCI とほとんど変らな(・。 したがって第3図の1(OM回路2と3において直列接
続されたMOSFETのソース・ドレイン間抵抗とキャ
パシターC,,C,とにより形成されるそれぞれの時定
数回路の時定数は、m + n個のFETを伺ら分割し
ない場合に比べはぼ半分となる。したがって、M OS
 F E T M o+ −M ntによりキャパシタ
ーC,、C,をプリチャージしてから後、入力A 11
ないしA titおよびA21なc 化A21T1によ
りこれらキャパシターC,,C,の電荷が放電して所望
レベルになるまでの時間は第1図の回路を使用する場合
に比べ#1ぼ半減する。 第3図の実施例において、回路の高速化のために、直列
接続M OS F E Tの分割によりキャパシターC
,,C,の放電用抵抗を半減する考えは、更に3分割、
4分割の考えへ拡張され得ることは明らかであろう。 第3図では、出力端子OI もしくは0.のいずれか−
万が接地電位となったとき出力端子O8に接地電位が出
力されるようにされたが、必要によっては出力端子01
およびO3が同時に接地電位になったとき出力端子03
に接地電位が出力されるようにすることもできる。 このような要求に対し又は第3図のNOR回路4に代っ
て第4図のようなNAND回路を使用することができる
。 また第3図では、例えば)tOM回路3において、キャ
パシターC2へのプリチャージ時KMO8FE’l”M
□プ、C℃・しM 2.nが全1オンして(・ろとtS
。 −vDDと接地間に直流通路が形成される。このような
直流通路が望ましくない場合は、第5図のようにM O
S F E T M 2mと接地間に、プリチャージ時
にオフするM OS F E T M osを挿入する
ことができる。 第3図において、出力OIとO7とを合成するための回
路は更に他の回路に変更1−ることか可能であり、イン
バータ回路3は必要に応じて省略することができる。 第6図は第3図の実施例をメモリマトリクスに使用した
場合の応用例を示す。 この例では同図に示すようにアドレスデコーダ3及びメ
インマトリクス出力ブロック4〜6をそれぞれ上1に2
分割し、それぞれを個別的に駆動できるようにする。す
なわち、メモリマトリクスの第1の出力ブロック4を4
aと4bに、また第2の出力ブロック5を53と5bに
、さらに第3の出力ブロック6を6aと6bに上下2段
に分割し、上段のメモリマトリクス(48〜6a)は2
分割したうちの一万のアドレスデコーダ3aによって駆
動し、下段のメモリマトリクス(4b〜6b)はアドレ
スデコーダ3bによって駆動する。 そして、それぞれのメモリマトリクスの対応する出力ブ
ロック(4aと4b、5aと5 b + 6 aと6b
)の出力をOIL回路り、〜L、を介して出力v−vo
3として取り出す。 以上のような構成の本発明の)tOMでは、2分割され
たアドレスデコーダのいずれか一万を選択することによ
り、その選択されたアドレスデコーダによって上下いず
れかのメモリマトリクスの出力ブロックを動作させるこ
とができる。すなわち、例えば、アドレスデコーダ3a
が選択されたとすると、上段に存するメモリマトリクス
4a〜6aからの情報を得ることができる。仮りに出力
ブロック4aの出力が”1”すなわち接地電位とすると
、その出力ライン0.に1”レベルが取り出され、この
ブロックに対応する下段ブロック4bの出力ライン02
が選択され℃いない時は″0″レベル(−fなわち負電
位)となっているから(JR回路L1の出力V。1に“
°1”レベルが′得られる。 以下同様にしてメモリマトリクス5aが00ときは0−
Itゲグー回路L2の出力Vo、にN Onレベルが得
られ、6aが1のときは■o、が”1″レベルとなる。 また、アドレスデコーダ3bが選択されたときは、下段
のメモリマトリクスの出力ブロック4b〜6bが動作可
能となる。このようにして上下(・ずれかの出力ブロッ
クが選ばれ工いるときにその出力点に設けられて(・る
ゲート回路の出力に選ばれたブロックの出力が得られる
ことになる。 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、分割
された出力ブロックが個別的に駆動されることになる。 そし℃、それぞれ分割されたメモリマトリクスのライン
に直列接続されるFET。 数は分割しない場合に比して半分になる。このため、メ
モリマトリクス回路のディスチャージ時間はitぼ半分
になり、したがってアクセスタイムも約2倍に高速化さ
れることになる0また、本発明は、その目的達成のため
に若干の数のOR回路(第5図でばり、〜L、)を追〃
口するだけであり、その追加面精もROM全体として見
た場合には殆んど無視できる程度のものであるから集積
歴に影響を与えることはない。 本発明の他の例に従うと分割されたメモリマトリクスと
プリチャージ用M OS 1” E Tとの間に第2の
アドレスデコーダが挿入される。この場合、第2のアド
レスデコーダによってメモリマトリクスのどの列を有効
にするかどうか決めることができるので、1つのプリチ
ャージ用MO8FETにメモリマトリクスの複数列を対
応させることができる。 この第2のアドレスデコーダを使用する方法はプリチャ
ージ用MO3FETの数を減少させるとともに前記のO
RIφJ路の数も減少させる。 この第2のアドレスデコーダを使用する回路は次の第7
図に示した実施例によっ℃埋j9了されるであろう。 この第7図の例では、4キロビットROMの例を示j。 同図では、本発明の特徴部分であるアドレスデコーダと
メモリマトリクス部分の接続関係を重点的に示す。他の
タイミングパルス印〃o部分、出力信号取扱し・部分等
は図示して(・な℃・。 図においてラインA D asの例を第9図に示すよう
に、丸印はエンハンスメント型MO8FETが有ること
を示し、矢印は、この矢印の示す位置においてM OS
 F E ’I’のゲートラインが有ることを示す。 この例は一部を省略した形式で書かれて(・ろが1つの
アドレス入力に対し、8ビットの情報vn+ブI(・し
V。8が出力する。 3alはアドレス信号A4〜A11が印加される上段第
1のアドレスデコーダであり、アドレスデコードライン
ADo =AD6Aに対してM(JS FETがそれぞ
れ任意に直列接続される。3a2.。 3a22は4本のアドレス信号A。−A3が印ZIDg
れる上段第2のアドレスデコーダであり、データライン
にMOSFETがそれぞれ任意に直列接続される。また
、3b、はアドレス信号A4〜A 11が印7JDされ
る下段の第1のアドレスデコーダであり、アドレスデコ
ードラインAIJ64〜AD127 にMOSFETが
任意に直列接続される。3b2.。 3b22はアドレス信号Ao ”Ajが印加される下段
筒2のアドレスデコーダでありデータラインに任意に直
列接続されたM OS F E ’1’からなる。さら
に、4a、5aは上段メモリマトリクスの出力ブロック
であり、4b、5bは上記4a、5aに対応する下段メ
モリマトリクスの出力ブロックである。そして、出力プ
ロツク4a、4bの出力はそれぞれアドレスデコーダ3
a211 3b2.を介してOIt回路り、の入力点に
印加され、出力ブロック5a、5bの出力はそれぞれア
ドレスデコーダ” a22+ 31)22を介してOR
回路り、の入力点に印加される。OR回路L1 な(・
しり、の出力V。1?、Cいし■。8をIt OMの出
力とする。なお、L+++L4〜Loはインバータであ
り、特に、Loは最上段に存するアドレスラインAll
に連らなっ℃おり、アドレスデコーダ3a、と31)1
を切替えて動作させるためのものである。 第7図図示の回路は同一半導体基板に形成される。アド
レスデコードラインAD63近傍の半導体基板の平面図
な第8図Aに示す。第8図A、 −、A’における断面
図すなわちアドレスデコードラインA D nsに関連
する部分の断面を第8図I]に示−ツー〇第8図におい
て、M OS l;” E ’rはPチャンネル型であ
り、N型シリコン基板】0上につくられて(・る。第8
国人にお℃・て、破線はp gal+釦域な・示(1、
二点鎖線はポリシリコン層を示し、実線はアルミニウム
電極を示す。−7へ鎖線は酸化膜31またはCVD法に
よるシリコン酸化膜32に孔を設けてアルミニウム電極
とP型頭域および基板もしくはポリシリコン層とをコン
タクトさせている部分を示してυ・る。 Mo5rETq、な℃・しQ7のソース・ドレインは図
面上で横方向に配置されて℃・ろ(このQ。 ないしQ7はアドレスデコーダ3a、のためのものであ
る)。Qlのソース領域11は電極31により基板10
と短絡さオt、ドレイン領域12はQ2のソース領域と
共通構造になって℃・る。各P型頭域11な℃・し30
の対ではさまれた部分の基板表面にはMO8FE’l’
のゲート領域のための薄℃・酸化膜が形成されている。 各ゲート領域上にはポリシリコン層A、、、 Al0I
 A4 g φ、t AD’、3が延長している。 この例では、Q、、Q7がデプレッション型であり、そ
れぞれA、。、A4の信号レベルにかかわらず、常時オ
ン状態である。このデプレッション型MO8FETは、
第7図のマトリクス3a、。 3aH+ 3at2* 3bl t 3b2Iv 3F
1* 4at4b、5aおよび5I)の丸印がつけられ
たエンハンス型MO8FETを示す交点以外の交点に配
置される。 F E T Qs 、Q10のソース・ドレイン領域は
図面上で縦方向に配置されて℃・る。このQa * Q
10はメモリマトリクス4ae5aのためのものである
。 以上のようなROMによれば、インバータL。 によって(・ずれかのアドレスデコーダ(3a、又は3
b1 )が選ばれると他方のアドレスデコーダは非選択
となる。また、OR回路Lし 及びり、によって必ず1
つの単位ブロックの信号が読み出されるものとなること
より通常の)tOMとしての機能を有するとともに、前
述のようにアクセスタイムの高速化が図れるIt OM
となる。 本発明は上記実施例に限定されず種々の変形を用いるこ
とができる。 例えば上記実施例では各出力ブロックを2分割すること
にしたが、それ以上に分割することも可能であり、かか
る場合には−アクセスタイムの高速化が更に図れるもの
となる。 また、上記実施例では上下の出力ブロックの出力を選択
するために0)を回路を用(・だがこれに限らず、各ブ
ロックの出力を直接出力回路に印7JLIjるものとし
てもよ℃・0 さらに、アドレスデコーダ3a+ ト3b、 I:Y;
f4択手段としてインバータL、を最も重みを大きくし
てなる最上段のアドレスライン(8I(ビットの中間で
ある2048ビットのライン)A1.に接続するものと
したが、これに限らず他のアドレスラインに接続しても
よい。しかし、上記のようにアドレスラインAI+に接
続した万が分割し易くなることは言うまでもない。すな
わち、上段のアドレスデコーダ”31w3a2が選択さ
れたときは2046ビツト以下のビットが読み出され、
下段のアドレスデコーダ3b、、3b、が選ばれたとき
は2046ビット以上のビットが読み出されることにな
る。 また、ゲート電極の電位によりスイッチする必要のな(
・FETを得るために、第8図のようなデプレッション
型でなく、例えば第10図のように全てをエンハンスメ
ント型にしておき、必要に応じ、アルミニウム電極31
.3′2でソース・ドレイン領域を短絡−3−るよ5に
することもできる。第1O図の方法はアルミニウムの抵
抗が半導体領域よりもはるかに小さいことにより、抵抗
を減少させることができる。 本発明は、上記実施例のように4にビットのROMに適
用できるのみならず、それ以外の容量のROMにも広く
適用できることは言うまでもな℃・。
[
stomach. In this example, as shown in the time chart of FIG. 2, first, the clock signal φ8 becomes a negative potential -VI)D, so that p='rMn is turned on, and the capacitor 〇 is charged and amplified. Next, the level of the clock signal φ returns to the ground potential GND. At this time, the level of the clock signal φ returns to the ground potential GND.
If only one of n is off, the charge of capacitor C3 will not be discharged. Therefore, both ends of capacitor C1 maintain the same voltage when precharged. FETM, '/;rl,・If a current path is created in all of Mn, the charge in capacitor 〇 will be discharged.The voltage across this capacitor CI- will eventually become zero.In this circuit, one of F E TM or Mn If it is off, there is no change in the precharged charge of capacitor 〇, so it is okay to use the output signal from output terminal ADO immediately after precharging.However, if there is no current in Ml or M. When a path is formed, the charge of capacitor C1 after precharging does not immediately become 0 (. At this time, the capacitor is connected in series between the source and drain of FET M + -tx and Mn in the on state. The output terminal AD becomes short-circuited due to the resistor connected to the
It takes time t for the number one city of o to reach an appropriate value. Therefore, the next circuit (not shown) connecting the output terminal ADO to the input terminal is made to receive the input signal 11 hours after the circuit of FIG. 1 has been precharged. In the circuit shown in Fig. 1, the logic for the input A or An can be arbitrarily changed by reductively changing the MOSFET connected in series between the output terminal A Do and the ground to an amplifier type or depletion type. . This method of changing the logic is suitable when configuring a ROM using MOSFETs arranged in matrix. For example, among MOSFETs arranged in a matrix, the sources and drains of MOSFETs arranged in a column direction are connected in series, and a plurality of input wirings are used as gate electrodes in the direction of direct firing with this column, for example, A and F in FIG. r Ishi An and φ
8 and select one of the above MO8FETs to be a depression type. In this way, desired logic outputs can be extracted from each column of the matrix arrangement. The example in Figure 1 is also a power source. Since current flows only when the clock pulse φ8 becomes a negative potential, power consumption is low. However, when many MOSFETs are connected in series in order to receive many input signals, this circuit increases the source-drain resistance of the series-connected MO8FETs. It is necessary to increase the amount of time it takes to obtain a signal of sufficient level at the output terminal. In other words, the access time becomes longer. Therefore, it is an object of the present invention to provide a ROM with faster access time. Another object of the present invention is to provide a ROM that has a simple configuration and can achieve faster access times. In order to achieve the above object, the present invention requires series connection of M
The OS FET is divided into groups, and the output signals from the groups are later combined. Examples will be described below. In FIG. 3, 2 is a first tOM circuit, 3 is a second ROM circuit, 4 is a NOR circuit, and 5 is an inverter. The ROM circuit 2 has an MO for precharging the capacitor C8 between the output terminal OI and the negative power supply -vr)D.
S F E T M O+ is connected, and M O S F E T M ++ is connected between output terminal OI and ground.
n are connected in series (・ru. M OS F E TMo
+ is connected to the terminal for clock pulse φ, and the gates of MO8FETM, . It is connected to a terminal for receiving Aln. ROM circuit 3 has MO8FE for precharging capacitor 〇, between output terminal O3 and negative power supply -VDD.
TMoz is connected and MO8F is connected between output terminal O7 and ground.
ETM2. or M2. are connected in series. pJj
The gate of Q S F E T M at is connected to the terminal for clock pulse φ8, MO8FETM, I
The 2m gates are connected to terminals for receiving input signals A41 to A2tn, respectively. In this example, a limitation of the present invention is that the antenna L is
These MOSFETs are of P-channel type and are fabricated on a single N-type silicon substrate using well-known manufacturing techniques.
is is of the depression type, and the rest are of the enhancement type. The ROM circuits 2 and 3 output their respective output signals 0. .. 0. capacitor C connected to
, C, is turned on from the negative power supply.
Precharged via OI and Mow. Next(·
When MOS FET MOI 1MO2 is turned off, input signals A H1 to Aln and A7 . Depending on the state of A2rn, capacitor 〇, and C2
The charge of MO8FETM, 1. It is determined whether the discharge is caused by a series path of rl, . The gate of MO8FETM of NOR circuit 4 is ItO
Connected to output terminal O1 of M circuit 2, MO8FE T
The gate of M u is connected to the output terminal 02 of the ROM circuit 3 . NO) to the output terminal of circuit 4, i.e. the load MOSFETMss and MO8FETM32
The common connection terminals with M, 1 and M, ! If at least -1 of is off, a negative power supply potential appears. The inverter circuit 5 inverts the output of the NOR circuit 4. These circuits 22. C.5, the output terminal O8 has the following:
Input signals A11 to Am and A7. ℃・shi A2m
MO8FETM, , 7;c and Mlo receiving respectively
When at least -1 of the two series-connected circuits consisting of M21 and M2m is turned on, a ground potential appears at the output terminal 03. This third circuit has inputs All (・Am and A2
.. It is possible to respond to A2m or A2m at the same time. If the input signal is an address signal for a memory (not shown (.) and rn:==n=12 as shown in the figure, then one of A to Aln and A7.L- to A2
For example, by controlling the pair with one of m, A
llna(・しA, n()na l, - 204.7@ for the decoder for ground and [2, A?, una u− then A2Tn for 2
It can be used as a decoder for addresses 048 to 4095. In this way, in the method of dividing man MOSFETs into m and n, the combined resistance of man MOSFETs can be divided into man, so each output terminal 0+
-The combined resistance of the MOS FET between Ot and ground can be reduced. As mentioned above, m-It-12 can be halved compared to the case where 24 MOSFETs are connected in series. On the other hand, capacitor C4 is M OS F E T M
The capacitor C2 is composed of the pn junction capacitance between the drain of u and the semiconductor substrate and the source of MOI and the semiconductor substrate, and the capacitance between the gate of M3I and the semiconductor substrate. , the drain of M21 and the source of M8.
is formed between the gate of the semiconductor substrate and the semiconductor substrate. The capacitance value of each of these capacitors C, , C, is almost the same as CI in FIG. The time constant of each time constant circuit formed by the capacitors C, ,C, and the capacitors C, ,C, is approximately half that of the case where m + n FETs are not divided.Therefore, the MOS
After precharging the capacitors C,, C, by F E T M o+ −M nt, the input A 11
The time it takes for the charges in these capacitors C, , C, to discharge to a desired level is reduced by about half compared to the case where the circuit shown in FIG. 1 is used. In the embodiment shown in FIG. 3, in order to increase the speed of the circuit, the capacitor C is divided by dividing the series-connected MOSFET.
The idea of halving the discharge resistance of ,,C, is to further divide it into three parts,
It will be clear that it can be extended to the idea of four divisions. In FIG. 3, the output terminal OI or 0. Any of -
When the ground potential is reached, the ground potential is output to the output terminal O8, but if necessary, the output terminal 01
and O3 become ground potential at the same time, output terminal 03
It is also possible to output a ground potential to the terminal. In response to such a request, a NAND circuit as shown in FIG. 4 can be used in place of the NOR circuit 4 in FIG. 3. In addition, in FIG. 3, for example, in the tOM circuit 3, KMO8FE'l"M when precharging the capacitor C2
□P, C℃・ShiM 2. n turns on all 1 (・rototS
. - A DC path is formed between vDD and ground. If such a direct current path is not desirable, use the M O
A MOS FET M os that turns off during precharging can be inserted between the S F E T M 2m and the ground. In FIG. 3, the circuit for combining the outputs OI and O7 can be further changed to another circuit, and the inverter circuit 3 can be omitted if necessary. FIG. 6 shows an example of application in which the embodiment of FIG. 3 is used in a memory matrix. In this example, as shown in the same figure, the address decoder 3 and main matrix output blocks 4 to 6 are placed on top 1 and 2, respectively.
Divide them so that they can each be driven individually. That is, the first output block 4 of the memory matrix is
a and 4b, the second output block 5 is divided into 53 and 5b, and the third output block 6 is divided into 6a and 6b into two stages, upper and lower, and the upper memory matrix (48 to 6a) is divided into two stages.
It is driven by 10,000 address decoders 3a among the divided address decoders 3a, and the lower memory matrix (4b to 6b) is driven by the address decoder 3b. Then, the corresponding output blocks of each memory matrix (4a and 4b, 5a and 5b + 6a and 6b
) to the OIL circuit and output v-vo through ~L.
Take it out as 3. In the tOM of the present invention having the above configuration, by selecting one of the 10,000 address decoders divided into two, the output block of either the upper or lower memory matrix is operated by the selected address decoder. I can do it. That is, for example, the address decoder 3a
If is selected, information from the memory matrices 4a to 6a located in the upper row can be obtained. Assuming that the output of the output block 4a is "1", that is, the ground potential, the output line 0. 1” level is taken out, and the output line 02 of the lower block 4b corresponding to this block is
When ℃ is not selected, it is at the "0" level (-f, that is, negative potential) (the output V.1 of the JR circuit L1 is "
°1" level is obtained. Similarly, when memory matrix 5a is 00, 0-
The N On level is obtained at the output Vo of the Itgegoo circuit L2, and when 6a is 1, ■o becomes the "1" level. Furthermore, when the address decoder 3b is selected, the output blocks 4b to 6b of the lower memory matrix become operable. In this way, when one of the upper and lower output blocks is selected, the output of the selected block is obtained as the output of the gate circuit provided at the output point. As is clear from the above, according to the present invention, the divided output blocks are driven individually.Then, the FETs are connected in series to the lines of each divided memory matrix.The number is not divided. Therefore, the discharge time of the memory matrix circuit is approximately halved, and the access time is also approximately doubled. Add some OR circuits (see Figure 5, ~L,) for
The additional cost is negligible when looking at the ROM as a whole, so it does not affect the accumulation history. According to another example of the present invention, a second address decoder is inserted between the divided memory matrix and the precharge MOS 1"ET. In this case, the second address decoder determines which part of the memory matrix Since it is possible to decide whether or not to enable a column, one precharge MO8FET can be associated with multiple columns of the memory matrix.The method of using this second address decoder allows the number of precharge MO3FETs to be While decreasing the above O
The number of RIφJ paths is also reduced. The circuit using this second address decoder is the following seventh address decoder.
The embodiment shown in the figure will be completed. In the example of FIG. 7, a 4 kilobit ROM is shown. In this figure, the connection relationship between the address decoder and the memory matrix section, which is a characteristic part of the present invention, is mainly shown. Other timing pulse marks 〃o parts, output signal handling parts, etc. are shown in the figure (・na℃・. In the figure, an example of the line A D as is shown in FIG. 9, and the circles indicate enhancement type MO8FETs. The arrow indicates that the M OS is present at the position indicated by this arrow.
F E Indicates that there is a 'I' gate line. This example is written in a format with some parts omitted (・For one address input, 8-bit information vn+B I (・V.8 is output. Address signals A4 to A11 are applied to 3al. M(JS FETs are arbitrarily connected in series to the address decode line ADo=AD6A. 3a2... 3a22 is the four address signals A. -A3 is the mark ZIDg.
MOSFETs are connected in series to the data lines, respectively. Further, 3b is a first address decoder in the lower stage to which address signals A4 to A11 are marked 7JD, and MOSFETs are arbitrarily connected in series to address decode lines AIJ64 to AD127. 3b2. . 3b22 is an address decoder of the lower cylinder 2 to which the address signal Ao"Aj is applied, and is composed of MOS F E '1' arbitrarily connected in series to the data line.Furthermore, 4a and 5a are output blocks of the upper stage memory matrix. 4b and 5b are the output blocks of the lower memory matrix corresponding to the above 4a and 5a.The outputs of the output blocks 4a and 4b are respectively sent to the address decoder 3.
a211 3b2. The outputs of the output blocks 5a and 5b are applied to the input point of the OIt circuit via the address decoder ``a22+31)22'', respectively.
applied to the input point of the circuit. OR circuit L1 (・
The output V of Shiri. 1? , C ■. 8 is the output of It OM. Note that L+++L4 to Lo are inverters, and in particular, Lo is the address line All located at the top stage.
℃, address decoder 3a, and 31) 1
This is for switching and operating. The circuit shown in FIG. 7 is formed on the same semiconductor substrate. FIG. 8A is a plan view of the semiconductor substrate near the address decode line AD63. A cross-sectional view of FIG. 8 A, -, A', that is, a cross section of a portion related to the address decode line AD ns is shown in FIG. 8 I]. It is a P-channel type and is fabricated on an N-type silicon substrate.
For Japanese nationals, the dashed line indicates p gal + button area (1,
The two-dot chain line indicates the polysilicon layer, and the solid line indicates the aluminum electrode. The chain line to -7 indicates a portion where a hole is provided in the oxide film 31 or the silicon oxide film 32 formed by the CVD method to bring the aluminum electrode into contact with the P-type head region and the substrate or polysilicon layer. Mo5rETq, the source and drain of Q7 are arranged horizontally in the drawing (Q through Q7 are for the address decoder 3a). The source region 11 of Ql is connected to the substrate 10 by the electrode 31.
When short-circuited, the drain region 12 has a common structure with the source region of Q2. Each P-type head area 11℃・30
MO8FE'l' is on the surface of the substrate between the pair of
A thin oxide film is formed for the gate region. On each gate region there is a polysilicon layer A,..., Al0I
A4 g φ, t AD', 3 is extended. In this example, Q, ,Q7 are depression types, and A, respectively. , A4 are always on, regardless of the signal level. This depression type MO8FET is
Matrix 3a in FIG. 3aH+ 3at2* 3bl t 3b2Iv 3F
1*4at4b, 5a and 5I) are placed at the intersections other than those marked with circles indicating the enhanced MO8FETs. The source and drain regions of F E T Qs and Q10 are arranged vertically in the drawing. This Qa * Q
10 is for the memory matrix 4ae5a. According to the above ROM, the inverter L. Depending on the address decoder (3a or 3)
b1) is selected, the other address decoder becomes non-selected. Also, depending on the OR circuit L and
Since the signals of one unit block are read out, it has the function of a normal tOM, and as mentioned above, it can speed up the access time.
becomes. The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made. For example, in the above embodiment, each output block is divided into two parts, but it is also possible to divide each output block into two parts. In such a case, the access time can be further increased. In addition, in the above embodiment, the circuit 0) is used to select the output of the upper and lower output blocks. Furthermore, address decoder 3a+to 3b, I:Y;
As f4 selection means, inverter L is connected to the topmost address line (8I (line of 2048 bits, which is the middle of bits) A1. with the largest weight, but this is not limited to this, and other addresses can also be connected. However, it goes without saying that connecting to the address line AI+ as described above makes it easier to divide.In other words, when the upper stage address decoder "31w3a2" is selected, the bits of 2046 bits or less is read out,
When the lower address decoders 3b, 3b are selected, 2046 bits or more are read out. Also, there is no need to switch depending on the potential of the gate electrode (
・In order to obtain an FET, everything is not a depression type as shown in FIG. 8, but an enhancement type as shown in FIG. 10, and the aluminum electrode 31 is connected as necessary.
.. It is also possible to short-circuit the source/drain regions at 3'2 to -3-5. The method of FIG. 1O can reduce the resistance because the resistance of aluminum is much lower than that of the semiconductor region. It goes without saying that the present invention is not only applicable to 4-bit ROMs as in the above embodiment, but also widely applicable to ROMs of other capacities.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の縦型)LOMの一例を示す回路図、第2
図はその動作説明のためのタイミングチャート、第3図
は本発明の1実施例の回路図、第4図および第5図は第
3図の変形例の回路図、第6図は第3図の回路の応用例
のブロック図、第7図は他の実施例の回路図、第8図A
は第7図を半導体集積化したとぎのラインADas近傍
の平面図、第8図Bは同図AのA −A’における断面
図、第9図は第7図の部分の回路図、第1O図は他の半
導体集積回路の断面図、第11図は第7図のタイミング
チャートであるO L 3aw 3b、3a11 3a21w 3a2t*
3b1,3b21− 3b、、・・・アドレスデコーダ
、2゜4a、5a* 6a* 4bt 5b、6b・−
・メモリマトリクス出力ブロック、7°°°フリンプフ
ロップ回路、Lo ”’−Ls ”’ゲート回路、Q 
r 〜Q641 MH〜M、。・・・FET。 第 1121 第 21°・1
Figure 1 is a circuit diagram showing an example of a conventional vertical LOM;
The figure is a timing chart for explaining its operation, Figure 3 is a circuit diagram of one embodiment of the present invention, Figures 4 and 5 are circuit diagrams of modifications of Figure 3, and Figure 6 is the circuit diagram of a modification of Figure 3. 7 is a block diagram of an application example of the circuit, FIG. 7 is a circuit diagram of another embodiment, and FIG. 8A is a block diagram of an application example of the circuit.
8B is a sectional view taken along A-A' of FIG. 7, and FIG. 9 is a circuit diagram of the portion shown in FIG. 7. The figure is a cross-sectional view of another semiconductor integrated circuit, and FIG. 11 is the timing chart of FIG. 7.
3b1, 3b21- 3b,...address decoder, 2゜4a, 5a* 6a* 4bt 5b, 6b...
・Memory matrix output block, 7°°° flip-flop circuit, Lo "'-Ls"' gate circuit, Q
r ~Q641 MH~M,. ...FET. No. 1121 No. 21°・1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、縦型方式のltOMにて形成されたアドレスデコー
ダとメモリマトリクスが同一半導体基板上に形成されて
なる半導体リードオンリメモリにおいて、上記アドレス
デコーダとメモリマトリクスを任意の個数のブロックに
分割し、各ブロックを個別的に駆動するようにしてなる
ことを特徴とする半導体リードオンリメモリ。 2、上記分割したブロックの出力点にゲート回路を設け
、このゲート回路からいずれか1つのブロックの出力信
号を取り出せるようにしてなることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の半導体リードオンリメモリ。 3、上記分割されたアドレスデコーダを結ぶアドレスラ
インのうち少なくとも1つのアドレスラインKit列に
インバータを接続し、もって個別的にアドレスデコーダ
を駆動せしめてなることを特徴とする特許請求の範囲第
1項又は第2項記載の半導体リードオンリメモ1几
[Claims] 1. In a semiconductor read-only memory in which an address decoder and a memory matrix formed in a vertical ltOM are formed on the same semiconductor substrate, the address decoder and memory matrix can be formed in any number of pieces. A semiconductor read-only memory characterized by being divided into blocks and driving each block individually. 2. The semiconductor read-only device according to claim 1, characterized in that a gate circuit is provided at the output point of the divided blocks, and the output signal of any one block can be extracted from the gate circuit. memory. 3. Claim 1, characterized in that an inverter is connected to at least one address line Kit column among the address lines connecting the divided address decoders, thereby individually driving the address decoders. Or 1 liter of semiconductor read-only memory as described in paragraph 2.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8107746B2 (en) * 2008-10-08 2012-01-31 Megachips Corporation Image processor

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