JPS6030000A - 半導体メモリ装置 - Google Patents

半導体メモリ装置

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JPS6030000A
JPS6030000A JP58138515A JP13851583A JPS6030000A JP S6030000 A JPS6030000 A JP S6030000A JP 58138515 A JP58138515 A JP 58138515A JP 13851583 A JP13851583 A JP 13851583A JP S6030000 A JPS6030000 A JP S6030000A
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JP
Japan
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memory
block
write
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JP58138515A
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Kanichi Harima
張間 寛一
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/07Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
    • G06F11/08Error detection or correction by redundancy in data representation, e.g. by using checking codes
    • G06F11/10Adding special bits or symbols to the coded information, e.g. parity check, casting out 9's or 11's
    • G06F11/1008Adding special bits or symbols to the coded information, e.g. parity check, casting out 9's or 11's in individual solid state devices
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    • G06F11/1076Parity data used in redundant arrays of independent storages, e.g. in RAID systems

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  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
  • Techniques For Improving Reliability Of Storages (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、不揮発性メモリトランジスタを記憶要素とし
て用いた半導体メモリ装置に関するものであり、信頼性
の高いシステムを得るためのメモリ装置を提供せんとす
るものである。
不揮発性メモリトランジスタとしてはさまざまな物理現
象を利用したものが提案され、又使用されている。この
うち特に広く使用されているものにFAMO5(Flo
ating −gaLe Avalanche−inj
ection M OS )構造と呼ばれるものがある
第1図にこのFAMOS構造トランジスタの断面図を示
す。図において、10はP型半導体基板、11.12は
不純物からなるN+層で、トランジスタのドレイン、ソ
ースとなる。又、13はフローティングゲートと呼ばれ
るポリシリコンから成る電極で、絶縁膜14中に完全に
電気的に分離されている。15はコントロールゲートと
呼ばれるポリシリコン電極である。
ここでこのトランジスタの動作を簡単に説明する。この
トランジスタはフローティングゲート13の電荷の有無
を情報“1″、“0”に対応させて情報を記憶するもの
である。
電荷(この場合は電子)が注入されていない時は、この
トランジスタは、第2図のaのようなコントロールゲー
ト電圧、ドレイン電流特性を示すが、電荷が注入される
と第2図のbのように特性がシフトする。
電子の注入はドレイン11及びコントロールゲート15
に高電圧を印加することにより行なわれ、注入された電
子は、フローティングゲート13が絶縁物14におおわ
れているために長くここに留まり、情報として記憶され
る。記憶される時間は室温では数万年といった天文学的
な数字になっており、実使用期間と思われる10〜20
年に対して全く問題はない。
読出しは注入される前、後のドレイン電流が流れ始める
各コントロール電圧の中間の電位を印加することにより
、ドレイン電流が流れるかどうかでチェックされる。
又、情報の消去は、通常、紫外光を照射してフローティ
ングゲート13の電子にエネルギーを与えて励起し、こ
こから電子を追い出すことによって行なわれる。
第3図にFAMO3)ランジスタを用いた従来の半導体
メモリ装置のブロック図を示す。図中、不揮発性メモリ
アレイ20には行列状のFAMOSトランジスタが配列
されている。このメモリアレイ20部分は8個の情報記
憶ブロック1〜8に分割されており、それぞれのブロッ
ク1〜8に対応した列ゲート回路21.センスアンプ2
2.データ入出カバソファ23がブロック毎に独立して
カバソファ24及び25に入り、デコーダ26及び27
を通り、その結果行及び列が1つ選択され、これにより
アドレス入力に対応した番地が各メモリブロックから並
列にアクセスできる。すなわち、デコーダ26.27か
ら出力される行、多旧言号は並列に8個のメモリブロッ
ク1〜8に入力され、並列に8つのメモリブロック1〜
8がアクセスされる。8つのメモリブロック1〜8は列
ゲート回路21.読出し書込み切換えゲート28を介し
てそれぞれセンスアンプ22.データ入出力バッファ2
3に接続されている。
また読出し書込み制御回路30はその制御人力RWに応
じて読出し書込み切換ゲート28中のトランジスタQl
、Q2をオン、オフあるいはオフ。
オン状態とし本メモリ装置を読出しあるいは書込みモー
ドに設定するものである。プログラム制御回路29はプ
ログラム、即ち不揮発性メモリトランジスタへの高電圧
の印加を制御するものである。
なお50は上記不揮発性メモリアレイ20をlt<すべ
ての回路21〜30により構成され、不揮発性メモリア
レイ20と外部との間でデータの続出し、書込みを行な
う読出し書込み手段である。
次に動作について説明する。
このメモリ装置の動作は基本的に次のとおりである。ま
ずメモリへの情報の書込みにあたって、プログラム電源
VpP+回路動作電源Vccを供給し、動作モード信号
、即ち読出し書込み制御人力RWを書込みモードにする
。そうすれば信号Aがハイになり、例えばブロックlに
ついてはトランジスタQ2がオンし後述するデータ信号
D1がメモリに伝達されることになる。この後書込みた
い番地を行2列アドレス入力信号AR,ACにより指定
する。このアドレス入力信号AR,ACは前述したよう
に並列に8つのメモリブロック1〜8にアクセスされる
。つぎに前述したようにデータ入出力信号D1〜D8を
外部から与える。この状態でプログラム制御回路29に
プログラム制御信号すなわち書込み信号Pを入力する。
こうすることにより選択された番地のトランジスタのド
レイン、コントロールゲート間に高電圧が印加され(書
込む必要のない時はデータにより高圧にならない場合も
ある)、書込み、すなわち電子の注入が行なわれる。
続出し動作も以上の書込み動作と殆ど同じように行なわ
れる。すなわち、すでに情報が入力されているメモリに
対して動作モードを読出しモードにした(すなわち信号
Bをハイにして、トランジスタQ1をオン、Q2をオフ
にする)後、読出したい番地を、アドレス入力信号AR
,ACを入力することにより選択する。この時も並列に
8個のトランジスタの記憶内容がセンスアンプ22を介
して読出される。すなわち、行デコーダ26で指定され
たトランジスタのコントロールゲートに読出し電圧が印
加されると同時に、列デコーダ27で指定されたメモリ
トランジスタのドレインがセンスアンプ22に接続され
る。この後データ人出カバッファ23で信号が増巾され
て外部に読出しデータとして出力される。
ところで、FAMO3構造トランジスタは平均的には長
い保持特性を持っているが、フローティングゲートをと
りまく絶縁膜に欠陥があれば、注入された電子がそこか
ら逃げるという欠点を併せもつ。注入された電子が逃げ
るということは記憶した情報が消失するということであ
り、メモリ装置としては致命的である。欠陥は最近の製
造技術の進歩により殆どなくなってはいるが、完全に“
0”にすることは不可能に近い。そこでこのような欠陥
があるものをチェックする方法として予め情報が書込ま
れたメモリ装置を高温度条件下に保持し、欠陥から逃げ
る電子の動きを加速することにより、欠陥のあるメモリ
装置をスクリーニングする方法などが実際に用いられて
いるが、時間。
装置などコスト高になる要因となっている。
本発明は不揮発性メモリ装置のかかる欠点に着目してな
されたもので、メモリ装置にパリティ信号発生及びパリ
ティチヱックを自動的に行なう機能を持たせることによ
り、メモリ情報の異常を早く検知でき、メモリ装置を用
いたシステム全体の信頼性を向上できる半導体メモリ装
置を提供することを目的としている。
以下、この発明の一実施例を図について説明す第4図は
本発明の一実施例による半導体メモIJ装置を示し、図
において、第3図と同−f!f号しま同一のものを示す
。9は不揮発性メモリアレイ20内に増設されたパリテ
ィ記憶プロ・ツクで、i貴報記憶ブロック1〜8と同一
アドレスにそのノ<1ノテイ情報を記憶するものである
。40はノイリテイ発生検出回路で、書込みモード時情
報記憶プロ・ツク1〜8の情報に対するパリティ情報を
発生し、8売出しモード時パリティ記憶プロ・ツク9の
ノ々IJティi青報を用いて情報記憶プロ・ツクl〜8
の情報を)(+7テイチエツクするものである。
なお本実施例において、読出し書込み手段50は列ゲー
ト回路21”及びトランジスタQ3.Q4からなる読出
し書込み切換えゲート28”力(各1個パリティ記憶プ
ロ・ツク9に対応してl曽富貨されるとともに、トラン
ジスタQ5〜Q21力(迫力目されており、以上の回路
の追加によって情報記噴意]゛ロック1〜8およびパリ
ティ記憶フ゛口・ツク9とノぐリティ発生検出回路40
との間で情幸Uある1+)&ま)<リティ情報の読出し
書込みを行なう機能が付加されている。またQ22はト
ランジスタ、R1は抵抗、Vccは+5vの電源、Al
lはパリティエラーを示すアラーム出力である。
次に動作について説明する。先ず書込みであるが、アド
レス人力AR,ACにより選択された番地のメモリが行
デコーダ26、列デコーダ27出力により各行、各列と
もに1個ずつ並列に8ブロツクのメモリについて指定さ
れることによりその番地がアクセスされる。
この時読出し、書込み制御人力RWを書込みモードにす
ることにより信号Aをハイにする。この時信号Bはロウ
となり、こうすることによりトランジスタQl、Q2は
それぞれオフ、オン状態となり、端子Diから入力され
たデータ入力がトランジスタQ2を通して、書込みデー
タとしてメモリアレイブロック1に入力される。そして
このような動作は他の端子D2〜D8についても同様で
ある。
この後プログラム制御人力Pを入力することにより、ア
クセスされたメモリのドレイン、ゲート間にデータによ
り高電圧が印加され、書込みが行なわれる。
本発明の特徴の1つはこの時、各データ入力D1〜D8
がバッファ23から出力される時点でそれぞれトランジ
スタQ14〜Q21を通して信号d1〜d8としてパリ
ティ発生検出回路40に入力されていることである。そ
してこのトランジスタQ14〜Q21のゲートは書込み
モード時ハイとなる信号Aに接続されている。又信号A
はトランジスタQ4のゲートにも接続されており、書込
みモード時に、パリティ発生検出回路40の出力Wが、
メモリブロック1〜8をアクセスするデコーダ26.2
7出力が並列に入力されているパリティデータ書込みの
ためのメモリブロック9に、トランジスタQ4を介して
入力されるようになっている。
ところで、読出し書込み制御ゲート28′において、ト
ランジスタQ3は読出し時に使われるもので、書込み時
は信号Bがロウのためオフ状態になっている。又、信号
Aは同時にトランジスタQ5のゲートにも入力されてい
るため、パリティ発生検出回路40への入力d9にトラ
ンジスタQ5を通してロウレベルが入力される。
パリティ発生検出回路40は例えば第5図のような論理
回路で構成されており、図中、■1〜I21はインバー
タ、A1−A20はアンドゲート、N1〜N5はノアゲ
ートである。この回路40自体の動作は一般によく知ら
れており(′8〇三菱半ち、入力d9を“0”に固定す
れば、入力di〜d8の合計が偶数であれば“0”、奇
数であれば“1”を出力Wに出す。すなわちパリティ発
生検出回路40はメモリの書込み時において出力Wを入
力d1〜dBの合計に加えて偶数になるように、出力W
値が決まるようになっている。
出力WはトランジスタQ4を通してメモリブロック9の
メモリに書込みデータとして入る。つまりメモリブロッ
ク1〜8とブロック9の同一アドレスのデータの合計が
偶数になるようにメモリブロック9にデータが書込まれ
るわけである。この時パリティ発生検出回路40のアラ
ーム出力ΣEは書込みモードであるため人力di−d8
の合計が偶数、奇数のいずれでもアラーム出力ANが共
にハイになるように、トランジスタQ22がオフしてお
り、抵抗R1で電源Vccにプルアンプされている。
さて次に読出し時の動作であるが、アドレス入力AR,
ACに応じてメモリブロック1〜9が並列に選択される
ことにより始まる。
今、読出し書込み制御人力RWを読出しモードにするこ
とにより信号Bがハイ、信号Aがロウになり、各ブロッ
クのメモリ内容がトランジスタQ1、Q3などを通して
センスアンプ22に入力される。ブロック1〜8のメモ
リ内容はデータ入出カバソファ23を通して端子D1〜
D8に出力され、ブロック9の内容はトランジスタQ3
を通じて、パリティ発生検出回路40に信号d9として
入力される。読出しモードではトランジスタQ6〜13
はオンし、トランジスタQ14〜Q21はオフしている
ためブロック1〜8のメモリ内容は信号d1〜d8とし
てパリティ発生検出回路40に入力される。この時信号
d9の内容は書込みモードで信号d1〜d9の合計が偶
数になるようになっているためこの読出しモードでも信
号d1〜d9の合計が偶数になるようになっている筈で
ある。その読出しモード時のパリティ発生検出回路40
の真理値表を第6図世)に示す。
メモリブロック1〜9から読出されたデータd1〜d9
の合計が偶数であるとアラーム出力ΣEは“1″のまま
であるが、もしそのうちの1つでも異常が生じ合計が奇
数になると、アラーム出力ΣEは10″となる。そして
この信号ΣEが“0”であれば異常であると定義してお
けば、読出しモードでトランジスタQ22はオンとなっ
ているのでアラーム出力A7!にはこの信号ΣEが出力
され、そのレベルをセンスするようなシステムにしてお
けば、この信号Alを情報消失のアラーム信号として使
用できる。
なお信号Wは正常、異常時にそれぞれ“0”。
“1″になるが、読出しモード時はトランジスタQ4が
オフしているため、データとしてはメモリアレイ20に
はインプットされない。
なお上記実施例では不揮発性メモリトランジスタとして
FAMO3構造トランジスタを用いたものを示したが、
MNO3型電界効果トランジスタ等、他の不揮発性メモ
リトランジスタを用いることもできる。
以上のように、この発明によれば、従来のメモ174置
にパリティ情報記憶用のメモリアレイブロック及びパリ
ティ発生検出回路を加え、パリティチェックを自動的に
行えるようにしたので、不揮発性メモリの情報消失を自
動的に検知でき、システムの大幅な信頼性の向上を図る
ことが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図はFAMO3構造トランジスタの断面図、第2図
は第1図のトランジスタのコントロール電圧、ドレイン
電流特性を示す図、第3図は従来の半導体メモリ装置を
示すブロック図、第4図は本発明の一実施例による半導
体メモリ装置を示すブロック図、第5図は第4図のパリ
ティ発生検出回路の構成例を示す図、第6図(a)、 
(blはそれぞれ第4図のパリティ発生検出回路の書込
み時および読出し時の動作の真理値表を示す図である。 1〜8・・・情報記憶ブロック、9・・・パリティ記憶
ブロック、20・・・不揮発性メモリアレイ、40・・
・パリティ発生検出回路、50・・・読出し書込み手段
。 なお図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 伜 第1図 一乙ル 第2図 、10

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 書込み、読出しの悪列動作が可能な複数の情報
    記憶ブロックと該情報記憶ブロックの各アドレスと同一
    アドレスにそのパリティ情報を記憶するパリティ記憶ブ
    ロックとを有する不揮発性メモリアレイと、書込みモー
    ド時上記情報記憶ブロックの情報に対しパリティ情報を
    発生し読出しモード時上記パリティ記憶ブロックのパリ
    ティ情報を用いて上記情報記憶ブロックの情報をパリテ
    ィチェックするパリティ発生検出回路と、上記情報記憶
    ブロックおよびパリティ記憶ブロックと上記パリティ発
    生検出回路との間での上記情報あるいはパリティ情報の
    読出し書込みを行なう読出し書込み手段とを備えたこと
    を特徴とする半導体メモリ装置。
  2. (2)上記不揮発性メモリアレイが、フローティングゲ
    ート型電界効果トランジスタを用いたものであることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体メモリ装
    置。
  3. (3)上記不揮発性メモリアレイが、MNO3型電界効
    果トランジスタを用いたものであることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の半導体メモリ装置。
JP58138515A 1983-07-27 1983-07-27 半導体メモリ装置 Pending JPS6030000A (ja)

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