JPS6314399A - Semiconductor nonvolatile storage device - Google Patents

Semiconductor nonvolatile storage device

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Publication number
JPS6314399A
JPS6314399A JP61157462A JP15746286A JPS6314399A JP S6314399 A JPS6314399 A JP S6314399A JP 61157462 A JP61157462 A JP 61157462A JP 15746286 A JP15746286 A JP 15746286A JP S6314399 A JPS6314399 A JP S6314399A
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JP
Japan
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flip
flop
recall
transistor
bit line
Prior art date
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Application number
JP61157462A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideki Arakawa
秀貴 荒川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6314399A publication Critical patent/JPS6314399A/en
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Abstract

PURPOSE:To contrive to simplify and ensure a recall by selecting all word lines at recall, giving a prescribed potential to a bit line to reset a flip-flop of a SRAM cell and resetting a node of a flip-flop of the SRAM into a prescribed state. CONSTITUTION:A recall mode signal RC rises at first at recalling, to disconnect a sense amplifier, a write circuit 9 and a bit line. Then a signal AR2 rises, then a transistor (TR)4 at the inverse of BL is connected too ground via the TR5 to be 0V. On the other hand, a bit line BL goes to a high potential power voltage Vcc because a TR3 is turned on. When a signal AR1 rises, the output of a gate 7 goes to an H level, all word lines WL are selected, TRs T1, T2 of a word transfer gate are turned on, nodes N1, N2 of a flip-flop of a static RAM (SRAM) cell ST are reset to be Vcc 1V respectively in response to the Vcc 1V of the bit lines BL the inverse of BL.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 高抵抗ポリシリコンを負荷抵抗としたSRAMセルと不
揮発性メモリセルを1対1に組合せて集積化した不揮発
性記憶装置において、リコール時にワード線を全選択と
してビット線に所定の電位を与えSRAMセルのフリッ
プフロップをリセットし、SR計のフリッププロップの
ノードを所定の状態にリセットする制御回路を有し、リ
コール(Recall)を簡単かつ確実に行なう。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] In a non-volatile memory device that is integrated by combining an SRAM cell and a non-volatile memory cell in a one-to-one ratio using high-resistance polysilicon as a load resistance, all word lines are selected at the time of recall. It has a control circuit that applies a predetermined potential to the bit line, resets the flip-flop of the SRAM cell, and resets the node of the flip-flop of the SR meter to a predetermined state, thereby easily and reliably performing recall.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、SRAMセルと不揮発性メモリセルを1対1
に組合せて集積化した不揮発性記憶装置に係り、特に高
抵抗負荷を用いたSRAM構成のリコール(Recal
l)を簡単かつ確実に行なうための回路に関する。
The present invention provides a one-to-one connection between SRAM cells and nonvolatile memory cells.
Regarding non-volatile memory devices integrated in combination with
The present invention relates to a circuit for easily and reliably performing (1).

〔従来の技術〕[Conventional technology]

不揮発性ランダムアクセスメモリとして知られるNVR
AMは、EEPROMとSRAMをメモリセル単位で1
対1に対応させて集積して構成している。このNVRA
Mは、電源遮断時にSRAMに記憶されているデータを
EBFROMに退避(ストア)し、電源投入時に再び呼
び戻す(リコール)ように機能するものである。
NVR known as non-volatile random access memory
AM uses EEPROM and SRAM as one memory cell.
It is configured by integrating them in a one-to-one correspondence. This NVRA
M functions to save (store) the data stored in the SRAM to the EBFROM when the power is turned off, and to recall it again when the power is turned on.

第8図(a)、第9図(a)は従来のNVRAMの一例
を示す回路図である。
FIGS. 8(a) and 9(a) are circuit diagrams showing an example of a conventional NVRAM.

第8図(b)、第9図(b)はそれぞれリコール(Re
ca ] 1)時の電源V CC%リコール信号RCL
、制御信号VRのタイミング図である。
Figures 8(b) and 9(b) show the recall (Re).
ca ] 1) Power supply V CC% recall signal RCL
, is a timing diagram of the control signal VR.

第8図(a)の回路についは特願昭58−191039
号、第9図(a)の回路については特開昭58−456
97号に詳述されている。
Regarding the circuit of Fig. 8(a), patent application No. 58-191039
No. 58-456 for the circuit of Fig. 9(a).
Details are given in No. 97.

第8図(a)、第9図(a)においてはディプレッショ
ントランジスタT、、’r2、エンハンスメントトラン
ジスタT3.T、がSRAMセルを構成している。また
、不揮発性メモリセルは第8図(a)ではゲートFCが
フローティング状態とされたTsにより構成され、第9
図(a)ではFLOTOX(Floating−gat
e Tunnel 0xide )構造のトランジスタ
によって構成される。
In FIGS. 8(a) and 9(a), depletion transistors T, ,'r2, enhancement transistors T3, . T, constitutes an SRAM cell. In addition, in FIG. 8(a), the nonvolatile memory cell is composed of Ts with the gate FC in a floating state, and the
In figure (a), FLOTOX (Floating-gat
e Tunnel Oxide) structure.

不揮発性メモリセルへのデータの書込みはTs、T7の
フローティングゲートへの電子の注入またはフローティ
ングゲートからの電子の放出を行なうことによって行な
われる。その結果、Ts。
Data is written into the nonvolatile memory cell by injecting electrons into or emitting electrons from the floating gates of Ts and T7. As a result, Ts.

T7のしきい値が変り、’rs、T7がSRAMのデー
タに応じてオン又はオフ状態とされる。一方、リコール
動作は以下のように行なわれる。即ち、第8図(a)で
は第8図(b)の如くリコールトランジスタT5がオン
とされてから電源Vccが立上げられる。この時、Ts
がオンしていればノードN2が低レベルなのでN、の電
位のみが上昇し、T4がオン、Tsがオフとなり、N、
が高レベルN2が低レベルとなる。一方、Tsがオフし
ているときにはN2がフローティング状態になっている
のでT1〜T4よりなるフリップフロップの状態が一定
に定まらない。そこでTsがオフの時にはTsがオンの
時とは反対の状態にフリップフロップの状態が定まるよ
うに何らかの手段をとらなければならない。そのため、
従来はフリップフロップの状態がアンバランスになるよ
うに回路を構成していた。このフリップフロップ回路の
アンバランス状態は負荷トランジスタT I +  T
 2や容量C,,c2の大小によって設定される。例え
ば、負荷トランジスタT、、T2のアンバランスは各々
のトランジスタのチャネル幅(W)とチャネル長(L)
とによるW/Lの大小関係で決められ、容1c+、cz
の容量値のアンバランスはパターンの形状に伴って決め
られる。例えば容量値を、c、>c2という関係にする
とTsがオフしているときのリコール動作は以下のよう
にして行なわれる。即ち、電源電圧Vccが立上がった
ときには容量C,>C2とすると、ノードN1の電位は
ノードN2に比べて遅く立上がるのでノードN、はLレ
ベル、ノードN2はHレベルとなる。一方、Tsがオン
のときには前述したようにN2は強制的にLレベルに抑
えられるので、ノードNlがHレベル、N 2がLレベ
ルとなる。またディプレッション形の負荷トランジスタ
’r、、T2のチャネル幅Wとチャネル長しとの関係は
、一般にWが大きい程流れる電流は大きくなり、Lが小
さければ小さい程流れる電流は大きくなるので、W/L
の値は即ち抵抗値の大小と等価であり、CI +  C
2に大小関係を持たせる代りに負荷即ちW/Lに大小関
係をもたせて上記のリコール動作を行なわせることもで
きる。第9図(a)の場合には、リコール時にVRが立
上げられるのでT7のオン・オフとN、、N2のレベル
との関係が第8図(a)とは逆になるだけであって、そ
の他の基本的動作は第8図(a)と同様である。つまり
、T7がオンのときにはN2がHレベル、N1がLレベ
ルとなり、T7がオフのときにはこの逆となる。但し、
容量値の関係はc、<C2となる。
The threshold value of T7 changes, and T7 is turned on or off depending on the data in the SRAM. On the other hand, the recall operation is performed as follows. That is, in FIG. 8(a), the recall transistor T5 is turned on as shown in FIG. 8(b), and then the power supply Vcc is turned on. At this time, Ts
If is on, node N2 is at a low level, so only the potential of N rises, T4 is on, Ts is off, and N,
is at a high level and N2 is at a low level. On the other hand, when Ts is off, N2 is in a floating state, so the state of the flip-flop made up of T1 to T4 is not fixed. Therefore, some means must be taken so that the state of the flip-flop is determined to be the opposite state when Ts is on when Ts is off. Therefore,
Conventionally, circuits were configured so that the state of the flip-flop was unbalanced. This unbalanced state of the flip-flop circuit is caused by the load transistor T I + T
2 and the capacitances C, , c2. For example, the imbalance of load transistors T, T2 is determined by the channel width (W) and channel length (L) of each transistor.
It is determined by the size of W/L depending on the size, and the capacity is 1c+, cz
The unbalance of the capacitance values is determined by the shape of the pattern. For example, if the capacitance values are set in the relationship c,>c2, the recall operation when Ts is off is performed as follows. That is, when the power supply voltage Vcc rises, if the capacitance C,>C2, the potential of the node N1 rises later than that of the node N2, so that the node N becomes L level and the node N2 becomes H level. On the other hand, when Ts is on, N2 is forcibly suppressed to the L level as described above, so the node Nl becomes the H level and the node N2 becomes the L level. In addition, the relationship between the channel width W and the channel length of the depletion type load transistor 'r, T2 is that the larger W is, the larger the current flows, and the smaller L is, the larger the current flows, so W/ L
In other words, the value of is equivalent to the magnitude of the resistance value, CI + C
Instead of having a magnitude relationship between 2 and 2, the above-mentioned recall operation can be performed by having a load, that is, W/L, have a magnitude relationship. In the case of FIG. 9(a), since VR is activated at the time of recall, the relationship between the on/off of T7 and the levels of N, , N2 is simply reversed from that of FIG. 8(a). , and other basic operations are the same as in FIG. 8(a). That is, when T7 is on, N2 is at H level and N1 is at L level, and vice versa when T7 is off. however,
The relationship between capacitance values is c, <C2.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上記の構成のNVRAMにおいては、容量C,,C2は
集積回路のレイアウト設計時において、パターンに伴っ
て必然的に決められる容量を理想とするが、実際にはノ
ードN、に生ずる容量C1はトランジスタ’r、、’r
=に依存し、ノードN2に生ずる容量C2はトランジス
タT2.T4+ T5.T@等に依存するので容量C2
の方が大きくなってしまい、このためc、>C2の条件
を満足させるためには容量C3を意図的に大きくする必
要があり、その結果セル面積の増大を来している。一方
、負荷トランジスタ’r、、T2に差をつける、即ち、
例えば、T、>T2とするためにはチャネル幅又はチャ
ネル長しの寸法に差をつける必要があり、やはり面積の
増大を来している。さらに、T1とT2あるいはC1と
02をアンバランスにするということは、SRAMの特
性としてノードN、のしレベルとノードN2のLレベル
あるいはノードN2のHレベルとの関係(レベル自体及
び充電速度)が非対称となりその結果アクセスが遅くな
ると゛いう問題があり、またT、とT2のアンバランス
ではかなりのセル電流のアンバランスを必要とするため
にその結果消費電流の増大を来すという問題がある。
In the NVRAM with the above configuration, the capacitances C, , C2 are ideally determined according to the pattern when designing the layout of the integrated circuit, but in reality, the capacitance C1 occurring at the node N is the capacitance of the transistor. 'r,,'r
=, and the capacitance C2 occurring at node N2 is dependent on transistor T2. T4+ T5. Capacity C2 depends on T@ etc.
Therefore, in order to satisfy the condition c,>C2, it is necessary to intentionally increase the capacitance C3, resulting in an increase in the cell area. On the other hand, a difference is made between the load transistors 'r, , T2, that is,
For example, in order to make T>T2, it is necessary to make a difference in channel width or channel length, which also results in an increase in area. Furthermore, making T1 and T2 or C1 and 02 unbalanced means that, as a characteristic of SRAM, there is a relationship between the node N level and the L level of node N2 or the H level of node N2 (level itself and charging speed). There is a problem in that T and T2 become asymmetric, resulting in slow access, and an imbalance between T and T2 requires a considerable imbalance in cell current, resulting in an increase in current consumption. .

ところで、通常のSRAMで現在行なわれているように
、負荷のトランジスタを高抵抗のポリシリコンに置き換
えて消費電流の低減を図ることが考えられる。負荷トラ
ンジスタを高抵抗のポリシリコンに置き換えることは半
導体記憶装置の集積度の向上にも寄与できる。
Incidentally, it is conceivable to reduce the current consumption by replacing the load transistor with a high-resistance polysilicon, as is currently done in normal SRAMs. Replacing the load transistor with high-resistance polysilicon can also contribute to improving the degree of integration of semiconductor memory devices.

この高抵抗ポリシリコンの抵抗値を極く高くすると、ピ
コAオーダしか電流を流さないようにできる。ところが
、その場合、E2 PROMからSRAMにデータを復
元する場合に問題が生じる。
By making the resistance value of this high-resistance polysilicon extremely high, it is possible to allow current to flow only on the order of picoA. However, in that case, a problem arises when restoring data from the E2 PROM to the SRAM.

上記した従来例の負荷トランジスタにディプレッション
型のトランジスタを用いる場合では、電源VCCがOv
になれば、SRAMのフリップフロップのノードN l
5N2はすぐに平衡状態の(OV、0■)にリセットさ
れた。これに対して、高抵抗ポリシリコンの負荷を用い
た場合、非常に抵抗値が大きいので、フリップフロップ
のノードN。
In the case where a depletion type transistor is used as the load transistor in the conventional example described above, the power supply VCC is Ov
Then, the node N l of the SRAM flip-flop
5N2 was immediately reset to the equilibrium state (OV, 0 ■). On the other hand, if a high-resistance polysilicon load is used, the resistance value is very large, so the node N of the flip-flop.

、N2を充電するのに要する時間が非常に長くなってし
まい(例えば数百μ5ec)、その結果、復元動作が遅
くなるという問題が生じ、リコール動作時間として望ま
れる1μsec程度の実現は不可能であった。
, the time required to charge N2 becomes extremely long (for example, several hundred microseconds), resulting in a problem that the restoration operation becomes slow, making it impossible to achieve the desired recall operation time of about 1 microsecond. there were.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記のNVRAMを低消費電力化するためにSRAMセ
ルを高抵抗ポリシリコン負荷を用いた構成とすると、リ
コールの際にフリップフロップのノードをov、ovの
平衡状態にリセットすることの困難性を解決するために
、本発明者は種々の考察、研究を重ね、リコールの際フ
リップフロップのノードを完全にリセットするという従
来の方式自体を変更することも含めて検討し、本発明を
なすにいたったものである。
In order to reduce the power consumption of the above-mentioned NVRAM, if the SRAM cell is configured using a high-resistance polysilicon load, the difficulty of resetting the flip-flop node to an ov, ov equilibrium state during recall is solved. In order to achieve this, the present inventor has made various considerations and studies, including changing the conventional method of completely resetting the flip-flop nodes upon recall, and has arrived at the present invention. It is something.

そして、本発明は、それぞれ高抵抗ポリシリコンを負荷
抵抗とするトランジスタでなる一対のインバータを交差
接続したフリップフロップを含みワードトランスファー
ゲートを介して情報をビット線に読出し、或いはビット
線の情報を書込むように構成されたスタティック形メモ
リセルと、データ退避時に該スタティック形メモリセル
の記憶情報に応じてオン、又はオフとなる不揮発性メモ
リトランジスタと、該スタティック形メモリセルのフリ
ップフロップのトランジスタと負荷抵抗との接続点と該
不揮発性メモリトランジスタの第1端子との間に挿入さ
れたリコール用トランスファーゲートを有し、さらに、
該不揮発性メモリトランジスタに記憶されている情報を
該スタティック形メモリセルに呼び戻す際に、ワード線
を全選択としビット線に所定の電位を与えて前記フリッ
プフロップを所定の状態にリセットし、前記リコール用
トランスファーゲートの第3端子の電位を制御してこれ
を導通せしめ、前記不揮発性メモリトランジスタの第2
端子の電位を制御し、前記フリップフロップを前記不揮
発性メモリトランジスタに記憶されている情報に応じて
セットする制御回路を具備することを特徴とする半導体
不揮発性記憶装置を提供するものである。
The present invention includes a flip-flop in which a pair of inverters each made of a transistor having a high-resistance polysilicon as a load resistance is cross-connected, and information is read out to a bit line via a word transfer gate, or information is written to the bit line. a static memory cell configured to store data, a nonvolatile memory transistor that is turned on or off according to information stored in the static memory cell when saving data, and a flip-flop transistor and load of the static memory cell. a recall transfer gate inserted between a connection point with the resistor and the first terminal of the nonvolatile memory transistor;
When recalling the information stored in the nonvolatile memory transistor to the static memory cell, all word lines are selected, a predetermined potential is applied to the bit line, the flip-flop is reset to a predetermined state, and the recall is performed. The second terminal of the nonvolatile memory transistor is controlled by controlling the potential of the third terminal of the transfer gate to make it conductive.
A semiconductor nonvolatile memory device is provided, comprising a control circuit that controls the potential of a terminal and sets the flip-flop according to information stored in the nonvolatile memory transistor.

〔作用〕[Effect]

本発明の構成によれば、スタティック形メモリセルに高
抵抗ポリシリコンの負荷抵抗を用いても、不揮発性メモ
リトランジスタからの情報のリコール時のフリップフロ
ップのリセットを、ワード線を全選択としビット線に所
定の電位を与えて前記フリップフロップを所定の状態に
リセットするので、通常のスタティック形メモリセルに
情報を書込むのと同程度の時間でリセット動作を行なう
ことができる。その結果、SRAMに高抵抗負荷を用い
、消費電力を従来のディプレッション型の負荷トランジ
スタを用いた場合より大幅に低減することが可能になる
と共に、リセットの不完全をなくし、リコール不良を無
くすことができる。また、負荷を高抵抗ポリシリコンと
することは、メモリセルの構成を簡素化し、集積度の向
上に寄与する。
According to the configuration of the present invention, even if a high-resistance polysilicon load resistor is used in a static memory cell, flip-flops can be reset when recalling information from a nonvolatile memory transistor by selecting all word lines and bit lines. Since the flip-flop is reset to a predetermined state by applying a predetermined potential to the flip-flop, the resetting operation can be performed in about the same time as writing information to a normal static memory cell. As a result, it is possible to use a high-resistance load in the SRAM, significantly reducing power consumption compared to using conventional depletion-type load transistors, and to eliminate incomplete resets and recall failures. can. Furthermore, using high-resistance polysilicon as the load simplifies the structure of the memory cell and contributes to improving the degree of integration.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の1実施例の要部を示す回路図である。 FIG. 1 is a circuit diagram showing a main part of an embodiment of the present invention.

スタティックRAM (SRAM)のセルをST、 E
EFROMセルの不揮発性メモリトランジスタをTMM
と表している。BLはビット線、WLはワード線、vc
cは高位の電源電圧、Vssは低位の電源でこの場合接
地電位0■である。スタティックRAMのセルのフリッ
プフロップを構成するn−ch型MOSトランジスタを
TSI、TS2、それぞれの負荷の高抵抗ポリシリコン
の負荷抵抗をLRI 、LR2とt旨示する。ここでリ
コールトランジスタTARに接続されるSRAMのフリ
ップフロップのノードN 2 (IIJの負荷の抵抗が
LR2であり、他方の負荷抵抗がLRIである。リコー
ルトランジスタTARの他方の端子は不揮発性メモリト
ランジスタTM?lの一方の端子に接続し、TMHの他
方の端子には制御電圧VRが印加される。なお、Sはス
トア用回路であるが本発明はリコールに係るものであり
、その構成は従来と同じであるのでここでは説明は略す
Static RAM (SRAM) cells are ST, E
TMM non-volatile memory transistor of EFROM cell
It is expressed as BL is the bit line, WL is the word line, vc
c is a high-level power supply voltage, and Vss is a low-level power supply, which in this case is a ground potential of 0■. The n-ch type MOS transistors constituting the flip-flop of the static RAM cell are shown as TSI and TS2, and the high resistance polysilicon load resistances of the respective loads are shown as LRI and LR2. Here, the load resistance of the SRAM flip-flop connected to the recall transistor TAR is LR2, and the other load resistance is LRI.The other terminal of the recall transistor TAR is connected to the nonvolatile memory transistor TM. ?l is connected to one terminal, and a control voltage VR is applied to the other terminal of TMH.Although S is a store circuit, the present invention relates to recall, and its configuration is the same as the conventional one. Since they are the same, their explanation will be omitted here.

以上の構成において、スタティックRAM側からEEF
ROM側にデータを退避する動作(ストア)は従来と全
く同様である。一方、スタティックRAM側からEEF
ROM側にデータをリコールする動作は以下のように行
なわれる。
In the above configuration, EEF from the static RAM side
The operation (store) of saving data to the ROM side is exactly the same as the conventional one. On the other hand, EEF from the static RAM side
The operation of recalling data to the ROM side is performed as follows.

■ ビット線電圧V BL= V cc、ビット線VB
L(バー)=OVとしてワード線を立ち上げる(ワード
線電位V WL= V cc)。それにより、ノードN
1の電圧VNI−Vcc、/−ドN2の電圧VN2=O
Vにリセットされる。
■ Bit line voltage V BL = V cc, bit line VB
The word line is raised with L (bar)=OV (word line potential V WL=V cc). Thereby, node N
1 voltage VNI-Vcc, /- voltage of node N2 VN2=O
It is reset to V.

■ 全ワード線を非選択にする(ワード線電位VWL=
0■)。
■ Deselect all word lines (word line potential VWL=
0■).

■ リコール信号ARCをハイに引き上げ(V ARC
=Vcc)L、TARを導通する。同時に制御信号VR
をVCCレベルにする。このとき、HEPROMのセル
TMHのオン、オフに応じてVNI、VN2が変る。即
ち、第1図の場合 (イ) EEFROMのメモリトランジスタTMMがオ
フの時−フリップフロップはそのまま。
■ Pull the recall signal ARC high (V ARC
=Vcc)L, TAR is conductive. At the same time, the control signal VR
to VCC level. At this time, VNI and VN2 change depending on whether the cell TMH of the HEPROM is turned on or off. That is, in the case of FIG. 1 (a) When the memory transistor TMM of the EEFROM is off - the flip-flop remains as it is.

(V N1= V ccSV N2= OV)(ロ) 
El!PROFIのメモリトランジスタTMMがオンの
時−フリップフロップが反転。
(V N1= V ccSV N2= OV) (b)
El! When the memory transistor TMM of PROFI is on - the flip-flop is inverted.

(VNI−OV、V N2− V cc)第2図に本実
施例のリコールの動作波形図を示してあり、これを参照
してさらに説明する。図中、ハンチング部はN1または
N2の電位がLレベルかHレベルか不定であることを示
す。なお、ARC,VRは図示−のようにワード線WL
の立下がりの前に加えてもよい。
(VNI-OV, VN2-Vcc) FIG. 2 shows a recall operation waveform diagram of this embodiment, and will be further explained with reference to this. In the figure, the hunting portion indicates that it is uncertain whether the potential of N1 or N2 is L level or H level. Note that ARC and VR are connected to the word line WL as shown in the figure.
It may be added before the falling edge of .

第2図から明らかなように前記(イ)のEl!FROM
のセルがオンの場合(情報rOJが入っているものとす
る)はEEFROMのメモリトランジスタT?IMのF
Gにプラスチャージが入っているのでTMMはオンで、
リコール時に信号ARCがHレベルになりリコールトラ
ンジスタTARがオンになると、ノードN2はTAR,
7間を介してVR=Vccに接続される。したがって、
SRAMのセルのノードN1.N2がそれぞれHレベル
、Lレベルであったのが、N2のノードにVR=Vcc
からTIIMおよびTARを介して電流が流れ込み、N
2の電位が上昇しフリップフロップが反転してN1がL
レベル、N2がHレベルになる。即ち、これらはリコー
ル動作によりEEPl?OMのメモリトランジスタTM
Mの「0」がSRAMのセルに復元されることを意味す
る。
As is clear from FIG. 2, El! FROM
When the cell is on (assuming that information rOJ is contained), the EEFROM memory transistor T? IM F
Since G has a positive charge, TMM is on,
When the signal ARC goes to H level during recall and the recall transistor TAR is turned on, the node N2 becomes TAR,
It is connected to VR=Vcc through 7. therefore,
SRAM cell node N1. N2 was at H level and L level, respectively, but VR = Vcc at the node of N2
Current flows through TIIM and TAR from N
The potential of 2 rises, the flip-flop is inverted, and N1 goes low.
level, N2 becomes H level. That is, these are EEPl? due to the recall operation. OM memory transistor TM
It means that "0" of M is restored to the SRAM cell.

また、前記(ロ)のEHFROMのメモリトランジスタ
TMMがオフ(情報「1」を保持するものとする)の場
合はFCにマイナスチャージが入っているのでTMMが
オフであり、リコールトランジスタTARがオンとなっ
てもノードN2はVRと遮断される。
Furthermore, when the memory transistor TMM of the EHFROM in (b) above is off (assumed to hold information "1"), FC has a negative charge, so TMM is off, and the recall transistor TAR is on. Even if this happens, node N2 is cut off from VR.

従って、リコール時に信号ARCがHレベルになり、T
ARがオンになってもSRAMのセルの状態はそのまま
保持され、V N1= V cc、V N2= OVで
ある。
Therefore, at the time of recall, the signal ARC becomes H level, and T
Even when the AR is turned on, the state of the SRAM cell is maintained as is, V N1 = V cc, V N2 = OV.

即ち、これはリコール動作によりEEPROMのメモリ
トランジスタTMMの「1」がSRAMのセルに復元さ
れることを意味する。
That is, this means that "1" in the memory transistor TMM of the EEPROM is restored to the SRAM cell by the recall operation.

ここで、以上のような実施例の動作を保障するためには
、VRをTMM (ON) 、 TAR,Ts2で分圧
することになるので、そのときN2の電圧がフリップフ
ロップのトランジスタTslのしきい値vthを越える
ようにトランジスタTMM、TARの寸法を設定しであ
る。
Here, in order to guarantee the operation of the above embodiment, VR must be divided by TMM (ON), TAR, and Ts2, so that the voltage of N2 is equal to the threshold of the flip-flop transistor Tsl The dimensions of transistors TMM and TAR are set so as to exceed the value vth.

次に第3図に本実施例の前記のリコール動作を行なうた
めの全体的回路構成を示す。第3図において、1は行(
ROW )デコーダ1.2は列(Column)デコー
ダ、3,4.5は制御トランジスタ、6.7.8はNA
NDゲート、9はセンスアンプ及び書込み回路である。
Next, FIG. 3 shows the overall circuit configuration for performing the above-mentioned recall operation of this embodiment. In Figure 3, 1 is the row (
ROW ) decoder 1.2 is a column decoder, 3 and 4.5 are control transistors, and 6.7.8 is a NA
ND gate 9 is a sense amplifier and write circuit.

また、ARIバー(バー:反転信号を指示するものとす
る。以下同じ)、AR2、AR2バー、RC,RCバー
は制御信号である。その他、スタティックメモリセルS
Tについて第1図と同一箇所には同一符号で指示してい
る。
Further, ARI bar (bar: indicates an inverted signal; the same applies hereinafter), AR2, AR2 bar, RC, and RC bar are control signals. Other static memory cells
Regarding T, the same parts as in FIG. 1 are designated with the same reference numerals.

また第4図に第3図の回路の動作波形図を示している。Further, FIG. 4 shows an operating waveform diagram of the circuit of FIG. 3.

第3図と第4図を対応して説明すると、リコール時に、
先ずリコールモード信号RCを立ち上げる。それにより
、ゲート8の出力はHレベルとなり、インバータを介し
てLレベルが出力ゲートCOLに与えられ、COLは閉
じ、センスアンプ及び書込み回路9とビット線とを切り
離す。
To explain Fig. 3 and Fig. 4 in correspondence, at the time of recall,
First, recall mode signal RC is raised. As a result, the output of gate 8 becomes H level, and L level is applied to output gate COL via the inverter, COL is closed and sense amplifier/write circuit 9 is disconnected from the bit line.

次に信号AR2を立ち上げるとBLバー側のトランジス
タ4はオフ、トランジスタ5はオンになるからビット線
BLバーはトランジスタ5を介して接地されOvになる
。一方、ビット線BLの方はトランジスタ3がオンであ
り高位の電源電圧Vccに引き上げられる。
Next, when the signal AR2 is raised, the transistor 4 on the BL bar side is turned off and the transistor 5 is turned on, so that the bit line BL bar is grounded through the transistor 5 and becomes Ov. On the other hand, the transistor 3 of the bit line BL is turned on, and the bit line BL is pulled up to a high power supply voltage Vcc.

次に、信号ARIを立ち上げると、その間ゲート7の出
力がHレベルになり、全ワード線WLが選択状態(Hレ
ベル)となり、ワードトランスファーゲートのトランジ
スタT、、’r2がオンして、前記ビット線BL、BL
バーのVcc、OVに応じて、SRAMセルSTのフリ
ップフロップのノードNl、N2がそれぞれVcc、O
Vにリセットされる。この状態でARIがLレベルに転
じ、全ワード線WLがLレベルになって、ワードトラン
スファーゲートT、、T2がオフとなり、SRAMセル
STのフリップフロップがビット線から切り離される。
Next, when the signal ARI is raised, the output of the gate 7 becomes H level, all the word lines WL become selected (H level), the word transfer gate transistors T, , 'r2 are turned on, and the Bit line BL, BL
According to the Vcc and OV of the bar, the nodes Nl and N2 of the flip-flop of the SRAM cell ST are set to Vcc and OV, respectively.
It is reset to V. In this state, ARI changes to L level, all word lines WL go to L level, word transfer gates T, . . . T2 are turned off, and the flip-flop of SRAM cell ST is separated from the bit line.

この状態でリコール制御信号ARCがHレベルになると
、リコールトランジスタTARがオンとなり、EIli
PROMのメモリトランジスタT?IHに情報「0」が
入っている(FGにプラスチャージが入っている)とき
TMMがオンで、ノードN2はVRに接続される。した
がって、SRAMのセルのノードNl、N2がN1.N
2がそれぞれHレベル、Lレベルであったのが、フリッ
プフロップが反転してNl、N2がそれぞれLレベル、
Hレベルとなる。 また、EEFROMのメモリトラン
ジスタTMMが情報「1」を保持する場合(FGがマイ
ナスチャージを持つ)はTMMがオフであり、リコール
トランジスタTARがオンとなってもノードN2はVs
sと遮断されており、SRAMのセルの状態はそのまま
セットされ、ノードN1.N2の電位V N1= OV
、V N2= V ccである。
When the recall control signal ARC goes to H level in this state, the recall transistor TAR turns on and EIli
PROM memory transistor T? When IH contains information "0" (FG contains a positive charge), TMM is on and node N2 is connected to VR. Therefore, the nodes Nl, N2 of the SRAM cell are N1. N
2 were at H level and L level, respectively, but the flip-flop was reversed and Nl and N2 were at L level, respectively.
It becomes H level. Furthermore, when the memory transistor TMM of the EEFROM holds information "1" (FG has a negative charge), the TMM is off, and even if the recall transistor TAR is turned on, the node N2 remains at Vs.
s, the state of the SRAM cell is set as is, and the node N1. N2 potential V N1= OV
, V N2 = V cc.

第5図に本実施例のリコール動作に必要なタイミングを
発生するための回路構成を示し、第6図にその動作波形
図を示している。
FIG. 5 shows a circuit configuration for generating the timing necessary for the recall operation of this embodiment, and FIG. 6 shows its operating waveform diagram.

第5図の回路は入力にフリップフロップを備え、■から
■のタイミング信号を発生するタイミング発生回路(イ
ンバータ、ダイオード接続のディプレッション型MO3
)ランジスタとキャパシタからなる)を有し、フリップ
フロップの入力にリコールパルスが印加され、また最終
段のタイミング発生回路の出力■をフリップフロップに
帰還してリセットするようになっている。そして、タイ
ミング発生回路の出力信号■と■を入力とするNAND
ゲート出力の反転信号として信号AR2を得、■と■と
を入力とするNORゲート出力として信号APIを得、
■と■を入力とするNORゲート出力として信号ARC
を得、フリップフロップの出力◎より信号RCを得てい
る。
The circuit in Figure 5 has a flip-flop at its input, and a timing generation circuit (inverter, diode-connected depletion type MO3) that generates timing signals from ■ to ■.
) consisting of a transistor and a capacitor), a recall pulse is applied to the input of the flip-flop, and the output (2) of the final stage timing generation circuit is fed back to the flip-flop for resetting. Then, a NAND with the output signals ■ and ■ of the timing generation circuit as inputs.
A signal AR2 is obtained as an inverted signal of the gate output, a signal API is obtained as an output of a NOR gate whose inputs are ■ and ■,
Signal ARC as NOR gate output with ■ and ■ as input
The signal RC is obtained from the output ◎ of the flip-flop.

第7図は本発明のNVRAMの他の実施例の回路図であ
る。各部の符号は第1図と同一部分に同一符号を付して
いる。
FIG. 7 is a circuit diagram of another embodiment of the NVRAM of the present invention. The same reference numerals are given to the same parts as in FIG. 1.

不揮発性メモリトランジスタTMM’は第1図に示すよ
うなトランジスタTMMとストア用回路Sの一部が一体
となった構造のトランジスタであり、第9図(a)のT
7に対応するFLOTOX (Floating−ga
te Tunnel 0xide )構造のトランジス
タである。
The nonvolatile memory transistor TMM' is a transistor having a structure in which the transistor TMM and a part of the storage circuit S are integrated as shown in FIG.
FLOTOX (Floating-ga) corresponding to 7
This is a transistor with a TE Tunnel Oxide) structure.

この不揮発性メモリトランジスタTM?’l’へのデー
タの書込みは(Tunnel 0xideを介した)T
MM’のフローテイングゲー)FGへの電子の注入また
はフローティングゲートからの電子の放出を行なうこと
によって行なわれる。その結果、TMMのしきい値が変
り、TM?lがSI’lA?Iのデータに応じてオン又
はオフ状態とされる。リコール時はRCLによりコント
ロールゲートがHレベルになり、フローティングゲート
FGの電荷のプラス、マイナスによりオン、オフする。
This non-volatile memory transistor TM? Writing data to 'l' is T (via Tunnel Oxide)
MM' floating gate) is performed by injecting electrons into the FG or ejecting electrons from the floating gate. As a result, the TMM threshold changes and TM? l is SI'lA? It is turned on or off depending on the data of I. At the time of recall, the control gate is set to H level by RCL, and the floating gate FG is turned on or off depending on the positive or negative charge of the floating gate FG.

不揮発性メモリトランジスタTMMが情報「1」を持つ
ときフローティングゲートにマイナスチャージが入って
おりTMMはオフであり、情報「0」を持つときフロー
ティングゲートにプラスチャージが入っておりTMMは
オンであるとすると、フリップフロップのリセット時に
ノードN1をHレベル、N2をOvにリセットし、先の
実施例と同じくワード線を全選択にして先の実施例と同
様にBLにHレベル、BLバーにLレベルを与え、リコ
ール時にRCLをVccにして、TMMがオンの時にだ
けVR=Vccから電流をフリップフロップのノードに
流すようにすれば、I!EPROMメモリトランジスタ
の情報をSRAMセルに復元することができる。
When the nonvolatile memory transistor TMM has information "1", there is a negative charge in the floating gate and the TMM is off, and when it has information "0", the floating gate has a positive charge and the TMM is on. Then, when resetting the flip-flop, node N1 is reset to H level and N2 is reset to Ov, all word lines are selected as in the previous embodiment, and BL is set at H level and BL bar is set at L level. If we set RCL to Vcc at the time of recall and allow current to flow from VR=Vcc to the flip-flop node only when TMM is on, I! Information in EPROM memory transistors can be restored to SRAM cells.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、NVRAMのSRAMの負荷を高抵抗
ポリシリコンにする場合にリコール時のフリップフロッ
プのノードのリセットを速やか且つ確実に行なうことが
でき、リコール動作が遅いという従来の問題を解決でき
る。そして、消費電力を従来のディプレッション型の負
荷トランジスタを用いた場合より大幅に低減すると共に
、その構成を簡単にして集積度を向上することができる
According to the present invention, when the SRAM load of NVRAM is made of high-resistance polysilicon, flip-flop nodes can be quickly and reliably reset during recall, and the conventional problem of slow recall operation can be solved. . Furthermore, power consumption can be significantly reduced compared to when conventional depletion type load transistors are used, and the configuration can be simplified and the degree of integration can be improved.

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

第1図は本発明の実施例の回路要部を示す図、第2図は
第1図の回路の動作波形図、第3図は本発明の実施例の
リコール動作を行なう構成を示す回路図、第4図は第3
図の実施例の動作波形図、第5図は第3図の本発明の実
施例に必要なタイミングを発生する回路第6図は第3図
の実施例のタイミング波形図、第7図は本発明の他の実
施例の回路図、第8図(a)、  (b)はそれぞれ従
来例の回路図及び動作波形図、第9図(a)、  (b
)はそれぞれ他の従来例の回路図、及び動作波形図であ
る。 STニスタテイックRAMのセル T MM : EEFROMのメモリトランジスタBL
:ビット線 WL:ワード線 Vcc:高位の電源電圧 Vss:低位の電圧 TAR:リコールトランジスタ(リコール用トランスフ
ァーゲート) ARC:リコール制御信号 LRl、LR2: SRAMのフリップフロップの負荷
抵抗。 高抵抗ポリシリコン
FIG. 1 is a diagram showing the main parts of a circuit according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an operation waveform diagram of the circuit in FIG. 1, and FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration for performing a recall operation according to an embodiment of the present invention. , Figure 4 is the third
FIG. 5 is a circuit that generates the timing necessary for the embodiment of the present invention shown in FIG. 3. FIG. 6 is a timing waveform diagram of the embodiment shown in FIG. The circuit diagrams of other embodiments of the invention, FIGS. 8(a) and (b), are the circuit diagrams and operation waveform diagrams of the conventional example, and FIGS. 9(a) and (b), respectively.
) are a circuit diagram and an operation waveform diagram of other conventional examples, respectively. ST static RAM cell TMM: EEFROM memory transistor BL
: Bit line WL: Word line Vcc: High power supply voltage Vss: Low voltage TAR: Recall transistor (transfer gate for recall) ARC: Recall control signal LRl, LR2: Load resistance of SRAM flip-flop. High resistance polysilicon

Claims (1)

【特許請求の範囲】  それぞれ高抵抗ポリシリコンを負荷抵抗とするトラン
ジスタでなる一対のインバータを交差接続したフリップ
フロップを含みワードトランスファーゲートを介して情
報をビット線に読出し、或いはビット線の情報を書込む
ように構成されたスタティック形メモリセルと、 データ退避時に該スタティック形メモリセルの記憶情報
に応じてオン、又はオフとなる不揮発性メモリトランジ
スタと、 該スタティック形メモリセルのフリップフロップのトラ
ンジスタと負荷抵抗との接続点と該不揮発性メモリトラ
ンジスタの第1端子との間に挿入されたリコール用トラ
ンスファーゲートを有し、さらに、該不揮発性メモリト
ランジスタに記憶されている情報を該スタティック形メ
モリセルに呼び戻す際に、ワード線を全選択としビット
線に所定の電位を与えて前記フリップフロップを所定の
状態にリセットし、前記リコール用トランスファーゲー
トの第3端子の電位を制御してこれを導通せしめ、前記
不揮発性メモリトランジスタの第2端子の電位を制御し
、前記フリップフロップを前記不揮発性メモリトランジ
スタに記憶されている情報に応じてセットする制御回路
を具備することを特徴とする半導体不揮発性記憶装置。
[Claims] The device includes a flip-flop in which a pair of inverters each having a load resistance of high-resistance polysilicon is cross-connected, and reads information to a bit line through a word transfer gate or writes information on the bit line. a static memory cell configured to store data; a nonvolatile memory transistor that is turned on or off according to information stored in the static memory cell when saving data; and a flip-flop transistor and load of the static memory cell. It has a recall transfer gate inserted between the connection point with the resistor and the first terminal of the nonvolatile memory transistor, and further transfers information stored in the nonvolatile memory transistor to the static memory cell. When recalling, all word lines are selected, a predetermined potential is applied to the bit line, the flip-flop is reset to a predetermined state, and the potential of the third terminal of the recall transfer gate is controlled to make it conductive; A semiconductor nonvolatile memory device comprising a control circuit that controls the potential of a second terminal of the nonvolatile memory transistor and sets the flip-flop according to information stored in the nonvolatile memory transistor. .
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6329852B1 (en) 1999-06-23 2001-12-11 Hyundai Electronics Industries Co., Inc. Power on reset circuit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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