JPS63303447A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPS63303447A
JPS63303447A JP62139402A JP13940287A JPS63303447A JP S63303447 A JPS63303447 A JP S63303447A JP 62139402 A JP62139402 A JP 62139402A JP 13940287 A JP13940287 A JP 13940287A JP S63303447 A JPS63303447 A JP S63303447A
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JP
Japan
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circuit
signal
writing
data
write
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JP62139402A
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English (en)
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Naomiki Mitsuishi
直幹 三ツ石
Kiyoshi Matsubara
清 松原
Hiroshi Takamori
洋 高森
Yoshiyuki Ozawa
美幸 小澤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority to DE3856216T priority patent/DE3856216T2/de
Priority to EP88302235A priority patent/EP0283238B1/en
Priority to EP93114480A priority patent/EP0579274B1/en
Priority to DE3852833T priority patent/DE3852833T2/de
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体集積回路装置に関し、例えばEEF
ROM (エレクトリカリ・イレーザブル&プログラマ
ブル・リード・オンリー・メモリ)i含む半導体集積回
路装置に利用して有効な技術に関するものである。
〔従来の技術〕
EEPROMは、不揮発性記憶装置であり、かつ電気的
に書き替えが可能である。しかし、この電気的に書き替
え可能な機能により、逆に保存すべきデータを誤って又
は故意に書き替えられる可能性を持つものとなってしま
う。そこで、不揮発性記憶装置のデータ保護の方法とし
て、セキュリティ用ビットを設け、このビットの状態に
より外部から記憶装置のアクセスを禁止する方法が提案
されている。すなわち、通常の書き替えを目的とする記
憶素子群とは分離された書き込み専用のセキュリティレ
ジスタを設けて、このレジスタの特定ビットの状態によ
り、記憶素子群へのアクセスを禁止するものである。こ
の場合、セキュリティレジスタを書き替え可能な記憶素
子で構成する方法として、セキュリティレジスタの消去
動作を、記憶素子群の全面同時消去動作のときのみ可能
な構成としている。この構成によってセキュリティレジ
スタに書き込みが行われた後は、記憶素子群のデータを
破壊せずには、記憶素子群にアクセスすることができな
いようにして、データの保護を図っている。このような
揮発性記憶装置に関しては、1983年3月発行エレク
トロニック デザイン(Electronic Des
ign)、頁123〜頁128がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記の従来技術にあっては、第1に、セ
キュリティレジスタを構成する不揮発性記憶素子の消去
・書き込みの条件は、記憶素子群の消去・書き込みの条
件と異なるため、独立した消去・書き込み回路を設ける
必要があり、回路規模が増大してしまうという問題があ
る。
また、第2として、保護機能の動作単位が記憶素子群全
体であるため、一部のメモリエリアのデータの保護を行
いながら、他のメモリエリアのデータに対しては書き込
み又は書き替え(消去を含む)を許可することができな
いという問題がある。
例えば、不揮発性記憶装置とマイクロコンピュータ又は
マイクロコンビエータに上記不揮発性記憶装置を内蔵し
て、いわゆるICカードを構成し、それを銀行用のキャ
ッシュカード等とした場合、不揮発性記憶装置には識別
コード又はIDコード情報と、取引情報等が記憶される
。この場合、上記の従来技術では識別コード又はTD情
報の書き替えを禁止しつつ、取引情報を蓄積していくこ
とができない。
なお、2つの記憶素子群を設けて、上記従来技術の応用
によって一方の記憶素子群に識別コード又はID情1等
のように書き替えを禁止すべき情報を記憶するとともに
、前記セキュリティレジスタを付加して保護を行い、他
方の記憶素子群に取引情報等を蓄積することが考えられ
る。しかしながら、この構成を採ると、2つの記憶素子
群に対して独立した消去・書き込み回路を設けることが
必要になるため、更に回路規模が増大してしまうという
問題が生じろ、このように、回路規模が増大すると、上
記のようにシングルチップマイクロコンピュータに上記
不揮発性記憶装置を内蔵させることが困難になる。また
、上記のような回路規模の増大は、特にICカード等に
応用される場合、半導体集積回路装置の物理的な大きさ
かカード強度に大きな影響を与えるため問題となるもの
である。
この発明の目的は、比較的簡単な回路構成により、不揮
発性記憶回路の一部の記憶データの保護を行いながら、
他のデータの書き込み又は書き替えを可能にした半解体
集積回路装置を提供することにある。
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は
、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
〔問題点を解決するための手段〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。
すなわち、電気的に書き込み及び消去が可能にされる不
揮発性記憶回路のメモリエリアの一部又は全部のエリア
を消去動作又は書き込み若しくは読み出し動作を選択的
に禁止する機能を持たせるようにするものである。
〔作 用〕
上記した手段によれば、不揮発性記憶回路のメモリエリ
アに対して選択的に消去又は書き込み等を禁止できるか
ら、周辺回路の筒素化を図りつつ、保護すべきデータと
書き込みや書き替えをデータを1つの不揮発性記憶回路
により記憶させることができる。
(実施例1〕 第1図には、この発明に係るEF、FROM装置の一実
施例のブロック図が示されている。開開の各回路ブロッ
クは、公知の半導体集積回路の製造技術によって、特に
制限されないが、単結晶シリコンのような1個の半導体
基板上において形成される。
メモリアレイM−ARYは、通常の動作状態において書
き込みや書き替え(消去を含む)が可能にされるメモリ
ブロックMBOと書き込み及び消去が禁止されるメモリ
ブロックMDIとに分割される。上記メモリブロックM
HIは、上記のように書き込み及び消去が禁止されるこ
とによって、保護すべきデータの記憶エリアとされる。
メモリアレイM  ARYは、後述するようにマトリッ
クス配置された複数の不揮発性メモリセルと、横方向に
配置される複数のワード線と、縦方向に配置される複数
データ線を含んでいる。この実施例では、上記メモリブ
ロックMBOとMBIは、上記複数のワード線がメモリ
ブロックMBOに属するものと、メモリブロックMBI
に属するもののように分割される。
特に制限されないが、外部端子AXO〜AXmから供給
されるアドレス信号は、XアドレスバフファXADHに
供給される。XアドレスバッファXADBは、外部端子
から供給されるアドレス信号を受けて、それと同相の内
部アドレス信号と逆相の内部アドレス信号からなる相補
内部アドレス信号を形成して、Xアドレスデコーダ回路
XDCRに供給する。また、上記アドレスバッファXA
DBは、上記メモリブロックMBOとMBIに対するア
クセスの識別を行うために、所定のアドレス信号を解読
回路DECに伝える0例えば、メモリアレイM−ARY
をX方向に対して4分割して、そのうちの3/4のメモ
リエリアを上記メモリブロックMBOに割り当て、残り
1/4のメモリエリアを上記メモリブロックMBIに割
り当てると、上位の2ビツトのXアドレス信号axmと
axm−1が上記解読回路DECに供給される。
Xアドレスデコーダ回路XDCRは、上記相補内部アド
レス信号を解読して、1つのワード線の選択動作を行う
。なお、不揮発性記憶素子は、その消去及び書き込み動
作の時には、読み出し動作のときと異なる比較的高い電
圧を必要とするものであるため、Xアドレスデコーダ回
路XDCRは、上記内部相補アドレス信号の解読と、制
御回路C0NTから供給される制御信号C1(1つの信
号とは限らない)に応じて上記消去、書き込み動作に必
要な比較的高い電圧と、読み出し動作を行う比較的低い
電圧に対応してメモリアレイM−ARYのワード線を選
択状健にさせる。
特に制限されないが、外部端子AYO〜AYnから供給
されるアドレス信号は、YアドレスバフファYADBに
供給される。YアドレスバッファYADBは、外部端子
から供給されるアドレス信号を受けて、それと同相の内
部アドレス信号と逆相の内部アドレス信号からなる相補
内部アドレス信号を形成して、Yアドレスデコーダ回路
YDCRに供給する。Yアドレスデコーダ回路YDCR
は、上記相補内部アドレス信号を解読して、複数ビット
の単位でのデータの書き込み/読み出しを行うため、複
数のデータ線を入出力回路I10に接続するというデー
タ線選択動作を行う。このため、上記メモリアレイM−
ARYには、複数のデータ線を上記入出力回路I10に
接続された複数の共通データ線にさせるというYゲート
又はカラムスインチ回路を含むものと理解されたい、な
お、不揮発性記憶素子は、その消去及び書き込み動作の
時には、データ線に対して比較的高い電圧を供給するこ
とが必要であるためYアドレスデコーダ回路YDCRは
、それに応じた高電圧の選択信号を形成する機能を持つ
入出力回路I10は、例えば8ビツトの単位での外部端
子DO−07から供給される書き込み信号を受けて、そ
れを選択されるデータ線に伝える書き込み回路と、8ピ
ントの単位で読み出されたデータを上記外部端子r)0
−D7に出力させる読み出し用回路を含むものである。
入出力回路I10に含まれる書き込み回路と読み出し回
路は、制御回路C0NTから供給される制御信号C3(
1つの信号であるとは限らない)に応じて選択的に動作
状態にされる。
制御回路C0NTは、基本的には外部端子から供給され
る制御信号、例えばチップイネーブル信号CE、出力イ
ネーブル信号OE及びライトイネーブル信号WEと、書
き込み用高電圧−vppとを受けて、動作モードを識別
してそれに応じた制御信号及びタイミング信号を発生さ
せる。この場合、上記制御信号CE、OE及びWEの組
み合わせにより、書き込みが指示されると、制御回路C
0NTは、特に制限されないが、メモリセルへの書き込
み動作を実行する前に、選択されるワード線のメモリセ
ルの記憶情報を読み出してデータ線に設けられるラッチ
回路に保持させるという第1動作と、書き込むべきデー
タを上記ラッチ回路に置き換えるという第2動作と、上
記ワード線に対応したメモリセルの消去動作が実施する
という第3動作の後に、上記ラッチ回路に保持されたy
−夕をそのワード線に対応するメモリセルに実際に書き
込むという第4動作とが時系列的に行われる。このため
、t!jJ ?B回3 CON Tは、それぞれの動作
を時系列的に行うためのタイマー回路を含んでいる。
このような動作によってEEFROMを外部からスタテ
ィック型RAMと同様にアクセスすることが可能となる
この実施例では、上記のようにメモリブロックMBOと
MBIに対する消去・書き込み動作を選択的に禁止する
機能を付加するため、レジスタREGが設けられる。こ
のレジスタREGは、特に制限されないが、書き込み禁
止信号Wlと消去禁止信号ETからなる2ビツトの記憶
情報を持つ。
上記書き込みgIト信号WIは、上記制御回路C0NT
に供給される。制御回路C0NTは、外部端子から供給
されるライトイネーブル信号WEがロウレベルの書き込
み動作を指示するものであっても、上記書き込み禁止信
号Wlが書き込み動作を禁止する状態を示す場合には、
制御回路C0NTはその受は付けを無効にする。上記消
去禁止信号Elと、上記解読回路T)ECの出力信号と
は、オア(OR)ゲート回路Gに供給される。このオア
ゲート回路Gの出力信号ET’ は、上記制御回路C0
NTに供給され1、二の信号Eビが消去動作を禁止する
状態を示す場合には上記側で11信号の組み合わせによ
って、消去モードが指示された場合及び前述の書き込み
動作中に行われる消去動作時においても制御回路C0N
Tは消去動作を行わない。
上記レジスタREGに対するアドレス選択回路及びデー
タ入力回路は、省略されているが、例えば、特定1ない
し複数のアドレス端子を通常の高レベルより高いレベル
にすることによって、上記レジスタREGの選択が行わ
れ、データ端子り。
ないしD7のうちいずれか2つの端子から保持情報を供
給するものである。上記のように、アドレス端子を通常
のハイレベルより高い電圧にすることによって、上記レ
ジスタREGを指定する構成においては、レジスタRE
Gのために特別なアドレスの割り当てが不要になり、メ
モリアレイM−ARYの選択動作と区別することができ
る。なお、上記アドレス端子が高い電圧にされレジスタ
REGが選択されるときには、メモリアレイM−ARY
の選択動作が禁止されるものである。また、上記制御信
号WlとEIとは外部端子から供給する構成としてもよ
い。さらに、EEPROMがシングルチップのマイクロ
コンピュータに内蔵される場合、マイクロコンピュータ
の所定のレジスタから供給される構成とすることができ
る。
上記制御信号WIとEIとは、基本的にはメモリブロッ
クMBOとMBIとの区別なく、メモリアレイM−AR
Yの全面に対する書き込み禁止、消去禁止を指示する信
号である。それ故、通常の動作状態では、両信号Wl及
びElともリセット状態(論理“0”)にされるもので
ある。このような信号WlとElによる制御は、特定の
動作状態においてメモリアレイM−ARYの記憶データ
の全面的な保護等に有効である。更に、図示しないけれ
ども、必要に応じて読み出し禁止信号RIをレジスタR
EGに設けて、読み出し動作も選択的に禁止させる機能
を付加するものであってもよい。この読み出し動作も選
択的に禁止させる機能は、上記読み出し禁止信号をクリ
ア(読み出し可能状態)する手順として、例えば識別コ
ードを加えることにより、機密性を必要とするデータの
読み出しの禁止が可能になる。
第2図には、上記EEPROMのメモリアレイM−AR
Y及びデコーダ回路の一実施例の回路図が示されている
EEPROM装置は、特に制限されないが、外部から供
給される+5■のような比較的低い電源電圧Vccと、
−12■のような負の高電圧−Vppとによって動作さ
れる。上記選択回路を構成するXアドレスデコーダXD
CR等は、CMO3回路により構成される。CMO3回
路は、+5yのような比較的低い電源電圧Vccが供給
されることによって、その動作を行う。したがって、ア
ドレスデコーダXDCR及びYDCRにより形成される
選択/非選択信号のレベルははy+5yとされ、ロウレ
ベルははソ゛回路の接地電位の0■にされる。
図示のEEFROM装置を構成する素子構造それ自体は
、本発明に直接関係が無いので図示しないけれども、そ
の概要は次のようにされる。
すなわち、図示の装置の全体は、N型単結晶シリコンか
ら成るような半導体基板上に形成される。
MNOSトランジスタは、Nチャンネル型とされ、それ
は、上記半導体基板の表面に形成されたP型ウェル領域
もしくはP型半導体領域上に形成される。Nチャンネル
型MOS F ETは、同様にP型半導体領域上に形成
される。Pチャンネル型MO3FETは、上記半導体基
板上に形成される。1つのメモリセルは、特に制限され
ないが、1つのMNOS )ランジスタと、それに直列
接続された2つのMOSFETとから構成される。1つ
のメモリセルにおいて、1つのMNOSl−ランジスタ
と2つのMOSFETは、例えばMNOS)ランジスタ
のゲート電極に対してそれぞれ2つのMOSFETのゲ
ート電極の一部がオーバーラツプされるようないわゆる
スタックドゲート構造とされる。これによって、メモリ
セルのサイズは、それを構成する1つのMNOS)ラン
ジスタと2つのMOSFETとが実質的に一体構造にさ
れることになり小型化される。
各メモリセルは、特に制限されないが、共通のウェル領
域に形成される。Xデコーダ、YデコーダのようなCM
O3回路を構成するためのNチャンネルMOSFETは
、各メモリセルのための共通のP型ウェル領域に対して
独立にされたP型ウェル領域に形成される。
この構造において、N型半導体基板は、その上に形成さ
れる複数のPチャンネルMO3FETに対する共通の基
体ゲートを構成し、回路の電源電圧Vccレベルにされ
る。CMO3回路を構成するためのNチャンネルMOS
FETの基体ゲートとしてのウェル領域は、回路の接地
電位0ボルトに維持される。
第2図において、メモリアレイM−ARYは、マトリッ
クス配置された複数のメモリセルを含んでいる。1つの
メモリセルは、MNOSトランジスタQ2と、そのドレ
インとデータ線(ビット線もしくはディジット線)DI
との間に設けられたアドレス選択用MO3FETQIと
、特に制限されないが、上記MNO3)ランジスタQ2
のソースと共通ソース線との間に設けられた分離用MO
5FETQ3とから構成される。なお、前述のようなス
タックドゲート構造が採用される場合、MNOS)ラン
ジスタQ2のチャンネル形成領域にMO3FETQI、
Q3のチャンネル形成領域が直接的に隈接されることに
なる。それ故に、MNOSトランジスタQ2のドレイン
、ソースは、便宜上の用語であると理解されたい。
同一の行に配置されたメモリセルのそれぞれのアドレス
選択用MO3FETQI等のゲートは、第1ワード線W
llに共通接続され、それに対応されたMNOS )ラ
ンジスタQ2等のゲートは、第2ワード線W12に共通
接続されている。同様に他の同一の行に配置されたメモ
リセルアドレス選択用MO3FET及びMNOS )ラ
ンジスタのゲートは、それぞれ第1ワード線W21.W
22に共通接続されている。
同一の列に配置されたメモリセルのアドレス選択層MO
3FETQ1等のドレインは、データ線&ffD1に共
通接続されている。同様に他の同一の列に配置されたメ
モリセルのアドレス選択用MOSFETのドレインは、
それぞれデータ%iD2に共通接続されている。各メモ
リセルにおける分離用MO3FETQ3のソースは共通
にされ、共通ソース線C3を構成している。
この実施例のメモリアレイM−ARYは、はソ′次のよ
うな電位によって動作される。
まず、読み出し動作において、ウェル領域WELLの電
位Vwは、はソ回路の接地電位Oボルトに等しいロウレ
ベルにされる。共通ソース線C8は、接地電位と実質的
に等しいロウレベルにされる。分離用MO3’FETQ
3のゲートに結合された制御線は、これらのMO5FE
TQ3をオン状態にさせるように、は\゛電源電圧Vc
cに等しいようなハイレベルにされる。それぞれMNO
Sトランジスタのゲート電極に結合された第2ワード線
W12ないしW22は、は\接地電位に等しいような電
位、すなわちM N OS )ランジスタの高しきい値
電圧と低しきい値電圧との間の電圧とされる。第1ワー
ド線WllないしW21のうちの選択されるべきワード
線は、はX′電源電圧Vccに等しいような選択レベル
もしくはハイレベルにされ、残りのワード線すなわち非
選択ワード線は、はy′接地電位に等しいような非選択
レベルもしくはロウレベルにされる。データ線DIない
しD2のうちの選択されるべきデータ線には、センス電
流が供給される。第1ワード線によって選択されたメモ
リセルにおけるMNOS)ランジスタが低しきい値電圧
を持っているなら、そのメモリセルは、それが結合され
たデータ線に対して電流通路を形成する。選択されたメ
モリセルにおけるMNO’Sトランジスタが高しきい値
電圧を持っているなら、そのメモリセルは、実質的に電
流通路を形成しない。従、てメモリセルのデータの読み
出しは、センス電流の検出によって行われる。
書き込み動作において、ウェル領域wEt、t、は、は
V−Vppに等しいような負の高電圧にされ、分離用M
O3FETQ3のゲート電極に結合された制御線は、そ
れらのMO3FETQ3をオフ状態にさせるように負の
高電位にされる。第1ワード線WllないしW21は、
はy゛接地電位に等しいような非選択レベルもしくはロ
ウレベルにされる。
第2ワード線W1.2ないしW22のうちの1つのワー
ド線は、はソ゛電源電圧Vccに等しいような選択レベ
ルにされ、残りの第2ワード線は、電圧−vppに近い
負の高電圧にされる。データ線は、メモリセルに書き込
まれるべきデータに応じて、はソ′電源電圧Vccに等
しいようなハイレベルもしくは負電圧−vppに近い負
の高電圧を持つロウレベルにされる。
消去動作において、ウェル領域WELL及び共通ソース
線C8は、はゾ電源電圧Vccに等しいような消去レベ
ルもしくはハイレベルにされる。第1ワード線Wllな
いしW21及び第2ワード線W12ないしW22は、消
去のために、基本的にはそれぞれ回路の電WA電圧Vc
cにはゾ等しいレベル及び電圧−Vl)I)に実質的に
等しいレベルにされる。しかしながら、この実施例に従
うと、特に制限されないが、各メモリ行毎のメモリセル
の消去が可能となるように、第1、第2ワード線のレベ
ルが決定される。第1ワード線W11ないしW21のう
ちの消去が必要とされるメモリ行に対応された第1ワー
ド線は、はゾ電源電圧Vccに等しいような消去レベル
にされ、消去が必要とされないメモリ行に対応された第
1ワード線は、はり回路の接地電位のような非消去レベ
ルにされる。第2ワード線W12ないしW22のうちの
上記消去レベルにされる第1ワード線と対応する第2ワ
ード線は、はり負電圧−vppに等しいような消去レベ
ルにされ、上記非消去レベルにされる第1ワード線と対
応する第2ワード線は、はV電源電圧Vccに等しいよ
うな非消去レベルにされる。
この実施例に従うと、上述のようにウェル領域、すなわ
ちMNOS)ランジスタの基体ゲートに電源電圧Vcc
印加することによって各MNO3トランジスタの記憶情
報を消去する構成がとられる。
他方、0M03回路を構成するNチャンネルMO3FE
Tの基体ゲートは、MNOS )ランジスタの基体ゲー
トとは独立に、例えば0ボルトのような電位にされるこ
とが必要とされる。それ故に、前述のように各メモリセ
ルの基体ゲート、すなわち、メモリアレイM−ARYが
形成された半導体領域WELLは、Xデコーダ、Yデコ
ーダ等の周辺回路を構成するNチャンネルMOS F 
ETが形成される半導体領域(ウェル領域)と電気的に
分離される。
上記第1、第2ワード線WllないしW21及びW12
ないしW22は、それぞれXデコーダXDCRによって
駆動される。XデコーダXDCRは、特に制限されない
が、メモリアレイM−ARYのメモリ行に一対一に対応
された複数の単位デコーダ回路から成る。1つの単位デ
コーダ回路は、例えば図示のような、アドレス信号を受
けるノア(NOR)ゲート回路N0R1、ゲート回路G
及びレベル変換回路LVCから構成される。
ゲート回路Gは、少なくとも読み出し動作時において、
それに対応されたノアゲート回路の出力を、対応の第1
ワード線に伝達させ、また書き込み動作において対応の
ノアゲート回路の出力にかかわらずに第1ワード線を回
路の接地電位に実質的に等しいレベルにさせる構成とさ
れる。この実施例に従うと、ゲート回路Gは、前述の選
択消去動作を可能とするために、読み出し動作時ととも
に、消去動作時においても、それに対応されたノアゲー
ト回路の出力を対応の第1ワード線に伝達゛ させるよ
うに構成される。
レベル変換回路LVCは、書き込み動作時において、そ
れに対応されたノアゲート回路の出力がハイレベルの選
択レベルならそれに応じて第2ワード線をはゾ電源電圧
Vccに等しい選択レベルにさせ、ノアゲート回路の出
力がロウレベルの非選択レベルならそれに応じて第2ワ
ード線をはり負電圧−vppに等しい非選択レベルにさ
せる。レベル変換回路LVCは、また消去動作時におい
て、それに対応されたノアゲート回路の出力がハイレベ
ルの選択レベルならそれに応じて第2ワード線をぼり負
電圧−Vl)pに等しい消去選択レベルにさせ、ノアゲ
ート回路の出力がロウレベルの非選択レベルならそれに
応じて第2ワード線をはy′電源電圧VCCに等しい消
去非選択レベルにさせる。
分離用M OS F E T Q 3等のゲートは、制
御電圧発生回路Vig−Gにより形成される制御電圧V
tgが供給される制御線に共通結合されている。これら
分離用MO3FETQ3等のソースは、それぞれ共通化
されて共通ソース線C8を構成する。
上記分離用MO3FETQ3に供給される制御電圧Vi
gは、MNOSトランジスタへ後述するような書き込み
動作において、第2ワード線W21ないしW22のうち
の選択されるべきメモリセルが結合されたワード線がハ
イレベル(5v)とされ、基体ゲートとしてのウェル領
域WELLが約−12■とされるとともに、データ線例
えばDlが約−IOVにされたとき、上記MO3FET
Q3をオフ状態にさせるように約−10Vのような低い
電位にされる。これにより、例えデータ線D2が+5V
のようなハイレベルにされていても、データ線D2から
上記書き込みを行うべきメモリセル側に電流が流れ込む
のが防止される。
共通ソース線CSは、共通ソース線駆動回路DVRの出
力端子に結合されている。
駆動回路DVRは、基本的には、消去動作時に共通ソー
ス線C3をはヌ電源電圧Vccレベルに駆動することが
でき、また読み出し動作時に共通ソース線C8をほり回
路の接地電位にまで駆動することができる出力特性を持
てば良い。これによって、消去動作において、ウェル領
域WELLが電源電圧Vccレベルにされたとき、MO
3FETQ3の共通ソース線C3に結合された電極とウ
ェル領域WELLとの間の接合が順方向にバイアスされ
てしまうことを防ぐことができる。また、読み出し動作
に必要とされろ電流経路を、共通ソース線C8と回路の
接地点との間に形成させることができる。
駆動回路DVRは、特に制限されないが、第2図に示さ
れているように、回路の電源端子Vccと共通ソース線
C8との間に設けられたMO3FETQ6、共通ソース
線CSと回路の接地点との間に並列接続されたMO3F
ETQ7及びQ8、及びCMOSインバータ回路IVか
ら成る。
上記MO3FETQ?、Q8のゲートには、制御信号e
rが供給され、MO3FETQ6のゲートには、上記制
御信号erがインバータ回路IVによって反転されて供
給される。これにより、上記MO3FETQ7.Q8と
Q6は、上記制御信号erのレベルに応じて相補的にオ
ン/オフ状態にされる。制御信号erは、基本的には、
消去動作時においてMO3FETQ6をオン状態にさせ
、かつMO3FETQ7及びQ8をオフ状態にさせろよ
うにはソ゛電源電田Vccに等しいようなハイレベルに
され、読み出し及び書き込み動作時において、はソ゛0
ボルトに等しいようなロウレベルにされる。この実施例
に従うと、制御信号erは、ウェル領域WELLに形成
されたMOS F ET等によって形成されたPN接合
が順方向バイアス状態にされてしまうことを防ぐように
、ウェル領域の電位の変化タイミングに対応してその出
力タイミングが制御される。
この実施例に従うと、第2ワード&?IW12.W22
と共通ソース線C8との間に、それぞれMO3FETQ
4.Q5が設けられている。これらのMO3FETQ4
.Q5は、制御信号e r / w eによってスイッ
チ制御される。特に制限されないが、制御信号e r 
/ w eは、そのハイレベルかは”N源電圧Vccに
等しいレベルにされ、そのロウレベルかは一゛接地電位
に等しいレベルにされる。
MO3FETQ4.Q5は、第2ワード線W12゜W2
2に負電位が与えられたときでも良好にオフ状態にされ
るように、Pチャンネル型にされる。
スイッチMO3FETQ4.Q5等は、読み出し動作の
ときに、MNOSトランジスタQ2等のゲートと共通ソ
ース線CSを短絡して両者を同電位にするようにオン状
態にされる。これらのスイッチMO3FETQ4.Q5
は、次の理由によって各第2ワード線と共通ソース線C
8との間に設けられている。
すなわち、駆動回路DVRにおけるMO3FETQ7.
Q8は、読み出し動作時に制御信号erがは\0ボルト
に等しいロウレベルにされることによって、オン状態に
される。この場合、MO3FETQ7.Q8は、それら
が図示のように並列接続されているけれども、無視し得
ないオン抵抗を持つ。その結果、共通ソース線CSは、
読み出し時にそれに流れる電流によってその電位が上昇
する。特に、MO3FETQ7.Q8がPチャンネル型
から成る場合、これらのMO3FETQ?。
Q8は、共通ソース線C8を回路の接地電位にまで変化
させるような駆動能力を持たないので、共通ソース線C
8の電位の浮き上がり量が大きくなる。すなわち、M 
OS F E T Q 7 、 Q 8は、それにおけ
る共通ソース線C8に結合された電流転送電極が、メモ
リアレイM−ARY及び共通ソース線C8を介して与え
られる正電位に対してソース電極として作用することに
なるので、共通ソース線C8がそれぞれのしきい値電圧
以下の電位になると、実質的にオフ状態になる。このよ
うな共通ソース線C8の電位の上昇は、MNOSトラン
ジスタの基板効果による実効的なしきい値電圧の増大を
もたらし、低しきい値電圧を持つべきMNOSトランジ
スタのコンダクタンスを減少させる。
言い換えると、低いしきい値電圧持つMNOS )ラン
ジスタを介して流れる読み出し電流が減少される。上記
短絡MO3FETQ4.Q5は、読み出し動作時に各第
2ワード線W12.W22の電位を共通ソース線CSの
電位と実質的に等しくさせ、これによってMNOS)ラ
ンジスタの実効しきい値電圧の増大を防止する。
上記メモリアレイM−ARYが形成されるウェル領域W
ELLには、制御電圧発生回路Vw−Gにより形成され
た制御電圧Vw−Gが供給される。
この電圧Vwは、書き込み動作のときに約−12Vのよ
うな負の高電圧にされ、消去動作のときに約+5■の電
位にされ、それ以外において約0■にさ飢る。
この実施例では、読み出し動作の高速化を図るために、
メモリアレイM−ARYの各データ線D1、D2には、
データ線Di、I;)2をカラムスイッチMO3FET
Q9.QIOと電気的に分離させるNチャンネルMO3
FETQI 1.Ql 2が設けられる。すなわち、上
記各データ線DI、02等と共通データ線CDとの間に
は、上記MO3FETQI 1.Ql 2等とYゲート
(カラムスイッチ)回路C−5WとしてのNチャンネル
MO3FETQ9.QIO等がそれぞれ直列形態に設け
られる。上記データ線分離用のMO3FETQ11、Q
l2は、上記MNOSトランジスタと同じP型のウェル
領域WELLに形成される。これらのMO3FETQI
 1.Ql 2のゲートには、制 −御電圧発生回路V
c−Gにより形成される制御電圧Vcが供給される。こ
の制御電圧Vcは、書き込み動作状態のときのみ、−1
2■のような負の高電圧にされ、それ以外の読み出し及
び消去動作状態のときには、電源電圧Vccのようなハ
イレベルにされる。これによって、上記MO3FETQ
11、Ql2は、書き込み動作状態のときにオフ状態に
される。また、上記MO3FETQI 1゜Ql2は、
消去動作状態のとき上記ウェル領域WELLが電源電圧
Vccのようなハイレベルにされることによってオフ状
態にされる。それ故、上記MO3FETQI 1.Ql
 2は、読み出し動作状態のときにのみオン状態にされ
る。これによって、書き込み動作の時に、上記MO3F
ETQI !。
Ql2等がオフ状態にされるから、データ線の電位が負
の高電圧にされても後述するカラムスイッチMO3FE
TQ9.Ql Oとの接続点がフローティング状態にさ
れる。これにより、上記相互接続点に結合されるスイッ
チMO3FETQ9.Q10のソース、ドレインとそれ
が形成されるウェル領域とが順バイアスされてしまうこ
とを防止できる。
上記カラムスイッチ回路C−5Wを構成するMO3FE
TQ9.QIOのゲートには、YデコーダYDCRの出
力信号が供給される。YデコーダYDCRの各出力は、
読み出し動作時においてはN′電源電圧VCCに等しい
ような選択レベル又ははソ”0ボルトに等しいような非
選択レベルにされる。
上記共通データ線CDは、入出力回路TOBを構成する
データ入力回路DIBの出力端子と、センスアンプSA
と出カバソファ回路OBCとからなるデータ出力回路D
OBの入力端子に結合されている。この入力出力回路I
OBを構成するデータ入力回路の入力端子とデータ出力
回路の出力端子は、外部端子I10に結合される。
この実施例に従うと、各データ線DI、D2には、消去
/書き込みに先立って前の記憶情報を保持するためのラ
ンチ回路FFが設けられるとともに、書き込み動作時に
おいてラッチ回路FFの記憶情報に従って選択的にデー
タ線の電位を負の高、電圧−VpI)にさせるレベル変
換回路LVCが設けられる。これらによって、後述する
ような自動書き換え動作や1つの選択ワード線に結合さ
れた複数のメモリセルへのデータの同時書き込みが可能
とされる。
制御回路C0NTは、前述のように外部端子CE、WE
、OEに供給されるチップイネーブル信号、ライトイネ
ーブル信号、アウトプットイネーブル信号及び外部端子
−vppに供給される書き込み電圧を受けることによっ
て、種々の動作モードを判別し、ゲート回路G、レベル
変換回路LVC1制御電圧発生回路V i g  G 
%駆動回路DVR、データ入力回路DIB、データ出力
回路DOB等の回路の動作を制御■するための種々の制
御信号を出力する。
特に制限されないが、読み出し動作モードは、ロウレベ
ル及びハイレベルによって指示され、スタンバイ動作モ
ードは、信号CEのハイレベルによって指示される。第
1図のラッチ回路FFにデータを書き込ませるための第
1書き込み動作モーヘル、ロウレベル、ハイレベル及び
ロウレベルによって指示され、メモリセルにデータを書
き込ませるための第2書き込み動作モードは、信号CE
、wE、OE及び−Vppのロウレベル、ロウレベル、
ハイレベル及びハイレベルによって指示される。
消去動作モードは、第2書き込み動作モードが指示され
たとき所定期間だけ指示される。
制御回路C0NTから出力される種々の制御信号は、こ
の実施例に従うと、時系列的に出力される。第2図の発
振回路OSCは、EEPROM装置の外部端子Vccと
GNDとの間に加えられる+5ボルトのような電源電圧
Vccによって動作される。なお、発振回路O8Cは、
回路の低消費電力のために必要なら、例えば端子−vp
pに書き込み電圧が印加されたときのみ動作されるよう
に制御されてもよい。
次に、第3図に示したタイミング図に従って、この実施
例のEEPROMの第2書き込み動作モードの一例を説
明する。
データの書き替えを行う場合、第2書き込みモードに先
立って、図示しない第1書き込みモードが実施される。
すなわち、第1書き込みモードでは、アドレス指示され
たワード線に結合された全てのメモリセルの記憶情報が
一旦読み出されて第2図に示した各ランチ回路FFに保
持される。そして、外部端子から供給されたデータ信号
が書き込むべきメモリセルのデータ線に対応されたラン
チ回路に取り込まれる。例えば、ワード線に結合された
メモリセルに対して全ビットの書き替えを行う場合、Y
アドレスが順次に切り換えられることによって、外部端
子から供給された複数ビットからなる書き込み信号がそ
れぞれ対応されたラッチ回路に順次に取り込まれる。
この後、同図に示すような第2書き込みモードが実施さ
れる。上記ワード線に結合されたMNOSトランジスタ
の消去動作が実施され、その後に上記ラッチ回路FFの
情報に従って1ワ一ド線分のメモリセルに対して一斉に
書き込み動作が実施される。以上の動作により、外部か
らはスタティック型RAMと同様な書き込み動作を行う
ことができる。
図示しない外部信号CE、WE、OE及び−Vppのロ
ウレベル、ロウレベル、ハイレベル及びハイレベルによ
って指示される第2書き込みモードにおいては、制御信
号EWがロウレベルからハイレベルにされる。この信号
EWのハイレベルへの立ち上がりから所定の時間差をも
って各内部信号er% ertXertsがそれぞれハ
イレベルからロウレベルに変化される。上記内部信号e
rOロウレベル(erのハイレベル)によって、第2図
の駆動回路DVRにおけるMO3FETQ6がオン状態
にされるので、メモリアレイM−ARYの共通ソース線
C8は+5vのようなハイレベルにされる。上記内部信
号iと石ゴの時間差によってリセット信号宜が一時的に
+5■から一4■のようなロウレベルにされる。これに
よって、レベル変換回路L V Cの出力端子(ワード
線W12等)が接地電位にリセットされた後、フローテ
ィング状態でロウレベル(0■)にされる。また、上記
内部信号17とertsの時間差によってリセット信号
百が一時的に+5Vから一4vのよなロウレベルにされ
る。これにより、ウェルWELLや分離用MO3FET
等比較的大きな寄生容量を持つ負荷に対する上記同様な
リセット動作が実施される。
上記内部信号ertOロウレベルによって、Xデコーダ
XDCRがそのレベル変化動作を開始する。例えば、選
択された第2ワード線、言い換えるならば消去を実施す
べきMNO3I−ランジスタのゲート電位は前記説明し
たように約−10Vのような負の高電圧に低下される。
なお、非選択とされるべきワード線、言い換えれば消去
動作が禁止されるMNOS)ランジスタのゲート電圧は
、図示しないが前記動作説明から明らかなように+5■
のようなハイレベルにされる。
この後、内部信号ertSのロウレベルによってメモリ
アレイM−ARYの基体ゲート、言い換えるなば、ウェ
ル領域WELLの駆動電圧を形成する制御電圧発生回路
Vw−Gは、その電圧Vwを+5■のようなハイレベル
にする。
これにより、選択されたワード線に結合されるMNOS
)ランジスタのゲートと基体ゲート間には負の高電圧が
供給される結果、そのフローティグゲートに取り込まれ
た情報電荷は、上記高電界によるトンネル効果によって
基体ゲートに戻される。なお、非選択のワード線に結合
されたMNOSトランジスタのゲートと基体ゲートとは
同電位にされるから、その消去は行われない。
また、その消去終了においては各内部信号宜ts、er
t及びerのように上記消去開始とは逆の順序でそれぞ
れが時間差をもってロウレベルからハイレベルにされる
。これに応じて、ウェル領域WELL、第2ワード線及
びデータ線の順序でもとの状態に復旧する。また、上記
内部信号により各リセ−/ )信号cr、cu及びこ;
が荊成される。以上の動作タイミングにおいては、消去
開始においてはP型のウェル領域WELLを最後に電源
電圧Vccのようなハイレベルに持ち上げるものであり
、その終了にあたっては最初に低下させるものであるの
で、ウェル領域WELL内に形成されたアドレス選択用
MO3FETや分離用MO3FETのN型のドレイン、
ソースとウェル領域WELLとのPN接合を逆バイアス
状態に維持させることができる。
上記消去動作の後に引き続いて書き込み動作が行われる
内部信号We’ 、WetSが順に時間差をもってハイ
レベルからロウレベルにされる。
上記内部信号71′のロウレベルにより、制御電圧発生
回路Vw−Qは、その電圧Vwを一12■のような負の
高電圧−VpPにさせる。これにょって、まずメモリア
レイM−ARYが形成されるウェル領域WELLが負の
高電圧−VpPに低下される。これと同期して、制御電
圧発生回路Vig−Gも、その電圧Vigを約−12V
のような負の高電圧にさせる。
これによって、メモリセルの各分離用MO3FETがオ
フ状態にされる。同様に電圧Vcも上記のような一12
Vのような負の高電圧にされる。
これによって、データ線分蹄用のスイッチMO3FET
QI L Ql 2等がオフ状態にされる。また、上記
内部信号we’ のロウレベルによって、XデコーダX
DCRのゲート回路Gが開いて、選択されたメモリセル
の第1ワード線はハイレベル(+ 5 V)にされ、非
選択のワード線は回路の接地電位(0■)にされる(図
示せず)。
次に、内部信号wetsのロウレベルに同期して、Xデ
コーダXDCRは、選択された第2ワード線をハイレベ
ル(+ 5 V)に、非選択のものをロウレベルにする
。このハイレベルとロウレベルを受けて、レベル変換回
路L V Cは、上記ハイレベルの、選択信号ならその
第2ワード線を+5vのようなハイレベルに、ロウレベ
ルの非選択信号なら、図示しないがその第2ワード線を
一10Vのような負の高電圧にする。また、各データ線
に結合されたレベル変換回路LVCが動作状態にされ、
それに対応したラッチ回路FFの記憶情報に従って、例
えば論理“l”を書き込みのものは約−10■のような
負の高電圧にされ、論理“0”を書き込むもの(書き込
み禁止)のものは約+5vのようなハイレベルにされる
。したがって、論理“1”が書き込まれるMNOS)ラ
ンジスタのゲート電圧が約+5V、その基体ゲート(ウ
ェル領域WE L L)の電圧が約−12V、及びドレ
イン(データ線)電圧が約−10Vとなるから、その基
体ゲートにおけるチャンネルとゲート電極間に約15V
のような高電界が作用して、トンネル効果による電子の
注入が行われる。これに対して、論理“0”が書き込ま
れるMNOS)ランジスタは、そのドレイン電圧が約+
5Vにされるため、ゲートとチャンネル間に高電圧が印
加されないため上記電子の注入が行われない。
書き込み動作の終了においては、各内部信号フこ己、;
1”のように上記開始時とは逆の順序でそれぞれが時間
差をもってロウレベルからハイレベルにされる。これに
応じて、データ線及び第2ワード線、ウェル領域の順序
でもとの状態に復旧する。また、上記内部信号により各
リセット信号こ、乙及び馬が形成される。以上の動作タ
イミングにおい−Cは、その開始においてはP型のウェ
ル領域W E L Lを最初に負の高電圧に低下させる
ものであり、その終了にあたっては最後に復旧させるも
のであるので、ウェル領域WELL内に形成されたアド
レス選択用MO3FETや分戸讃用−MO3FETのN
型のドレイン、ソースとウェル領域WELLとのPN接
合を逆バイアス状態に維持させることができる。
この実施例では、上記第1図のように、メモリブロック
MBIに対しては、消去禁止信号Elに係わらず、制御
回路C0NTには解読回路DECにより形成される信号
によって消去動作が禁止される。すなわち、メモリブロ
ックMHIをアドレス指定して、書き替えを指示しても
、消去動作が禁止されることから書き込み動作のみが行
われる。
言い換えるならば、第3図に示した消去動作のための各
種制御信号が発生されないから、書き込み動作のみが有
効として行われるものとなる。これによって、上記メモ
リブロックMHIには、最初の書き込み動作のみが実質
的に有効になる。したがって、保護すべきデータ(例え
ば正規の識別コードやID情報)を有効に書き込むこと
が可能にされる。このような識別コードやID情報が書
き込まれた後は、上記消去が禁止されるものとなる結果
、書き込み動作により論理“1” (未書き込み状態)
から論理“0” (書き込み状態)への変化しか行われ
ない。これによって、不正な操作によって任意の識別コ
ードやID情報に書き替えようとしても、書き込み動作
のみが行われる結果、論理“l”に対応したビットが論
理“0”に変化するのみで、論理10”のビットは論理
“0”のままにされるから1つのデータのうちの論理“
0”のビット数が増加するだけで実質的に無意味な識別
コード又はID情報に変化してしまうのみである。
このことに着目して、不正な書き込みが行われたか否か
を識別することも可能になる。上記識別コードやID情
報を構成する8ビツトからなる単位のデータとして、特
に制限されないが、論理“0”の数を4個に定めたコー
ドを用いる。これによって、例えば上記不正な書き替え
が行われると、残り4ビツトの中の論理“1”が論理“
0”に変化して、論理“0”の数が4以上にされる。
これによって、上記識別コード又はID情報等の読み出
しのとき、上記論理“0”の数を計数することによって
、簡単に不正書き替え操作が行われたか否かを判定する
ことができる。上記単位のデータにおいて、論理′0″
の数を4つに限定すると、8ビツトの信号により構成で
きる文字や数字を表すためのコードの組み合わせとして
は8ビツトを全て用いる場合の256種類に対して70
種類と少な(なるが、上記文字や数値ならば70種C 類でも十分な数となる。また、上記メモリブロックMB
Iのメモリ容量を増加して識別コードやID情報の文字
や数値の桁を増大させること等によっても解決するとこ
が可能である。また、単位のデータに対して上記論理“
O”の数を設定するものの他、複数のデータからなる1
つの識別コードやID情報を例えば8バイトとし、その
中の論理“0”の総和を32個に設定する等としてもよ
い。
また、記憶内容に冗長性を持たせることによって、ノイ
ズ等による誤動作による論理“1”を論理“0”として
読み出してしまう誤りを、ソフトウェア又はハードウェ
アにより救済することも可能になる。
なお、上記メモリブロックMHIに対する書き込み動作
や消去動作の試験を行うために、上記メモリブロックM
BIに対する消去動作は、全面消去動作のみに有効にす
る機能を付加することが望ましい。このため、制御回路
C0NTには全面消去を指示する機能と、それに応じて
ゲート回路G1から出力される消去禁止信号ET’を無
効にする機能が付加される。
〔実施例2〕 第4図は、この発明に係るEEPROM装置の他の一実
施例のブロック図が示されている。
上記第1図の実施例では、上記メモリプロ、りMBIに
対して消去が禁止されることから、メモリブロックMB
Iの書き込み/消去動作試験が不便なものとなる。そこ
で、この実施例では、上記第1図のEEPROMに次の
ような各回路を付加するものである。
メモリアレイM−ARYと入出力回路I10との間の内
部信号線(共通データ線)の信号を受けろ判定回路LO
Gが設けられる。この判定回路LOGは、メモリアレイ
M−ARYから読み出された単位のデータにおける論理
“O”の数を計数する機能が設けられる。例えば、上記
メモリブロックMHIに書き込み単位のデータとして前
述のように論理“0”の数を4に設定すると、判定回路
LOGは、読み出されたデータにおける論理“0”の数
が4以上のときにはハイレベル(論理“1”)、4未満
のときにはロウレベル(論理“0”)とする判定信号E
Rを形成する。この判定信号ERは、前記解読回路DE
Cの出力信号が一方の入力に供給され、新たに設けられ
るアンド(AND)ゲート回路G2の他方の入力に、そ
のゲート制御信号として供給される。このアンドゲート
回路G2の出力信号は、前記レジスタREGからの消去
禁止信号Elを一方の入力に受ける前記オアゲート回路
G1の他方の入力に供給される。
この構成においては、アドレス指定によって、メモリブ
ロックMBIの書き替えたいアドレスを指定すると自動
的にその読み出しが指示される。
この読み出しによって、読み出されたデータの論理“0
”の数が4未満なら判定回路LOGは、出力信号ERを
ロウレベルにする。これによって、解読回路DECがメ
モリブロックMBIに対するアクセスであることを検出
する信号を形成してもそれが無効にされる。したがって
、メモリブロックMBIに対する書き込み試験や消去試
験のときには、書き込むデータとして、論理“0”の数
を4未満に設定することによって、メモリブロックMB
Iに対する書き込み試験(消去も含む)を任意に行うこ
とができる。このような試験終了後には、上記のように
、保護すべきデータを書き込むときに、単位のデータに
おける論理“0”の数を4に設定すればよい。上記のよ
うに4つの論理“0”からなる複数のデータにより構成
される識別コードやID情報等を書き込むんだ後に、上
記メモリブロックMBIをアドレス指定して、書き替え
を指示すると、それに先立って内部読み出し動作が行わ
れ、上記論理“0”の数が4であることから判定回路L
OGの出力信号ERがハイレベル(論理″l”)にされ
るから、解読回路D E C−の出力信号が有効になっ
て、前記同様に消去動作を禁止するものとなる。上記内
部読み出し動作によって読み出されたデータは、入出力
回路110が非動作状態に置かれることによって外部端
子DO〜D7には一切出力されない。
この実施例では、比較的簡単な構成の上記判定回路LO
Gとゲート回路G2の追加によって、消去動作を禁止す
るメモリブロックMBIに対する書き替え試験を簡単に
行うことができるものとなる。また、上記判定回路は、
不正書き込みが行われたことを外部に出力する機能を持
たせることも可能である。すなわち、計数判定機能とし
て、上記論理“O”の設定数(上記の例では4)より大
きい数であることを検出する機能を追加して、不正書き
込みが行われたことを示すアラーム信号を発生させるこ
とも可能となる。
なお、以上説明において省略した回路ブロックやその内
部回路及び動作は、前記〔実施例1〕のそれと同様であ
る。
〔実施例3〕 第5図には、この発明に係るEEFROM装置の更に他
の一実施例のブロック図が示されている。
この実施例では、上記第1図や第4図のEEFROMの
ように、解読回路DECにより形成されるメモリブロッ
クMBIに対するメモリアクセスを検出したとき、実質
的に消去禁止信号Elを発生させる構成に代えて、書き
込み動作を指示する制開信号WEの入力そのものを無効
にすることによって、書き込み動作も禁止するものであ
る。
すなわち、メモリブロックMBIのアドレス指定を解読
する解読回路DECにより形成される出力信号は、アン
ドゲート回路G3の一方の入力と、オアゲート回路G4
の一方の入力に反転されて供給される。上記アンドゲー
ト回路G3の他方の入力には、前記レジスタREGの消
去禁止信号EIが供給される。上記消去禁止信号Elは
、制御回路C0NTにも供給される。そして、このアン
ドゲート回路G3の出力信号は、上記オアゲート回路G
4の他方の入力に供給される。このオアゲート回路G4
の出力信号は、オアゲート回路G5の一方の入力に反転
されて伝えられる。このオアゲート回路G5の他方の入
力には、外部端子から供給されるライトイネーブル信号
WEの反転信号が供給される。これにより、オアゲート
回路G5は、上記オアゲート回路G4の出力信号に応じ
て、上記外部端子から供給されるライトイネーブル信号
WEの入力を実質的に制限するようにされる。
例えば、レジスタREGの消去禁止信号EIを消去不能
を指示するハイレベル(セフ)状態)のとき、メモリブ
ロックMBIに対するアドレス指定が行われると、アン
ドゲート回路G3の出力信号がハイレベルになって、オ
アゲート回路G4を通してオアゲート回路G5のゲート
を開く。これによって、ライトイネーブル信号WEの入
力が許可される。これにより、上記メモリブロックMB
1に対する書き込みが可能にされる。ただし、上記消去
禁止信号Elのハイレベルにより、その消去動作が禁止
されるため、書き替えることは不可能にされる。
また、上記レジスタREGの消去禁止信号E1をロウレ
ベル(クリア状態)のとき、上記メモリブロックMHI
に対するアドレス指定が行われると、オアゲート回路G
4の出力信号はロウレベルになる。これによって、オア
ゲート回路G5は、外部端子から供給されるライトイネ
ーブル信号WEの入力を無効にして、書き込み動作の指
示を禁止する。これにより、メモリブロックMBIに対
する書き込み動作も禁止することができる。上記レジス
タREGの消去禁止信号Elをクリア状態にすることは
、メモリブロックMBOへの書き替えのための消去を可
能にするため必要になるものである。これによって、メ
モリブロックMBIに対する書き込みを禁止ししつつ、
メモリブロックMBOへの書き替えを可能にできる。ま
た、この実施例では、メモリブロックMBIに対する書
き込み手順としては、上記のように消去禁止信号EIを
セットした後にライトイネーブル信号WEを与えなけれ
ばならないので、誤書き込みの可能性を小さくできる。
なお、以上の説明にでは省略した回路ブロックやその内
部回路及び動作は、前記〔実施例1〕のそれと同様であ
る。
〔実施例4〕 第6図には、この発明に係るEEPROM装置の更に他
の一実施例の回路図が示されている。
この実施例では、特に制限されないが、メモリアレイM
 −A RYの記憶エリアは、ワード線方向に対して等
しく2分割されている。外部端子から供給されるアドレ
ス信号AXO〜AXmのビット数が、前記第1図、第4
図及び第5図のそれと等しい場合、メモリアレイM−A
RYの記憶容量は、それの2倍の記憶容量を持つように
される。逆に、同図のメモリアレイM−ARYの記憶容
量が、第1図、第4図及び第5図のメモリアレイM−A
RYと等しい記憶容量を持つ場合、外部端子から供給さ
れるアドレス信号AXO=AXmのビット数は、1ビツ
トだけ少なくされる。
これにより、外部端子からアドレス指定する場合、メモ
リアレイM−ARYの半分づつの記憶容量を持つメモリ
ブロックMBO又はMBILか指定できなくされる。上
記メモリブロックMBO又はMBIを選択するために、
この実施例では、選択ビットSが内部で発生される。こ
の選択ビットSは、メモリアレイM−ARYに対する最
上位のXアドレス信号と見做されると理解されたい。そ
れ故、上記選択ビットSは、XアドレスバフファXAD
Bを介してXデコーダXDCRに伝えられる、上記選択
ビットSは、前記レジスタREGにより発生される。言
い換えるならば、この実施例のレジスタRECは、前記
同様な書き込み禁止信号W■、消去禁止信号EIの他に
選択ビットSも保持するようにされる。このような選択
ビットSを設けることによって、前記解読回路DECが
省略される。
上記選択ビットSは、特に制限されないが、第5図に示
した解読回路DECの出力信号に置き換えられる。すな
わち、XアドレスバッファXADBに供給されることの
他、前記第5図と同様なアンドゲート回路G3の一方の
入力と、オアゲート回路G4の一方の入力に反転されて
供給される。
上記アンドゲート回路G3の他方の入力には、前記し・
ジスタREGの消去禁止信号Elが供給される。上記消
去禁止信号Elは、制御回路C0NTにも供給される。
そして、このアンドゲート回路G3の出力信号は、上記
オアゲート回路G4の他方の入力に供給される。このオ
アゲート回路G4の出力信号は、オアゲート回路G5の
一方の入力に反転されて伝えられる。このオアゲート回
路G5の他方の入力には、外部端子から供給されるライ
トイネーブル信号WEが供給される。これにより、アン
ドゲート回路G5は、L記オアゲート回路G4の出力信
号に応じて、上記外部端子から供給されるライトイネー
ブル信号WEの入力を実質的に制限するようにされる。
例えば、レジスタREGの消去禁止信号Elを消去不能
を指示するハイレベル(セント状態)のとき、選択ビッ
トSがセント状態(ハイレベル)にされてメモリブロッ
クMBIに対する選択動作を指示すると、アンドゲート
回路G3の出力信号がハイレベルになって、オアゲート
回路G4を通してオアゲート回路G5のゲートを開く。
これによって、ライトイネーブル信号WEの入力が許可
される。これにより、上記メモリブロックMBIに対す
る書き込みが可能にされる。ただし、上記消去禁止信号
ETのハイレベルにより、その消去動作が禁止されるた
め、書き替えることは不可能にされる。
また、上記レジスタREGの消去禁止信号Elをロウレ
ベル(クリア状態)のとき、上記選択ビットSがセット
状態にされることにより上記メモリブロックMBIに対
する選択動作が指示されると、オアゲート回路G4の出
力信号はロウレベルになる。これによって、オアゲート
回路G5は、外部端子から供給されるライトイネーブル
信号WEの入力を無効にして、書き込み動作の指示を禁
止する。これにより、メモリブロックMBIに対する書
き込み動作も禁止することができる。
一方、選択ビットSをクリア(ロウレベル)にすると、
メモリブロックMBOに対する選択動作が指示される。
これにより、消去禁止信号Elには無関係にオアゲート
回路G4の出力信号がハイレベルになって、ライトイネ
ーブル信号WEの入力が有効にされろ。ただし、上記レ
ジスタREGの消去禁止信号Elがセント状態ならメモ
リブロックMBOに対する消去動作が禁止され、書き込
みのみが可能になり、上記消去禁止信号ETがクリア状
態なら書き替え動作が可能になる。このようなメモリブ
ロックMBOに対する書き込み及び書き替えは、書き込
み禁止信号WIがクリア状態であることが条件とされる
これによって、メモリブロックMBIに対する書き込み
を禁止しつつ、メモリブロックMBOへの書き替えを可
能にできる。また、この実施例では、メモリブロックM
HIに対する書き込み手順としては、上記のように消去
禁止信号Elのセントに加えて選択ビットSのセットが
必要になるため、書き込みのための手順が複雑になるた
め保護の強化が可能になる。この場合、上記選択ビット
Sと消去禁止信号E1を同時にはセントできないような
構成、例えば別のアドレス割り当てを行うようにするこ
と等によって、いっそう書き込み手順を複雑にできる。
また、メモリアレイM−ARYの記憶エリアをデータ線
方向に対して2分割してもよい。メモリブロックMBO
及びMBIの同じアドレスのデータを読み出して、メモ
リブロックMBIの内容がメモリブロックMBIに対す
る消去又は書き込み若しくは読み出しを許可するもので
あることを条件として、メモリブロックMBOへのアド
レス指定を許可すること、又は入出力回路I10の出力
回路の動作を許可すること等によりメモリブロックMB
Oに保持された機密データが書き替えられる又は外部に
出力されてしまうことを禁止することも可能にできる。
この場合、上記正規の機密データの読み出しを可能にす
るため、言い換えるならば、メモリブロックMBIに書
き込まれたデータを読み出しを許可する信号に書き替え
ろことを可能にするため、前記判定回路■、OGを利用
することができる。すなわち、読み出しを禁止する信号
の論理“0”の数を一定数より小さい数にしておいて、
不正な書き込みが行ね力、ない限り、その書き替えを許
可するものとすればよい。
上記メモリアレイMARYを2分割することによって、
選択ビットSにより択一的なメモリブロックMBOと〜
IB1のアドレス指定を可能とする構成に代え、上記選
択ピッ)Sをデコーダの入力とすることによって、任意
のメモリエリアに対する選択動作を有効/無効にする構
成としもよい。
この場合でも、選択ビットSは実質的なアドレス情報の
一部とみなすことができるから、前記同様な動作を行う
ことができる。
なお、以上の説明では省略した各回路ブロックやその内
部回路及び動作は、前記〔実施例1〕のそれと同様であ
る。
以上の実施例から得られる作用効果は、下記の通りであ
る。すなわち、 (1)電気的に書き込み及び消去が可能にされる不揮発
性記憶回路におけるメモリエリアを分割して、全部又は
一部のメモリエリアに対して書き込み又は消去動作を禁
止する機能を付加することによって、不正なデータの書
き替えを不可能にすることができるという効果が得られ
る。
(2)保護すべきデータが格納されるメモリエリアに対
するアドレス指定を検出して、それに従い消去動作を禁
止させることによって、保護すべきデータの書き込みを
可能にしつつ、それに対する多重書き込みによるデータ
の破壊を行わせるという構成を採ることによって、実質
的なデータ保護を行うことができるという効果が得られ
る。
(3)保護すべきデータが格納されるメモリエリアに対
するアドレス指定を検出するという節電な回路を付加す
ることにより、上記データの保護を実現できるという効
果が得られる。
(4)保護すべきデータに対して、書き込み状態のビッ
トの数を予め設定するという構成を採ることによって、
不正な書き込みが行われたか否かを判定することができ
るという効果が得られる。
(5)読み出しデータにおけろ書き込み状態を示すビッ
ト数を判定して、書き込みビット数が一定数以下のとき
消去動作を許可する構成を採ることよって、データの保
護を図りつつ、保護すべきデータが格納されるメモリエ
リアに対する書き込み、消去及び書き替え試験を簡単に
行うことができるという効果が得られる。
(6)保護すべきデータが格納されるメモリエリアに対
するアドレス指定と、消去禁止信号との組み合わせによ
り、保護すべきデータの最初の書き込みを可能にして上
記メモリエリアに対する書き込みを禁止しつつ、他のメ
モリエリアに対する書き替えを可能にすることができる
という効果が得られる。
(7)内部に選択ビットを設けて、それに応じてメモリ
ブロックの選択に行うものとし、選択ビットのセット状
態に対応して選択されるメモリブロックの消去動作を禁
止することにより保護すべきデータの書き込みを可能に
しつつ、それに対する多重書き込みによるデータの破壊
を行わせるという構成を採ることによって、実質的なデ
ータ保護を行うことができるという効果が得られる。
(8)選択ビットを設けることにより、アドレス指定の
解読回路が不要になるため、より簡単な回路構成により
上記のようなデータの保護が可能になるという効果が得
られる。
(9)選択ビットの指定により同じアドレスが割り当て
られる2つのメモリブロックを択一的に選択状態にする
構成を採ることにより、一方のメモリブロックに対する
データの書き込み又は読み出しが指示されたとき、それ
に先立って又は同時に他方のメモリブロックの同一アド
レスのデータを読み出して、その動作を許可するか禁止
するかを判定させることが可能になる。これにより、デ
ータの単位で保護を可能になるという効果が得られる。
以上本発明者によって成された発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。例えば、EEPROM
は、消去動作と書き込み動作が独立して指定され、それ
に応じてメモリアレイに対する消去や書き込みが行われ
るものであってもよい。また、前記第1書き込み動作モ
ードから第2書き込み動作モードへの移行は内部で自動
的になされるものであ、ってもよい。或いはメモリアレ
イが構成されるウェル領域を分離させることによって、
メモリブロック毎に全面消去が行われるものとしてもよ
い。さらに、保護すべきデータが格納されるメモリブロ
ックの容量は、マスタースライス方式により指定可能と
するものであってもよい。例えば、第1図の実施例では
、解読回路に供給されるアドレス信号を変更することに
よって、簡単にメモリブロックMBIのメモリエリアを
変更可能になる。また、メモリブロックの分割方式は、
ワード線群の分割によるものの他、データ線群の分割に
よるもの、又はそれらの組み合わせから構成されるもの
であってもよい、このようにデータ線群の分割を採る場
合には、Yアドレスバッファからのアドレス信号を受け
る解読回路を設けること又は選択ビットをYアドレスバ
ッファやデコーダに供給すること等により実現できる。
さらに、メモリアレイやその周辺回路の具体的構成は、
種々の変形を採ることができるものである。例えば、高
電圧−vppは外部より供給されるものとしたが、高電
圧発生回路を内蔵してもよい。
また、前記のように周辺回路をCMO5回路にするもの
の他、NチャンネルMO3FET又はPチャンネルMO
5FETのみから構成されるものであってもよい。さら
に、書き込み/消去のための高電圧としては、MNOS
)ランジスタが形成される基板を回路の接地電位に固定
しておいて、正の高電圧と負の高電圧を用いることによ
り行うもの等種々の実施形態を採ることができる。 こ
の発明に係るEEFROMは、前記実施例のように単体
の不揮発性記憶装置として構成されるものの他、上記の
ようなデータ保護機能を実現するための回路規模が小さ
くことから、例えばイシングルチップのマイクロコンピ
ュータ等のようなディジタル集積回路に比較的N嗅に内
蔵させることができる。上記のような保護機能が付加さ
れたEEPROMを内蔵するシングルチップマイクロコ
ンピュータにあっては、ICカードに通したものとする
ことができる。すなわち、ICカードにあっては内蔵の
半導体集積回路装置を保護するために、カードの強化が
必要になる。を記のようにEEFROMを内蔵するシン
グルチップマイクロコンピュータが実現できればICカ
ードに内蔵される半導体集積回路装置の物理的大きさを
小さくできるため、その強化が簡単になりICカードの
低コスト化も可能になる。
また、電気的に書き込み及び消去が可能にされる不揮発
性記憶素子としては、MNOS)ランジスタの他、FL
OTOX(フローティングゲート・トンネルオキサイド
)構造のもの等何であってもよい。
この発明は、電気的に書き込み及び消去が可能にされる
不揮発性記憶回路を含む半導体集積回路装置に広く利用
できるものである。
〔発明の効果〕
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。すなわち、電気的に書き込み及び消去が可能にされる
不揮発性記憶回路におけるメモリエリアを分割して、全
部又は一部のメモリエリアに対して書き込み又は消去動
作を禁止する機能を付加することによって、不正なデー
タの書き替えを不可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明に係るEEPROM装置の一実施例
を示すブロック図、 第2図は、そのメモリアレイ及び主要な周辺回路の一実
施例を示す回路図、 第3図は、その書き込み動作の一例を説明するためのタ
イミング図、 第4図は、この発明に係るEEPROM装置の他の一実
施例を示すブロック図、 第5図は、この発明に係るEEPROM装置の他の一実
施例を示すブロック図、 第6図は、この発明に係るEEPROM装置の更に他の
一実施例を示すプロ・ツク図である。 M −A RY・・メモリアレイ、MBO,MHI・・
メモリブ゛コック、X A I) B・・Xアドレスバ
ッファ、Xr)CR・・:〈デコーダ、YADB−・Y
アドレスバッファ、Y I) CR・・Yデコーダ、I
lo・・入出力回路、C0NT・・制御回路、DEC−
・M読回路、REG・・レジスタ、LOG・・判定回路
、LVC・−レベル変換回路、FF・・ラッチ回路、V
ig−G、Vw−G、Vc −G・・制御M電千発生回
路、WELL・・ウェル領域、DIB・・データ入力回
路、DOB・・データ出力回路、DVR・・駆動回路、
O20・・発振回路

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、電気的に書き込み及び消去が可能にされる不揮発性
    記憶回路を備えてなり、かかる不揮発性記憶回路におけ
    るメモリエリアの一部又は全部のエリアを消去又は書き
    込み若しくは読み出し動作を選択的に禁止する機能を持
    たせたことを特徴とする半導体集積回路装置。 2、上記不揮発性記憶回路の一部又は全部のエリアを消
    去又は書き込み若しくは読み出し動作を選択的に禁止す
    る機能は、対応するメモリエリアに対してアドレス選択
    動作を禁止する回路により実現されるものであることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体集積回路
    装置。 3、上記不揮発性記憶回路の一部又は全部のエリアを消
    去又は書き込み若しくは読み出し動作を選択的に禁止す
    る機能は、その制御信号の入力を無効にする回路により
    実現されるものであることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の半導体集積回路装置。 4、上記不揮発性記憶回路の一部又は全部のエリアを消
    去又は書き込み若しくは読み出し動作を選択的に禁止す
    る機能は、対応するメモリエリアに対してアドレス選択
    動作を選択的に禁止する回路と、その制御信号を選択的
    に無効にする回路との組み合わせにより実現されるもの
    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
    導体集積回路装置。 5、上記消去又は書き込みが不可能にされるメモリエリ
    アに保持される単位のデータは複数ビットからなり、こ
    の単位のデータを構成する複数ビットからなる記憶情報
    のうち書き込み状態を示すビットの数が単位のデータビ
    ット数より少ない数に制限されるものであることを特徴
    とする特許請求の範囲第1、第2、第3又は第4項記載
    の半導体集積回路装置。 6、上記消去又は書き込みが禁止されるメモリエリアに
    保持されるデータは、書き込み状態を示すビット数を判
    定する判定回路に供給され、この判定回路による判定結
    果に従いそのメモリエリアに対する書き込み又は消去が
    選択的に禁止されるものであることを特徴とする特許請
    求の範囲第5項記載の半導体集積回路装置。
JP62139402A 1987-03-16 1987-06-03 半導体集積回路装置 Pending JPS63303447A (ja)

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JP62139402A JPS63303447A (ja) 1987-06-03 1987-06-03 半導体集積回路装置
US07/159,193 US4931997A (en) 1987-03-16 1988-02-23 Semiconductor memory having storage buffer to save control data during bulk erase
KR1019880002444A KR950014560B1 (ko) 1987-03-16 1988-03-09 불휘발성 기억 장치
DE3856216T DE3856216T2 (de) 1987-03-16 1988-03-15 Nicht-Flüchtiger Speicher
EP88302235A EP0283238B1 (en) 1987-03-16 1988-03-15 Non-volatile memory
EP93114480A EP0579274B1 (en) 1987-03-16 1988-03-15 Non-volatile memory
DE3852833T DE3852833T2 (de) 1987-03-16 1988-03-15 Nichtflüchtiger Speicher.
US07/513,569 US5084843A (en) 1987-03-16 1990-04-24 Semiconductor memory having control means for preventing unauthorized erasure of a memory array portion
HK28396A HK28396A (en) 1987-03-16 1996-02-15 Non-volatile memory

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02270196A (ja) * 1989-04-11 1990-11-05 Mitsubishi Electric Corp 不揮発性半導体記憶装置
JPH03241593A (ja) * 1990-02-19 1991-10-28 Fujitsu Ltd 不揮発性メモリの書込み制御回路
JPH03283095A (ja) * 1990-03-29 1991-12-13 Nec Corp 記憶装置

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