JPH03250494A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH03250494A
JPH03250494A JP2046999A JP4699990A JPH03250494A JP H03250494 A JPH03250494 A JP H03250494A JP 2046999 A JP2046999 A JP 2046999A JP 4699990 A JP4699990 A JP 4699990A JP H03250494 A JPH03250494 A JP H03250494A
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JP
Japan
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voltage
transistor
word line
power supply
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP2046999A
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English (en)
Inventor
Minoru Fukuda
実 福田
Yojiro Kamei
洋次郎 亀井
Akihisa Nakano
彰久 中野
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Priority to US07/645,575 priority patent/US5287307A/en
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C16/00Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/06Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
    • G11C16/30Power supply circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
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    • G11C5/14Power supply arrangements, e.g. power down, chip selection or deselection, layout of wirings or power grids, or multiple supply levels
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    • GPHYSICS
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  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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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] 本発明は、ワード線に供給する電圧をクランプするクラ
ンプ回路を備えたEPROM(イレイサブルプログラマ
ブルリードオンリーメモリ)あるいはEPL(イレイサ
ブルプログラマプルロジック)等の半導体記憶装置に関
する。
し従来の技術] EP ROMあるいはEPLは、論理回路を使用者が独
自に組むことができるという利点があり広く用いられて
いる。
例えば従来はEPROMにあっては第4図に示すように
、情報を記憶する半導体記憶素子であるFΔMOSトラ
ンジスタ(フローティングゲートアバランシュMOSト
ランジスタ) I a、 I b、 I c。
Id、・・(代表してF’AMO9)ランジスタ1と記
す)がマトリクス状に配列され、FAMO5I−ランジ
スタIa、Ic・・・のドレインは共通したビット線2
aに接続され、RAM0SI−ランンスタ1b、1d・
・・のトレインは共通したビット線2bに接続され、F
AMO9トランジスタIa、Ib・・のゲートは共通し
たワード線3aに接続され、FAMOSトランジスタt
c、ta・・・のゲートは共通したワード線3bに接続
され、各1’;’AMO9hランジスタlのソースは接
地されている。又、それぞれのビット線2には、それぞ
れのRAM09)ランジスタ1より読み出された情報を
増幅するセンスアンプ4が接続されている。又、それぞ
れのワード線3にはワード線を駆動するワード線ドライ
ブ回路5が接続され、これらのワード線ドライブ回路5
には電源(Vcc)15が接続される。尚、上述した回
路構成は、説明に必要な構成部分を選択し図示及び説明
したものであり、その他EPROMとして必要な回路構
成は当然に備えている。このことは第4図を参考とする
、後述する本発明の実施例においてら同様である。
ワード線ドライブ回路5は、Pチャンネルのトランジス
タ】1、】2、及びNヂャンネルのトランジスタ13よ
り構成され、電源15がトランジスタ11及び12のソ
ースに接続され、トランジスタ11のドレインはトラン
ジスタ12及び13のゲートに接続され、トランジスタ
12のトレインはワード線3及びトランジスタI3のド
レインに接続され、トランジスタ13のソースは接地さ
れている。又、トランジスタ11のゲートはワード線3
に接続されている。
[発明が解決しようとする課題] このようなPAMOSトランジスタlにおいて、RAM
0S+−ランジスタlのフローティングゲートへの電荷
注入により高くされるしきい値電圧は、約3ないし3.
5ボルト程度である。一方、上記フローティングゲート
への電荷注入が行なわれないRAM0Sトランジスタl
のしきい値電圧は約1ないし1.5ポル)・程度であり
、高いしきい値電圧と低いしきい値電圧との差は約2ボ
ルトという低い電圧値となってしまう。この高いしきい
値電圧と低いしきい値電圧との差は、E P ROM等
の微細化に伴いしだいに小さくなってきている。
よって、読み出し動作においてワード線3に約6ボルト
の読み出し電圧が印加されると、」二足高いしきい値電
圧とされたFAMOSトランジスタ1についてもドレイ
ン−ソース間にリーク電流が流れ、低いしきい値電圧を
有するF’AMOSトランジスタ1より読み出された記
憶情報との0.1の判定が困難となるという問題点があ
る。
特に、EPLにおいては同一のビット線に共通につなが
るFAMOSトランジスタ1のうち、半数のFAMOS
トランジスタlのゲートの電位が電源Vccの電位であ
る。このため、高いしきい値電圧を有する各FAMO6
トランジスタ1より流れるリーク電流の総和値は大きく
なり、上述したような現象がEPROMに比べ起こりや
すい。
このような現象を回避するためには、記憶素子への書き
込み効率を向上させ注入されるチャーン量を確保するこ
とが考えられるが、半導体記憶メモリの微細化に伴い物
理的に困難となっている。
尚、上述したような問題点を解決する発明として、特開
昭62−1192号公報に開示されるものがあるが、上
記公報に開示される発明は、ワード線に印加される電圧
を制御するクランプ回路をそれぞれのワード線毎に備え
るものであり、半導体記憶装置を構成する記憶素子部の
大きさが過大になるという問題点かある。
本発明は、上述したような問題点を解決するためになさ
れたもので、高いしきい値となっている記憶素子に対し
て読み出し電圧がそのしきい値付近となっても記憶素子
が誤動作せず、かつ従来のEPROMやEPLの記憶回
路部分を変更する必要がなく記憶回路部分の微少化か可
能なワード線りランプ回路を備えた半導体記憶装置を提
供することを目的とする。
「課題を解決するだめの手段〕 本発明は、ワード線に読出電圧を印加して半導体の記憶
素子の記憶情報を読み出す半導体記憶装置において、 ワード線に読出電圧を印加する場合、上記記憶素子の比
較的高いしきい値電圧値近傍にワード線の読出電圧を制
御する1つのワード線りランプ回路を、複数本のワード
線に共通に備えたことを特徴とする。
[作用] ワード線りランプ回路は、高いしきい値電圧を有してい
る記憶素子の記憶情報の読み出しが行なわれる際、上記
記憶素子へ上記しきい値以上の読出電圧が印加しないよ
うにしきい値電圧以上の電圧が作用したときにはワード
線への読出電圧の印加を中止するように作用する。さら
に、上記クランプ回路は、記憶素子構成部分とは別個の
部分に設けられる、複数本のワード線に読出電圧を供給
する電源部に設けられることより、記憶素子構成部分に
は変更を加える必要がない。
し実施例] 本発明の半導体記憶装置の一実施例を示す第1図におい
て、第4図と同じ構成部分については同じ符号を付し、
その説明を省略する。
ゲートが接地され、ソースに電源15が接続されるPチ
ャンネルのMOSトランジスタ10のドレインは、上述
したようにMOSトランジスタ11及びMOS)ランジ
スタ12のソースに接続されるとともにNチャンネルの
MOSトランジスタ16のドレイン及びゲートに接続さ
れる。このトランジスタ16のソースは、アノードが接
地された定電圧ダイオード17のカソードに接続される
又、トランジスタ16は、ゲート電圧が約6ボルトに達
したときにオン状態となる。又、以上の構成部分、・ト
ランジスタ10,1−ランジスタ16及びダイオードI
7にてクランプ回路18を形成している。
このようにクランプ回路18を設けたEPROMの動作
を説明する。
EP ROMを構成するFΔMo5tは、」二連したよ
うに1あるいは0の情報が記憶され、そのしきい値電圧
は書き込まれる情報に対応して高く設定されているもの
、あるいは低く設定されているものが存在する。このよ
うなF’AMO9Iに記憶された情報を読み出すために
、電源15の電圧■CCを上昇させるが、電源電圧Vc
cが約6ボルトに達した時点でトランジスタI6がオン
状態となり、電源15より電流がトランジスタ+0.1
6、定電圧ダイオード17を介して流れ、又、定電圧ダ
イオード!7の定電圧作用により第2図に示すように電
源電圧Vccは約6ボルト以」二に上昇することはない
。したがって、高いしきい値電圧となっているFAMO
9Iにおいても電源電圧Vccが約6ボルト以上に上昇
することが原因にてオン状態となるということはなくな
る。よって、RAMO81よりリーク電流が流出するこ
とはなくなり、記憶情報の判定が困難となることはない
本発明の半導体記憶装置の第2の実施例を示す第3図に
おいて、第2図と同じ構成部分については同じ符号を付
しその説明を省略する。
電源15はワード線ドライブ回路5への電圧印加を遮断
するPチャンネルのMOSトランジスタ20のソースに
接続され、MOS+−ランジスタ20のドレインはMO
S)ランジスタ11及び12のソースに接続されるとと
もにMOSトランジスタ21のソースに接続される。ト
ランジスタ20のゲートは、インバータを構成する、P
チャンネルのMOSトランジスタ23のドレイン及びN
チャンネルのMOSトランジスタ24のドレインが接続
される。尚、トランジスタ23のソースは電源15と同
電位である電源33に接続され、トランジスタ24のソ
ースは接地される。これらのトランジスタ23及び24
のゲートは、ともに電圧判定回路25の出力端子に接続
される。電圧判定回路25の入力端子には定電圧ダイオ
ード26のカソードが接続され、該カソードが抵抗27
を介して電源I5と同電位である電源34に接続される
又、上記ダイオード26のアノードは接地される。
このような電圧判定回路25は、電源電圧Vccが約6
ボルト以」二になったことを検知し、電圧判定回路25
の出力端子よりそれまで送出していた■ルーベルの信号
からLレベルに信号レベルを変化さU“る回路である。
又、トランジスタ2Iのドレインは71415と同電位
である電源3Iに接続され、そのゲートはアノードが接
地されカソードが抵抗28を介して電源15と同電位で
ある電源32に接続される定電圧ダイオード22のカソ
ード側に接続される。
以上の構成部分15.20ないし28.31ないし34
にてクランプ回路30を構成している。
このようなりランプ回路30が設けられたEPnOMの
動作を以下に説明する。
上述した第1の実施例と同様に、FAMO9Iにはしき
い値電圧が高く設定されているものがあるとする。この
ような状態において、FAMO3lに記憶されている情
報を読み出すために電源15.31ないし34の電圧V
ccを上昇させる。電源電圧値Vccが約6ボルトに達
しない状態のときには電圧判定回路25は、Hレベルの
信号をトランジスタ23及び24のゲートに送出する。
よってトランジスタ23はオフ状態であり、トランジス
タ24はオン状態であるので、トランジスタ20のゲー
トに印加される信号レベルは17レベルとなる。よって
トランジスタ20はオン状態であり、電源15より電源
電圧VCCがワード線ドライブ回路5を介してワード線
3に印加される。
電源電圧値Vccが上昇し約6ボルトを超えたとき、電
圧判定回路25がこれを検知する。そして電圧判定回路
25は、電源電圧Vccの値が約6ボルトに達しない状
態のときに送出していたI(レベルの信号を変更し、L
レベルの信号を送出する。
よって、トランジスタ23がオン状態となり、トランジ
スタ24はオフ状態となる。よってトランジスタ20の
ゲートにはトランジスタ23を介してHレベルの信号が
供給されるので、トランジスタ20はオフ状態となる。
したがって電源15の電圧がワード線ドライブ回路5へ
印加されなくなる。このように、電源電圧値Vccが約
6ボルトを超えた場合には、ワード線3には約6ポル)
・以上の電圧か印加されないこととなる。又、このとき
トランンスタ20以後の信号線かフローティング状態と
なるのを防ぐために、トランジスタ21に接続される電
源31より所定量の電圧が上記信号線に印加される。し
たがって、上述した第1の実施例と同様に高いしきい値
電圧となっているR AMO9Iにおいても電源電圧V
ccか約6ボルト以上に上昇することが原因にてオン状
態となるということはなくなる。よって、」二連したよ
うに記憶情報の判定が困難となることはない。
尚、第1の実施例では電源電圧Vccがクランプされた
ときには、電源15よりトランジスタ10、l・ランジ
スタ16、及びダイオード17を介して大きな電流が流
れてしまうが、第2の実施例では、上述したようにトラ
ンジスタ21を介して所定量の電圧が印加されるのみで
、ワード線ドライブ回路5を介して電流が流れることは
ないので、消費電力が少ないという利点がある。
このように本発明の半導体記憶装置では、高いしきい値
電圧を有する記憶素子において、そのしきい値電圧付近
以上の電圧が記憶素子のゲートに印加されないように電
源電圧の印加をクランプすることより、上記記憶素子が
誤動作することはない。さらに、すべてのワード線に電
圧を印加する電源部にクランプ回路を設けたことより、
記憶素子の構成部分に変更を加える必要がなく、したが
って記憶素子の構成部分は微細化を施すことができる。
このことは」二連した公報に記載された発明では困難で
あり、本発明は上記公報の発明に比べ特別の効果を奏す
るしのである。
[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、比較的高いしきい
値電圧を有している記憶素子の記憶情報を読み出す場合
、クランプ回路はワード線に印加される読出電圧が上記
しきい値電圧以上に上昇したときにはワード線への読出
電圧の印加を中止することより、読出電圧が上昇し続け
ることで上記記憶素子より該記憶素子に記憶されている
情報が読み出され低いしきい値電圧を有する記憶素子よ
り読み出された記憶情報との判別がつかなくなるという
ことはなくなる。さらに、このようなりランプ回路は、
記憶素子を構成する部分とは別個に設けられる、すべて
のワード線に読出電圧を供給する電源部に備えられるこ
とより、従来の半導体記憶装置の記憶素子構成部分を変
更する必要がなく、記憶素子構成部分を微細化すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の半導体記憶装置の第1の実施例を示す
回路図、第2図は第1図に示す回路の動作を説明するた
めのグラフ、第3図は本発明の半導体記憶装置の第2の
実施例を示す回路図、第4図は従来のE I) ROM
の構成を示す回路図である。 1(1aないしld)−=FAMO3゜3(3a、3b
)・・・ワード線、16・・・トランジスタ、17・・
ダイオード、18・・・クランプ回路、25・・・電圧
判定回路、30・・・クランプ回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ワード線に読出電圧を印加して半導体の記憶素子
    の記憶情報を読み出す半導体記憶装置において、 ワード線に読出電圧を印加する場合、上記記憶素子の比
    較的高いしきい値電圧値近傍にワード線の読出電圧を制
    御する1つのワード線クランプ回路を、複数本のワード
    線に共通に備えたことを特徴とする半導体記憶装置。
JP2046999A 1990-02-27 1990-02-27 半導体記憶装置 Pending JPH03250494A (ja)

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JP2046999A JPH03250494A (ja) 1990-02-27 1990-02-27 半導体記憶装置
US07/645,575 US5287307A (en) 1990-02-27 1991-01-25 Semiconductor memory device

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