JPH0734313B2 - Icメモリ装置 - Google Patents

Icメモリ装置

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JPH0734313B2
JPH0734313B2 JP17542185A JP17542185A JPH0734313B2 JP H0734313 B2 JPH0734313 B2 JP H0734313B2 JP 17542185 A JP17542185 A JP 17542185A JP 17542185 A JP17542185 A JP 17542185A JP H0734313 B2 JPH0734313 B2 JP H0734313B2
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峰雄 山▲崎▼
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ICメモリ装置に関し、特にデータの書込み/
消去機能を制限することができる電気的に書込み/消去
可能な読出し専用メモリ装置(Electric Erasable Pr
ogramable Read Only Memory,以下EEPROMと呼ぶ)に
関するものである。
〔発明の背景〕
従来、ICを用いたカード型の読出し専用メモリは、例え
ば特開昭58−133699号公報に記載されている技術のよう
に、メモリセル全体を同時に書込み不可能とする構成に
なつている。すなわち、磁気記録されたカードでは、記
録されたデータを消したり、書き換えたりすることがで
きたので、上記の先願技術では、カードに書き込まれた
データが書き換えられないように、カードに埋込まれた
ICメモリにデータを書込んだ後、書込みゲートラインの
ヒユーズを切断して書込まれたデータの書き換えを防止
している。
しかし、このように全体を同時に書込み不可能にする方
法では、半導体技術が進歩してカード内に大容量のICメ
モリを埋込むことが可能になつた場合に、特定アドレス
のみを任意に書込み不可能領域として、その他の領域を
書込み可能にすることにより、ICメモリの応用範囲を大
きく拡大する等の方法がとれず、融通性が抑制されてし
まう。
〔発明の目的〕 本発明の目的は、このような従来の問題を改善し、選択
的に書込み/消去ができるようにして、汎用性、融通性
に富み、カードの適用分野を拡大することができるICメ
モリ装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するため、本発明のICメモリ装置は、電
気的に書込みおよび消去が可能なメモリセル・マトリク
スを有する読出専用メモリ装置において、該メモリセル
・マトリクスのブロツクごとに、ヒユーズ等の恒久破壊
素子と該破壊素子を破壊する手段を備え、特定アドレス
を入力したときのみ、上記破壊手段を動作させて、書込
みおよび消去を不可能にすることに特徴がある。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を、図面により詳細に説明する。
第1図は、本発明の一実施例を示すEEPROMの内部ブロツ
ク図であつて、フローテイングゲート形MOSFET(Metal
Oxided Semiconducter−Field Effect Transisto
r)をメモリセルとして使用した場合を示している。第
1図において、1はマトリクス状に配列されたメモリセ
ルユニツトである。マトリクスの縦列をX、横行をYと
すると、2がX側デコーダであり、3がY側デコーダで
ある。4は、外部とのデータの授受を行う双方向データ
バツフアである。▲▼信号は、デコーダ2,3および
データバツフア4を能動状態とする制御入力信号であ
る。▲▼信号は、データバツフア4を出力動作させ
るための制御入力信号である。また、5はフローテイン
グゲート形MOS−FETのメモリセルであつて、Xデコーダ
出力線にソース、Yデコーダ出力線にゲート、抵抗6を
介した電源線にドレインをそれぞれ接続している。6
は、プルアツプ抵抗、7は電源線に接続されたセンスア
ンプ、8,12,14,15,16はANDゲート、9〜11はインバー
タ、13はORゲート、117〜21,23はMOS−FET、22はポリシ
リコン等の材料で構成されたヒユーズ素子である。フロ
ーテイングゲート形MOS−FETメモリセル5では、フロー
テイングゲートに電荷を蓄えている時がデータ“1"、電
荷のない時がデータ“0"として動作する。鎖線内の回路
28は書込み/消去制御回路であり、データバツフア4の
ビツト数分だけ存在するが、ここでは1ビツト分のみを
詳細に示し、他は省略している。鎖線内の回路29は、読
出し動作を行わせるための制御回路であり、EEPROM内に
1つの回路だけ設けられており、その出力はYデコーダ
出力とメモリセルユニツトのフローテイングゲート形MO
S−FETの共通のゲート入力との間に設けられるMOS−FET
19のゲートに接続される。さらに、鎖線内の回路30は、
書込み/消去およびヒユーズ切断の制御回路であり、Y
デコーダの出力線数分だけ存在する。この回路30の中
で、MOS−FET20,23、ヒユーズ22,ANDゲート14,16、ORゲ
ート13がヒユーズ切断に動作する回路である。
このように、このEEPROMでは、書込み/消去は入力され
るアドレス信号によりメモリセルのブロツクが選択され
て、書込み/消去制御回路28により行われる。また、こ
のメモリセルのブロツク単位に書込み/消去およびヒユ
ーズ切断制御回路30が設けられ、ヒユーズ等の恒久破壊
素子を切断することにより、対応するメモリブロツクの
書込み/消去を不可能にして、読出し専用にする。
先ず、データを消去する場合、メモリセル5のドレイン
Dに対し、書込み/消去時のみ使用する高電圧Vppを書
込み/消去制御回路28のMOS−FET18を介して印加すると
同時に、メモリセル5のゲートGに対し、書込み/消去
およびヒユーズ切断制御回路30内のMOS−FET21およびヒ
ユーズ22を介してアース電位(0V)を印加して、フロー
テイングゲートの電荷をデイスチヤージすることによ
り、データを消去する。すなわち、メモリセル5のドレ
インDには、消去動作を行うためのERASE信号が与えら
れることにより、制御回路28内のMOS−FET18が導通し、
続いて高電圧Vppを印加することにより、上記MOS−FET1
8を介してドレインDに高電圧が加わる。次に、メモリ
セル5のゲートには、ANDゲート15でERASE信号と選択さ
れたYデコーダ3の出力との論理積がとられ、ゲート15
が開くことによりMOS−FET21が導通するため、ヒユーズ
22を介して0V電位が印加される。これによつて、負に荷
電されていたフローテイングゲートが、ゲートGの0Vと
ドレインDの高電圧Vppに放電されて、電荷がなくなる
ため、Xデコーダ2およびYデコーダ3で選択されたメ
モリセル5のデータは消去される。
次に、データの書込みを行う場合、メモリセル5のドレ
インDに0V電位を印加し、ゲートGに高電圧Vppを印加
することにより行う。ドレインDには、バツフア4への
入力データが“1"のときのみ、ANDゲート8にWRITE信号
とセンスアンプ7から出力されたデータが入力されて、
出力が“1"となり、MOS−FET17を導通させることによ
り、0V電位を印加する。一方、ゲートGには、ORゲート
13を介して入力されたWRITE信号によりANDゲート14が開
かれることによつて、選択されたYデコーダ3の出力が
MOS−FET20を導通し、入力された高電圧VppがそのMOS−
FET20とヒユーズ22を経由して印加される。ドレインD
に0V電位、ゲートGに高電圧Vppが印加されることによ
り、境界面近くに高いエネルギを持つた電子と正孔が発
生し、障壁は正孔に比べて電子に対する方が小さいの
で、電子が酸化膜の障壁を飛び越えてフローテイングゲ
ートに注入される。この結果、フローテイングゲートは
負に荷電され、データ“1"が書込まれたことになる。バ
ツフア4に入力された書込みデータが“0"の場合には、
ANDゲート8が開かず、MOS−FET17を導通しないため、
メモリセル5のドレインDには0V電位が印加されない。
従つて、フローテイングゲートには電子が注入されず、
電荷は蓄積されないため、データ“0"が書込まれる。
次に、データの読取り時の動作を説明する。読取り時に
は、読取り制御回路29において、WRITE信号、ERASE信号
およびPROG信号がいずれも“0"であるため、インバータ
9,10,11を介してANDゲート12に“1"が入力されるため、
ANDゲート12が開き、その出力信号によりMOS−FET19を
導通する。これによつて、Yデコーダ3の出力がメモリ
セル5のゲートGに印加される。もし、メモリセル5の
フローテイングゲートに電荷が蓄積されていれば、ゲー
トGに入力された電位とこの電荷の負電位が相殺され、
メモリセル5は導通されないため、ドレインDがプルア
ツプ抵抗6により電位Vccにバイアスされて、その電位
がセンスアンプ7およびバツフア4を経由して出力され
る。この場合、読取りデータは、“1"である。
次に、フローテイングゲートに電荷の蓄積がない場合に
は、Yデコーダ3からの出力がメモリセル5のゲートに
印加されると、低電位に接続されたソースSと、高電位
Vccに接続されたドレインDとの間で導通し、ソースS
に接続されたXデコーダ2の低電位がドレインDを介し
て、センスアンプ7からバツフア4を通り出力される。
この場合の読取りデータは、“0"である。
このように、メモリセル5のデータを消去するときに
は、MOS−FET21のソースに接続された0V電位をヒユーズ
22を介してセル5のゲートGに印加し、またメモリセル
5にデータを書込むときには、MOS−FET20のドレインに
接続された高電位Vppをヒユーズ22を介してセル5のゲ
ートGに印加する。従つて、書込み/消去動作時には、
必ずヒユーズ22を経由して信号を伝達するため、このヒ
ユーズを切断すれば、書込み/消去動作は不可能とな
る。これに対して、読取り動作においては、Yデコーダ
3の出力を直接にセル5のゲートGに印加するため、ヒ
ユーズ22の有無に関係なく読取り動作が行われる。
本実施例においては、特定のアドレスに対してのみヒユ
ーズ22を切断するようにして、特定領域のみを書込み/
消去不可能にするのである。
ヒユーズ22を切断する場合には、ANDゲート14および16
において、Yデコーダ3の出力とヒユーズ切断を行う制
御信号PROG入力の論理積をとり、MOS−FET20および23を
導通して強制的にヒユーズ22に電流を流し、切断する。
すなわち、MOS−FET20を導通してヒユーズ22の一端に高
電位Vppを印加するとともに、MOS−FET23を導通してヒ
ユーズ22の他端に0V電位を印加することにより、Vpp→F
ET20→ヒユーズ22→FET23→0Vの経路で強制的に電流を
流し、ヒユーズ22を切断する。
なお、本実施例においては、Yデコーダ3の出力側にヒ
ユーズ22を設置しているため、書込み/消去動作を不可
能とするブロツクは、Yデコーダ3の出力に接続された
メモリセル5が単位となる。つまり、同一のYデコーダ
出力線に接続されたメモリセル群が、書込み/消去のブ
ロツク単位として領域化される。
また、本実施例では、ヒユーズ22を用いているが、この
他にアバランシエ破壊形のMOS−FETを用いても実現する
ことができ、さらに恒久的に破壊される素子であれば、
同等の機能を簡単に実現することが可能である。
また、第1図の構成のICメモリを、マイクロコンピユー
タ等の素子とともに同一チツプ上に搭載し、1チツプ・
マイクロコンピユータのような複合機能素子として機能
させることも可能である。
第2図は、本発明のICメモリを適用したICカードの構成
図である。
本発明は、第2図に示すようなICカードに適用した場合
に有効である。
24はICカードの母材である樹脂、25は入出力端子、26は
マイクロコンピュータ、27は本発明によるEEPROMであ
る。入出力端子25には、I/O端子、リセツト端子(RS
T)、クロツク端子(CLK)、電源端子(Vcc)、クラン
ド端子(GND)、高電圧端子(Vpp)がある。これらの外
部からの入力信号は、一旦マイクロコンピユータ26に入
力されるものと、並列にEEPROM27にも供給される電源関
係のものとに分かれる。マイクロコンピユータ26からEE
PROM27に対しては、アクセスすべきアドレス、書込み/
読出しのためのデータ、デコーダ2,3とデータバツフア
4を能動状態にする制御入力信号▲▼、データバツ
フア4を出力動作させるための制御入力信号▲▼、
書込みのためのライト信号WRITE、消去のためのイレー
ズ信号ERASE、書込み/消去動作を不可能にするための
プログラム信号PROGがある。EEPROM27のメモリマトリク
スにおいて、Yデコーダ出力に対応してそれぞれ設けら
れた書込み/消去制御およびヒユーズ切断回路30のうち
の任意のものに対して、ヒユーズを切断することによ
り、Yデコーダ出力に対応した特定アドレスが入力した
ときのみ、書込み/消去が不可能で、読出し専用とな
り、その他のアドレスが入力したときには、読出しは勿
論のこと、書込みおよび消去も可能となる。
ICカードの用途には多種のものがあるが、例えば、キヤ
ツシユカード等の用途においては、EEPROMに記憶する内
容のうち、暗証番号やマイクロコンピユーターの制御プ
ログラムのように、絶対に書き替えられてはならない内
容と、書き替えられても後でまた修正可能か、あるいは
書き替えられても悪用できないような内容のものとに大
別できる。従来のEEPROMでは、構造的にすべてのデータ
が書き替えられる可能性があつた。メモリマトリクス中
に書き替え不可能なデータを配置するためには、その箇
所にだけ異なる素子,、例えばPROM(Programable Rea
d Only Memory)を並列に使用する必要がある。一
方、ICカードは強度的には非常に弱く、内蔵されるICチ
ツプ数が極力少ない方が信頼性は向上するため、マイク
ロコンピユータの他に複数個のチツプを内蔵させること
は困難であつた。本実施例においては、第2図に示すよ
うに、ICカードにマイクロコンピユータ26の他に1チツ
プのEEPROM27を内蔵すればよく、かつ書込み/消去不可
能エリアを任意に設定できるので、融通性に富み、ICカ
ードの適用分野を拡大させることができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、EEPROM内に書込
み/消去不可能なエリアを選択的に設けることができる
ので、ICカードに内蔵すれば悪用防止等に極めて有効で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すICメモリ装置の内部ブ
ロツク図、第2図は本発明のICメモリを内蔵したICカー
ドの構造図である。 1:メモリセルユニツト、2:Xデコーダ、3:Yデコーダ、4:
データバツフア、5:フローテイングゲート形MOS−FET、
7:センスアンプ、17〜21,23:MOS〜FET、22:ヒユーズ、2
8:書込み/消去制御回路、29:読出し制御回路、30:書込
み/消去およびヒユーズ切断回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のフローティングゲート形トランジス
    タをマトリクス状に配置したメモリセルユニットと、ア
    ドレスをデコードして列選択信号を出力するXデコーダ
    と行選択信号を出力するYデコーダを有し、Xデコーダ
    からの列選択信号を上記フローティングゲート形トラン
    ジスタのソースに、Yデコーダからの行選択信号を上記
    フローティングゲート形トランジスタのゲートに印加
    し、上記フローティングゲート形トランジスタのドレイ
    ンから出力信号を取り出すようにした電気的に書き込み
    および消去が可能な読み出し専用メモリを有するICメモ
    リ装置において、 第1の電源電圧と、第2の電源電圧と、 上記第1の電源電圧と上記フローティングゲート形トラ
    ンジスタのドレインからの出力線との間に設けられた第
    1のFETおよび上記フローティングゲート形トランジス
    タのドレインと上記第2の電源電圧との間に設けられた
    第2のFETとからなる上記メモリユニットの列毎に設け
    られた書き込み/消去制御回路と、 Yデコーダからの行選択信号線と上記フローティングゲ
    ート形トランジスタのゲートに接続されたゲート入力線
    との間に設けられた第3のFET、上記第1の電源電圧と
    上記第2の電源電圧の間に直列に接続された第4のFET
    と第5のFET、該第4のFETと第5のFETの接続点と上記
    ゲート入力線との間に設けられたヒューズ、および上記
    ゲート入力線と上記第2の電源電圧の間に設けられた第
    6のFETとからなるYデコーダからの行選択信号線毎に
    設けられた書き込み/消去およびヒューズ切断制御回路
    とからなり、 書き込み時には、上記第2のFETは上記フローティング
    ゲート形トランジスタのドレインの信号が1の時に導通
    して該フローティングゲート形ドレインに上記第2の電
    源電圧を供給するとともに、Yデコーダで選択された行
    の書き込み/消去およびヒューズ切断制御回路の第4の
    FETを導通させて上記第1の電源電圧を上記第4のFETお
    よび上記ヒューズを介して対応する行のフローティング
    ゲート形トランジスタのゲートに供給し、 読出し時にはYデコーダで選択された行の書き込み/消
    去およびヒューズ切断制御回路の第3のFETを導通させ
    てYデコーダ出力を対応する行のフローティングゲート
    形トランジスタのゲートに供給し、 消去時には、上記第1のFETを導通させて上記フローテ
    ィングゲート形トランジスタのドレインに第1の電源電
    圧を供給するとともに、Yデコーダで選択された行の書
    き込み/消去およびヒューズ切断制御回路の第5のFET
    を導通させて上記第2の電源電圧を対応する行の上記フ
    ローティングゲート形トランジスタトランジスタのゲー
    トに供給し、 ヒューズ切断時にはYデコーダで選択された行の書き込
    み/消去およびヒューズ切断制御回路の第4のFETと第
    6のFETを導通させて上記第1の電源電圧からの電流を
    上記第4のFET、上記ヒューズ、および上記第6のFETを
    介して流すことにより上記ヒューズを切断するようにし
    たことを特徴とするICメモリ装置。
JP17542185A 1985-08-09 1985-08-09 Icメモリ装置 Expired - Lifetime JPH0734313B2 (ja)

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JPS6236800A JPS6236800A (ja) 1987-02-17
JPH0734313B2 true JPH0734313B2 (ja) 1995-04-12

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