JPS60254261A - 誤り訂正機能を有する半導体記憶装置 - Google Patents

誤り訂正機能を有する半導体記憶装置

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JPS60254261A
JPS60254261A JP60081064A JP8106485A JPS60254261A JP S60254261 A JPS60254261 A JP S60254261A JP 60081064 A JP60081064 A JP 60081064A JP 8106485 A JP8106485 A JP 8106485A JP S60254261 A JPS60254261 A JP S60254261A
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JP
Japan
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parity
data
horizontal
vertical
memory cell
Prior art date
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Pending
Application number
JP60081064A
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English (en)
Inventor
Yoshihiro Takemae
義博 竹前
Masao Taguchi
眞男 田口
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; 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
    • G06F11/1012Adding special bits or symbols to the coded information, e.g. parity check, casting out 9's or 11's in individual solid state devices using codes or arrangements adapted for a specific type of error

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Detection And Correction Of Errors (AREA)
  • Techniques For Improving Reliability Of Storages (AREA)
  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (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】 発明の技術分野 本発明は、2次元パリティ方式による誤り訂正機能を有
する半導体記憶装置に関するものである。
従来技術と問題点 グイナミソク型メモリの大容量化は各セルのMfft電
荷を減少させることになるのでα線によるソフトエラー
が生じ易くなる。メモリから読み出されたデータの奇数
ビットエラーはパリティチェックにより判定できるが、
一般にパリティチェックではエラーがあることは分るが
、どれがエラーかは分らず、従ってエラー訂正はできな
い。そこでパリティチェックでもエラービットの訂正を
可能とするために、第3図のメモリ構成が提案されてい
る。同図においてMCAは多数のグイナミソク型メモリ
セルMCをマトリクス状に配列したメモリセルアレイで
、横方向には(kXm)本のビット線BLが、また縦方
向にはn本のワード線WLが設けられる。アドレス信号
が入力して図示しないワードデコーダが動作し、1本の
ワード線WLが選択されると該ワード線に接続された(
kXm)ビットのセルMCからデータが読み出され、マ
ルチプレクサMPXでそのうちの1ビ・ノドだけが選択
される。DSGはこの選1尺を行うデータセレクトゲー
トで、図示せぬカラムデコーダの出力で制御される。D
BUSはデータバスである。
上述した読み出し動作と同時にセレクタSELでは、選
択ワード線に接続された全てkXmビ・ノドのメモリセ
ルのデータを垂直方向mビ・ノド、水平方向にビットの
マトリクスとなるように仮想的に配列し直し、垂直パリ
ティ発生器VPGと水平パリティ発生器HPGで各方向
のパリティを発生する。この場合にはにビットの垂直パ
リティとmビットの水平パリティが得られる。VSGは
垂直パリティ発生器VPGに入力するmビ・ノドのデー
タを図示せぬデコーダ出力で選択する垂直セレクトゲー
ト、H2Cは水平パリティ発生5F(PCに入力するに
ビットのデータを図示せぬデコーダ出力で選択する水平
セレクトゲートである。
PCAはデータ書込み時に上記と同様の垂直ノマリティ
および水平パリティを書込んでおくパリティセルアレイ
である。このパリティセルアレイPCAの構成は、各ワ
ード線WT−についてそれぞれ水平パリティセルt(P
C′h<mビット、垂直パリティセルVPCかにビット
である。BL′はこれらのセルHPC,VPCに関する
(k+m)本のビット線で、その出力はセレクタSEL
内のバリティセレク1−ゲートPSGで選択され、パリ
ティ発生器VPG、1(PGの出力と比較される。CM
Pはその比較器で、一致するとO1不一致のとき1を出
力する。後述のようにこの1出力は、1本のワード線の
データをkXmのH−Vマトリクスに配列し直したとき
、誤りが生じているデータビ・ノドを含む垂直および水
平のパリティグループによるチェック結果が同時にエラ
ーを示すときに生じ、これは当該データビットがエラー
であることを示す。従って、この1出力をデータ1<ス
DBUSを一方の入力とするEORゲーグーGIに入力
すれば、そのときのデータ、つまり誤りの生じているデ
ータは反転され、訂正されたデータD ’ou Tが得
られる。
第4図は1本のワード′綿WLに接続されるメモリセル
MCの個数が161固(k−4,m=4)の場合を例と
したセレクタSELρ概略図で、■〜[相]はビット線
BLの番号、0〜15はセレクトゲートVSG、H3G
(7)各番号、VO〜V3.HO〜H3は垂直および水
平デコーダの各出力である。
図示のような接続法でデコーダ出力VO−V3゜HO〜
H3を順次切り換えると、得られるマトリクスは第5図
のようになる。これは1ワード線の選択で読出される1
6ビツト0〜15を順に4ビツトずつとり、それを4列
に2次元配列したものであり、HPO〜HP3、vpo
〜VP3は各列及び各行のパリティビットである。水平
パリティHPO〜HP 3は同図のマトリクスを列(上
下)方向に加算した結果(但しL S Bのみ採用)と
して得られ、また垂直パリティVPO−VP3は行(左
右)方向に加算した結果として得られる。今、■のセル
で誤りが生じていると仮定すると、パリティ発生器VP
GとHPGの出力は垂直パリティVPIと水平パリティ
HPIが書込み時と逆(1なら0.0ならl)になる。
従って、第3図のLL較回路CMPの出力はマルチプレ
クサMPXが■のビット線を選択したときに1となり、
エラー発生を示すと共にデータバスDBUS上のデータ
を反転させてこれを修正する。
以−ヒがH−V2次元パリティによる誤り検出とその訂
正の概要であるが、従来技術においてはメモリセルアレ
イMCAとパリティセルアレイPCAとが別個に配置さ
れており、それに対応して、データマトリクスより所要
の水平、垂直パリティ作成用のデータを選択するセレク
タと対応するパリティセルのデータを選択するセレクタ
もまた別個で、且つ独立したデコーダ回路により制御さ
れるものであった。従って、セレクタSEL及び対応デ
コーダの占有面積が相当大きくなり、高集積密度化に不
利になるという問題があった。
上記セレクタSEL、乃至デコーダの占有面積増大の問
題は、特に、ワード線上の隣接ビ・ノドが連続してソフ
トエラーを生じ易い傾向があるのに対し、デコーダ論理
を改変してH−Vマトリクスの配列形態を工夫しておく
ことにより前記の連続ビットエラーの訂正をも可能にし
ようとしたときには、複雑なデコーダ論理を実現するデ
コーダ回路が大型化し易いことから、一層重要である。
以下に、上記の隣接ビット連続のソフトエラーの問題に
ついて説明する。
従来の方法では第5図に示したように、パリティビット
を発生する仮想的なデータマトリクスの水平パリティグ
ループに隣接するビット0,1゜2、・・・、4,5,
6.・・・が含まれるため、同時に隣接2ビット以上が
エラーになるとこれを訂正できない欠点がある。例えば
■と■のビット線で同時に誤りが生じていると、VPI
、VF6は書込み時と異なりエラー発生を示すが、HP
Iは書込み時と異ならず、正常を表示するので、このワ
ード線について誤りが発生したことは検出できてもどの
ビットがエラーなのか分らず(■、■以外は正常とする
とHPO,HF2.HF2も正常を示しているので、交
点がまらない)、エラービットを訂正することは不可能
である。
このような隣接する2ビツト以上の同時誤りはα線照射
によるソフトエラーでは生し易い。第6図はこれを説明
する素子構造図である。同図(alは1トランジスタ1
キヤパシタ型ダイナミツクメモリのパターンレイアウト
で、横方向にはワード線WLo、WL+、・・・が、ま
た縦方向にはビット線対(BLo、 BLo)、 (B
Ll、 BL+)、 −が走る。実線枠DF上のワード
線WLはトランジスタQのゲート電極となり、該枠DF
の拡開部はキャパシタCとなる。ビット線BLo、BL
o。
・・・・・・ばアルミニウム配線層で、トランジスタQ
のドレイン拡散層とコンタクトする。キャパシタCの対
向電極は第1Nの多結晶シリコン層で形成され、ワード
線WL o 、 WL + 、・・・は第2層の多結晶
シリコン層で形成される。同図(blは+a)のx−x
’での断面で、SUBはシリコン半導体基板、lはシリ
コン酸化膜等の絶縁膜、POLは第1層の多結晶シリコ
ン層、DTPは空乏層である。
ソフトエラーは、α線(ヘリウムイオンHe)が空乏層
DIPを通過する際に咳層内に電子・正孔対を発生させ
、そのうちの正孔が基板SUB側に、そして電子が拡散
層DF側に逃げ、この結果キャパシタC内の電荷を変化
させることにより生ずる。このソフトエラーは図示のよ
うにα線の進入角によっては同一ワード線WL上で隣接
する2ビツトまたはそれ以上で同時に起こり得る。特に
高密度化が進みセル間隔が狭くなると尚更である。
また、IMbのDRAMのような超LSIではキャパシ
タ容量を小型でも大きくとれるようにするために、第6
図(C)のように溝を掘り、キャパシタ部を立体化して
大面積化しようとする構造も提案されている。このよう
な場合には一層、′隣接する空乏JiiiDTPを同じ
α線Heが横切り易くなるので、益々同じワード線で2
ビツト以上のソフトエラーが起こる確率が高まる。
かかる素子構造を背景に第5図のデータマトリクスを見
直すと、ビット線BLからのデータセレクトを単純に■
から[相]に向けて順番4個ずつ4ブロツクに分けて行
うと、■■■■、■■■■、・・・のように隣接する4
ビツトが同一の行または列に配列されてしまう。このた
め、例えば■に注意した場合、■1方向には■■■0と
いう様に各3ビツトの間隔があるで、隣接する4ビツト
が同時にソフトエラーを生じなければ(この確率は著し
く低い)、パリティVPIは誤り訂正に使用できる。
しかし、H1方向には■■■■のように全てが隣接して
並んでいるので、■■または■■のような2ビツトエラ
ーが同時に起る確率は高い。
以上のような連続ビットエラーに対処する1つの手段は
、先述のように、セレクタによるデータ選択方法を工夫
して、隣接ビットが同一の水平、垂直パリティグループ
に含まれないようなデータマトリクスを組むことである
。こうすれば、隣接ビットエラーが発生しても訂正が可
能になる。半面、このような変則的なデータマトリクス
となるようなセレクタ論理を実現する回路は複雑化し勝
ちであり、セレクタ乃至デコーダによる占有面積は一層
大きなものとなる欠点がある。
発明の目的 0 本発明は、メモリセルアレイよりのデータから水平、垂
直パリティを作成するデータを選択するセレクタ乃至デ
コーダとパリティセルアレイよりのデータから対応する
パリティデータを選択するセレクタ乃至デコーダを共通
化することを可能にして、セレクタ乃至デコーダの占有
面積削減を図り、もって集積密度の向上を図ることを目
的とする。
発明の構成 本発明は、各ワード線に接続されたメモリセル群のデー
タに対し、ワード線毎に該データを仮想的に配列して成
るパリティチェック用の2次元マトリクスに対応して、
垂直パリティおよび水平パリティを作ってこれをパリテ
ィデータ記憶用のパリティセル群に格納しておき、所望
ワード線に接続されたメモリセル群から読み出したデー
タより作成した同様な水平、垂直パリティと比較して当
該データの誤りを検出、訂正する機能を有する半導体記
憶装置において、前記パリティセル群の少なくとも一部
を前記メモリセル群中に分散して配置し、前記メモリセ
ル群のデータから水平、垂直パ1 リティを作成するためのデータを選択する選択回路で、
少なくとも一部の対応するパリティセルのデータ選択を
も行なう構成としたことを特徴とするものである。以下
、実施例を参照しながらこれを詳細に説明する。
発明の実施例 第1図および第2図は本発明の一実施例を示す説明図で
ある。第1図は第3図のセレクタSELを本発明に従っ
て改変した結果の構成を示したものである。本実施例で
は水平パリティセル(第3図のHPC相当)をメモリセ
ルアレイMCA側に入れ、且つパリティセレクトゲート
PSGの水平方・向の制御を水平セレクトゲー)H2C
に対するデコード出力HO〜H3で行うことにより、水
平パリティHPO〜)(P3のセレクタに対する専用の
デコーダを不要としたものである。これにより、セレク
タ乃至デコーダの占有面積削減が可能となり集積密度向
上の効果が得られる。
データマトリクスの組み方に関しては、第4図従来例と
比較してみれば明らかなように、水平デ2 コーグの出力HO,H1の与え方がビット線BLの■〜
■に対し交互に、またH2.H3の与え方がビット線B
Lの■〜[相]に対して交互になっている()(0が0
.1.2.3、Hlが4.5.6゜7を選択するのでは
なく、HOが0.2.5.7、Hlが1.3,4.6と
選択対象が互いにクロスしている)点が異なる。第2図
はこの結果得られるH−V2次元マトリクスで、垂直方
向のパリティビットVPO〜VP3を発生するパリティ
グループ■■■@、■■■0.・・・・・・は第5図と
同様であるが、水平方向のパリティビットHPO〜)(
P3を発生するパリティグループは■■■■、■■■■
、・・・・・・のように散在しており、間隔は2ビット
以上ある。従って、この場合には1ワード線上に隣接し
て2ビット同時にソフトエラーが生じてもこれを訂正で
きる。例えば■■に同時にエラーが生ずると、■のエラ
ーはVPIとHPIの同時反転から検出でき、また■の
エラーはVF6とHPOの同時反転から検出できるから
である。
このようなH−V2次元マトリクスは、セレク3 夕での結線法やデコーダの論理によって決定されるが、
このような選択回路はマトリクス配列が変則的な分だけ
複雑化、大型化し勝ちである。それに対し、前記本発明
実施例では少なくとも水平パリティセルに対する専用の
デコーダが削除されており、その結果の余剰面積の少な
くとも一部は、メモリセルアレイMCA中にパリティセ
ルが分散して配置されている分だけ、それらに対するセ
レクタ及びデコーダを配置すべき区域の面積を増加させ
ているので、これらの回路の複雑化による面積増加分を
吸収できる効果がある。
発明の効果 以上述べたように、本発明によれば、水平、垂直パリテ
ィによる誤り訂正機能内蔵の記憶装置において、パリテ
ィデータ記憶用のパリティセル群をメモリセルアレイ中
に分散して配置したことにより、水平、垂直パリティに
対応するパリティセルデータ選択のための専用の選択回
路を削除することができるので、集積密度向上の効果が
得られるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明の実施例を示す要部構成図
、第3図は従来の誤り訂正機能を備えたメモリ全体の概
略構成図、第4図および第5図は従来の2次元マトリク
ス作成法およびその2次元マトリクスの説明図、第6図
はグイナミソク型メモリセルの構造図である。 図中、MCAはメモリセルアレイ、MCはメモリセル、
PCAはパリティセルアレイ、WLはワード線、BLは
ビット線、VPGは垂直パリティ発生器、HPGは水平
パリティ発生器、SELは2次元マトリクス用セレクタ
、DEC,DEC′はカラムデコーダである。 出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔 5 第1F OF−への >>> し 手続補正書(自発) 昭和60年5月21日 特許庁長官 志 賀 学 殿 2、発明の名称 誤り訂正機能を有する半導体記憶装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 神奈川県用崎市中原区上小田中1015番地名
称 (522)富士通株式会社 代表者 山 本 卓 眞 4、代理人 〒101 住 所 東京都千代田区岩本町3丁目4番5号第−東と
、ル6、補正により増加する発明の数 な し7、補正
の対象 図 面 8、補正の内容 図面第1図及び第2図を別紙の通シに補正する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 各ワード線に接続されたメモリセル群のデータに対し、
    ワード線毎に該データを仮想的に配列して成るパリティ
    チェック用の2次元マトリクスに対応して、垂直パリテ
    ィおよび水平パリティを作ってこれをパリティデータ記
    憶用のパリティセル群に格納しておき、所望ワード線に
    接続されたメモリセル群から読み出したデータより作成
    した同様な水平、垂直パリティと比較して当該データの
    誤りを検出、訂正する機能を有する半導体記憶装置にお
    いて、前記パリティセル群の少なくとも一部を前記メモ
    リセル群中に分散して配置し、前記メモリセル群のデー
    タから水平、垂直パリティを作成するためのデータを選
    択する選択回路で、少なくとも一部の対応するパリティ
    セルのデータ選択をも行なう構成としたことを特徴とす
    る誤り訂正機能を有する半導体記憶装置。
JP60081064A 1985-04-16 1985-04-16 誤り訂正機能を有する半導体記憶装置 Pending JPS60254261A (ja)

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