JPH0346197A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH0346197A
JPH0346197A JP1183081A JP18308189A JPH0346197A JP H0346197 A JPH0346197 A JP H0346197A JP 1183081 A JP1183081 A JP 1183081A JP 18308189 A JP18308189 A JP 18308189A JP H0346197 A JPH0346197 A JP H0346197A
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JP
Japan
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cell
eprom
cells
circuit section
reference cell
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JP1183081A
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Inventor
Takao Akaogi
隆男 赤荻
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • G11CSTATIC STORES
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    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
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    • G11C11/401Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
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    • G11C11/407Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
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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】 [概要] 記憶用セルと、参照用セルとを設け、前記記憶用セルの
出力を前記参照用セルの出力と比較することにより前記
記憶用セルの記憶内容を判断するように威された半導体
記憶装置に関し、前記参照用セルを構成するトランジス
タにサイズのバラツキによる特性のバラツキがある場合
であっても、デバイス特性への影響をM和し、微細化に
対応できるようにすることを目的とし、前記、参照用セ
ルを、複数のトランジスタを並列接続して構成する。
[産業上の利用分野] 本発明は、記憶用セル(以下、メモリセルという)と、
参照用セル(以下、リファレンスセルという)とを設け
、メモリセルの出力をリファレンスセルの出力と比較す
ることによりメモリセルの記憶内容を判断するようにな
された半導体記憶装置、いわゆるリファレンス方式を採
用する半導体記憶装置に関する。
近年、半導体記憶装置、特に、不揮発性半導体記憶装置
の分野においては、アクセス時間の短縮化の要求に応え
るため、メモリセルからのデータの読み出しに関し、リ
ファレンス方式を採用する半導体記憶装置の開発が行わ
れている。
かかる半導体記憶装置においても、高集積化が要求され
ており、メモリセルを構成するトランジスタのみならず
、リファレンスセルを構成するトランジスタも微細化し
ている。このため、プロセス上のバラツキにより、リフ
ァレンスセルを構成するトランジスタのサイズ(チャネ
ル長、チャネル幅)にバラツキが生じ易くなっている。
ここに、微細化されたリファレンスセルを構成するトラ
ンジスタにおいては、そのサイズの僅かなバラツキが、
その特性に大きなバラツキを生じさせ、デバイス特性、
特にアクセス特性に大きな影響を与えてしまう。
したがって、・リファレンス方式を採用する半導体記憶
装置においては、リファレンスセルを構成するトランジ
スタの特性にバラツキがある場合であっても、デバイス
特性に影響を与えないようにすることが要求される。
[従来の技術] 従来、リファレンス方式を採用する半導体記憶装置とし
て、第3図に、その要部の回路図を示すようなものが提
案されている。
この半導体記憶装置はE P ROM (、Erasa
bleProgrammable Read 0nly
 Memory )の例であり、図中、1はメモリ回路
部、2はリファレンス回路部、3は出力回路部であって
、メモリ回路部1の出力電圧VMをリファレンス回路部
2の出力電圧VRと比較することにより、データの読み
出しを行うとするものである。
メモリ回路部1は、負荷用の9MO3FET(以下、9
MO3という)11と、ビット線バイアス用のnMOs
  FET(以下、nMOsという)12と、列選択用
(Yゲート用)のnMOs13と、メモリセルをなすE
PROMセル14とを設けて構成されている。
ここに、負荷用の9MO311は、そのソースを電源電
圧vno、例えば、5[v]が供給される電源端子15
に接続され、そのゲートを出力端子16に接続されてい
る。また、そのゲートとドレインとは接続され、その接
続点をビット線バイアス用のnMOs12のドレインに
接続されている。
ビット線バイアス用のnMOs12は、ビット線BLの
電圧を例えば0.9 [V ]に設定し、即ち、EPR
OMセル14のドレイン電圧を例えば0.9[V]に設
定し、データの読み出し時に、電子がEPROMセル1
4のフローティングゲートに注入するのを防ぐためのも
のであり、そのゲートを所定のゲート電圧VG、例えば
1.2 [V ]が供給されるゲート電圧供給端子17
に接続され、そのソースを列選択用nMO313のドレ
インに接続されている。
列選択用のnMOs13は、そのゲートを列選択線〈コ
ラムバス)18に接続され、そのソースをビット線BL
を介してメモリセルをなすEPROMセル14のドレイ
ンに接続されている。
EPROMセル14は、そのコントロールゲートをワー
ド線WLに接続され、そのソースを接地されている。こ
こに、EPROMセル14は、そのフローティングゲー
トに電子を注入され、オフ動作をするようにされている
場合、論理rQJを記憶している状態とされ、また、フ
ローティングゲートに電子を注入されず、オン動作をす
るようにされている場合、論理「1」を記憶している状
態とされる。
このように構成されたメモリ回路部lにおいては、列選
択線18及びワード線WLがともにハイレベル電圧“H
”、例えば5[V]とされることによって、EPROM
セル14の記憶データが読み出される。
ココニ、出力電圧vMは、EPROMセル14が論理r
’QJを記憶している場合、4[V]となり、論理「1
」を記憶している場合、3[V]となるように負荷用の
9MO311のサイズが設定されている。
他方、リファレンス回路部2は、負荷用の9MO321
と、ビット線バイアス用のnMOs22と、列選択用の
トランジスタに該当するnMOs23と、リファレンス
セルをなすEPROMセル24とを設けて構成されてい
る。
ここに、負荷用の9MO321は、そのソースを電源電
圧V00、例えば、5 [V]が供給される電源端子2
5に接続され、そのゲートを出力端子26に接続されて
いる。また、そのゲートとドレインとは接続され、その
接続点をビット線バイアス用のnMOs22のドレイン
に接続されている。
ビット線バイアス用のnMO322は、ビット線B L
 Rの電圧を例えば0.9 [V ]に設定し、即ち、
EPROMセル24のドレイン電圧を例えば0.9  
[V]に設定し、電子がEPROMセル24のフローテ
ィングゲートに注入されるのを防ぐためのものであり、
そのゲートを所定のゲート電圧VG1例えば1.2[V
]が供給されるゲート電圧供給端子27に接続され、そ
のソースをnMOs23のドレインに接続されている。
n M O323は、そのゲートを電源電圧VDD、例
えば5[V]が供給される電源端子28に接続され、そ
のソースをビット線BLaを介してリファレンスセルを
なすEPROMセル24のドレインに接続されている。
EPROMセル24は、そのコントロールゲートをEP
ROMセル14と同一のワード線WLに接続され、その
ソースを接地されている。また、このEPROMセル2
4は、その70−ティングゲートに電子を注入されてお
らず、オン動作を行うようになされている。即ち、論理
「1」を記憶している状態とされている。
このように構成されたリファレンス回路部2においては
、ワード線WLがハイレベル電圧“H”とされることに
よってEPROMセル24はオン状態となり、論理「1
」に対応する電流が流れるが、このとき、出力電圧VR
が3.5[V]となるように9MO321のサイズが設
定されている。
これは、例えばEPROMセル14とEPROMセル2
4のサイズが同一であれば、9MO321のチャネル幅
を9MO311のチャネル幅の2倍とすることによって
達成することができる。
また、出力回路部3は、メモリ回路部1の出力端子16
を差動増幅器31の反転入力端子eに接続し、リファレ
ンス回路部2の出力端子26を差動増幅器31の非反転
入力端子Φに接続し、差動増幅器31の出力端子をデー
タ出力端子32に接続して構成されている。
このように構成された出力回路部3においては、差動増
幅器31の非反転入力端子のに3.5 [V ]が印加
されるので、データの読み出し時、メモリ回路部1の出
力電圧VMが4[V]のときは、即ち、EPROMセル
14が論理「O」を記憶しているときは、ローレベル電
圧″L”としてO[V]が出力され、また、メモリ回路
部1の出力電圧V−が3[■]のときは、即ち、EPR
OMセル14が論理「1」を記憶しているときは、ハイ
レベル電圧”H”として5[V]が出力される。
このように、このEPROMは、メモリ回路部1の出力
電圧V、の振幅を1[V]とすることによって、アクセ
ス時間の短縮化を図るとするものである。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、かかるリファレンス方式を採用するEP
ROMにおいても、高集積化が要求され、メモリセルを
構成するEPROMセル14のみならず、リファレンス
セルを構成するEPROMセル24も微細化している。
このため、第3図従来例のEPROMにおいては、リフ
ァレンスセルを構成するEPROMセル24のサイズに
僅かのバラツキがあっても、その特性に大きなバラツキ
を生じさせ、デバイス特性、特にアクセス特性に大きな
影響を与えてしまうという問題点があった。
本発明は、かかる点に鑑み、リファレンスセルを構成す
るトランジスタにサイズのバラツキによる特性のバラツ
キがある場合であっても、デバイス特性への影響を緩和
し、微細化に対応できるようにした半導体記憶装置を提
供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明の半導体記憶装置は、メモリセルと、リファレン
スセルとを設け、メモリセルの出力をリファレンスセル
の出力と比較することにより、メモリセルの記憶内容を
判断するようになされた半導体記憶装置において、リフ
ァレンスセルを、複数のトランジスタを並列接続して構
成したものである。
[作用コ 本発明においては、リファレンスセルは、複数のトラン
ジスタを並列接続して構成されているので、これらトラ
ンジスタのサイズのバラツキによる特性のバラツキは平
均化され、デバイス特性への影響は緩和される。
[実施例] 以下、先ず、第1図を参照して、本発明の一実施例につ
き説明する。なお、この第1図において、第3図に対応
する部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する
第1図は本発明の一実施例の要部を示す回路図であり、
この第1図例の半導体記憶装置は第3図従来例と同様に
、リファレンスセルをメモリセルアレイ中に混在させ、
リファレンスセルをメモリセルと同一のワード線WLで
駆動するように構成されたEPROMの例である。
この第1図例のEPROMは、メモリ回路部1と、リフ
ァレンス回路部4と、出力回路部3とを設けて構成され
ている。
ここに、リファレンス回路部4は、3個のEPROMセ
ル41.42.43を並列接続し、これらEPROMセ
ル41.42.43のドレインをnMOs23のソース
に接続し、そのコントロールゲートをワード線WLに接
続し、そのソースを接地してリファレンスセル44を構
成するとともに、負荷用のトランジスタとして、そのチ
ャネル幅をpMO311の2×3倍とする9MO345
を設け、その他については、第3図従来例と同様に構成
されている。
なお、EPROMセル41.42.43はそれぞれその
フローティングゲートに電子を注入されておらず、オン
動作を行うようになされている。
即ち、論理「1」を記憶している状態とされている。
この第1図例のEPROMにおいては、リファレンスセ
ル44は、3個のEPROMセル41.42.43を並
列接続して構成されているので、これらEPROMセル
41.42.43にサイズのバラツキによる特性のバラ
ツキがあったとしても、これら特性のバラツキは平均化
され、デバイス特性への影響は緩和される。
したがって、この第1図例によれば、微細化に対応する
ことができる。
次に、第2図を参照して、本発明の他の実施例につき説
明する。
この第2図例のEPROMは、リファレンスセル44を
メモリセルアレイの外に存在させた場合の例であって、
メモリ回路部1と、リファレンス回路部5と、出力回路
部3とを設けて構成されている。
ここに、リファレンス回路部5は、EPROMセル41
.42.43のコントロールゲートを電源電圧VD。、
例えば5[V]が供給される電源端子51に接続し、そ
の他については、第1図例と同様に構成されている。
なお、EPROMセル41.42.43はそれぞれその
フローティングゲートに電子を注入されておらず、オン
動作を行うようになされている。
即ち、論理「1」を記憶している状態とされている。
この第2図例においても、第1図例の場合と同様の作用
効果を得ることができる。
なお、上述の実施例においては、リファレンスセルを3
個のEPROMセル41.42.43を並列接続して構
成した場合につき述べたが、この代わりに、2個あるい
は4個以上のEPROMセルを並列接続して構成しても
良い、ここに、メモリセルを構成するEPROMセルと
同一サイズのn個のEPROMでリファレンスセルを構
成する場合、9MOs45のチャネル幅をpMO311
のチャネル幅の2Xn倍とすることによってリファレン
ス回路部の出力電圧VRをメモリ回路部の出力電圧VM
の中間値、例えば、出力電圧vMが最高値で4 [V]
 、最低値で3[V]である場合、3.5  [V]に
設定することができる。
また、上述の実施例においては、本発明をEPROMに
適用した場合につき述べたが、その他、本発明はEEP
ROM、マスクROM等の不揮発性半導体記憶装置や、
DRAMやSRAM等の揮発性半導体記憶装置にも適用
できるものである。
[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、リファレンスセルを、
複数のトランジスタを並列接続して構成したことにより
、これらトランジスタのサイズのバラツキによる特性の
バラツキを平均化し、デバイス特性への影響を緩和でき
るので、tR11II化に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例(本発明を適用したEPRO
Mの一例)の要部を示す回路図、第2図は本発明の他の
実施例(本発明を適用したEPROMの他の例)の要部
を示す回路図、第3図は従来のEPROMの一例の要部
を示す回路図である。 14・・・メモリセルを構成するEPROMセル41.
42.43・・・リファレンスセルを構成するEPRO
Mセル 44・・・リファレンスセル 本発明を適用したEPROMの一例の要部第1図 本発明を適用したEPROMの他の鍔の要部第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 記憶用セルと、参照用セルとを設け、前記記憶用セルの
    出力を前記参照用セルの出力と比較することにより前記
    記憶用セルの記憶内容を判断するようになされた半導体
    記憶装置において、 前記参照用セルを、複数のトランジスタを並列接続して
    構成したことを特徴とする半導体記憶装置。
JP1183081A 1989-07-13 1989-07-13 半導体記憶装置 Pending JPH0346197A (ja)

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EP90113379A EP0408037B1 (en) 1989-07-13 1990-07-12 Semiconductor memory device
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