JPH05128886A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH05128886A
JPH05128886A JP31346191A JP31346191A JPH05128886A JP H05128886 A JPH05128886 A JP H05128886A JP 31346191 A JP31346191 A JP 31346191A JP 31346191 A JP31346191 A JP 31346191A JP H05128886 A JPH05128886 A JP H05128886A
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JP31346191A
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Toshio Wada
俊男 和田
Shoichi Iwasa
昇一 岩佐
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Nippon Steel Corp
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C17/00Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards
    • G11C17/08Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards using semiconductor devices, e.g. bipolar elements
    • G11C17/10Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards using semiconductor devices, e.g. bipolar elements in which contents are determined during manufacturing by a predetermined arrangement of coupling elements, e.g. mask-programmable ROM
    • G11C17/12Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards using semiconductor devices, e.g. bipolar elements in which contents are determined during manufacturing by a predetermined arrangement of coupling elements, e.g. mask-programmable ROM using field-effect devices
    • G11C17/126Virtual ground arrays

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  • Read Only Memory (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 NOR型の構成をとったときに、デコーダ系
の構成を簡易にすることができると共に、高集積化を図
ることができる半導体記憶装置を提供する。 【構成】 行線方向に隣合って配置された各MOSトラ
ンジスタ8のソースを第二のビット線6に、ドレインを
第一のビット線4に接続する。第一のビット線4は第一
の選択トランジスタ16を介してデータ取出し線20に
接続され、第二のビット線6は第二の選択トランジスタ
18を介して接地されている。また、第一の選択トラン
ジスタ16のゲートと、第二の選択トランジスタ18の
ゲートはともに一つのY選択線22に接続されており、
各Y選択線22はYデコーダ14に接続されている。こ
れにより、Yデコーダ14からY選択線22を一つ選択
するだけで、一対の第一のビット線4及び第二のビット
線6を同時に選択できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体記憶装置に関
し、特にマスクによってデータのプログラムを行うタイ
プのマスクROM(Read Only Memory)に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、マスクROMにプログラムを書込
む方式には、「CMOS超LSIの設計」(菅野卓雄監
修、倍風館)の pp.168〜169に記載されているよ
うに、拡散層プログラム方式、イオン注入プログラム方
式、コンタクトホールプログラム方式等がある。また、
各メモリセルの配列の仕方によりNAND型とNOR型
に分けられる。一般的にNAND型ROMの方がセルサ
イズを小さくすることができ、またマスクの種類につい
ては拡散層プログラム方式、イオン注入プログラム方式
はセルサイズを小さくすることができる。
【0003】図2にイオン注入プログラム方式のNAN
D型ROMの回路図を示す。このNAND型ROMの回
路は、各メモリセルを構成するMOSトランジスタ72
のチャネル方向がビット線54の方向に一致した配列と
なる。通常は、予め各MOSトランジスタ72の閾値電
圧(以下、Vthと略す。)をエンハンスメント(enhanc
ement )型に設定し、選択されたMOSトランジスタ7
2のVthのみをイオン注入法によってデプレション(de
pletion )型に切り換えてプログラミングを行う。尚、
図2において、62は行デコーダ、64は列デコーダで
ある。
【0004】メモリセルからデータを読出すには、予め
全てのワード線52を“H”レベルにした状態から、選
択されたワード線52を“L”レベルに、選択されたビ
ット線54を“H”レベルにする。このとき、選択メモ
リセルのVthがデプレション型ならばワード線52が
“L”レベルになっても選択ビット線54を流れる電流
は流れたままになり、一方、エンハンスメント型ならば
選択ビット線54を流れる電流がカットされる。以上の
方法によって読出しが可能となる。
【0005】また、図3にイオン注入プログラム方式の
NOR型ROMの回路図を示す。このNOR型ROMの
回路は、行方向に対してはビット線56、MOSトラン
ジスタ72、ビット線58の順に繰り返し配置した構成
としている。列方向に配置されたMOSトランジスタ7
2のドレインとソースはそれぞれ左右のビット線56,
58に接続され、行方向に配置されたMOSトランジス
タ72のゲートは同一のワード線52に接続される。ビ
ット線56は全て電気的に接地されており、ビット線5
8によって列方向の選択を行う。
【0006】この場合、予め各MOSトランジスタ72
のVthを、ワード線52が“H”レベルになったときに
オンする程度のエンハンスメント型に設定しておく。そ
して、選択されたメモリセルのVthだけをイオン注入法
によって、ワード線52が“H”レベルになってもオン
しない値に切り換えてプログラミングを行う。また、メ
モリセルからデータを読出すには、まず、予め各ワード
線52を“L”レベル又はオープンにしておき、ビット
線56,58もオープンにしておく。そして、選択され
たワード線52のみ“H”レベルにし、一対のビット線
56,58を選択する。このとき、選択メモリセルのV
thが、ワード線52が“H”レベルになってもオンしな
い値に切り換えられている場合には、その一方のビット
線56は接地され、他方のビット線58は選択トランジ
スタ74を通してオペアンプ66に接続される。このよ
うに選択メモリセルの導通を見ることにより読出しを行
う。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、NAND型
ROMは、列方向に多数のメモリセルをぶら下げるほ
ど、セルトランジスタのオン抵抗が大きくなるので、ビ
ット線を流れる電流値が段々小さくなり、アクセススピ
ードが遅くなってしまう。このため、この構成の場合に
は、列方向にぶら下げるメモリセルの数が制限される。
【0008】一方、NOR型ROMの場合には、NAN
D型ROMにおける上記欠点を有しないが、各メモリセ
ルに対して二つのビット線を要し、しかも、これに付随
してデコーダ系の構成が複雑になるため、メモリセルア
レイの面積がNAND型に比べて大きくなってしまう。
【0009】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
であり、NOR型の構成をとったときに、デコーダ系の
構成を簡易にすることができると共に、高集積化を図る
ことができる半導体記憶装置を提供することを目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明は、記憶セルとして一のMOSトランジスタ
を有し、行線と、該行線を選択する行デコーダと、列線
と、該列線を選択する列デコーダと、データを取り出す
ためのデータ取出し線とを備える半導体記憶装置におい
て、前記列線を、交互に配置した第一の列線と第二の列
線に区分し、前記行線方向に隣合って配置された前記M
OSトランジスタの各ドレインを前記第一の列線に、前
記行線方向に隣合って配置された前記MOSトランジス
タの各ソースを前記第二の列線に接続し、且つ一の行方
向に配置された前記MOSトランジスタの各ゲートを一
の前記行線に接続した記憶セルアレイと、前記第一の列
線の各々と接地電位との間に接続された第一のスイッチ
ィング手段と、前記第二の列線の各々と前記データ取出
し線との間に接続された第二のスイッチィング手段と、
一対の前記第一及び第二のスイッチィング手段を同時に
導通状態とするための列選択線とを設け、前記列デコー
ダは前記列選択線を選択することにより前記第一及び第
二の列線を選択するように構成したことを特徴とするも
のである。
【0011】
【作用】本発明は上記の構成によって、NOR型の半導
体記憶装置であるが、行線方向に隣合って配置されたM
OSトランジスタを、その間にある同一の列線(第一の
列線又は第二の列線)に接続したことにより、従来のN
OR型の装置に比べて列線の数が半分に減り、したがっ
て従来のNOR型の装置に比べて記憶セルアレイの面積
が小さくなる。また、一対の第一及び第二のスイッチィ
ング手段を同時に導通状態とするための列選択線を設け
たことにより、一つの列選択線を選択することによって
一対の第一の列線と第二の列線を同時に選択できるた
め、列デコーダの構成は従来のNAND型と同じ簡単な
構成にすることができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図1は本発明の一実施例であるマスクR
OMの回路図である。図1に示す回路は、多数のワード
線(x0 ,x1 ,x2 ,・・・ ,xm-1 )2と、ビット線
(y0 ,y1 ,y2 ,・・・ ,yn )4,6と、多数のメ
モリセルがマトリックス状に配列されたm行n列のメモ
リセルアレイ10と、メモリセルを選択するXデコーダ
12及びYデコーダ14と、第一の選択トランジスタ1
6及び第二の選択トランジスタ18と、Y選択線
(ys0,ys1,ys2,・・・ ,ysn-1)22と、Xインヒ
ビットトランジスタ24及びYインヒビットトランジス
タ26と、センスアンプ28とを備えるものである。
【0013】メモリセルは一つのMOSトランジスタ8
からなる。メモリセルアレイ10は、行方向に対しては
第一のビット線4、MOSトランジスタ8、第二のビッ
ト線6、MOSトランジスタ8の順に繰り返し配置し、
列方向に対してはワード線2とMOSトランジスタ8を
交互に配置して構成されている。行線方向に隣合って配
置された各MOSトランジスタ8のソースは隣合う第二
のビット線(y1 ,y3 ,y5 ,・・・ )6に、ドレイン
は隣合う第一のビット線(y0 ,y2 ,y4 ,・・・ )4
に接続されている。また、行方向に配置されたMOSト
ランジスタ8のゲートは、同一のワード線2に接続され
る。
【0014】第一のビット線4は第一の選択トランジス
タ16を介してデータ取出し線20に接続され、第二の
ビット線6は第二の選択トランジスタ18を介して接地
されている。また、第一の選択トランジスタ16のゲー
トと、第二の選択トランジスタ18のゲートはともに一
つのY選択線22に接続されており、各Y選択線22は
Yデコーダ14に接続されている。これにより、Yデコ
ーダ14からY選択線22を一つ選択するだけで、一対
の第一のビット線4及び第二のビット線6を同時に選択
できる。
【0015】また、ワード線2には直列にXインヒビッ
トトランジスタ24が接続され、全ワード線2が非選択
即ちスタンバイ状態のとき、全ワード線2をディスチャ
ージできるようにしている。同様に、ビット線4,6に
も直列にYインヒビットトランジスタ26を接続し、ス
タンバイ状態時にはオンさせて、全ビット線4,6をリ
ファレンス電位Vref にすることができる。
【0016】各MOSトランジスタ8の閾値電圧(以
下、Vthと略す。)は、予めワード線2が“H”レベル
になったときにオンする程度のエンハンスメント(enha
ncement )型に設定しておく。そして、選択されたメモ
リセルのVthだけをイオン注入法によって、ワード線2
が“H”レベルになってもオンしない値に切り換えてプ
ログラミングを行う。
【0017】次に、本実施例のマスクROMにおけるプ
ログラムの読出し方法について述べる。例えば、図1に
おけるメモリセルM01を読出す場合を説明する。まず、
予めYインヒビットトランジスタ26をオン状態にして
全ビット線4,6をリファレンス電位Vref にし、一
方、Xインヒビットトランジスタ24をオフ状態にして
おく。そして、ワード線x0 を選択し、ワード線x0
接続されたMOSトランジスタ8aのゲートをハイレベ
ル電位Vccにする。さらに、Y選択線ys1を選択する
と、Y選択線ys1に接続されている第一選択トランジス
タ16a及び第二選択トランジスタ18aは導通状態と
なるので、第一のビット線y2 は接地され、第二のビッ
ト線y1 はデータ取出し線20を介してセンスアンプ2
8の入力に接続される。いま、メモリセルM01のVth
CCより低い場合には、MOSトランジスタ8aは導通
して、結果的にビット線はGND電位(接地)となる。
また、メモリセルM01のVthがVcc以上である場合に
は、MOSトランジスタ8aは導通せず、予め与えられ
たVref がセンスアンプ28へ入力される。以上のよう
にして各メモリセルの選択読出しを行う。
【0018】本実施例のマスクROMでは、NOR型の
構成をとっているので、列方向に接続されるセルトラン
ジスタの数が増えても、ビット線を流れる読出し電流が
小さくなることはないので、アクセススピードの低下を
防止することができる。しかも、行線方向に隣合って配
置されたセルトランジスタは同一のビット線に接続され
るように構成したことにより、従来のNOR型ROMに
比べてビット線の数が半分に減りメモリセルアレイの面
積が小さくなる。
【0019】また、従来のNOR型の場合、一つのメモ
リセルを選択するときに、二つのビット線を選択しなけ
ればならず、デコーダ系の回路構成が複雑になっていた
が、本実施例では、第一のビット線に接続された第一の
選択トランジスタと第二のビット線に接続された第二の
選択トランジスタとを同時に選択するY選択線を設けた
ことにより、一つのY選択線を選択することによって一
対の第一及び第二のビット線を同時に選択できるため、
Yデコーダの構成を従来のNAND型と同様に簡単にす
ることができる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、N
OR型の構成をとり、しかも行線方向に隣合って配置さ
れたMOSトランジスタは同一の列線(第一又は第二の
列線)に接続されるように構成したことにより、高集積
化を図ることができ、さらに一つの列選択線で一対の第
一及び第二の列線を選択できる構成としたことにより、
Yデコーダの構成を簡単にすることができる半導体記憶
装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であるマスクROMの等価回
路図である。
【図2】従来のNAND型ROMの等価回路図である。
【図3】従来のNOR型ROMの等価回路図である。
【符号の説明】
2 ワード線 4 第一のビット線 6 第二のビット線 8 MOSトランジスタ 10 メモリセルアレイ 12 Xデコーダ 14 Yデコーダ 16 第一選択トランジスタ 18 第二選択トランジスタ 20 データ取出し線 22 Y選択線 24 Xインヒビットトランジスタ 26 Yインヒビットトランジスタ 28 センスアンプ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 記憶セルとして一のMOSトランジスタ
    を有し、行線と、該行線を選択する行デコーダと、列線
    と、該列線を選択する列デコーダと、データを取り出す
    ためのデータ取出し線とを備える半導体記憶装置におい
    て、 前記列線を、交互に配置した第一の列線と第二の列線に
    区分し、前記行線方向に隣合って配置された前記MOS
    トランジスタの各ドレインを前記第一の列線に、前記行
    線方向に隣合って配置された前記MOSトランジスタの
    各ソースを前記第二の列線に接続し、且つ一の行方向に
    配置された前記MOSトランジスタの各ゲートを一の前
    記行線に接続した記憶セルアレイと、 前記第一の列線の各々と接地電位との間に接続された第
    一のスイッチィング手段と、 前記第二の列線の各々と前記データ取出し線との間に接
    続された第二のスイッチィング手段と、 一対の前記第一及び第二のスイッチィング手段を同時に
    導通状態とするための列選択線とを設け、 前記列デコーダは前記列選択線を選択することにより前
    記第一及び第二の列線を選択するように構成したことを
    特徴とする半導体記憶装置。
JP31346191A 1991-10-31 1991-10-31 半導体記憶装置 Withdrawn JPH05128886A (ja)

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