JP2008146796A - Nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents
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Abstract
【課題】不揮発性半導体記憶装置における不良セルの存在による製品歩留まりの低下を抑制し、信頼性を高めると共に、回路規模の拡大を抑える。
【解決手段】シリアル接続された7ビットのメモリセル10(100〜106)からなるe−fuseブロック22の下位4ビットに実効データが格納され、上位3ビットに符号データが格納されている。第1セレクタ回路41は、2つの入力端子IN0、IN1を有しており、前者には外部からの入力信号SIが、後者には誤り訂正回路44からの出力信号が入力される。符号生成/シンドローム発生回路42では、排他的論理和回路425及び426が、符号データ生成又はシンドローム生成に必要な排他的論理和演算を実行している。その他の回路421−424は、排他的論理和回路425及び426の機能(符号データ生成、シンドローム生成)の切り替え等を担当している。
【選択図】図3[PROBLEMS] To suppress a decrease in product yield due to the presence of defective cells in a nonvolatile semiconductor memory device, improve reliability, and suppress an increase in circuit scale.
Effective data is stored in the lower 4 bits of an e-fuse block 22 composed of serially connected 7-bit memory cells 10 (100 to 106), and code data is stored in the upper 3 bits. The first selector circuit 41 has two input terminals IN0 and IN1, and an input signal SI from the outside is input to the former, and an output signal from the error correction circuit 44 is input to the latter. In the code generation / syndrome generation circuit 42, the exclusive OR circuits 425 and 426 execute exclusive OR operations necessary for code data generation or syndrome generation. The other circuits 421-424 are responsible for switching the functions (code data generation, syndrome generation) of the exclusive OR circuits 425 and 426.
[Selection] Figure 3
Description
この発明は不揮発性半導体記憶装置に関する。 The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device.
DRAM、SRAM等のメモリ、及び論理回路等から構成されている半導体集積回路においては、不良メモリセルの救済情報、回路設定情報等を含む初期設定情報を不揮発に記憶して初期設定を実行する必要があり、こうした情報を格納するためフューズ素子等を用いた不揮発性半導体記憶装置が搭載されている(例えば、特許文献1参照)。こうした不揮発性半導体記憶装置の1つとして、MOS構造の半導体素子に対して最大定格を超える高電圧を印加して絶縁膜を破壊することにより情報を記憶する絶縁膜破壊型半導体記憶素子(以下、e−fuse素子と呼ぶ) を用いた不揮発性半導体記憶装置が提案されている。 In a semiconductor integrated circuit composed of a memory such as a DRAM or SRAM, a logic circuit, etc., it is necessary to store initial setting information including repair information of defective memory cells, circuit setting information, etc. in a nonvolatile manner and execute initial setting. In order to store such information, a nonvolatile semiconductor memory device using a fuse element or the like is mounted (for example, see Patent Document 1). As one of such nonvolatile semiconductor memory devices, an insulating film destructive semiconductor memory element (hereinafter referred to as “an insulating film breakdown semiconductor memory element”) that stores information by applying a high voltage exceeding the maximum rating to a semiconductor element having a MOS structure and destroying the insulating film. A nonvolatile semiconductor memory device using an e-fuse element has been proposed.
このような不揮発性半導体記憶装置への初期設定情報の格納は製造工程内の試験の段階で実行され、製品出荷後はその状態を長期間維持することが求められる。フューズの製造条件やプログラム条件によっては、プログラム後の経時変化によりデータが破壊される可能性もあり、素子の信頼性に対する要求は厳しい。 The storage of the initial setting information in the nonvolatile semiconductor memory device is executed at a test stage in the manufacturing process, and it is required to maintain the state for a long time after product shipment. Depending on the manufacturing conditions and programming conditions of the fuse, there is a possibility that the data may be destroyed due to a change with time after the programming, and the requirement for the reliability of the element is severe.
また、こうした不揮発性半導体記憶装置は、製品の仕様によっては不良救済が困難であり、1ビットでも不良があった場合にはその製品にとって致命的な欠陥となりかねないという問題がある。
本発明は、不良セルの存在による製品歩留まりの低下を抑制し、信頼性を高めると共に、回路規模の増大を抑えることができる不揮発性半導体記憶装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory device that can suppress a decrease in product yield due to the presence of defective cells, increase reliability, and suppress an increase in circuit scale.
本発明の一の態様に係る不揮発性半導体装置は、データを不揮発に記憶する半導体記憶素子及びこの半導体記憶素子から読み出されるデータを格納するデータレジスタとを含むメモリセルを複数配置してなり、前記データレジスタをシリアル接続して構成されデータを順次外部に転送すると共に外部より転送されたデータを格納し前記半導体記憶素子に記憶させるシフトレジスタを備え、前記シフトレジスタの後段部に対応するmビットの半導体記憶素子にmビットの実効データを格納する一方前記シフトレジスタの前段部に対応するnビットの半導体記憶素子に実効データの誤り訂正を実行するためのnビットの符号データを格納し全体として(m+n、m)巡回符号データを格納可能にされたメモリセルアレイと、前記前段部の上流側に配置され外部からの入力データ又は前記後段部の出力データのいずれかを選択的に前記前段部の先頭に入力させる第1セレクタ回路と、前記前段部と前記後段部との間に配置され前記前段部の出力データ又は前記後段部の出力データのいずれかを選択的に前記後段部の先頭に入力させる第2セレクタ回路と、前記後段部の出力信号を入力されると共に前記実効データ及び前記符号データに基づいて生成されたシンドロームを入力されて前記実効データの誤り訂正を実行する誤り訂正回路と、前記前段部に含まれる前記データレジスタとシリアル接続された排他的論理和回路を少なくとも備え、前記後段部に格納された実効データを前記第1セレクタ回路を介して入力させて該実効データの誤りを訂正するための符号データを生成して前記前段部に格納させると共に、前記前段部に格納された符号データ及び前記後段部に格納された実効データを前記第1セレクタ回路を介して入力させてシンドロームを生成し、このシンドロームを符号データに代えて前記前段部に格納させる符号データ/シンドローム生成回路とを備えたことを特徴とする。 A nonvolatile semiconductor device according to an aspect of the present invention includes a plurality of memory cells including a semiconductor memory element that stores data in a nonvolatile manner and a data register that stores data read from the semiconductor memory element, A data register is serially connected, and is provided with a shift register that sequentially transfers data to the outside, stores the data transferred from the outside, and stores the data in the semiconductor memory element. While storing m-bit effective data in the semiconductor memory element, n-bit code data for executing error correction of effective data is stored in the n-bit semiconductor memory element corresponding to the preceding stage of the shift register as a whole ( m + n, m) A memory cell array capable of storing cyclic code data, and upstream of the preceding stage A first selector circuit that selectively inputs either the externally input data or the output data of the subsequent stage part to the head of the preceding stage part, and is disposed between the preceding stage part and the subsequent stage part A second selector circuit for selectively inputting either the output data of the rear part or the output data of the rear stage part to the head of the rear stage part, the output signal of the rear stage part being inputted, and the effective data and the code data An error correction circuit that performs error correction of the effective data by inputting a syndrome generated based on the data, and an exclusive OR circuit serially connected to the data register included in the front stage, The effective data stored in the unit is input via the first selector circuit to generate code data for correcting an error in the effective data, and And the code data stored in the preceding stage and the effective data stored in the succeeding stage are input via the first selector circuit to generate a syndrome, and the syndrome is replaced with the code data. A code data / syndrome generation circuit to be stored in the preceding stage is provided.
この発明によれば、不良セルの存在による製品歩留まりの低下を抑制し、信頼性を高めると共に、回路規模の増大を抑えることができる不揮発性半導体記憶装置を提供することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to provide a nonvolatile semiconductor memory device that can suppress a decrease in product yield due to the presence of defective cells, increase reliability, and suppress an increase in circuit scale.
次に、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
以下の実施の形態では、不揮発性半導体記憶装置の半導体記憶素子として所謂e−fuse素子を用いた例を説明するが、本発明はこれに限定されず、レーザフューズ素子、マスクROMなど、様々な不揮発性メモリセルに適用することができる。 In the following embodiments, an example in which a so-called e-fuse element is used as a semiconductor memory element of a nonvolatile semiconductor memory device will be described. However, the present invention is not limited to this, and a variety of laser fuse elements, mask ROMs, etc. The present invention can be applied to a nonvolatile memory cell.
まず、e−fuse素子を用いた不揮発性半導体記憶装置の一例を、図面を参照して説明し、次いで本発明の実施の形態の特徴的な部分を説明する。 First, an example of a nonvolatile semiconductor memory device using an e-fuse element will be described with reference to the drawings, and then a characteristic part of an embodiment of the present invention will be described.
まず、e−fuse素子を用いた不揮発性半導体記憶装置の一例を、図1及び図2を参照して説明する。この例に用いられるe−fuseメモリセル10の構成例を図1を参照して説明する。メモリセル10は、e−fuse素子1(半導体記憶素子)、バリアトランジスタ2、選択トランジスタ3、センスアンプ4、データレジスタFFR、FFWを備えている。
First, an example of a nonvolatile semiconductor memory device using an e-fuse element will be described with reference to FIGS. A configuration example of the
e−fuse素子1は、基板、ソース、ドレインがショートされ書き込み電圧VBPが印加されたpチャネルMOSトランジスタにより構成されている。そのゲートには、バリアトランジスタ2を構成するnチャネルMOSトランジスタのドレインが接続されている。
The
バリアトランジスタ2は、プログラム時の高電圧が周辺回路例えばセンスアンプ4等に与える影響を緩和するために設けられており、書き込み時のそのゲートに電圧VBTが与えられる。電圧VBTは、書き込み時の電流制御にも関係するため、電圧VBT−Vt(Vtはバリアトランジスタ2のしきい値電圧)の値が、センスアンプに印加されても問題ない範囲でなるべく大きい値に設定されるのが望ましい。
The
バリアトランジスタ2のソースには、選択トランジスタ3を構成するnチャネルMOSトランジスタのドレインが接続され、ソースは接地されている。
The source of the
センスアンプ4は、バリアトランジスタ2と選択トランジスタ3との接続ノードに入力端子を接続され、この接続ノードの信号を検知・増幅する。
The
センスアンプ4で増幅された信号は、データとしてデータレジスタFFRに格納される。このメモリセル10は、図1に示すX方向に複数配列され、このデータレジスタFFRも、X方向に直列に複数個接続されてシフトレジスタを構成している。従って、メモリセル10に格納されるデータは、データレジスタFFRに保持された後、クロック信号に従い順次シフトレジスタ中を転送され、外部に出力される。
The signal amplified by the
また、データレジスタFFWは、e−fuse素子1へ書き込むデータを外部から取り込んで一時保持するために用いられる。データレジスタFFWに保持されたデータが“1”であれば、選択トランジスタ3はONとなり、バリアトランジスタ2も導通されることによりe−fuse素子1が破壊されてデータ“1”が書き込まれる。一方、データレジスタFFWに保持されたデータが“0”であれば、選択トランジスタ3はOFFとなり、これによりe−fuse素子1は破壊されず、メモリセル10に保持されるデータは“0”のままとされる。
Further, the data register FFW is used for taking in data to be written to the
図2は、この例に係る、図1のメモリセル10を複数個集積して形成したヒューズマクロ20の構成例を示している。図2に示されるヒューズマクロ20は、電圧発生回路21、e−fuseブロック22、及び制御回路23を備えている。
FIG. 2 shows a configuration example of a
e−fuseブロック22は、例えば64個のメモリセル10と、制御回路22Bを備えて構成され、この例では複数個直列に接続されてヒューズマクロ20を構成している。図2に示す例では、e−fuseブロック22が16段直列に接続されることで、64×16=1024ビットのヒューズマクロが構成されている。これはあくまで一例であり、e−fuseブロック22内のメモリセル数、全体のメモリセル数は必要に応じて任意に変更可能である。
The
64個のメモリセル10中に含まれるデータレジスタFFW、FFRは直列に接続されてシフトレジスタを構成しており、クロックパルスCLKに従い、保持データを出力端子側に1ビットずつシフトし、最下位ビットのデータを出力端子SOから出力可能としている。
The data registers FFW and FFR included in the 64
電圧発生回路21は、このe−fuseブロック22に対し、書き込み、読み出し等に必要な電圧(例えばVBP、VBT)を供給する。
The
制御回路23は、クロック信号CLKに同期して書き込み用のデータSIをシリアルに入力し、読み出すときはデータ出力端子SOからシリアルにデータを出力する構成になっている。その他、各種制御信号が入力される。入力されたデータは、先頭のe−fuseブロック22から順次転送されて各メモリセル10に書き込まれる。
The
以上、e−fuse素子を用いた不揮発性半導体装置の一例を示した。このような不揮発性半導体装置は、DRAM、SRAM等の別の半導体メモリ装置の不良素子の救済のための情報、様々な回路設定情報、チップの識別情報などを記憶するために用いられることが多い。すなわち製造工程内の試験の段階でプログラムが行われ、製品出荷後はその状態を長期間維持することが求められる。フューズの製造条件やプログラム条件によっては、プログラム後の経時変化によりデータが破壊される可能性もないとはいえないため素子の信頼性に関する要求は厳しい。 Heretofore, an example of a nonvolatile semiconductor device using an e-fuse element has been shown. Such a nonvolatile semiconductor device is often used for storing information for relieving a defective element of another semiconductor memory device such as a DRAM or SRAM, various circuit setting information, chip identification information, and the like. . That is, a program is executed at the test stage in the manufacturing process, and it is required to maintain the state for a long time after product shipment. Depending on the manufacturing conditions and programming conditions of the fuse, there is no possibility that the data will be destroyed due to a change with time after the programming, so that the requirements regarding the reliability of the element are severe.
また、このようなe−fuse素子を用いた不揮発性半導体記憶装置は、メモリ装置内において、電源投入時にほぼ自動的にe−fuse素子に蓄えられているデータを転送されるような使い方をされることが多く、不良素子があった場合の救済が非常に難しく、かつ1ビットでも不良があった場合にその製品にとって致命的なことにもなりかねない。従って、このようなe−fuse素子を用いた不揮発性半導体記憶装置の歩留まりがメモリ装置全体の歩留まりに直結してしまう可能性がある。そこで本実施の形態では、上記のようなシフトレジスタでデータを読み出す形式を有する不揮発性半導体記憶装置において、次に説明するような誤り訂正機能を付加することで、この問題を解決している。また、誤り訂正機能の付加による回路規模の増大が最小限に抑えられている。 In addition, the nonvolatile semiconductor memory device using such an e-fuse element is used in such a manner that the data stored in the e-fuse element is transferred almost automatically when the power is turned on in the memory device. If there is a defective element, it is very difficult to relieve it, and if even one bit is defective, it can be fatal to the product. Therefore, there is a possibility that the yield of the nonvolatile semiconductor memory device using such an e-fuse element is directly connected to the yield of the entire memory device. Therefore, in the present embodiment, this problem is solved by adding an error correction function as described below to the nonvolatile semiconductor memory device having a format for reading data by the shift register as described above. Further, an increase in circuit scale due to the addition of the error correction function is minimized.
[第1の実施の形態]
次に、誤り訂正機能を有する第1の実施の形態の不揮発性半導体記憶装置1を、図3を参照して説明する。図1、図2と同一の構成要素については同一の符号を付し、以下ではその詳細な説明は省略する。なお、図3では、メモリセル10の構成要素のうち、データレジスタFFRのみを図示し、その他の構成要素(図1)は図示を省略している。
[First Embodiment]
Next, the nonvolatile
この実施の形態の不揮発性半導体記憶装置は、シリアル接続された7ビットのメモリセル10(100〜106)からなるe−fuseマクロであり、誤り訂正符号として(7、4)巡回符号を用いて1ビット訂正を実行するものである。7ビットのメモリセル10により、e−fuseブロック22が形成されている。7ビット、(7,4)巡回符号を用いているのは、あくまで一例であって、一般的に(m+n、m)巡回符号データを格納可能な(m+n)ビットのe−fuseブロックにも本発明は適用可能である。
The nonvolatile semiconductor memory device of this embodiment is an e-fuse macro composed of serially connected 7-bit memory cells 10 (100 to 106), and uses (7, 4) cyclic codes as error correction codes. One-bit correction is performed. The 7-
この実施の形態の不揮発性半導体記憶装置1は、シリアル接続された7ビットのメモリセル10の下位4ビット(メモリセル100〜103)に実際に外部で使用される実効データが格納され、上位3ビット(メモリセル104〜106)にこの実効データの誤り訂正に用いられる符号データが格納可能なように構成されている。そして、シンドロームが生成されると、この符号データに代えて、上位3ビットのメモリセル104〜106にシンドロームが格納され、誤り訂正に用いられる。
In the nonvolatile
このような機能を実行するため、この実施の形態の不揮発性半導体記憶装置1は、図3に示すように、第1セレクタ回路41、符号生成/シンドローム生成回路42、第2セレクタ回路43、誤り訂正回路44、及び制御回路23を備えている。これらの回路41〜45の詳細については後述するが、この図3に示す構成により、シンドローム格納用の特別の記憶素子を別途設ける必要が無く、回路規模を小さくされている。
In order to execute such a function, the nonvolatile
第1セレクタ回路41は、e−fuseブロック22の上流側に設けられ、制御回路23から出力される制御信号SL1に基づき、e−fuseブロック22に入力されるデータを切り替える機能を有する。具体的に第1セレクタ回路41は、2つの入力端子IN0、IN1を有しており、前者には外部からの入力信号SIが、後者には誤り訂正回路44からの出力信号が入力される。どちらの信号が選択・入力されるかは、制御回路23が出力する制御信号SL1により決定される。
The
また、符号生成/シンドローム発生回路42は、論理ゲート421、インバータ422、論理ゲート423、インバータ424、排他的論理和回路425、及び排他的論理和回路426とから構成されている。排他的論理和回路425及び426が、符号データ生成又はシンドローム生成に必要な排他的論理和演算を実行し、その他は、排他的論理和回路425及び426の機能(符号データ生成、シンドローム生成)の切り替え等を担当している。
The code generation /
論理ゲート421は、メモリセル104の出力信号と、制御回路23からの制御信号Sig1を入力され、これら入力信号の論理積の反転値(否定値)を出力する。インバータ422は、論理ゲート421の出力信号を入力されその反転信号を出力する。
The
論理ゲート423は、制御信号Sig1と、排他的論理和回路425の出力信号を入力され、これら入力信号の論理積の反転値(否定値)を出力する。インバータ424は、論理ゲート423の出力信号を入力されてその反転信号を出力する。
The
排他的論理和回路425は、第1セレクタ回路41の出力端子Oと最上位ビットのメモリセル106との間にシリアル接続されている。排他的論理和回路425の一方の入力端子にはインバータ422の出力信号が入力され、他方の入力端子には第1セレクタ回路41の出力端子Oからの出力信号が入力されている。また、排他的論理和回路425の出力信号は、前述のように論理ゲート423の一方の入力端子にも接続されている。
The exclusive OR
排他的論理和回路426は、最上位ビットのメモリセル106と1つ下段のメモリセル105との間にシリアル接続されている。即ち、排他的論理和回路426の一方の入力端子は、メモリセル106に接続され、他方の入力端子はインバータ424の出力端子に接続されている。そして、排他的論理和回路426の出力端子はメモリセル105に接続されている。
The exclusive OR
制御信号Sig1が“L”(VSS)のとき、排他的論理和回路425は第1セレクタ回路41の出力信号を単に通過させるように機能する。また、排他的論理和回路426はメモリセル106の出力信号を単に通過させるように機能する。
When the control signal Sig1 is “L” (VSS), the exclusive OR
一方、制御信号Sig1が“H”(VDD)のとき、排他的論理和回路425及び426は符号データ生成又はシンドローム生成に必要な排他的論理和演算を実行する。
On the other hand, when the control signal Sig1 is “H” (VDD), the exclusive OR
第2セレクタ回路43は、e−fuseブロック22を構成する上段部(メモリセル104〜106)と後段部(メモリセル100〜103)との間にシリアル接続され、制御回路23から出力される制御信号SL2に基づき、e−fuseブロック22の後段部に入力されるデータを切り替える機能を有する。具体的に第2セレクタ回路43は、3つの入力端子IN0、IN1、IN2を有している。入力端子IN0には外部からの入力信号SIが、入力端子IN1には上段部(メモリセル104)からの出力信号が、入力端子IN2には誤り訂正回路44からの出力信号がそれぞれ入力され得る。どのの信号が選択・入力されるかは、制御回路23が出力する制御信号SL2により決定される。
The
また、誤り訂正回路44は、論理ゲート441、論理ゲート442及び排他的論理和回路443とから構成されている。論理ゲート441は、メモリセル106のデータレジスタFFR6のラッチデータ、メモリセル105のデータレジスタFFR5のラッチデータの反転データ、メモリセル104のデータレジスタFFR4のラッチデータの反転データの論理積の反転値を出力する。
The
また、論理ゲート442は、一方の入力端子に論理ゲート441の出力信号を入力され、他方には制御回路23からの制御信号Sig2を入力され、両入力信号の論理和の反転値を出力する。
The
また、排他的論理和回路443は、メモリセル100の出力信号と、論理ゲート442の出力信号との排他的論理和信号を出力する。制御信号Sig2が“H”(VDD)であると、論理ゲート442の出力は“L”に固定され、これにより、誤り訂正回路44は誤り訂正を実行せず、単にe−fuseブロック22からの出力信号を通過させるように機能する。制御信号Sig2は“L”(VSS)とされると、e−fuseブロック22の上段部に格納されたシンドロームに基づいて、メモリセル100〜103(下段部)に格納された実効データの誤り訂正が実行される。
The exclusive OR
次に、本実施の形態の不揮発性半導体記憶装置の作用を説明する。(1)データ書き込みのための外部データの転送、(2)符号データ生成・書き込み、(3)シンドローム生成、(4)誤り訂正及び外部へのデータ転送、の順で説明する。
(1)データ書き込みのための外部データ(外部からの入力信号)の転送
e−fuseブロック22に実効データ・及び符号データの書き込みを行う場合には、例えば図4に示すように、制御信号SL1、SL2を切り替えて、外部からの入力信号SIを第1セレクタ回路41の入力端子IN0から入力させ、またメモリセル104の出力信号を第2セレクタ回路43の入力端子IN1から入力させる。また、制御信号Sig1を“L”(VSS)にして符号データ/シンドローム生成回路42の動作を停止させると共に、制御信号Sig2を“H”(VDD)に設定して、誤り訂正回路44の動作を停止させる。このようにして実効データがメモリセル100〜103(下段部)のデータレジスタFFW0〜3に格納される。
Next, the operation of the nonvolatile semiconductor memory device of this embodiment will be described. (1) Transfer of external data for data writing, (2) Code data generation / writing, (3) Syndrome generation, (4) Error correction and data transfer to the outside will be described in this order.
(1) Transfer of external data (input signal from outside) for data writing When effective data and code data are written in the
なお、外部からの入力信号SIを、第2セレクタ回路43の入力端子IN0から入力させるようにしてもよい。この場合、第2セレクタ回路41は、信号を出力しない(接地電位VSSを出力する)ようにするのが好ましい。
(2)符号データ生成・書き込み
次に、メモリセル100〜103に書き込まれた実効データの誤り訂正のための符号データを生成し、生成後、前述の実効データ(メモリセル100〜103(下段部)のデータレジスタFFW0〜3に格納されている)とこの符号データとをe−fuse素子1に書き込む手順を図5を参照して説明する。
An external input signal SI may be input from the input terminal IN0 of the
(2) Code data generation / write Next, code data for error correction of the effective data written in the
この場合、制御信号Sig1を“H”(VDD)にして符号データ/シンドローム生成回路42を動作状態に設定すると共に、制御信号Sig2を“H”(VDD)に設定して、誤り訂正回路44の動作を停止状態に維持する。また、制御信号SL1により第1セレクタ回路41の入力端子IN1を選択してメモリセル100(e−fuseブロック22の最下段のメモリセル)の出力信号を誤り訂正回路44(停止状態)を介して符号データ/シンドローム生成回路42に入力可能な状態とする。
In this case, the
また、制御信号SL2により第2セレクタ回路43の入力端子IN2を選択して、同様にメモリセル100の出力信号を誤り訂正回路44(停止状態)を介してメモリセル103に入力可能な状態とする。すなわち、メモリセル100〜103に書き込まれた実効データは、第1セレクタ回路41により符号データ/シンドローム生成回路42に転送可能とされると共に、第2セレクタ回路43によりe−fuseブロック22の下段部のメモリセル100〜103内を巡回可能とされる。
In addition, the input terminal IN2 of the
この状態において、クロック信号CLKを4パルス入力して4ビット分のデータ転送を行うと、e−fuseブロック22の下段部(メモリセル100〜103)に格納された4ビットの実効データが符号データ/シンドローム生成回路42に入力され、メモリセル104〜106のデータレジスタFFW4〜6に3ビットの符号データが生成され、格納される。
In this state, when four pulses of the clock signal CLK are input and data transfer of 4 bits is performed, the effective data of 4 bits stored in the lower part (
一方、e−fuseブロック22の下段部(メモリセル100〜103)では、第2セレクタ回路43により、4ビットの実効データが一巡して元通りのデータレジスタFFW0〜3に戻る。
On the other hand, in the lower part of the e-fuse block 22 (
このような(1)、(2)の手順により、実効データ、及び符号データがデータレジスタFFW0〜6に格納される。その後、周知の手法により、これらのデータをe−fuse素子1に書き込む。
(3)シンドローム生成
次に、上記の実効データ及び符号データに基づいたシンドロームの生成の手順を、図6を参照して説明する。まず、e−fuse素子1に記憶されている実効データ及び符号データを読み出して、各々のデータレジスタFFR0〜6に格納する。
Effective data and code data are stored in the data registers FFW0 to FFW6 by the procedures (1) and (2). Thereafter, these data are written in the
(3) Syndrome Generation Next, a procedure for generating a syndrome based on the above effective data and code data will be described with reference to FIG. First, effective data and code data stored in the
次に、制御信号Sig1を“L”(VSS)にして符号データ/シンドローム生成回路42を停止状態に設定すると共に、制御信号Sig2を“H”(VDD)に設定して、誤り訂正回路44の動作を停止状態に維持する。そして、制御信号SL1、SL2により、第1セレクタ回路41では入力端子IN1を、第2セレクタ回路43では入力端子IN1を選択する。この状態において、シンドローム生成のため、クロック信号CLKを3パルス分出力し、データレジスタFFR0〜6内において3ビット分のデータの巡回を行う。
Next, the
次に、制御信号Sig1を“L”から“H”に切り替え、符号データ/シンドローム生成回路42を動作状態に切り替えた後、クロック信号CLKを4パルス分出力し、データレジスタFFR0〜6内において4ビット分のデータ転送を行う。これにより、e−fuseブロック22の上位3ビットには、符号データに代えてシンドロームが格納される。
(4)誤り訂正及び外部へのデータ転送
次に、データレジスタFFR0〜3に格納された実効データの誤り訂正を、データレジスタFFR4〜6に格納されたシンドロームに基づいて実行して、誤り訂正後の実効データを外部に転送する手順を、図7を参照して説明する。このとき、第1セレクタ回路41は、入力端子IN0、IN1のいずれも選択されず、出力端子から接地電位VSSを出力するように設定される。また、第2セレクタ回路42では、入力端子IN2が選択され、実効データがメモリセル100〜103内で巡回可能にされる。
Next, the control signal Sig1 is switched from “L” to “H”, the code data /
(4) Error correction and external data transfer Next, error correction of effective data stored in the data registers FFR0 to FFR3 is executed based on the syndromes stored in the data registers FFR4 to FFR6, and after error correction A procedure for transferring the effective data to the outside will be described with reference to FIG. At this time, the
また、制御信号Sig1は“H”(VDD)に設定され、制御信号Sig2は“L”に設定される。これにより、符号データ/シンドローム生成回路42が動作し、データレジスタFFR4〜6に格納されているシンドロームのデータを、クロック信号CLKに従って巡回させる。また、誤り訂正回路44が動作して、クロック信号CLKに従って排他的論理和回路443に1ビットずつ巡回されてくる実効データと、入力されるシンドロームのデータに従った論理ゲート441の出力データとの排他的論理和を出力する。この出力データは、誤り訂正後の実効データであり、この誤り訂正後の実効データは、第2セレクタ回路43によりメモリセル100〜103内を巡回され、4ビットのクロック信号CLKが入力されると、誤り訂正後の実効データが出力データSOとして外部に出力される。
Further, the control signal Sig1 is set to “H” (VDD), and the control signal Sig2 is set to “L”. As a result, the code data /
以上説明したように本実施の形態では、e−fuseブロック22に上述の回路41〜44が導入されることにより、誤り訂正の実行が可能とされ、これにより不良セルが7ビット中で1ビット存在したとしても、その誤りは訂正した上で出力することが可能である。また、生成されたシンドロームは符号データに代えて、e−fuseブロック22を構成するシフトレジスタに格納され、特別な記憶部を必要としない。従って、この実施の形態によれば、不良セルの存在による製品歩留まりの低下を抑制し、信頼性を高めると共に、回路規模の増大を抑えることができる。
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態を、図8を参照して説明する。
As described above, in the present embodiment, by introducing the above-described
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
この実施の形態の不揮発性半導体記憶装置は、第1の実施の形態の7ビットのe−fuseブロック22を含む不揮発性半導体記憶ブロック1−1、1−2を2段直列接続して構成している。その他は、第1の実施の形態と同様である。各ブロック1−iは、第1の実施の形態と同様にセレクタ回路41、43、符号データ/シンドローム生成回路42、及び誤り訂正回路44を備えていて、各ブロック毎に符号データ生成、シンドローム生成、及び誤り訂正を実行するように構成されている。
The nonvolatile semiconductor memory device of this embodiment is configured by connecting two stages of nonvolatile semiconductor memory blocks 1-1 and 1-2 including the 7-bit
また、上位のブロック1−1の出力端子は、下位のブロック1−2の2つのセレクタ回路41、43の入力端子IN0に接続されている。上位のブロック1−1から出力された誤り訂正後の実効データは、下位のブロック1−2の第2セレクタ回路43に転送することができる。この場合、上位のブロック1−1中の排他的論理和回路443に誤り訂正前の実効データが入力されるタイミングで下位のブロック1−2において制御信号sig2を“H”(VDD)にすることで、この上位のブロック1−1の誤り訂正後の実効データを出力することができる。或いは、誤り訂正後のデータを一端元のデータレジスタに戻して、その後下位のブロック1−2の制御信号Sig2を“H”にすることによりデータ転送を実行してもよい。
The output terminal of the upper block 1-1 is connected to the input terminals IN0 of the two
この実施の形態のように、各ブロック単位で並列に誤り訂正に関する各制御を実行することにより、e−fuse型メモリマクロの集積度が大きくなった場合でも、当該制御回路の規模、制御に必要な時間の増大を抑制することができる。
[その他]
以上、発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、追加等が可能である。例えば、上記の実施の形態では、7ビットのメモリセル10に(7,4)巡回符号を格納する例を示したが、上述したように、本発明は(m+n)巡回符号データを格納可能な(m+n)ビットのe−fuseブロックを有する半導体記憶装置にも適用可能である。このとき、第1セレクタ回路41は、同様にe−fuseブロックの先頭に配置し、第2セレクタ回路43は、やはり同様に、符号データ又はシンドロームが格納される上段部と、実効データが格納される下段部との境界に配置することができる。
Even if the degree of integration of the e-fuse type memory macro is increased by executing each control related to error correction in parallel in units of blocks as in this embodiment, it is necessary for the scale and control of the control circuit. Time increase can be suppressed.
[Other]
Although the embodiments of the invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and additions can be made without departing from the spirit of the invention. For example, in the above embodiment, an example in which (7, 4) cyclic code is stored in the 7-
1・・・e−fuse素子、2・・・バリアトランジスタ、3・・・選択トランジスタ、4・・・センスアンプ、 FFR、FFW・・・データレジスタ、 10、・・・メモリセル、 20・・・ヒューズマクロ、 22・・・e−fuseブロック、 23・・・制御回路、41・・・第1セレクタ回路、 42・・・符号データ/シンドローム生成回路、 43・・・第2セレクタ回路、 44・・・誤り訂正回路。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記前段部の上流側に配置され外部からの入力データ又は前記後段部の出力データのいずれかを選択的に前記前段部の先頭に入力させる第1セレクタ回路と、
前記前段部と前記後段部との間に配置され前記前段部の出力データ又は前記後段部の出力データのいずれかを選択的に前記後段部の先頭に入力させる第2セレクタ回路と、
前記後段部の出力信号を入力されると共に前記実効データ及び前記符号データに基づいて生成されたシンドロームを入力されて前記実効データの誤り訂正を実行する誤り訂正回路と、
前記前段部に含まれる前記データレジスタとシリアル接続された排他的論理和回路を少なくとも備え、前記後段部に格納された実効データを前記第1セレクタ回路を介して入力させて該実効データの誤りを訂正するための符号データを生成して前記前段部に格納させると共に、前記前段部に格納された符号データ及び前記後段部に格納された実効データを前記第1セレクタ回路を介して入力させてシンドロームを生成し、このシンドロームを符号データに代えて前記前段部に格納させる符号データ/シンドローム生成回路と
を備えたことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 A plurality of memory cells including a semiconductor memory element for storing data in a non-volatile manner and a data register for storing data read from the semiconductor memory element are arranged, and the data registers are serially connected. A shift register for transferring and storing data transferred from the outside and storing the data in the semiconductor memory element, and storing m-bit effective data in an m-bit semiconductor memory element corresponding to a subsequent stage of the shift register. Memory in which n-bit code data for executing error correction of effective data is stored in an n-bit semiconductor memory element corresponding to the preceding stage of the shift register, and (m + n, m) cyclic code data can be stored as a whole A cell array;
A first selector circuit that is arranged on the upstream side of the front stage part and selectively inputs either external input data or output data of the rear stage part at the head of the front stage part;
A second selector circuit that is arranged between the preceding stage and the succeeding part and selectively inputs either the output data of the preceding stage or the output data of the succeeding part to the head of the succeeding part;
An error correction circuit that receives an output signal of the subsequent stage and inputs a syndrome generated based on the effective data and the code data and performs error correction of the effective data;
It includes at least an exclusive OR circuit serially connected to the data register included in the front stage unit, and the effective data stored in the rear stage unit is input via the first selector circuit to correct errors in the effective data. Code data for correction is generated and stored in the front stage, and the code data stored in the front stage and the effective data stored in the rear stage are input via the first selector circuit to generate a syndrome. And a code data / syndrome generation circuit that stores the syndrome in the preceding stage in place of the code data.
The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the error correction circuit is connected to the preceding stage and configured to input the syndrome and perform error correction of the effective data.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2006336121A JP2008146796A (en) | 2006-12-13 | 2006-12-13 | Nonvolatile semiconductor memory device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2006336121A JP2008146796A (en) | 2006-12-13 | 2006-12-13 | Nonvolatile semiconductor memory device |
Publications (1)
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| JP2008146796A true JP2008146796A (en) | 2008-06-26 |
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Family Applications (1)
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| JP2006336121A Withdrawn JP2008146796A (en) | 2006-12-13 | 2006-12-13 | Nonvolatile semiconductor memory device |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2008146796A (en) |
-
2006
- 2006-12-13 JP JP2006336121A patent/JP2008146796A/en not_active Withdrawn
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