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JP2012014802A - Semiconductor storage device - Google Patents

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JP2012014802A
JP2012014802A JP2010151061A JP2010151061A JP2012014802A JP 2012014802 A JP2012014802 A JP 2012014802A JP 2010151061 A JP2010151061 A JP 2010151061A JP 2010151061 A JP2010151061 A JP 2010151061A JP 2012014802 A JP2012014802 A JP 2012014802A
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node
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Genta Watanabe
源太 渡辺
Akihiko Kanda
明彦 神田
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Renesas Electronics Corp
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Renesas Electronics Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】データ信号の誤書込を防止することが可能な半導体記憶装置を提供する。
【解決手段】このMRAMのDLドライバ6,7では、選択されたディジット線グループDLGに対応するトランジスタ20を導通させた後、選択されたディジット線DLに対応するサブDLドライバ21の並列接続された4つのトランジスタ24.1〜24.4を順次導通させて磁化電流IDLを流す。したがって、磁化電流IDLのオーバーシュートが小さくて済む。
【選択図】図7
A semiconductor memory device capable of preventing erroneous writing of a data signal is provided.
In DL drivers 6 and 7 of this MRAM, after a transistor 20 corresponding to a selected digit line group DLG is turned on, a sub DL driver 21 corresponding to the selected digit line DL is connected in parallel. The four transistors 24.1 to 24.4 are sequentially turned on to pass the magnetizing current IDL. Therefore, the overshoot of the magnetizing current IDL can be small.
[Selection] Figure 7

Description

この発明は半導体記憶装置に関し、特に、磁気的にデータ信号を記憶するメモリセルを備えた半導体記憶装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a semiconductor memory device including a memory cell that magnetically stores a data signal.

近年、低消費電力で不揮発的なデータの記憶が可能な半導体記憶装置として、MRAM(Magnetic Random Access Memory)が注目されている。MRAMは、複数行複数列に配置された複数のメモリセルMCと、それぞれ複数行に対応して設けられた複数のディジット線DLと、それぞれ複数列に対応して設けられた複数のビット線BLとを含む。書込動作時は、選択されたディジット線DLに磁化電流Imを流して、そのディジット線に対応する各メモリセルMCを活性化させるとともに、選択されたビット線BLにデータ信号の論理に応じた方向の書込電流Iwを流して、選択されたディジット線DLとビット線BLの交差部に配置されたメモリセルMCにデータ信号を書込む(たとえば、特許文献1参照)。   In recent years, MRAM (Magnetic Random Access Memory) has attracted attention as a semiconductor memory device capable of storing nonvolatile data with low power consumption. The MRAM includes a plurality of memory cells MC arranged in a plurality of rows and a plurality of columns, a plurality of digit lines DL provided corresponding to the plurality of rows, and a plurality of bit lines BL provided corresponding to the plurality of columns, respectively. Including. During the write operation, the magnetizing current Im is supplied to the selected digit line DL to activate each memory cell MC corresponding to the digit line, and the selected bit line BL corresponds to the logic of the data signal. A directional write current Iw is supplied to write a data signal to a memory cell MC arranged at the intersection of the selected digit line DL and bit line BL (see, for example, Patent Document 1).

特開2004−185752号公報JP 2004-185752 A

しかし、従来のMRAMでは、書込動作時に磁化電流Imおよび書込電流Iwの各々にオーバーシュートが発生し、選択されたディジット線DLおよびビット線BLに対応する各メモリセルMCが過剰にディスターブされ、書込特性のマージンが低下してデータ信号の誤書込が発生するという問題があった。   However, in the conventional MRAM, overshoot occurs in each of the magnetizing current Im and the write current Iw during the write operation, and each memory cell MC corresponding to the selected digit line DL and bit line BL is excessively disturbed. There is a problem that the write characteristic margin is lowered and erroneous writing of the data signal occurs.

それゆえに、この発明の主たる目的は、データ信号の誤書込を防止することが可能な半導体記憶装置を提供することである。   Therefore, a main object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of preventing erroneous writing of data signals.

この発明に係る半導体記憶装置は、複数行複数列に配置され、各々が磁気的にデータ信号を記憶する複数のメモリセルと、それぞれ複数行に対応して設けられた複数のディジット線と、それぞれ複数列に対応して設けられた複数のビット線と、アドレス信号に従って、複数のディジット線のうちのいずれかのディジット線と複数のビット線のうちのいずれかのビット線を選択するデコーダと、デコーダによって選択されたディジット線に磁化電流を流して、そのディジット線に対応する各メモリセルを活性化させるディジット線ドライバと、デコーダによって選択されたビット線にデータ信号の論理に応じた方向の書込電流を流して、活性化されたメモリセルにデータ信号を書込むビット線ドライバとを備えたものである。複数のディジット線の一方端は、電源電圧を受ける第1のノードに共通接続される。ディジット線ドライバは、各ディジット線に対応して設けられ、対応のディジット線の他方端と基準電圧を受ける第2のノードとの間に並列接続された複数の第1のトランジスタと、デコーダによって選択されたディジット線に対応する複数の第1のトランジスタを順次導通させる第1の制御回路とを含む。   The semiconductor memory device according to the present invention is arranged in a plurality of rows and a plurality of columns, each of which stores a plurality of memory cells magnetically, a plurality of digit lines provided corresponding to each of a plurality of rows, and A plurality of bit lines provided corresponding to the plurality of columns, and a decoder that selects any one of the plurality of digit lines and any one of the plurality of bit lines according to an address signal; A digit line driver that activates each memory cell corresponding to the digit line by passing a magnetizing current through the digit line selected by the decoder, and writing in a direction corresponding to the logic of the data signal to the bit line selected by the decoder. And a bit line driver for writing a data signal into an activated memory cell by flowing an inflow current. One ends of the plurality of digit lines are commonly connected to a first node that receives a power supply voltage. A digit line driver is provided corresponding to each digit line, and is selected by a plurality of first transistors connected in parallel between the other end of the corresponding digit line and a second node receiving a reference voltage. And a first control circuit for sequentially conducting a plurality of first transistors corresponding to the digit lines.

また、この発明に係る他の半導体記憶装置は、複数行複数列に配置され、各々が磁気的にデータ信号を記憶する複数のメモリセルと、それぞれ複数行に対応して設けられた複数のディジット線と、それぞれ複数列に対応して設けられた複数のビット線と、アドレス信号に従って、複数のディジット線のうちのいずれかのディジット線と複数のビット線のうちのいずれかのビット線を選択するデコーダと、デコーダによって選択されたディジット線に磁化電流を流して、そのディジット線に対応する各メモリセルを活性化させるディジット線ドライバと、デコーダによって選択されたビット線にデータ信号の論理に応じた方向の書込電流を流して、活性化されたメモリセルにデータ信号を書込むビット線ドライバとを備えたものである。ビット線ドライバは、各ビット線に対応して設けられ、対応のビット線の一方端と第1のノードとの間に並列接続された複数の第1のトランジスタと、各ビット線に対応して設けられ、対応のビット線の他方端と第2のノードとの間に並列接続された複数の第2のトランジスタと、第1の論理のデータ信号を書込む場合は、第1および第2のノードにそれぞれ電源電圧および基準電圧を与え、第2の論理のデータ信号を書込む場合は、第1および第2のノードにそれぞれ基準電圧および電源電圧を与える切換回路と、デコーダによって選択されたビット線に対応する複数の第1のトランジスタを順次導通させるとともに、そのビット線に対応する複数の第2のトランジスタを順次導通させる制御回路とを含む。   Another semiconductor memory device according to the present invention is arranged in a plurality of rows and a plurality of columns, each of which stores a plurality of memory cells magnetically storing data signals, and a plurality of digits provided corresponding to each of the plurality of rows. Select one of the digit lines and one of the plurality of bit lines according to the address, the plurality of bit lines provided corresponding to the respective columns, and the address signal. A digit line driver that activates each memory cell corresponding to the digit line by passing a magnetizing current through the digit line selected by the decoder, and the bit line selected by the decoder according to the logic of the data signal And a bit line driver for writing a data signal to the activated memory cell by passing a write current in the opposite direction. The bit line driver is provided corresponding to each bit line, and a plurality of first transistors connected in parallel between one end of the corresponding bit line and the first node, and corresponding to each bit line A plurality of second transistors connected in parallel between the other end of the corresponding bit line and the second node, and a first logic data signal when writing a first logic data signal; When supplying a power supply voltage and a reference voltage to each node and writing a data signal of the second logic, a switching circuit for supplying a reference voltage and a power supply voltage to each of the first and second nodes, and a bit selected by the decoder And a control circuit that sequentially turns on the plurality of first transistors corresponding to the lines and turns on the plurality of second transistors corresponding to the bit lines.

この発明に係る半導体記憶装置では、ディジット線ドライバは、各ディジット線に対応して設けられ、対応のディジット線の他方端と基準電圧を受ける第2のノードとの間に並列接続された複数の第1のトランジスタを含み、第1の制御回路は、デコーダによって選択されたディジット線に対応する複数の第1のトランジスタを順次導通させる。したがって、磁化電流のオーバーシュートが発生するのを防止することができ、データ信号の誤書込の発生を防止することができる。   In the semiconductor memory device according to the present invention, the digit line driver is provided corresponding to each digit line, and is connected in parallel between the other end of the corresponding digit line and the second node receiving the reference voltage. The first control circuit includes a first transistor, and sequentially turns on the plurality of first transistors corresponding to the digit line selected by the decoder. Therefore, it is possible to prevent the magnetizing current from overshooting and to prevent the erroneous writing of the data signal.

また、この発明に係る他の半導体記憶装置では、ビット線ドライバは、各ビット線に対応して設けられ、対応のビット線の一方端と第1のノードとの間に並列接続された複数の第1のトランジスタと、各ビット線に対応して設けられ、対応のビット線の他方端と第2のノードとの間に並列接続された複数の第2のトランジスタとを含み、制御回路は、デコーダによって選択されたビット線に対応する複数の第1のトランジスタを順次導通させるとともに、そのビット線に対応する複数の第2のトランジスタを順次導通させる。したがって、書込電流のオーバーシュートが発生するのを防止することができ、データ信号の誤書込の発生を防止することができる。   In another semiconductor memory device according to the present invention, a bit line driver is provided corresponding to each bit line, and a plurality of bit line drivers connected in parallel between one end of the corresponding bit line and the first node. A control circuit including a first transistor and a plurality of second transistors provided corresponding to each bit line and connected in parallel between the other end of the corresponding bit line and the second node; The plurality of first transistors corresponding to the bit line selected by the decoder are sequentially turned on, and the plurality of second transistors corresponding to the bit line are sequentially turned on. Therefore, it is possible to prevent the write current from overshooting and to prevent erroneous writing of the data signal.

この発明の一実施の形態によるMRAMのメモリアレイの構成を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a configuration of an MRAM memory array according to an embodiment of the present invention; FIG. 図1に示したメモリセルの構成を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a memory cell shown in FIG. 1. 図2に示したメモリセルのデータ書込方法を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a method of writing data in the memory cell shown in FIG. 2. 図2に示したメモリセルのデータ書込方法を説明するための他の図である。FIG. 5 is another diagram for explaining a data writing method of the memory cell shown in FIG. 2. 図2に示したメモリセルのデータ読出方法を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a data read method of the memory cell shown in FIG. 2. 図1〜図5で示したMRAMのデータ書込に関連する部分を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the part relevant to the data writing of MRAM shown in FIGS. 図6に示したDLドライバの構成を示す回路ブロック図である。FIG. 7 is a circuit block diagram illustrating a configuration of the DL driver illustrated in FIG. 6. 図7に示したサブDLドライバの構成を示す回路ブロック図である。FIG. 8 is a circuit block diagram illustrating a configuration of a sub DL driver illustrated in FIG. 7. 図8に示した信号発生回路の構成を示す回路ブロック図である。FIG. 9 is a circuit block diagram illustrating a configuration of a signal generation circuit illustrated in FIG. 8. 図9に示した遅延回路の構成を示す回路ブロック図である。FIG. 10 is a circuit block diagram illustrating a configuration of a delay circuit illustrated in FIG. 9. 図9に示した遅延回路の他の構成を示す回路ブロック図である。FIG. 10 is a circuit block diagram showing another configuration of the delay circuit shown in FIG. 9. 図7〜11に示したDLドライバの動作を示すタイムチャートである。12 is a time chart showing an operation of the DL driver shown in FIGS. 図6に示したBLドライバの構成を示す回路ブロック図である。FIG. 7 is a circuit block diagram illustrating a configuration of the BL driver illustrated in FIG. 6. 図13に示したサブBLドライバの構成を示す回路ブロック図である。FIG. 14 is a circuit block diagram illustrating a configuration of a sub-BL driver illustrated in FIG. 13. 図13および図14に示したBLドライバの動作を示すタイムチャートである。FIG. 15 is a time chart showing the operation of the BL driver shown in FIGS. 13 and 14. FIG. 図6〜図15に示したMRAMの書込動作を示すタイムチャートである。16 is a time chart showing a write operation of the MRAM shown in FIGS. 実施の形態の変更例を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the example of a change of embodiment. 実施の形態の他の変更例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the other example of a change of embodiment.

図1は、この発明の一実施の形態によるMRAMのメモリアレイMAの構成を示す回路図である。図1において、メモリアレイMAは、複数行複数列(たとえば256行256列)に配置された複数のメモリセルMCと、それぞれ複数行に対応して設けられた複数のワード線WLと、それぞれ複数行に対応して設けれた複数のディジット線DLと、それぞれ複数列に対応して設けられた複数のビット線BLとを含む。   FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of an MRAM memory array MA according to an embodiment of the present invention. 1, memory array MA includes a plurality of memory cells MC arranged in a plurality of rows and a plurality of columns (for example, 256 rows and 256 columns), a plurality of word lines WL provided corresponding to the plurality of rows, respectively. A plurality of digit lines DL provided corresponding to the rows and a plurality of bit lines BL provided corresponding to the plurality of columns are included.

各メモリセルMCは、図2に示すように、トンネル磁気抵抗素子TMRおよびアクセストランジスタ(NチャネルMOSトランジスタ)ATRを含む。トンネル磁気抵抗素子TMRおよびアクセストランジスタATRは対応のビット線BLと接地電圧VSSのラインとの間に直列接続され、アクセストランジスタATRのゲートは対応のワード線WLに接続される。トンネル磁気抵抗素子TMRは、記憶データの論理に応じて電気抵抗値が変化する素子である。   Each memory cell MC includes a tunnel magnetoresistive element TMR and an access transistor (N channel MOS transistor) ATR as shown in FIG. Tunneling magneto-resistance element TMR and access transistor ATR are connected in series between corresponding bit line BL and the ground voltage VSS line, and the gate of access transistor ATR is connected to corresponding word line WL. Tunneling magneto-resistance element TMR is an element whose electric resistance value changes according to the logic of stored data.

すなわちトンネル磁気抵抗素子TMRは、図3に示すように、電極ELとビット線BLの間に積層された固定磁化膜FL、トンネル絶縁膜TBおよび自由磁化膜VLを含む。固定磁化膜FLおよび自由磁化膜VLの各々は、強磁性体膜で構成されている。固定磁化膜FLの磁化方向は一方方向に固定されている。自由磁化膜VLの磁化方向は、一方方向および他方方向のうちのいずれかの方向に書込まれる。固定磁化膜FLおよび自由磁化膜VLの磁化方向が同一である場合はトンネル磁気抵抗素子TMRの抵抗値は比較的小さな値になり、両者の磁化方向が逆である場合はトンネル磁気抵抗素子TMRの電気抵抗値は比較的大きな値になる。トンネル磁気抵抗素子TMRの2段階の抵抗値は、たとえばデータ信号0,1にそれぞれ対応付けられる。   That is, as shown in FIG. 3, tunnel magnetoresistive element TMR includes fixed magnetization film FL, tunnel insulating film TB, and free magnetization film VL stacked between electrode EL and bit line BL. Each of the fixed magnetization film FL and the free magnetization film VL is composed of a ferromagnetic film. The magnetization direction of the fixed magnetization film FL is fixed in one direction. The magnetization direction of free magnetic film VL is written in one of one direction and the other direction. When the magnetization directions of the fixed magnetization film FL and the free magnetization film VL are the same, the resistance value of the tunnel magnetoresistive element TMR becomes a relatively small value, and when the magnetization directions of both are opposite, the tunnel magnetoresistive element TMR The electric resistance value becomes a relatively large value. The two-stage resistance values of tunneling magneto-resistance element TMR are associated with data signals 0 and 1, for example.

データ書込時は、図3に示すように、ワード線WLが非選択レベルの「L」レベルにされてアクセストランジスタATRが非導通状態にされ、ディジット線DLに磁化電流Imが流されるとともに、ビット線BLに書込電流Iwが流される。自由磁化膜VLの磁化方向は、磁化電流Imおよび書込電流Iwの方向の組合せによって決定される。   At the time of data writing, as shown in FIG. 3, the word line WL is set to the “L” level of the non-selection level, the access transistor ATR is made non-conductive, the magnetizing current Im flows through the digit line DL, A write current Iw is supplied to the bit line BL. The magnetization direction of free magnetic film VL is determined by the combination of the directions of magnetization current Im and write current Iw.

図4は、データ書込時における磁化電流Imおよび書込電流Iwの方向と磁界方向との関係を示す図である。図4を参照して、横軸で示される磁界Hxは、ディジット線DLを流れる磁化電流Imによって生じる磁界H(DL)を示している。一方、縦軸に示される磁界Hyは、ビット線BLを流れる書込電流Iwによって生じる磁界H(BL)を示している。   FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the direction of the magnetization current Im and the write current Iw and the magnetic field direction during data writing. Referring to FIG. 4, a magnetic field Hx indicated by the horizontal axis indicates a magnetic field H (DL) generated by the magnetizing current Im flowing through the digit line DL. On the other hand, the magnetic field Hy indicated on the vertical axis indicates the magnetic field H (BL) generated by the write current Iw flowing through the bit line BL.

自由磁化膜VLに記憶される磁界方向は、磁界H(DL)とH(BL)の和が図中に示されるアステロイド特性線の外側の領域に達する場合においてのみ、新たに書込まれる。すなわち、アステロイド特性線の内側の領域に相当する磁界が印加された場合においては、自由磁化膜VLに記憶される磁界方向は更新されない。したがって、トンネル磁気抵抗素子TMRの記憶データを書込動作によって更新するためには、ディジット線DLとビット線BLとの両方に電流を流す必要がある。ここでは、ディジット線DLには一方方向の磁化電流Imを流し、ビット線BLにはデータ信号の論理(0または1)に応じた方向の書込電流Iwを流すものとする。トンネル磁気抵抗素子TMRに一旦記憶された磁界方向すなわち記憶データは、新たなデータ書込が実行されるまでの間不揮発的に保持される。   The magnetic field direction stored in the free magnetic film VL is newly written only when the sum of the magnetic fields H (DL) and H (BL) reaches a region outside the asteroid characteristic line shown in the drawing. That is, when a magnetic field corresponding to the area inside the asteroid characteristic line is applied, the magnetic field direction stored in the free magnetic film VL is not updated. Therefore, in order to update the storage data of tunneling magneto-resistance element TMR by the write operation, it is necessary to pass a current through both digit line DL and bit line BL. Here, it is assumed that a magnetizing current Im in one direction flows through the digit line DL, and a writing current Iw flows in the direction according to the logic (0 or 1) of the data signal through the bit line BL. The magnetic field direction once stored in tunneling magneto-resistance element TMR, that is, the stored data is held in a nonvolatile manner until new data writing is executed.

データ読出時は、図5に示すように、ワード線WLが選択レベルの「H」レベルにされてアクセストランジスタATRが導通し、ビット線BLからトンネル磁気抵抗素子TMRおよびアクセストランジスタATRを介して接地電圧VSSのラインに電流Isが流れる。この電流Isの値は、トンネル磁気抵抗素子TMRの抵抗値に応じて変化する。したがって、この電流Isの値を検知することにより、トンネル磁気抵抗素子TMRの記憶データを読出すことができる。   At the time of data reading, as shown in FIG. 5, word line WL is set to the “H” level of the selection level to make access transistor ATR conductive, and grounded from bit line BL through tunneling magneto-resistance element TMR and access transistor ATR. A current Is flows through the line of the voltage VSS. The value of this current Is changes according to the resistance value of tunneling magneto-resistance element TMR. Therefore, the data stored in tunneling magneto-resistance element TMR can be read by detecting the value of current Is.

図6は、このMRAMのデータ書込に関連する部分を示すブロック図である。図6において、このMRAMは、メモリアレイMAに加え、アドレスバッファ1、IOバッファ2、書込タイミングコントローラ3、行デコーダ4,5、DLドライバ6,7、列デコーダ8,9、書込データコントローラ10,11、およびBLドライバ12,13を備える。   FIG. 6 is a block diagram showing a portion related to data writing of the MRAM. In FIG. 6, in addition to the memory array MA, this MRAM includes an address buffer 1, an IO buffer 2, a write timing controller 3, row decoders 4 and 5, DL drivers 6 and 7, column decoders 8 and 9, a write data controller. 10 and 11 and BL drivers 12 and 13.

アドレスバッファ1は、クロック信号CLKの立ち上がりエッジに同期して外部アドレス信号ADD0〜ADD12を取り込み、行アドレス信号RA0〜RA7および列アドレス信号CA0〜CA3を生成する。IOバッファ2は、クロック信号CLKの立ち上がりエッジに同期して書込データ信号D0〜D15を取り込み、内部データ信号WD0〜WD15を生成する。   Address buffer 1 takes in external address signals ADD0 to ADD12 in synchronization with the rising edge of clock signal CLK, and generates row address signals RA0 to RA7 and column address signals CA0 to CA3. IO buffer 2 takes in write data signals D0 to D15 in synchronization with the rising edge of clock signal CLK, and generates internal data signals WD0 to WD15.

書込タイミングコントローラ3は、クロック信号CLKの立ち上がりエッジにおいてチップイネーブル信号ZCEおよびライトイネーブル信号ZWEがともに活性化レベルの「L」レベルにされたことに応じて、ディジット線イネーブル信号DLENおよびビット線イネーブル信号BLENを生成する。   In response to the chip enable signal ZCE and the write enable signal ZWE being both set to the activation level “L” at the rising edge of the clock signal CLK, the write timing controller 3 performs the digit line enable signal DLEN and the bit line enable. A signal BLEN is generated.

行デコーダ4は、ディジット線イネーブル信号DLENおよび行アドレス信号RA0,RA1に基づいて、内部アドレス信号SDW0〜SDW3を生成する。行デコーダ5は、行アドレス信号RA2〜RA7に基づいて、内部アドレス信号ZWBS0〜ZWBS15,MDL0〜MDL63を生成する。メモリアレイMAの256本のディジット線DLは、予め16本ずつグループ化されている。   Row decoder 4 generates internal address signals SDW0 to SDW3 based on digit line enable signal DLEN and row address signals RA0 and RA1. Row decoder 5 generates internal address signals ZWBS0 to ZWBS15 and MDL0 to MDL63 based on row address signals RA2 to RA7. The 256 digit lines DL of the memory array MA are grouped in groups of 16 in advance.

DLドライバ6は、内部アドレス信号ZWBS0〜ZWBS15に従って、16個のディジット線グループのうちのいずれかのディジット線グループを選択し、選択したディジット線グループに属する16本のディジット線DLの各々の一方端に電源電圧VDDを印加する。   The DL driver 6 selects one of the 16 digit line groups according to the internal address signals ZWBS0 to ZWBS15, and ends one end of each of the 16 digit lines DL belonging to the selected digit line group. Is applied with a power supply voltage VDD.

DLドライバ7は、内部アドレス信号SDW0〜SDW3,MDL0〜MDL63に従って、256本のディジット線DLのうちのいずれかのディジット線DLを選択し、選択したディジット線DLの他方端から接地電圧VSSのラインに参照電圧VREFDLに応じた値の磁化電流Imを流出させる。また、DLドライバ7は、磁化電流Imを複数段階で増加させることにより、磁化電流Imのオーバーシュートを防止する。   The DL driver 7 selects one of the 256 digit lines DL according to the internal address signals SDW0 to SDW3 and MDL0 to MDL63, and the line of the ground voltage VSS from the other end of the selected digit line DL. The magnetizing current Im having a value corresponding to the reference voltage VREFDL is caused to flow out. The DL driver 7 prevents the magnetizing current Im from overshooting by increasing the magnetizing current Im in a plurality of stages.

また、列デコーダ8,9の各々は、列アドレス信号CA0〜CA3に基づいて、ビット線選択信号BLS0〜BLS15を生成する。書込データコントローラ10は、内部データ信号WD0〜WD15およびビット線イネーブル信号BLENに基づいて、書込制御信号WDPL0〜WDPL15,WDNL0〜WDNL15を生成する。書込データコントローラ11は、内部データ信号WD0〜WD15およびビット線イネーブル信号BLENに基づいて、書込制御信号WDPR0〜WDPR15,WDNR0〜WDNR15を生成する。メモリアレイMAの256本のビット線BLは、予め16本ずつグループ化されている。   Each of column decoders 8 and 9 generates bit line selection signals BLS0 to BLS15 based on column address signals CA0 to CA3. Write data controller 10 generates write control signals WDPL0 to WDPL15, WDNL0 to WDNL15 based on internal data signals WD0 to WD15 and bit line enable signal BLEN. Write data controller 11 generates write control signals WDPR0 to WDPR15 and WDNR0 to WDNR15 based on internal data signals WD0 to WD15 and bit line enable signal BLEN. The 256 bit lines BL of the memory array MA are grouped in groups of 16 in advance.

BLドライバ12,13の各々は、ビット線選択信号BLS0〜BLS15に従って、16個のビット線グループの各々において16本のビット線BLのうちのいずれかのビット線BLを選択し、合計16本のビット線BLを選択する。また、BLドライバ12は、書込制御信号WDPL0〜WDPL15,WDNL0〜WDNL15に従って動作し、選択した16本のビット線BLの各々の一方端に電源電圧VDDまたは接地電圧VSSを印加する。また、BLドライバ13は、書込制御信号WDPR0〜WDPR15,WDNR0〜WDNR15に従って動作し、選択した16本のビット線BLの各々の一方端に接地電圧VSSまたは電源電圧VDDを印加する。   Each of the BL drivers 12 and 13 selects any one of the 16 bit lines BL in each of the 16 bit line groups according to the bit line selection signals BLS0 to BLS15, for a total of 16 lines. The bit line BL is selected. The BL driver 12 operates according to the write control signals WDPL0 to WDPL15, WDNL0 to WDNL15, and applies the power supply voltage VDD or the ground voltage VSS to one end of each of the selected 16 bit lines BL. The BL driver 13 operates according to the write control signals WDPR0 to WDPR15 and WDNR0 to WDNR15, and applies the ground voltage VSS or the power supply voltage VDD to one end of each of the selected 16 bit lines BL.

このようにしてBLドライバ12,13は、書込データ信号D0〜D15の論理レベルに応じた方向(極性)の書込電流Iwをそれぞれ選択した16本のビット線BLに流す。書込電流Iwの値は、参照電圧VREFBLに応じた値に設定される。また、BLドライバ12,13は、書込電流Iwを複数段階で増加させることにより、書込電流Iwのオーバーシュートを防止する。   In this way, the BL drivers 12 and 13 pass the write current Iw in the direction (polarity) according to the logic level of the write data signals D0 to D15 to the selected 16 bit lines BL. The value of the write current Iw is set to a value corresponding to the reference voltage VREFBL. The BL drivers 12 and 13 prevent the write current Iw from overshooting by increasing the write current Iw in a plurality of stages.

図7は、DLドライバ6,7の構成を示す回路図である。図7において、メモリアレイMAの256本のディジット線DLは、予め16本ずつ、16個のディジット線グループDLG0〜DLG15に分割されている。各ディジット線グループDLGに属する16本のディジット線DLの一方端は、ノードN20に共通接続されている。各ディジット線DLには、寄生抵抗が存在する。   FIG. 7 is a circuit diagram showing the configuration of the DL drivers 6 and 7. In FIG. 7, 256 digit lines DL of the memory array MA are divided in advance into 16 digit line groups DLG0 to DLG15. One end of the 16 digit lines DL belonging to each digit line group DLG is commonly connected to the node N20. Each digit line DL has a parasitic resistance.

DLドライバ6は、それぞれ16個のディジット線グループDLG0〜DLG15に対応して設けられた16個のPチャネルMOSトランジスタ20を含む。各PチャネルMOSトランジスタ20のソースは電源電圧VDDを受け、そのドレインは対応するディジット線グループDLGのノードN20に接続されている。16個のディジット線グループDLG0〜DLG15に対応する16個のPチャネルMOSトランジスタ20のゲートは、それぞれ内部アドレス信号ZWBS0〜ZWBS15を受ける。   DL driver 6 includes 16 P-channel MOS transistors 20 provided corresponding to 16 digit line groups DLG0 to DLG15, respectively. The source of each P-channel MOS transistor 20 receives power supply voltage VDD, and its drain is connected to node N20 of corresponding digit line group DLG. The gates of 16 P channel MOS transistors 20 corresponding to 16 digit line groups DLG0 to DLG15 receive internal address signals ZWBS0 to ZWBS15, respectively.

DLドライバ7は、それぞれ256本のディジット線DLに対応して設けられた256個のサブDLドライバ21と、それぞれ16個のディジット線グループDLG0〜DLG15に対応して設けられた16個のNチャネルMOSトランジスタ22と、論理回路23とを含む。   The DL driver 7 includes 256 sub DL drivers 21 provided corresponding to 256 digit lines DL and 16 N channels provided corresponding to 16 digit line groups DLG0 to DLG15, respectively. MOS transistor 22 and logic circuit 23 are included.

256個のサブDLドライバ21は、それぞれディジット線選択信号DLS0〜DLS255によって制御される。各サブDLドライバ21は、対応のディジット線DLの他方端と対応のNチャネルMOSトランジスタ22のドレイン(ノードN21)との間に接続され、対応のディジット線選択信号DLSが活性化レベルの「H」レベルにされたことに応じて、対応のディジット線DLの他方端と対応のノードN21とを接続する。また、各サブDLドライバ21の電流駆動能力は、複数段階で順次増大する。   The 256 sub DL drivers 21 are controlled by digit line selection signals DLS0 to DLS255, respectively. Each sub-DL driver 21 is connected between the other end of the corresponding digit line DL and the drain (node N21) of the corresponding N-channel MOS transistor 22, and the corresponding digit line selection signal DLS has an activation level “H”. ", The other end of the corresponding digit line DL is connected to the corresponding node N21. In addition, the current driving capability of each sub DL driver 21 is sequentially increased in a plurality of stages.

NチャネルMOSトランジスタ22は、ノードN21と接地電圧VSSのラインとの間に接続され、そのゲートは参照電圧VREFDLを受ける。NチャネルMOSトランジスタ22は、ノードN21から接地電圧VSSのラインに、参照電圧VREFDLに応じた値の電流を流出させる定電流素子を構成する。   N channel MOS transistor 22 is connected between node N21 and a line of ground voltage VSS, and has a gate receiving reference voltage VREFDL. N-channel MOS transistor 22 constitutes a constant current element that causes a current having a value corresponding to reference voltage VREFDL to flow from node N21 to the line of ground voltage VSS.

論理回路23は、内部アドレス信号SDW0〜SDW3,MDL0〜MDL63に従って、256個のディジット線選択信号DLS0〜DLS255のうちのいずれかの選択し、選択したディジット線選択信号DLSを活性化レベルの「H」レベルにする。   Logic circuit 23 selects any one of 256 digit line selection signals DLS0 to DLS255 in accordance with internal address signals SDW0 to SDW3 and MDL0 to MDL63, and selects the selected digit line selection signal DLS at the activation level “H”. To the level.

図8は、サブDLドライバ21の構成を示す回路ブロック図である。図8において、サブDLドライバ21は、複数(たとえば、4つ)のNチャネルMOSトランジスタ24.1〜24.4と、信号発生回路25とを含む。複数のNチャネルMOSトランジスタ24.1〜24.4は、対応のディジット線DLの他方端と対応のノードN21との間に並列接続される。トランジスタ24.1〜24.4のゲートは、信号発生回路25の出力信号φ1〜φ4を受ける。   FIG. 8 is a circuit block diagram showing a configuration of the sub DL driver 21. In FIG. 8, sub DL driver 21 includes a plurality of (for example, four) N-channel MOS transistors 24.1 to 24.4 and a signal generation circuit 25. A plurality of N channel MOS transistors 24.1 to 24.4 are connected in parallel between the other end of corresponding digit line DL and corresponding node N21. Transistors 24.1 to 24.4 receive output signals φ1 to φ4 of signal generation circuit 25, respectively.

信号発生回路25は、対応のディジット線選択信号DLSが非活性化レベルの「L」レベルから活性化レベルの「H」レベルに立ち上げられたことに応じて、制御信号φ1〜φ4を所定の時間間隔で「L」レベルから「H」レベルに順次立ち上げる。信号φ1〜φ4が順次「H」レベルに立ち上げられると、トランジスタ24.1〜24.4が順次導通し、サブDLドライバ21の電流駆動能力が4段階で順次増大する。   In response to the corresponding digit line selection signal DLS being raised from the “L” level of the inactivation level to the “H” level of the activation level, the signal generation circuit 25 outputs the control signals φ 1 to φ 4 to a predetermined level. It rises sequentially from “L” level to “H” level at time intervals. When the signals φ1 to φ4 are sequentially raised to “H” level, the transistors 24.1 to 24.4 are sequentially turned on, and the current driving capability of the sub DL driver 21 is sequentially increased in four stages.

図9は、信号発生回路25の構成を例示する回路ブロック図である。図9において、信号発生回路25は、直列接続された3段の遅延回路31〜33と、3つのANDゲート34〜36を含む。ディジット線選択信号DLSは、そのまま制御信号φ1となる。遅延回路31は、制御信号φ1を所定時間だけ遅延させる。遅延回路32は、遅延回路31で遅延された制御信号φ1をさらに所定時間だけ遅延させる。遅延回路33は、遅延回路31,32で遅延された制御信号φ1をさらに所定時間だけ遅延させる。   FIG. 9 is a circuit block diagram illustrating the configuration of the signal generation circuit 25. In FIG. 9, the signal generation circuit 25 includes three stages of delay circuits 31 to 33 connected in series and three AND gates 34 to 36. The digit line selection signal DLS becomes the control signal φ1 as it is. The delay circuit 31 delays the control signal φ1 by a predetermined time. The delay circuit 32 further delays the control signal φ1 delayed by the delay circuit 31 by a predetermined time. The delay circuit 33 further delays the control signal φ1 delayed by the delay circuits 31 and 32 by a predetermined time.

ANDゲート34は、制御信号φ1と遅延回路31の出力信号との論理積信号を制御信号φ2として出力する。ANDゲート35は、制御信号φ1と遅延回路32の出力信号との論理積信号を制御信号φ3として出力する。ANDゲート36は、制御信号φ1と遅延回路33の出力信号との論理積信号を制御信号φ4として出力する。   The AND gate 34 outputs a logical product signal of the control signal φ1 and the output signal of the delay circuit 31 as the control signal φ2. The AND gate 35 outputs a logical product signal of the control signal φ1 and the output signal of the delay circuit 32 as the control signal φ3. The AND gate 36 outputs a logical product signal of the control signal φ1 and the output signal of the delay circuit 33 as the control signal φ4.

ディジット線選択信号DLSが「L」レベルである場合は、制御信号φ1〜φ4はともに「L」レベルになっている。ディジット線選択信号DLSが「H」レベルに立ち上げられると、所定の時間間隔で制御信号φ1〜φ4が「H」レベルに順次立ち上げられる。ディジット線選択信号DLSが「L」レベルに立ち下げられると、制御信号φ1〜φ4はともに「L」レベルに立ち下げられる。   When digit line selection signal DLS is at “L” level, control signals φ 1 to φ 4 are both at “L” level. When digit line selection signal DLS rises to “H” level, control signals φ 1 to φ 4 are sequentially raised to “H” level at predetermined time intervals. When digit line selection signal DLS falls to “L” level, control signals φ 1 to φ 4 are all lowered to “L” level.

図10は、遅延回路31〜33の構成を例示する回路図である。図10において、遅延回路31〜33の各々は、入力ノードと出力ノードの間に接続された抵抗素子37と、出力ノードと接地電圧VSSのラインとの間に接続されたキャパシタ38とを含む。入力ノードが「H」レベル(電源電圧VDD)に立ち上げられると、抵抗素子37を介してキャパシタ38に電流が流れ、キャパシタ38の端子間電圧が徐々に上昇し、出力ノードは所定時間後に「H」レベルになる。遅延時間は、抵抗素子37の抵抗値とキャパシタ38の容量値で決まる。   FIG. 10 is a circuit diagram illustrating the configuration of the delay circuits 31 to 33. In FIG. 10, each of delay circuits 31-33 includes a resistance element 37 connected between the input node and the output node, and a capacitor 38 connected between the output node and the line of ground voltage VSS. When the input node rises to the “H” level (power supply voltage VDD), a current flows to the capacitor 38 via the resistance element 37, the voltage between the terminals of the capacitor 38 gradually increases, and the output node Become H level. The delay time is determined by the resistance value of the resistance element 37 and the capacitance value of the capacitor 38.

また図11は、遅延回路31〜33の他の構成を例示する回路図である。図11において、遅延回路31〜33の各々は、入力ノードと出力ノードの間に直列接続された偶数段(たとえば、2段)のインバータ39を含む。遅延時間は、インバータ39の電流駆動能力、インバータ39の段数などで決まる。   FIG. 11 is a circuit diagram illustrating another configuration of the delay circuits 31 to 33. In FIG. 11, each of delay circuits 31 to 33 includes an even number (for example, two stages) of inverters 39 connected in series between an input node and an output node. The delay time is determined by the current drive capability of the inverter 39, the number of stages of the inverter 39, and the like.

また、ディジット線選択信号DLSが一定周期のクロック信号である場合は、信号発生回路25をDLL(Deley Locked Loop)回路で構成してもよい。DLL回路では、互いに位相がずれた複数のクロック信号が生成されるので、それらの複数のクロック信号を制御信号φ1〜φ4として使用するとよい。   In addition, when the digit line selection signal DLS is a clock signal having a fixed period, the signal generation circuit 25 may be configured by a DLL (Deley Locked Loop) circuit. In the DLL circuit, a plurality of clock signals that are out of phase with each other are generated. Therefore, the plurality of clock signals may be used as the control signals φ1 to φ4.

また、サブDLドライバ21にはトランジスタ24.1〜24.4のみを設け、信号発生回路25を論理回路23内に配置してもよい。   Further, only the transistors 24.1 to 24.4 may be provided in the sub DL driver 21 and the signal generation circuit 25 may be disposed in the logic circuit 23.

図12(a)〜(f)は、DLドライバ6,7の動作を示すタイムチャートである。ここでは、内部アドレス信号SDW0〜SDW3,MDL0〜MDL63により、ディジット線グループDLG0に属する16本のディジット線DLのうちの図7中の左から2番目のディジット線DLが指定されたものとする。   12A to 12F are time charts showing operations of the DL drivers 6 and 7. Here, it is assumed that second digit line DL from the left in FIG. 7 among 16 digit lines DL belonging to digit line group DLG0 is designated by internal address signals SDW0 to SDW3 and MDL0 to MDL63.

まず、内部アドレス信号ZWBS0が活性化レベルの「L」レベルに立ち下げられ、ディジット線グループDLG0に対応するPチャネルMOSトランジスタ20が導通する。次に時刻t1において、ディジット線選択信号DLS1が活性化レベルの「H」レベルに立ち上げられると、ディジット線選択信号DLS1に対応するサブDLドライバ21の信号発生回路25により、所定の時間間隔で制御信号φ1〜φ4が「L」レベルから「H」レベルに順次立ち上げられる(時刻t1〜t4)。   First, internal address signal ZWBS0 falls to the “L” level of the activation level, and P channel MOS transistor 20 corresponding to digit line group DLG0 becomes conductive. Next, at time t1, when the digit line selection signal DLS1 rises to the “H” level of the activation level, the signal generation circuit 25 of the sub DL driver 21 corresponding to the digit line selection signal DLS1 at a predetermined time interval. Control signals φ1 to φ4 are sequentially raised from “L” level to “H” level (time t1 to t4).

制御信号φ1〜φ4が「L」レベルから「H」レベルに順次立ち上げられると、そのサブDLドライバ21のトランジスタ24.1〜24.4が順次導通し、そのディジット線DLに磁化電流Imが流れる。磁化電流Imは、ステップ状に順次増大する。このとき、サブDLドライバ21の電流駆動能力が複数段階で順次増大されるので、図12(e)の実線で示すように、磁化電流Imのオーバーシュートは小さくて済む。   When the control signals φ1 to φ4 are sequentially raised from the “L” level to the “H” level, the transistors 24.1 to 24.4 of the sub DL driver 21 are sequentially turned on, and the magnetizing current Im is applied to the digit line DL. Flowing. The magnetizing current Im sequentially increases stepwise. At this time, since the current drive capability of the sub DL driver 21 is sequentially increased in a plurality of stages, the overshoot of the magnetizing current Im can be small as shown by the solid line in FIG.

なお、従来は、サブDLドライバ21は大きなサイズの1つのNチャネルMOSトランジスタのみで構成されていた。このため、選択されたディジット線DLに対応するNチャネルMOSトランジスタを導通させたとき、ノードN21の寄生容量、すなわち16個のNチャネルMOSトランジスタのソース容量とNチャネルMOSトランジスタ22のドレイン容量を充電するための大きな電流が過渡的に流れ、図12(e)の点線で示すように、磁化電流Imの大きなオーバーシュートが発生していた。   Conventionally, the sub DL driver 21 is composed of only one large-sized N-channel MOS transistor. Therefore, when the N channel MOS transistor corresponding to the selected digit line DL is turned on, the parasitic capacitance of the node N21, that is, the source capacitance of the 16 N channel MOS transistors and the drain capacitance of the N channel MOS transistor 22 are charged. A large current for transiently flowing flows and a large overshoot of the magnetizing current Im occurs as indicated by the dotted line in FIG.

磁化電流Imの大きなオーバーシュートが発生すると、選択されたディジット線DLに対応する各メモリセルMCが過剰なディスターブを受け、書込特性のマージンが減少してしまう。このため、従来は誤書込の発生確率が高いという問題があった。これに対して本願発明では、磁化電流Imのオーバーシュートは小さいので、書込特性のマージンを高く維持することができ、誤書込の発生確率を低くすることができる。   When a large overshoot of the magnetizing current Im occurs, each memory cell MC corresponding to the selected digit line DL is excessively disturbed, and the write characteristic margin is reduced. For this reason, there has been a problem that the probability of erroneous writing is high. On the other hand, in the present invention, since the overshoot of the magnetizing current Im is small, the write characteristic margin can be maintained high, and the probability of erroneous writing can be lowered.

次に時刻t5において、ディジット線選択信号DLS1が非活性化レベルの「L」レベルに立ち下げられると、制御信号φ1〜φ4がともに「L」レベルに立ち下げられ、NチャネルMOSトランジスタ24.1〜24.4が非導通にされて磁化電流Imが遮断される。また、内部アドレス信号ZWBS0が非活性化レベルの「H」レベルに立ち上げられ、ディジット線グループDLG0に対応するPチャネルMOSトランジスタ20が非導通になる。   Next, at time t5, when digit line selection signal DLS1 falls to “L” level, which is an inactivation level, both control signals φ1 to φ4 fall to “L” level, and N channel MOS transistor 24.1. ˜24.4 is made non-conductive and the magnetizing current Im is cut off. In addition, internal address signal ZWBS0 is raised to the “H” level of the inactivation level, and P channel MOS transistor 20 corresponding to digit line group DLG0 is rendered non-conductive.

なお、トランジスタ24.1〜24.4のサイズは同じでもよいが、トランジスタ24.1〜24.4のサイズを順次小さくしてもよい。たとえば、トランジスタ24.1〜24.4のサイズを8:4:2:1にしておく。オーバーシュートのレベルは、トランジスタ24.1を導通させたときに最も大きくなり、トランジスタ24.4を導通させたときに最も小さくなる。したがって、小さなサイズのトランジスタ24.4を最後に導通させることにより、図12(f)の実線で示すように、磁化電流Imのピーク値を低く抑制することができる。   Note that the sizes of the transistors 24.1 to 24.4 may be the same, but the sizes of the transistors 24.1 to 24.4 may be sequentially reduced. For example, the size of the transistors 24.1 to 24.4 is set to 8: 4: 2: 1. The level of overshoot is the highest when transistor 24.1 is turned on and is the lowest when transistor 24.4 is turned on. Therefore, the peak value of the magnetizing current Im can be suppressed low by turning on the transistor 24.4 having a small size last, as shown by the solid line in FIG.

図13は、BLドライバ12,13の構成を示す回路図である。図13において、メモリアレイMAの256本のビット線BLは、予め16本ずつ、16個のビット線グループBLG0〜BLG15に分割されている。各ビット線BLには、寄生抵抗が存在する。   FIG. 13 is a circuit diagram showing the configuration of the BL drivers 12 and 13. In FIG. 13, 256 bit lines BL of the memory array MA are divided in advance into 16 bit line groups BLG0 to BLG15. Each bit line BL has a parasitic resistance.

BLドライバ12は、各ビット線グループBLGに対応して設けられたPチャネルMOSトランジスタ40およびNチャネルMOSトランジスタ41,42と、それぞれ256本のビット線BLに対応して設けられた256個のサブBLドライバ43とを含む。   The BL driver 12 includes a P-channel MOS transistor 40 and N-channel MOS transistors 41 and 42 provided corresponding to each bit line group BLG, and 256 sub-channels provided corresponding to 256 bit lines BL, respectively. And a BL driver 43.

PチャネルMOSトランジスタ40は、電源電圧VDDのラインとノードN40との間に接続され、そのゲートは書込制御信号WDPL0を受ける。NチャネルMOSトランジスタ41のドレインはノードN40に接続され、そのゲートは書込制御信号WDNL0を受ける。NチャネルMOSトランジスタ42は、NチャネルMOSトランジスタ41のソースと接地電圧VSSのラインとの間に接続され、そのゲートは参照電圧VREFBLを受ける。NチャネルMOSトランジスタ42は、参照電圧VREFBLに応じた値の電流を流出させる定電流素子を構成する。   P channel MOS transistor 40 is connected between a line of power supply voltage VDD and node N40, and has a gate receiving write control signal WDPL0. N channel MOS transistor 41 has its drain connected to node N40 and its gate receiving write control signal WDNL0. N channel MOS transistor 42 is connected between the source of N channel MOS transistor 41 and the line of ground voltage VSS, and the gate thereof receives reference voltage VREFBL. N-channel MOS transistor 42 constitutes a constant current element that causes a current of a value corresponding to reference voltage VREFBL to flow out.

256個のサブBLドライバ43は、それぞれビット線選択信号BLS0〜BLS255によって制御される。各サブBLドライバ43は、対応のビット線BLの一方端と対応のノードN40との間に接続され、対応のビット線選択信号BLSが活性化レベルの「H」レベルにされたことに応じて、対応のビット線BLの一方端と対応のノードN40とを接続する。また、各サブBLドライバ43の電流駆動能力は、複数段階で順次増大する。ビット線選択信号BLS0〜BLS255は、列アドレス信号CA0〜CA3から生成される。   The 256 sub-BL drivers 43 are controlled by bit line selection signals BLS0 to BLS255, respectively. Each sub-BL driver 43 is connected between one end of the corresponding bit line BL and the corresponding node N40, and in response to the corresponding bit line selection signal BLS being set to the activation level “H” level. , One end of the corresponding bit line BL is connected to the corresponding node N40. In addition, the current driving capability of each sub-BL driver 43 increases sequentially in a plurality of stages. Bit line selection signals BLS0 to BLS255 are generated from column address signals CA0 to CA3.

BLドライバ13は、各ビット線グループBLGに対応して設けられたPチャネルMOSトランジスタ50およびNチャネルMOSトランジスタ51,52と、それぞれ256本のビット線BLに対応して設けられた256個のサブBLドライバ53とを含む。   The BL driver 13 includes a P-channel MOS transistor 50 and N-channel MOS transistors 51 and 52 provided corresponding to each bit line group BLG, and 256 sub-channels provided corresponding to 256 bit lines BL, respectively. And a BL driver 53.

PチャネルMOSトランジスタ50は、電源電圧VDDのラインとノードN50との間に接続され、そのゲートは書込制御信号WDPR0を受ける。NチャネルMOSトランジスタ51のドレインはノードN50に接続され、そのゲートは書込制御信号WDNR0を受ける。NチャネルMOSトランジスタ52は、NチャネルMOSトランジスタ51のソースと接地電圧VSSのラインとの間に接続され、そのゲートは参照電圧VREFBLを受ける。NチャネルMOSトランジスタ52は、参照電圧VREFBLに応じた値の電流を流出させる定電流素子を構成する。   P channel MOS transistor 50 is connected between a line of power supply voltage VDD and node N50, and has a gate receiving write control signal WDPR0. N channel MOS transistor 51 has its drain connected to node N50 and its gate receiving write control signal WDNR0. N channel MOS transistor 52 is connected between the source of N channel MOS transistor 51 and the line of ground voltage VSS, and has its gate receiving reference voltage VREFBL. N-channel MOS transistor 52 constitutes a constant current element that causes a current of a value corresponding to reference voltage VREFBL to flow out.

256個のサブBLドライバ53は、それぞれビット線選択信号BLS0〜BLS255によって制御される。各サブBLドライバ53は、対応のビット線BLの他方端と対応のノードN50との間に接続され、対応のビット線選択信号BLSが活性化レベルの「H」レベルにされたことに応じて、対応のビット線BLの他方端と対応のノードN50とを接続する。また、各サブBLドライバ53の電流駆動能力は、複数段階で順次増大する。   The 256 sub-BL drivers 53 are controlled by bit line selection signals BLS0 to BLS255, respectively. Each sub-BL driver 53 is connected between the other end of the corresponding bit line BL and the corresponding node N50, and in response to the corresponding bit line selection signal BLS being set to the activation level “H” level. The other end of the corresponding bit line BL is connected to the corresponding node N50. In addition, the current drive capability of each sub-BL driver 53 increases sequentially in a plurality of stages.

図14は、サブBLドライバ43,53の構成を示す回路ブロック図である。図14において、サブBLドライバ43は、複数(たとえば、4つ)のNチャネルMOSトランジスタ44.1〜44.4と、信号発生回路45とを含む。複数のNチャネルMOSトランジスタ44.1〜44.4は、対応のビット線BLの一方端と対応のノードN40との間に並列接続される。トランジスタ44.1〜44.4のゲートは、信号発生回路45の出力信号φ11〜φ14を受ける。   FIG. 14 is a circuit block diagram showing the configuration of the sub-BL drivers 43 and 53. 14, sub-BL driver 43 includes a plurality of (for example, four) N-channel MOS transistors 44.1 to 44.4 and a signal generation circuit 45. A plurality of N channel MOS transistors 44.1 to 44.4 are connected in parallel between one end of corresponding bit line BL and corresponding node N40. The gates of transistors 44.1 to 44.4 receive output signals φ11 to φ14 of signal generation circuit 45.

信号発生回路45は、対応のビット線選択信号BLSが非活性化レベルの「L」レベルから活性化レベルの「H」レベルに立ち上げられたことに応じて、制御信号φ11〜φ14を所定の時間間隔で「L」レベルから「H」レベルに順次立ち上げる。信号φ11〜φ14が順次「H」レベルに立ち上げられると、トランジスタ44.1〜44.4が順次導通し、サブBLドライバ43の電流駆動能力が4段階で順次増大する。対応のビット線選択信号BLSが非活性化レベルの「L」レベルに立ち下げられると、制御信号φ11〜φ14がともに「L」レベルに立ち下げられ、トランジスタ44.1〜44.4が非導通になる。信号発生回路45の構成は、図8〜図11で説明した信号発生回路25と同じである。   In response to the corresponding bit line selection signal BLS being raised from the “L” level of the inactivation level to the “H” level of the activation level, the signal generation circuit 45 outputs the control signals φ11 to φ14 to a predetermined level. It rises sequentially from “L” level to “H” level at time intervals. When the signals φ11 to φ14 are sequentially raised to “H” level, the transistors 44.1 to 44.4 are sequentially turned on, and the current driving capability of the sub-BL driver 43 is sequentially increased in four stages. When the corresponding bit line selection signal BLS is lowered to the “L” level of the inactivation level, both of the control signals φ11 to φ14 are lowered to the “L” level, and the transistors 44.1 to 44.4 are turned off. become. The configuration of the signal generation circuit 45 is the same as that of the signal generation circuit 25 described with reference to FIGS.

サブBLドライバ53は、複数(たとえば、4つ)のNチャネルMOSトランジスタ54.1〜54.4と、信号発生回路55とを含む。複数のNチャネルMOSトランジスタ54.1〜54.4は、対応のビット線BLの他方端と対応のノードN50との間に並列接続される。トランジスタ54.1〜54.4のゲートは、信号発生回路55の出力信号φ21〜φ24を受ける。   Sub-BL driver 53 includes a plurality of (for example, four) N-channel MOS transistors 54.1 to 54.4 and a signal generation circuit 55. A plurality of N channel MOS transistors 54.1 to 54.4 are connected in parallel between the other end of corresponding bit line BL and corresponding node N50. Transistors 54.1 to 54.4 receive output signals φ21 to φ24 of signal generation circuit 55 at their gates.

信号発生回路55は、対応のビット線選択信号BLSが非活性化レベルの「L」レベルから活性化レベルの「H」レベルに立ち上げられたことに応じて、制御信号φ21〜φ24を所定の時間間隔で「L」レベルから「H」レベルに順次立ち上げる。信号φ21〜φ24が順次「H」レベルに立ち上げられると、トランジスタ54.1〜54.4が順次導通し、サブBLドライバ53の電流駆動能力が4段階で順次増大する。対応のビット線選択信号BLSが非活性化レベルの「L」レベルに立ち下げられると、制御信号φ21〜φ24がともに「L」レベルに立ち下げられ、トランジスタ54.1〜54.4が非導通になる。信号発生回路55の構成は、図8〜図11で説明した信号発生回路25と同じである。   In response to the corresponding bit line selection signal BLS being raised from the “L” level of the inactivation level to the “H” level of the activation level, the signal generation circuit 55 supplies the control signals φ21 to φ24 to a predetermined level. It rises sequentially from “L” level to “H” level at time intervals. When the signals φ21 to φ24 are sequentially raised to “H” level, the transistors 54.1 to 54.4 are sequentially turned on, and the current driving capability of the sub-BL driver 53 is sequentially increased in four stages. When the corresponding bit line selection signal BLS is lowered to the “L” level of the inactivation level, the control signals φ21 to φ24 are all lowered to the “L” level, and the transistors 54.1 to 54.4 are turned off. become. The configuration of the signal generation circuit 55 is the same as that of the signal generation circuit 25 described with reference to FIGS.

次に、図13および図14を参照して、BLドライバ12,13の動作について説明する。ここでは、ビット線グループBLG0に属する16本のビット線BLのうちの図13中の上から2番目のビット線BLが選択されるものする。また、書込制御信号WDPL0,WDNL0,WDPR0,WDNR0により、そのビット線BLに図13中の右側から左側に向かって書込電流Iwが流されるものとする。初期状態では、トランジスタ40,41,50,51およびサブBLドライバ43,53は非導通状態にされている。   Next, operations of the BL drivers 12 and 13 will be described with reference to FIGS. Here, it is assumed that the second bit line BL from the top in FIG. 13 among the 16 bit lines BL belonging to the bit line group BLG0 is selected. Further, it is assumed that a write current Iw is caused to flow through the bit line BL from the right side to the left side in FIG. 13 by the write control signals WDPL0, WDNL0, WDPR0, and WDNR0. In the initial state, the transistors 40, 41, 50, 51 and the sub-BL drivers 43, 53 are in a non-conductive state.

まず、書込制御信号WDNL0が活性化レベルの「H」レベルに立ち上げられるとともに、書込制御信号WDPR0が活性化レベルの「L」レベルに立ち下げられ、トランジスタ41,50が導通する。次いで、ビット線選択信号BLS1が活性化レベルの「H」レベルにされる。   First, write control signal WDNL0 is raised to the activation level “H” level, and write control signal WDPR0 is lowered to the activation level “L” level, and transistors 41 and 50 are turned on. Next, the bit line selection signal BLS1 is set to the “H” level of the activation level.

ビット線選択信号BLS1が活性化レベルの「H」レベルにされると、ビット線選択信号BLS1に対応するサブBLドライバ43の信号発生回路45によって制御信号φ11〜φ14が順次「H」レベルに立ち上げられて、トランジスタ44.1〜44.4が順次導通する。同時に、ビット線選択信号BLS1に対応するサブBLドライバ53の信号発生回路55によって制御信号φ21〜φ24が順次「H」レベルに立ち上げられて、トランジスタ54.1〜54.4が順次導通する。   When the bit line selection signal BLS1 is set to the activation level “H” level, the control signals φ11 to φ14 sequentially rise to the “H” level by the signal generation circuit 45 of the sub-BL driver 43 corresponding to the bit line selection signal BLS1. The transistors 44.1 to 44.4 are sequentially turned on. At the same time, the control signals φ21 to φ24 are sequentially raised to “H” level by the signal generation circuit 55 of the sub-BL driver 53 corresponding to the bit line selection signal BLS1, and the transistors 54.1 to 54.4 are sequentially turned on.

これにより、電源電圧VDDのラインからトランジスタ50、サブBLドライバ53、ビット線BL、サブBLドライバ43、およびトランジスタ41,42を介して接地電圧VSSのラインに書込電流Iwが流れる。このとき、サブBLドライバ43,53の電流駆動能力が複数段階で順次増大するので、書込電流Iwのオーバーシュートは小さくて済む。所定時間経過後、トランジスタ50,41およびサブBLドライバ53,43が非導通にされて書込電流Iwが遮断される。   As a result, the write current Iw flows from the power supply voltage VDD line to the ground voltage VSS line via the transistor 50, sub-BL driver 53, bit line BL, sub-BL driver 43, and transistors 41 and 42. At this time, since the current driving capability of the sub-BL drivers 43 and 53 sequentially increases in a plurality of stages, the overshoot of the write current Iw can be small. After a predetermined time has elapsed, the transistors 50 and 41 and the sub-BL drivers 53 and 43 are turned off, and the write current Iw is cut off.

ビット線BLに図13中の右側から左側に向けて書込電流Iwを流したことにより、選択されたビット線BLとディジット線DLの交差部のメモリセルMCには、たとえばデータ“1”が書き込まれる。そのメモリセルMCにデータ“0”を書込む場合は、トランジスタ41,50の代わりにトランジスタ40,51を導通させ、そのビット線BLに図13中の左側から右側に向けて書込電流Iwを流せばよい。   When a write current Iw is passed through the bit line BL from the right side to the left side in FIG. 13, for example, data “1” is stored in the memory cell MC at the intersection of the selected bit line BL and the digit line DL. Written. When data “0” is written in the memory cell MC, the transistors 40 and 51 are made conductive instead of the transistors 41 and 50, and the write current Iw is applied to the bit line BL from the left side to the right side in FIG. Just flow away.

図15(a)〜(f)は、BLドライバ12,13の動作を示すタイムチャートであるここでは、ビット線グループBLG0に属する16本のビット線BLのうちの図13中の上から2番目のビット線BLが指定されたものとする。   FIGS. 15A to 15F are time charts showing the operations of the BL drivers 12 and 13. Here, the second bit from the top in FIG. 13 among the 16 bit lines BL belonging to the bit line group BLG0. It is assumed that the bit line BL is designated.

まず、書込制御信号WDNL0が活性化レベルの「H」レベルに立ち上げられるとともに、書込制御信号WDPR0が活性化レベルの「L」レベルに立ち下げられ、トランジスタ41,50が導通する。次いで、ビット線選択信号BLS1が活性化レベルの「H」レベルにされる。   First, write control signal WDNL0 is raised to the activation level “H” level, and write control signal WDPR0 is lowered to the activation level “L” level, and transistors 41 and 50 are turned on. Next, the bit line selection signal BLS1 is set to the “H” level of the activation level.

ビット線選択信号BLS1が活性化レベルの「H」レベルにされると、ビット線選択信号BLS1に対応するサブBLドライバ43,53の信号発生回路45,55により、制御信号φ11とφ21,φ12とφ22,φ13とφ23,φ14とφ24が所定の時間間隔で「L」レベルから「H」レベルに順次立ち上げられる(時刻t1〜t4)。   When the bit line selection signal BLS1 is set to the activation level “H” level, the control signals φ11, φ21, φ12 and the sub-BL drivers 43, 53 corresponding to the bit line selection signal BLS1 are generated by the signal generation circuits 45, 55. φ22, φ13 and φ23, and φ14 and φ24 are sequentially raised from “L” level to “H” level at predetermined time intervals (time t1 to t4).

制御信号φ11とφ21,φ12とφ22,φ13とφ23,φ14とφ24が「L」レベルから「H」レベルに順次立ち上げられると、それらのサブDLドライバ43,53のトランジスタ44.1と54.1,44.2と54.2,44.3と54.3,44.4と54.4が順次導通し、そのビット線に書込電流Iwが流れる。このとき、サブBLドライバ43,53の電流駆動能力が複数段階で順次増大されるので、書込電流Iwのオーバーシュートは小さくて済む。   When the control signals φ11 and φ21, φ12 and φ22, φ13 and φ23, φ14 and φ24 are sequentially raised from the “L” level to the “H” level, the transistors 44.1 and 54. 1, 44.2, 54.2, 44.3, 54.3, 44.4, and 54.4 are sequentially conducted, and a write current Iw flows through the bit line. At this time, since the current drive capability of the sub-BL drivers 43 and 53 is sequentially increased in a plurality of stages, the overshoot of the write current Iw can be small.

なお、従来は、サブBLドライバ43,53の各々が大きなサイズの1つのNチャネルMOSトランジスタのみで構成されていた。このため、選択されたビット線BLに対応するサブBLドライバ43,53と、トランジスタ41,50またはトランジスタ40,51とを導通させたとき、ノードN40の寄生容量(すなわちトランジスタ40〜42のドレイン容量、16個のトランジスタのソース/ドレイン容量)、またはノードN50の寄生容量(すなわちトランジスタ50〜52のドレイン容量、16個のトランジスタのソース/ドレイン容量)を充電するための大きな電流が過渡的に流れ、図15(e)の点線で示すように、書込電流Iwの大きなオーバーシュートが発生していた。   Conventionally, each of the sub-BL drivers 43 and 53 is composed of only one large N-channel MOS transistor. Therefore, when the sub-BL drivers 43 and 53 corresponding to the selected bit line BL and the transistors 41 and 50 or the transistors 40 and 51 are brought into conduction, the parasitic capacitance of the node N40 (that is, the drain capacitances of the transistors 40 to 42). , 16 transistors), or a large current for charging a parasitic capacitance of the node N50 (ie, the drain capacities of the transistors 50 to 52 and the 16 transistors). As shown by the dotted line in FIG. 15E, a large overshoot of the write current Iw occurred.

書込電流Iwの大きなオーバーシュートが発生すると、選択されたビット線BLに対応する各メモリセルMCが過剰なディスターブを受け、書込特性のマージンが減少してしまう。このため、従来は誤書込の発生確率が高いという問題があった。これに対して本願発明では、書込電流Iwのオーバーシュートは小さいので、書込特性のマージンを高く維持することができ、誤書込の発生確率を低くすることができる。   When a large overshoot of the write current Iw occurs, each memory cell MC corresponding to the selected bit line BL is excessively disturbed, and the write characteristic margin is reduced. For this reason, there has been a problem that the probability of erroneous writing is high. On the other hand, in the present invention, since the overshoot of the write current Iw is small, the write characteristic margin can be maintained high, and the probability of erroneous writing can be lowered.

次に時刻t5において、ビット線選択信号BLS1が非活性化レベルの「L」レベルに立ち下げられると、制御信号φ11〜φ14,φ21〜φ24がともに「L」レベルに立ち下げられ、NチャネルMOSトランジスタ44.1〜44.4,54.1〜54.4が非導通にされて書込電流Iwが遮断される。また、書込制御信号WDNL0が非活性化レベルの「L」レベルに立ち下げられるとともに、書込制御信号WDPR0が非活性化レベルの「H」レベルに立ち上げられ、トランジスタ41,50が非導通になる。   Next, at time t5, when bit line select signal BLS1 falls to "L" level, which is an inactive level, control signals φ11 to φ14 and φ21 to φ24 are all lowered to "L" level, and N channel MOS Transistors 44.1 to 44.4, 54.1 to 54.4 are turned off, and write current Iw is cut off. In addition, write control signal WDNL0 is lowered to “L” level, which is an inactivation level, and write control signal WDPR0 is raised to “H” level, which is an inactivation level, so that transistors 41 and 50 are non-conductive. become.

なお、トランジスタ44.1〜44.4(および54.1〜54.4)のサイズを順次小さくしてもよい。たとえば、トランジスタ44.1〜44.4(および54.1〜54.4)のサイズを8:4:2:1にしておく。オーバーシュートのレベルは、トランジスタ44.1(および54.1)を導通させたときに最も大きくなり、トランジスタ44.4(および54.4)を導通させたときに最も小さくなる。したがって、小さなサイズのトランジスタ44.4(および54.4)を最後に導通させることにより、図15(f)に示すように、書込電流Iwのピーク値を低く抑制することができる。   Note that the sizes of the transistors 44.1 to 44.4 (and 54.1 to 54.4) may be sequentially reduced. For example, the size of the transistors 44.1 to 44.4 (and 54.1 to 54.4) is set to 8: 4: 2: 1. The level of overshoot is greatest when transistor 44.1 (and 54.1) is turned on, and is lowest when transistor 44.4 (and 54.4) is turned on. Therefore, when the small-sized transistor 44.4 (and 54.4) is turned on last, the peak value of the write current Iw can be suppressed low as shown in FIG.

図16は、このMRAMの書込動作を示すタイムチャートである。図13において、クロック信号CLKの1/10の周期が1単位時間とされる。時刻t0において、クロック信号CLKの立ち上がりエッジにおいてチップイネーブル信号ZCEとライトイネーブル信号ZWEが活性化レベルの「L」レベルにされると、ライトコマンドが認識され、外部アドレス信号ADD0〜ADD12と書込データ信号D0〜D15が取り込まれる。時刻t0から1単位時間経過後の時刻t1において、信号ZCE,ZWEがともに非活性化レベルの「H」レベルに立ち上げられる。   FIG. 16 is a time chart showing the write operation of this MRAM. In FIG. 13, a period of 1/10 of the clock signal CLK is one unit time. At time t0, when the chip enable signal ZCE and the write enable signal ZWE are set to the “L” level of the activation level at the rising edge of the clock signal CLK, the write command is recognized, the external address signals ADD0 to ADD12 and the write data Signals D0 to D15 are captured. At time t1 after one unit time has elapsed from time t0, the signals ZCE and ZWE are both raised to the “H” level of the inactivation level.

時刻t0から2.5単位時間経過後の時刻t2において、内部アドレス信号ZWBS,MDLが生成され、選択されたディジット線グループDLGに対応するNチャネルMOSトランジスタ20が導通して、16本のディジット線DLが電源電圧VDDに充電される。   At time t2 after 2.5 unit time has elapsed from time t0, internal address signals ZWBS and MDL are generated, and the N-channel MOS transistor 20 corresponding to the selected digit line group DLG becomes conductive, so that 16 digit lines DL is charged to the power supply voltage VDD.

時刻t2から0.5単位時間経過後の時刻t3において、ディジット線イネーブル信号DLENが活性化レベルの「H」レベルに立ち上げられ、内部アドレス信号SDWが生成されて、選択されたディジット線DLに対応するサブDLドライバ21のトランジスタ24.1〜24.4が順次導通して、そのディジット線DLに磁化電流Imが流される。磁化電流Imのオーバーシュートは、図12(e)で示したように、小さい。   At time t3 after 0.5 unit time has elapsed from time t2, the digit line enable signal DLEN is raised to the “H” level of the activation level, and the internal address signal SDW is generated and applied to the selected digit line DL. The transistors 24.1 to 24.4 of the corresponding sub DL driver 21 are sequentially turned on, and the magnetizing current Im flows through the digit line DL. The overshoot of the magnetizing current Im is small as shown in FIG.

時刻t3から1単位時間経過後の時刻t4において、ビット線イネーブル信号BLENが活性化レベルの「H」レベルに立ち上げられ、書込制御信号WDP,WDNが生成されて、選択されたビット線BLに対応するトランジスタ41,50または40,51が導通する。また、ビット線選択信号BLSが生成され、各ビット線グループBLGに属する16本のビット線BLのうちの選択されたビット線BLに対応するサブBLドライバ43,53のトランジスタ44.1〜44.4(および54.1〜54.4)が順次し、選択されたビット線BLに書込電流Iwが流される。書込電流Iwのオーバーシュートは、図15(e)で示したように、小さい。時刻t4から4単位時間の間は、この状態が維持され、選択された16個のメモリセルMCにそれぞれデータ信号D0〜D15が書き込まれる。   At time t4 after one unit time has elapsed from time t3, the bit line enable signal BLEN is raised to the “H” level of the activation level, the write control signals WDP and WDN are generated, and the selected bit line BL Transistors 41, 50 or 40, 51 corresponding to are turned on. In addition, a bit line selection signal BLS is generated, and the transistors 44.1 to 44. of the sub BL drivers 43 and 53 corresponding to the selected bit line BL among the 16 bit lines BL belonging to each bit line group BLG. 4 (and 54.1 to 54.4) are sequentially performed, and the write current Iw is supplied to the selected bit line BL. The overshoot of the write current Iw is small as shown in FIG. This state is maintained for 4 unit times from time t4, and data signals D0 to D15 are respectively written in the 16 selected memory cells MC.

時刻t4から4単位時間経過後の時刻t5において、ディジット線イネーブル信号DLENが非活性化レベルの「L」レベルに立ち下げられ、内部アドレス信号SDWがリセットされる。これにより、サブDLドライバ21のトランジスタ24.1〜24.4が非導通になり、磁化電流Imが遮断される。   At time t5 after the elapse of 4 unit time from time t4, digit line enable signal DLEN falls to “L” level of the inactivation level, and internal address signal SDW is reset. Thereby, the transistors 24.1 to 24.4 of the sub DL driver 21 are turned off, and the magnetizing current Im is cut off.

時刻t5から1単位時間経過後の時刻t6において、ビット線イネーブル信号BLENが非活性化レベルの「L」レベルに立ち下げられ、書込制御信号WDP,WDNがリセットされ、BLドライバ12,13のトランジスタ40,41,50,51が非導通になる。また、時刻t6において、ビット線選択信号BLSがリセットされてサブBLドライバ12,13のトランジスタ44.1〜44.4,54.1〜54.4が非導通になり、書込電流Iwが遮断される。   At time t6 after one unit time has elapsed from time t5, the bit line enable signal BLEN falls to the “L” level of the inactivation level, the write control signals WDP and WDN are reset, and the BL drivers 12 and 13 Transistors 40, 41, 50, 51 become non-conductive. At time t6, the bit line selection signal BLS is reset and the transistors 44.1 to 44.4 and 54.1 to 54.4 of the sub-BL drivers 12 and 13 become non-conductive, and the write current Iw is cut off. Is done.

時刻t6から1単位時間経過後の時刻t7において、内部アドレス信号ZWBS,MDLがリセットされ、DLドライバ6のPチャネルMOSトランジスタ20が非導通になる。これにより、書込動作が終了する。   At time t7 after one unit time has elapsed from time t6, the internal address signals ZWBS and MDL are reset, and the P-channel MOS transistor 20 of the DL driver 6 is turned off. Thereby, the writing operation is completed.

また、図17は、この実施の形態の変更例を示す図であって、図7と対比される図である。図17において、この変更例では、DLドライバ6が除去され、ノードN20に電源電圧VDDが常時印加される。この変更例では、実施の形態と同じ効果が得られる他、DLドライバ6の分だけレイアウト面積が小さくて済む。   FIG. 17 is a diagram showing a modified example of this embodiment, and is compared with FIG. In FIG. 17, in this modification, the DL driver 6 is removed, and the power supply voltage VDD is constantly applied to the node N20. In this modified example, the same effect as the embodiment can be obtained, and the layout area can be reduced by the amount corresponding to the DL driver 6.

また、図18は、この実施の形態の他の変更例を示す図であって、図13と対比される図である。図18において、この変更例では、BLドライバ12,13のNチャネルMOSトランジスタ42,52が除去され、NチャネルMOSトランジスタ41,51のソースが接地電圧VSSのラインに直接接続されている。また、NチャネルMOSトランジスタ41,51のサイズ(ゲート長、ゲート幅)は、所定の電流を流すように予め設定されている。   FIG. 18 is a diagram showing another modified example of this embodiment, and is a diagram contrasted with FIG. In FIG. 18, in this modification, the N channel MOS transistors 42 and 52 of the BL drivers 12 and 13 are removed, and the sources of the N channel MOS transistors 41 and 51 are directly connected to the line of the ground voltage VSS. The sizes (gate length and gate width) of the N channel MOS transistors 41 and 51 are set in advance so that a predetermined current flows.

この変更例では、実施の形態と同じ効果が得られる他、NチャネルMOSトランジスタ42,52と、参照電圧VREFBLを発生する回路と、参照電圧VREFBL用の配線が不要となり、それらの分だけレイアウト面積が小さくて済む。   In this modified example, the same effects as in the embodiment can be obtained, and the N-channel MOS transistors 42 and 52, the circuit for generating the reference voltage VREFBL, and the wiring for the reference voltage VREFBL are not required, and the layout area is accordingly increased. Is small.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

MA メモリアレイ、MC メモリセル、BL ビット線、WL ワード線、DL ディジット線、TMR トンネル磁気抵抗素子、ATR アクセストランジスタ、VL 自由磁化膜、TB トンネル絶縁膜、FL 固定磁化膜、1 アドレスバッファ、2 IOバッファ、3 書込タイミングコントローラ、4,5 行デコーダ、6,7 DLドライバ、8,9 列デコーダ、10,11 書込データコントローラ、12,13 BLドライバ、20,40,50 PチャネルMOSトランジスタ、21 サブDLドライバ、22,24.1〜24.4,41,42,44.1〜44.4,51,52,54.1〜54.4 NチャネルMOSトランジスタ、23 論理回路、25,45,55 信号発生回路。   MA memory array, MC memory cell, BL bit line, WL word line, DL digit line, TMR tunnel magnetoresistive element, ATR access transistor, VL free magnetic film, TB tunnel insulating film, FL fixed magnetic film, 1 address buffer, 2 IO buffer, 3 write timing controller, 4,5 row decoder, 6,7 DL driver, 8,9 column decoder, 10,11 write data controller, 12,13 BL driver, 20,40,50 P channel MOS transistor , 21 sub DL driver, 22, 24.1 to 24.4, 41, 42, 44.1 to 44.4, 51, 52, 54.1 to 54.4 N-channel MOS transistor, 23 logic circuit, 25, 45, 55 Signal generation circuit.

Claims (10)

半導体記憶装置であって、
複数行複数列に配置され、各々が磁気的にデータ信号を記憶する複数のメモリセルと、
それぞれ前記複数行に対応して設けられた複数のディジット線と、
それぞれ前記複数列に対応して設けられた複数のビット線と、
アドレス信号に従って、前記複数のディジット線のうちのいずれかのディジット線と前記複数のビット線のうちのいずれかのビット線を選択するデコーダと、
前記デコーダによって選択されたディジット線に磁化電流を流して、そのディジット線に対応する各メモリセルを活性化させるディジット線ドライバと、
前記デコーダによって選択されたビット線にデータ信号の論理に応じた方向の書込電流を流して、活性化されたメモリセルにデータ信号を書込むビット線ドライバとを備え、
前記複数のディジット線の一方端は、電源電圧を受ける第1のノードに共通接続され、
前記ディジット線ドライバは、
各ディジット線に対応して設けられ、対応のディジット線の他方端と基準電圧を受ける第2のノードとの間に並列接続された複数の第1のトランジスタと、
前記デコーダによって選択されたディジット線に対応する複数の第1のトランジスタを順次導通させる第1の制御回路とを含む、半導体記憶装置。
A semiconductor memory device,
A plurality of memory cells arranged in a plurality of rows and a plurality of columns, each storing a data signal magnetically;
A plurality of digit lines respectively corresponding to the plurality of rows;
A plurality of bit lines respectively corresponding to the plurality of columns;
A decoder that selects any digit line of the plurality of digit lines and any bit line of the plurality of bit lines according to an address signal;
A digit line driver that applies a magnetizing current to a digit line selected by the decoder and activates each memory cell corresponding to the digit line;
A bit line driver for writing a data signal to an activated memory cell by passing a write current in a direction corresponding to the logic of the data signal to the bit line selected by the decoder;
One end of the plurality of digit lines is commonly connected to a first node that receives a power supply voltage;
The digit line driver is
A plurality of first transistors provided in correspondence with each digit line and connected in parallel between the other end of the corresponding digit line and a second node receiving a reference voltage;
And a first control circuit for sequentially turning on a plurality of first transistors corresponding to the digit line selected by the decoder.
前記複数の第1のトランジスタのサイズは互いに異なり、
前記第1の制御回路は、前記デコーダによって選択されたディジット線に対応する複数の第1のトランジスタをサイズが大きいものから順に導通させる、請求項1に記載の半導体記憶装置。
The plurality of first transistors have different sizes,
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the first control circuit conducts a plurality of first transistors corresponding to digit lines selected by the decoder in descending order of size.
前記第1の制御回路は、各ディジット線に対応して設けられ、前記デコーダによって対応のディジット線が選択されたことに応じて、それぞれ対応の複数の第1のトランジスタに対応する複数の第1の制御信号を所定の時間間隔で順次活性化レベルにする第1の信号発生回路を含み、
前記複数の第1のトランジスタは、それぞれ対応の複数の第1の制御信号が活性化レベルにされたことに応じて導通する、請求項1または請求項2に記載の半導体記憶装置。
The first control circuit is provided corresponding to each digit line, and in response to selection of a corresponding digit line by the decoder, a plurality of first control circuits corresponding to a plurality of corresponding first transistors, respectively. Including a first signal generation circuit that sequentially activates the control signals at predetermined time intervals,
3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the plurality of first transistors are turned on in response to a plurality of corresponding first control signals being set to an activation level. 4.
前記ディジット線ドライバは、さらに、一方電極が前記電源電圧を受け、他方電極が前記第1のノードに接続され、書込動作時に導通するスイッチング素子を含む、請求項1から請求項3までのいずれかに記載の半導体記憶装置。   4. The digit line driver according to claim 1, further comprising a switching element having one electrode receiving the power supply voltage and the other electrode connected to the first node and conducting during a write operation. 5. A semiconductor memory device according to claim 1. 前記ディジット線ドライバは、さらに、一方電極が前記第2のノードに接続され、他方電極が前記基準電圧を受け、定電流を流す定電流素子を含む、請求項1から請求項4までのいずれかに記載の半導体記憶装置。   5. The digit line driver according to claim 1, further comprising: a constant current element having one electrode connected to the second node and the other electrode receiving the reference voltage and flowing a constant current. The semiconductor memory device described in 1. 前記ビット線ドライバは、
各ビット線に対応して設けられ、対応のビット線の一方端と第3のノードとの間に並列接続された複数の第2のトランジスタと、
各ビット線に対応して設けられ、対応のビット線の他方端と第4のノードとの間に並列接続された複数の第3のトランジスタと、
第1の論理のデータ信号を書込む場合は、前記第3および前記第4のノードにそれぞれ前記電源電圧および前記基準電圧を与え、第2の論理のデータ信号を書込む場合は、前記第3および前記第4のノードにそれぞれ前記基準電圧および前記電源電圧を与える切換回路と、
前記デコーダによって選択されたビット線に対応する複数の第2のトランジスタを順次導通させるとともに、そのビット線に対応する複数の第3のトランジスタを順次導通させる第2の制御回路とを備える、請求項1から請求項5までのいずれかに記載の半導体記憶装置。
The bit line driver is
A plurality of second transistors provided corresponding to each bit line and connected in parallel between one end of the corresponding bit line and a third node;
A plurality of third transistors provided corresponding to the respective bit lines and connected in parallel between the other end of the corresponding bit line and the fourth node;
When writing a first logic data signal, the power supply voltage and the reference voltage are applied to the third and fourth nodes, respectively, and when writing a second logic data signal, the third logic And a switching circuit that applies the reference voltage and the power supply voltage to the fourth node, respectively.
And a second control circuit for sequentially turning on a plurality of second transistors corresponding to the bit lines selected by the decoder and sequentially turning on a plurality of third transistors corresponding to the bit lines. The semiconductor memory device according to claim 1.
半導体記憶装置であって、
複数行複数列に配置され、各々が磁気的にデータ信号を記憶する複数のメモリセルと、
それぞれ前記複数行に対応して設けられた複数のディジット線と、
それぞれ前記複数列に対応して設けられた複数のビット線と、
アドレス信号に従って、前記複数のディジット線のうちのいずれかのディジット線と前記複数のビット線のうちのいずれかのビット線を選択するデコーダと、
前記デコーダによって選択されたディジット線に磁化電流を流して、そのディジット線に対応する各メモリセルを活性化させるディジット線ドライバと、
前記デコーダによって選択されたビット線にデータ信号の論理に応じた方向の書込電流を流して、活性化されたメモリセルにデータ信号を書込むビット線ドライバとを備え、
前記ビット線ドライバは、
各ビット線に対応して設けられ、対応のビット線の一方端と第1のノードとの間に並列接続された複数の第1のトランジスタと、
各ビット線に対応して設けられ、対応のビット線の他方端と第2のノードとの間に並列接続された複数の第2のトランジスタと、
第1の論理のデータ信号を書込む場合は、前記第1および前記第2のノードにそれぞれ前記電源電圧および前記基準電圧を与え、第2の論理のデータ信号を書込む場合は、前記第1および前記第2のノードにそれぞれ前記基準電圧および前記電源電圧を与える切換回路と、
前記デコーダによって選択されたビット線に対応する複数の第1のトランジスタを順次導通させるとともに、そのビット線に対応する複数の第2のトランジスタを順次導通させる制御回路とを含む、半導体記憶装置。
A semiconductor memory device,
A plurality of memory cells arranged in a plurality of rows and a plurality of columns, each storing a data signal magnetically;
A plurality of digit lines respectively corresponding to the plurality of rows;
A plurality of bit lines respectively corresponding to the plurality of columns;
A decoder that selects any digit line of the plurality of digit lines and any bit line of the plurality of bit lines according to an address signal;
A digit line driver that applies a magnetizing current to a digit line selected by the decoder and activates each memory cell corresponding to the digit line;
A bit line driver for writing a data signal to an activated memory cell by passing a write current in a direction corresponding to the logic of the data signal to the bit line selected by the decoder;
The bit line driver is
A plurality of first transistors provided corresponding to each bit line and connected in parallel between one end of the corresponding bit line and the first node;
A plurality of second transistors provided corresponding to each bit line and connected in parallel between the other end of the corresponding bit line and the second node;
When the first logic data signal is written, the power supply voltage and the reference voltage are applied to the first and second nodes, respectively, and when the second logic data signal is written, the first logic data signal is written. And a switching circuit for supplying the reference voltage and the power supply voltage to the second node, respectively.
And a control circuit for sequentially turning on the plurality of first transistors corresponding to the bit lines selected by the decoder and sequentially turning on the plurality of second transistors corresponding to the bit lines.
前記複数の第1のトランジスタのサイズは互いに異なり、
前記複数の第2のトランジスタのサイズは互いに異なり、
前記制御回路は、前記デコーダによって選択されたビット線に対応する複数の第1のトランジスタをサイズが大きいものから順に導通させるとともに、そのビット線に対応する複数の第2のトランジスタをサイズが大きいものから順に導通させる、請求項7に記載の半導体記憶装置。
The plurality of first transistors have different sizes,
The sizes of the plurality of second transistors are different from each other,
The control circuit conducts a plurality of first transistors corresponding to the bit line selected by the decoder in order from a larger size, and a plurality of second transistors corresponding to the bit line have a larger size. The semiconductor memory device according to claim 7, wherein the semiconductor memory device is electrically connected in order.
前記制御回路は、
各ビット線に対応して設けられ、前記デコーダによって対応のビット線が選択されたことに応じて、それぞれ対応の複数の第1のトランジスタに対応する複数の第1の制御信号を所定の時間間隔で順次活性化レベルにする第1の信号発生回路と、
各ビット線に対応して設けられ、前記デコーダによって対応のビット線が選択されたことに応じて、それぞれ対応の複数の第2のトランジスタに対応する複数の第2の制御信号を前記所定の時間間隔で順次活性化レベルにする第2の信号発生回路とを含み、
前記複数の第1のトランジスタは、それぞれ対応の複数の第1の制御信号が活性化レベルにされたことに応じて導通し、
前記複数の第2のトランジスタは、それぞれ対応の複数の第2の制御信号が活性化レベルにされたことに応じて導通する、請求項7または請求項8に記載の半導体記憶装置。
The control circuit includes:
A plurality of first control signals corresponding to a plurality of corresponding first transistors are provided at a predetermined time interval in response to selection of the corresponding bit line by the decoder. A first signal generation circuit sequentially activated at
A plurality of second control signals corresponding to a plurality of corresponding second transistors are provided for the predetermined time in response to selection of the corresponding bit line by the decoder. A second signal generation circuit that sequentially activates at intervals.
The plurality of first transistors are turned on in response to the activation of the corresponding first control signals,
9. The semiconductor memory device according to claim 7, wherein the plurality of second transistors are turned on in response to the corresponding plurality of second control signals being set to the activation level. 10.
前記ビット線ドライバは、
さらに、定電流を流す第1の定電流素子と、
前記定電流を流す第2の定電流素子とを含み、
前記切換回路は、
前記電源電圧のラインと前記第1のノードとの間に接続され、前記第1の論理のデータ信号を書込む場合に導通する第1のスイッチング素子と、
前記電源電圧のラインと前記第2のノードとの間に接続され、前記第2の論理のデータ信号を書込む場合に導通する第2のスイッチング素子と、
前記第1のノードと前記基準電圧のラインとの間に前記第1の定電流素子と直列接続され、前記第2の論理のデータ信号を書込む場合に導通する第3のスイッチング素子と、
前記第2のノードと前記基準電圧のラインとの間に前記第1の定電流素子と直列接続され、前記第1の論理のデータ信号を書込む場合に導通する第4のスイッチング素子とを含む、請求項7から請求項9までのいずれかに記載の半導体記憶装置。
The bit line driver is
A first constant current element for passing a constant current;
A second constant current element for flowing the constant current;
The switching circuit is
A first switching element connected between the power supply voltage line and the first node and conducting when writing the data signal of the first logic;
A second switching element connected between the power supply voltage line and the second node and conducting when writing the second logic data signal;
A third switching element connected in series with the first constant current element between the first node and the reference voltage line and conducting when writing a data signal of the second logic;
A fourth switching element connected in series with the first constant current element between the second node and the reference voltage line and conducting when writing the first logic data signal; A semiconductor memory device according to claim 7.
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