JP6863700B2 - Non-volatile semiconductor storage device and its measurement method - Google Patents
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Description
本発明は、不揮発性半導体記憶装置及びその測定方法に関し、とりわけ測定方法は半導体記憶装置を構成するメモリセルの閾値電圧の測定に関する。 The present invention relates to a non-volatile semiconductor storage device and a measuring method thereof, and in particular, the measuring method relates to measuring the threshold voltage of a memory cell constituting the semiconductor storage device.
近年、半導体記憶装置とりわけ不揮発性半導体記憶装置の大容量化が普及しつつある。不揮発性半導体記憶装置の大容量化に伴い、通常モードとは異なるテストモードにおける各メモリセルの閾値電圧を測定する時間も増大する。 In recent years, the capacity of semiconductor storage devices, especially non-volatile semiconductor storage devices, has become widespread. As the capacity of the non-volatile semiconductor storage device increases, the time for measuring the threshold voltage of each memory cell in a test mode different from the normal mode also increases.
特許文献1は、例えばフラッシュ・メモリのように所定回数以上の書き込み・読み出しができないDUT(Device Under Test:被試験デバイス)のテストに適する半導体試験装置用の同時測定制御回路を提供する。
特許文献1は、DUTのテストモードにおいて複数のDUTからそれぞれ良の時に出力されるマッチ・フラグの論理積をとった信号と、予め定められたマッチ・インデックスの回数間に少なくとも1個のDUTのマッチが取れている時の論理和をとった信号との論理和をとることで、取り出した信号を期待値と論理比較して一致しているか否かを測定する。
特許文献2は、プログラム検証、読み出し用の基準電圧の適正型セッティングを用いた、不揮発性マルチレベルメモリを提供する。不揮発性半導体記憶素子の閾値電圧分布の変化を測定するプロセスを開示する。 Patent Document 2 provides a non-volatile multi-level memory using a proper setting of a reference voltage for program verification and reading. A process for measuring a change in the threshold voltage distribution of a non-volatile semiconductor storage device is disclosed.
特許文献1は、複数のDUTのデータから論理積または論理和を求め、読み出し回数を最小にすることで、結果的に読み出し時間を短縮することができる。しかし、例えばDUT内部の大容量のメモリセルアレイにおいて、複数メモリセルのデータから論理積または論理和を求め出し、例えばEEPROM(Electronically−Erasable and Programmable Read Only Memory)のような不揮発性半導体記憶装置であるDUT内部の読み出し時間を短縮することは期待できない。
In
特許文献2は、既定のステップサイズ電圧を複数回に分けて印加することで、メモリセル内のデータ変化を詳細に測定できる。しかし、近年の不揮発性半導体記憶装置の大容量化により、EEPROMのような不揮発性半導体記憶装置の大容量のデータを測定し、そのデータ変化量を出力するための、スループットを向上させることは期待できない。 In Patent Document 2, the data change in the memory cell can be measured in detail by applying the predetermined step size voltage in a plurality of times. However, due to the recent increase in the capacity of non-volatile semiconductor storage devices, it is expected that the throughput for measuring a large amount of data in a non-volatile semiconductor storage device such as EEPROM and outputting the amount of data change will be improved. Can not.
本発明では、テストモードにおける閾値電圧の測定時間を短縮することができる不揮発性半導体記憶装置及びその測定方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a non-volatile semiconductor storage device capable of shortening the measurement time of the threshold voltage in the test mode and a method for measuring the non-volatile semiconductor storage device.
本発明に係る一態様の不揮発性半導体記憶装置は、データを蓄積する不揮発性のメモリトランジスタと、前記メモリトランジスタに直列に接続されるビットセレクトトランジスタとを備え、前記ビットセレクトトランジスタはワードライン及びセンスアンプに接続されるビットラインに結合され、前記メモリトランジスタと前記ビットセレクトトランジスタによってメモリセル列を構成し、前記メモリセル列は複数並べられてメモリセルアレイを構成し、前記メモリセルアレイは制御・論理回路で制御され、さらに前記メモリセルアレイはあらかじめ決められた前記メモリセル列の列数によって複数のカラムに区分けされており、前記メモリセル列に結合される前記ビットラインと前記センスアンプとの間に前記カラム単位でオン、オフさせるカラム選択用トランジスタが介在されている。 One aspect of the non-volatile semiconductor storage device according to the present invention includes a non-volatile memory transistor for storing data and a bit select transistor connected in series with the memory transistor, and the bit select transistor has a word line and a sense. It is coupled to a bit line connected to an amplifier, and a memory cell sequence is formed by the memory transistor and the bit select transistor. A plurality of the memory cell sequences are arranged to form a memory cell array, and the memory cell array is a control / logic circuit. The memory cell array is further divided into a plurality of columns according to a predetermined number of columns of the memory cell row, and the bit line coupled to the memory cell row and the sense amplifier are separated from each other. A column selection transistor that turns on and off on a column-by-column basis is interposed.
また本発明の別の態様では、前記カラム選択用トランジスタと前記センスアンプの共通接続点はビット対応線に接続され、前記ビット対応線には等差数列に添って選択された前記カラムの同じ番地が与えられたビットライン同士が共通に接続されている。 In another aspect of the present invention, the common connection point between the column selection transistor and the sense amplifier is connected to a bit correspondence line, and the same address of the column selected along the arithmetic progression is connected to the bit correspondence line. The bit lines given with are connected in common.
また本発明の別の態様では、前記制御・論理回路で制御される論理積回路及び論理和回路の入力が前記センスアンプの出力に結合されている。 In another aspect of the present invention, the inputs of the AND circuit and the OR circuit controlled by the control / logic circuit are coupled to the output of the sense amplifier.
また本発明の別の態様では、前記論理積回路及び前記論理和回路は、前記カラム単位でそれぞれ論理積演算及び論理和演算を行う。 In another aspect of the present invention, the logical circuit and the OR circuit performs a logical AND operation and OR operation respectively by the column unit.
また本発明の別の態様では、前記論理積回路及び前記論理和回路の各出力は第1セレクタ回路の入力に各別に結合され、第1セレクタ回路は、前記論理積回路での論理演算結果及び前記論理和回路での論理和演算結果の少なくとも一方を出力する。 Further, in another aspect of the present invention, each output of the AND circuit and the OR circuit is separately coupled to the input of the first selector circuit, and the first selector circuit is the result of the logical operation in the AND circuit and the result of the logical operation. At least one of the OR operation results in the OR circuit is output.
また本発明の別の態様では、前記カラム選択用トランジスタは前記センスアンプと前記メモリセル列との間に直列に接続され、前記カラム選択用トランジスタと前記センスアンプとの共通接続点はビット対応線に結合され、前記ビット対応線には等差数列に添って選択された前記カラムの前記ビットラインが結合されている。 In another aspect of the present invention, the column selection transistor is connected in series between the sense amplifier and the memory cell sequence, and the common connection point between the column selection transistor and the sense amplifier is a bit correspondence line. the coupled, the bit line of the column to the bit corresponding line selected along the arithmetic sequence is coupled.
また本発明の別の態様では、前記メモリトランジスタのゲートはバイトセレクトトランジスタに接続され、前記バイトセレクトトランジスタは直流電圧を印加する直流電圧印加手段に結合され、前記直流電圧印加手段は前記メモリトランジスタをオフまたはオンさせるに十分な直流電圧に設定されている。 In another aspect of the present invention, the gate of the memory transistor is connected to a bite select transistor, the bite select transistor is coupled to a DC voltage applying means for applying a DC voltage, and the DC voltage applying means connects the memory transistor. The DC voltage is set high enough to turn it off or on.
また本発明の別の態様では、前記直流電圧は前記メモリトランジスタをオフまたはオンさせるに十分なステップ状の電圧に設定されている。 In another aspect of the present invention, the DC voltage is set to a stepped voltage sufficient to turn the memory transistor off or on.
また本発明の別の態様では、前記メモリトランジスタをオフさせるに十分な直流電圧が印加された時、前記論理積回路での論理積演算結果が前記第1セレクタ回路から選択されて出力される。 In another aspect of the present invention, when a DC voltage sufficient to turn off the memory transistor is applied, the AND operation result in the AND circuit is selected from the first selector circuit and output.
また本発明の別の態様では、前記メモリトランジスタをオンさせるに十分な直流電圧が前記直流電圧印加手段から印加された時、前記論理和回路での論理和演算結果が前記第1セレクタ回路から選択されて出力される。 In another aspect of the present invention, when a DC voltage sufficient to turn on the memory transistor is applied from the DC voltage applying means, the OR calculation result in the OR circuit is selected from the first selector circuit. Is output.
本発明の別の発明である不揮発性半導体記憶装置の演算測定方法は、前記メモリトランジスタの閾値電圧を測定するにあたり、まず、スタートコンディションで、通信の開始を示すスタートビット信号を入力し、その後オペコード入力で、前記メモリトランジスタのゲートに前記バイトセレクトトランジスタを介してステップ状の直流電圧を印加し、その後前記メモリトランジスタのオフまたはオンへの遷移状態のデータを前記ビットラインから前記センスアンプを介して、前記論理積回路及び前記論理和(OR)回路において各論理演算を行う。 In the arithmetic and measurement method of the non-volatile semiconductor storage device, which is another invention of the present invention, when measuring the threshold voltage of the memory transistor, first, a start bit signal indicating the start of communication is input in a start condition, and then an operation code is used. At the input, a stepped DC voltage is applied to the gate of the memory transistor via the byte select transistor, and then data of the transition state of the memory transistor to off or on is transmitted from the bit line to the sense amplifier via the sense amplifier. , The logical product circuit and the logical sum (OR) circuit perform each logical operation.
また本発明の不揮発性半導体記憶装置の演算測定方法の別の態様では、前記論理積(AND)回路及び前記論理和(OR)回路において各論理演算を行う前に前記メモリセルアレイの一部に設けられたトリミングデータ領域から読み出される情報は、各論理演算1回で対象とする情報を有する等差数列の情報である。 In another embodiment of the calculation method of measuring the non-volatile semiconductor memory device of the present invention is also a part of the memory cell array before performing the logical operation in the logical product (AND) circuit and the logical sum (OR) circuit The information read from the provided trimming data area is the information of the equal difference number sequence having the target information in each logical operation once.
(本発明の実施の形態)
図1は、本発明の実施に係る不揮発性半導体記憶装置の構成を示す回路ブロック図である。
(Embodiment of the present invention)
FIG. 1 is a circuit block diagram showing a configuration of a non-volatile semiconductor storage device according to the implementation of the present invention.
不揮発性半導体記憶装置1は、制御・論理回路2、メモリセルアレイ3、センスアンプ4a,4b,4c,4d、論理積(AND)回路5、論理和(OR)回路6 第1セレクタ回路7、第2セレクタ回路8、第3セレクタ回路9、論理回路入力部10及びデータ出力部11を備えている。
The non-volatile
制御・論理回路2は、不揮発性半導体記憶装置1の中枢部を成し、第1セレクタ回路7、第2セレクタ回路8、及び第3セレクタ回路9には制御信号や切り換え信号を、メモリセルアレイ3に対しては、情報の書き込み信号、読み出し信号、及び消去信号をそれぞれ供給する。なお、制御・論理回路2には、本発明に係るメモリトランジスタの閾値電圧を測定する時にメモリトランジスタのゲートに測定入力電圧(直流電圧)生成部を設けてもよい。こうした測定入力電圧の印加経路について本書の説明及び図面の簡略化の観点から割愛し、これらの各種信号、電圧の供給については信号線Sdで代用している。制御・論理回路2は論理回路入力部10に接続されている。論理回路入力部10及びデータ出力部11は図示しない他のCPU、ICテスター等に接続される。
The control / logic circuit 2 forms the central part of the non-volatile
メモリセルアレイ3は複数のメモリセルがアレイ状に配列されたものである。メモリセルは、情報の最小単位である「0」又は「1」から成る1ビットのデータを保持することができる。「メモリセル」とは別に「メモリセル列」なる語句が存在する。一般的に「メモリセル列」には「メモリセル」に他のトランジスタやメモリトランジスタが列方向に接続されたものを含むと解すべきであるが、本書では「メモリセル」と「メモリセル列」とは同義語として扱い、これらを総称して以降「メモリセル列」として表記する。メモリセルアレイ3は、横方向(行方向)と縦方向(列方向)に夫々複数配列されたワードラインWL及びビットラインbit0〜bit7に複数のメモリセル列が接続されマトリクス状に配置されている。本発明で採用されるメモリトランジスタは単体でデータの蓄積が可能な不揮発性である。
The memory cell array 3 is an array of a plurality of memory cells. A memory cell can hold 1-bit data consisting of "0" or "1", which is the smallest unit of information. In addition to "memory cell", there is a phrase "memory cell sequence". Generally, it should be understood that the "memory cell sequence" includes a "memory cell" in which other transistors or memory transistors are connected in the column direction, but in this document, the "memory cell" and the "memory cell sequence" are used. Is treated as a synonym, and these are collectively referred to as "memory cell string" thereafter. The memory cell array 3 is arranged in a matrix in which a plurality of memory cell columns are connected to word lines WL and
メモリセルアレイ3において、例えばメモリトランジスタM0とワードラインWLに接続されたビットセレクトトランジスタBS0によって1つのメモリセル列が構成されている。こうしたメモリセル列はバイトセレクトトランジスタBSTに接続されている。さらにメモリセル列は例えば8個の単位で複数のカラムに区分けされている。図1にはカラム0〜カラム127の128個のカラムに区分けされたものを示す。また、メモリトランジスタM0であってビットセレクトトランジスタBS0と接続されない端子(例えばソース)はオープン状態として示したが、実際には他のメモリトランジスタの一方の端子(例えばドレイン)に接続され1つのメモリセル列を構成している。NAND型フラッシュメモリにおいては多数のメモリトランジスタが直列に接続され「メモリセル列」を成している。
In the memory cell array 3, for example, one memory cell sequence is composed of the memory transistor M0 and the bit select transistor BS0 connected to the word line WL. Such a memory cell sequence is connected to the byte select transistor BST. Further, the memory cell column is divided into a plurality of columns in units of eight, for example. FIG. 1 shows
カラム選択用トランジスタKS0、・・・KS8・・・KS16・・・KS24・・・KS32・・・KS1016・・・KS1023は、メモリセルアレイ3とは区別されている。カラム0に配置されたカラム選択用トランジスタKS0は、ビットセレクトトランジスタBS0とセンスアンプ4aとの間に直列に接続されている。こうした回路構成によって、ビットセレクトトランジスタBS0の出力であるビットラインbit0は、カラム選択用トランジスタKS0を介してセンスアンプ4aに結合されることになる。
The column selection transistors KS0, ... KS8 ... KS16 ... KS24 ... KS32 ... KS1016 ... KS1023 are distinguished from the memory cell array 3. The column selection transistor KS0 arranged on the
カラム選択用トランジスタKS8は、カラム1に配置され、ビットセレクトトランジスタBS8と直列に接続されている。カラム選択用トランジスタKS8の出力(例えばドレイン)はセンスアンプ4bの入力側に接続されている。こうした回路構成によって、ビットセレクトトランジスタBS8の出力であるビットラインbit0は、カラム選択用トランジスタKS8を介してセンスアンプ4bに結合されることになる。
The column selection transistor KS8 is arranged on the
カラム選択用トランジスタKS16は、カラム2に配置されビットセレクトトランジスタBS16と直列に接続されている。カラム選択用トランジスタKS16の出力(例えばドレイン)はセンスアンプ4cの入力側に接続されている。こうした回路構成によって、ビットセレクトトランジスタBS16の出力であるビットラインbit0は、カラム選択用トランジスタKS16を介してセンスアンプ4cに結合されることになる。
The column selection transistor KS16 is arranged on the column 2 and connected in series with the bit select transistor BS16. The output (for example, drain) of the column selection transistor KS16 is connected to the input side of the
カラム選択用トランジスタKS24は、カラム3に配置されビットセレクトトランジスタBS24と直列に接続されている。カラム選択用トランジスタKS24の出力(例えばドレイン)はセンスアンプ4dの入力側に接続されている。こうした回路構成によって、ビットセレクトトランジスタBS24の出力であるビットラインbit0は、カラム選択用トランジスタKS24を介してセンスアンプ4dに結合されることになる。
The column selection transistor KS24 is arranged on the column 3 and connected in series with the bit select transistor BS24. The output (for example, drain) of the column selection transistor KS24 is connected to the input side of the
カラム選択用トランジスタKS32は、カラム4に配置されビットセレクトトランジスタBS32と直列に接続されている。カラム選択用トランジスタKS32の出力(例えばドレイン)は図示しない所定のセンスアンプの入力側に接続されている。こうした回路構成によって、ビットセレクトトランジスタBS32の出力であるビットラインbit0はカラム選択用トランジスタKS32を介して所定のセンスアンプに結合されることになる。 The column selection transistor KS32 is arranged on the column 4 and connected in series with the bit select transistor BS32. The output (for example, drain) of the column selection transistor KS32 is connected to the input side of a predetermined sense amplifier (not shown). With such a circuit configuration, the bit line bit0, which is the output of the bit select transistor BS32, is coupled to a predetermined sense amplifier via the column selection transistor KS32.
カラム選択用トランジスタKS1016は、カラム127に配置されビットセレクトトランジスタBS1016と直列に接続されている。カラム選択用トランジスタKS1016の出力(例えばドレイン)は図示しない所定のセンスアンプの入力側に接続されている。こうした回路構成によって、ビットセレクトトランジスタBS1016であるビットラインbit0は、カラム選択用トランジスタKS1016を介して所定のセンスアンプに結合されることになる。 The column selection transistor KS1016 is arranged on the column 127 and is connected in series with the bit select transistor BS1016. The output (for example, drain) of the column selection transistor KS1016 is connected to the input side of a predetermined sense amplifier (not shown). With such a circuit configuration, the bit line bit0, which is the bit select transistor BS1016, is coupled to a predetermined sense amplifier via the column selection transistor KS1016.
カラム選択用トランジスタKS1023は、最終段のカラム127の最終段ビットセレクトトランジスタBS1023と直列に接続されている。カラム選択用トランジスタKS1023の出力(例えばドレイン)は図示しない所定のセンスアンプの入力側に接続されている。こうした回路構成によって、ビットセレクトトランジスタBS1023の出力であるビットラインbit7は、カラム選択用トランジスタKS1023を介して所定のセンスアンプに結合されることになる。 The column selection transistor KS1023 is connected in series with the final stage bit select transistor BS1023 of the final stage column 127. The output (for example, drain) of the column selection transistor KS1023 is connected to the input side of a predetermined sense amplifier (not shown). With such a circuit configuration, the bit line bit7, which is the output of the bit select transistor BS1023, is coupled to a predetermined sense amplifier via the column selection transistor KS1023.
図1に示したカラム選択用トランジスタは作図の便宜上、KS0,KS8,KS16,KS24,KS32及びKS1016の6つのみを示している。しかし実際の回路構成においては各メモリセル列に対応してカラム選択用トランジスタKS0,KS1,KS2,KS3・・・・・KS1020,KS1021,KS1022,KS1023の合わせて1024個のトランジスタが用意されている。 For convenience of drawing, only six column selection transistors shown in FIG. 1 are shown: KS0, KS8, KS16, KS24, KS32 and KS1016. However, in the actual circuit configuration, a total of 1024 transistors are prepared for each memory cell row, including column selection transistors KS0, KS1, KS2, KS3 ... KS1020, KS1021, KS1022, KS1023. ..
閾値電圧を測定するために、測定入力電圧(直流電圧)が、バイトセレクトトランジスタBSTを介してメモリトランジスタM0〜M1023の各ゲートに印加される。この時にカラム選択用トランジスタKS0〜KS31はオン状態であり、カラム4〜カラム127を構成するカラム選択用トランジスタはすべてオフに置かれる。こうしたカラム選択用トランジスタのオンオフ制御は制御・論理回路2で行われる。また、カラム124〜カラム127を構成するメモリトランジスタM1016〜M1023の閾値電圧を測定する場合には、カラム選択用トランジスタKS1016〜KS1023のすべてが同時にオンとされる。この時カラム0〜カラム123に結合されるすべてのカラム選択用トランジスタはオフに置かれている。こうした回路構成と条件設定によって論理積(AND)回路5での論理積演算及び論理和(OR)回路6での論理和演算を迅速かつ確実に行うことができる。
In order to measure the threshold voltage, a measurement input voltage (DC voltage) is applied to each gate of the memory transistors M0 to M1023 via the byte select transistor BST. At this time, the column selection transistors KS0 to KS31 are in the ON state, and all the column selection transistors constituting the columns 4 to 127 are turned off. On / off control of such a column selection transistor is performed by the control / logic circuit 2. Further, when measuring the threshold voltage of the memory transistors M1016 to M1023 constituting the columns 124 to 127, all of the column selection transistors KS1016 to KS1023 are turned on at the same time. At this time, all the column selection transistors coupled to the
センスアンプ4a,4b,4c及び4dはビットラインbit0〜bit7それぞれに取り出される微小信号を増幅するために用意されている。なお、図1に示したセンスアンプは4個であるが、実際は32個用意されており、各センスアンプ4a,4b,4c及び4dは、それぞれ8個のセンスアンプで構成されている。バス線BUS1〜BUS4は、各センスアンプ出力A0〜A7,B0〜B7,C0〜C7,D0〜D7を束ねて表示している。バス線BUS1〜BUS4は、論理和(OR)回路6、論理積(AND)回路5および第2スイッチ8に接続する。さらに、先ほど述べた微小信号増幅のためのセンスアンプ32個とは別に、ECC機能を実現するために6個用意され、全部で38個のセンスアンプが不揮発性半導体記憶装置1に内蔵されている。
The
論理積(AND)回路5は、本発明のテストモードで用いられるが、通常モードでの回路動作は停止される。テストモードでは、例えばメモリトランジスタM0〜M1023の閾値電圧が測定される。この時にメモリトランジスタM0〜M1023のゲートには例えば2V〜4Vの電圧がバイトセレクトトランジスタBSTを介して印加される。
The AND
論理積(AND)回路5ではまず、カラム0〜カラム3の各ビットラインbit0〜bit7から取り出されたデータの論理積演算を行う。以降、カラム4〜カラム7、カラム8〜カラム11という具合に、最後にカラム124〜カラム127の各ビットラインbit0〜bit7から取り出されるデータの論理積演算を行う。ビットラインbit0〜bitから取り出される各微小情報信号はカラム選択用トランジスタKS0〜KS24等を介してセンスアンプ4a〜4dに入力され、これらのセンスアンプで増幅された後論理積(AND)回路5に入力される。論理積(AND)回路5は、論理積演算によって論理値「1」または「0」を出力する。
The logical product (AND)
本発明の一実施の形態では論理積(AND)回路5から出力される論理積出力が例えば「1」になるように設定されている。こうした条件設定は本発明では期待値「1」であるとして定義される。論理値「1」が出力された場合には例えば論理演算を行った4カラム分(32個のメモリトランジスタ)のすべての閾値電圧が期待値「1」を満たしたことになる。すなわち、論理値「1」が出力された場合には例えば論理演算を行った4カラム分のすべての閾値電圧が所定の範囲内に存在している状態である。逆に論理値「0」が出力された場合には例えば論理演算を行った4カラム分の内、少なくとも1つのメモリトランジスタの閾値電圧が期待値「1」を満たしていないということになる。すなわち、論理値「0」が出力された場合には例えば論理演算を行った4カラム分の内、少なくとも1つのメモリトランジスタの閾値電圧が所定の範囲外に存在している状態である。
In one embodiment of the present invention, the logical product output output from the logical product (AND)
図1には作図の便宜上、センスアンプ4a〜4cのそれぞれのビットラインbit0からの情報をセンスアンプ4a〜4dで増幅しそのデータを論理積(AND)回路5で論理積演算するものを示している。本発明の特徴の1つとして、論理積(AND)回路5で行う論理積演算は複数のカラム単位で行うことである。図1にはカラム0〜カラム3までの4つのカラムのビットラインbit0のデータについて論理積演算を行うものを示しているすなわち、本発明の一実施の形態はカラム1つ単位ではなく4つのカラム単位で論理積演算を行うものを例示している。論理和演算の対象のカラム数は4つだけではなく少なくとも2つ以上で論理積演算時間を短縮することができる。
FIG. 1 shows a device in which information from each bit line bit0 of the
論理積(AND)回路5で行う論理積演算は、例えば、カラム0〜カラム3、カラム4〜カラム7、カラム8〜カラム11、・・・・・、カラム120〜カラム123、カラム124〜127という具合に例えば4つのカラム単位で、すなわち等差数列の公差のカラム単位で行われる。これによって、論理積演算に要する時間の短縮を図っている。すなわち、本発明の一実施の形態は、カラム0〜カラム127が数字の順に配置されているメモリセルアレイにおいて論理演算を行うものである。その論理演算の対象となるカラムを等差数列を用いて考えると、初項のカラムは(0,4,8,12,・・・・・120,124)となり、公差が4カラムということになり、1回の論理積演算の対象とされるカラムは初項を含めた4カラム分ずつ(0〜3,4〜7,8〜11,12〜15・・・117〜120,121〜124)ということになる。
The logical product operation performed by the logical product (AND)
論理和(OR)回路6は、論理積(AND)回路5と同様に本発明でのテストモードで用いられる。論理和(OR)回路6はまずカラム0〜カラム3の各ビットラインbit0〜bit7から取り出されたデータの論理和演算を行う。以降カラム127までのすべてのカラムについて先ほどの論理演算と同様に等差数列に添って論理和演算を行う。ビットラインbit0〜bit7から取り出される微小情報信号はカラム選択用トランジスタKS0〜KS24等を介してセンスアンプ4a〜4dで増幅されて論理和(OR)回路6に入力される。論理和(OR)回路6は、論理和演算によって論理和出力6oを出力する。論理和出力6oは「0」または「1」である。本発明の一実施の形態は論理値「1」が出力された場合にはカラム0〜カラム127のメモリトランジスタM0〜M1023の少なくとも1つの閾値電圧が所定の範囲から逸脱していると判定される。論理値「0」が出力された場合には閾値電圧は所定の範囲であり、期待値「0」を満足しているとして判定される。図1には作図の便宜上、センスアンプ4a〜4cのそれぞれのビットラインbit0からの情報をセンスアンプ4a〜4dで取り出し、そのデータ値を論理和演算するものを示している。
The OR
図1にはカラム0〜カラム3までの4つのカラムのビットラインbit0のデータについて論理和演算を行うものを示している。論理和演算の対象とするカラムの数は4個に限るものではなく少なくとも2個であれば論理演算時間の短縮を図ることができる。
FIG. 1 shows that the data of the bit lines bit0 of the four columns from
論理和(OR)回路6で行う論理和演算は、論理積演算と同様に行われる。すなわち、論理和演算の対象となるカラムを等差数列を用いて考えると、初項のカラムは(0,4,8,12,・・・・・120,124)となり、公差が4カラムということになり、1回の論理和演算の対象とされるカラムは、初項を含めた4カラム分ずつ(0〜3,4〜7,8〜11,12〜15・・・117〜120,121〜124)ということになる。公差のカラムと同じ4カラムということになる。
The OR operation performed by the
第1セレクタ回路7は、論理積(AND)回路5及び論理和(OR)回路6から出力される論理値を各別に受け入れる。第1セレクタ回路7は、本発明のテストモードで論理積(AND)回路5及び論理和(OR)回路6のいずれか一方の論理値を後段の第3セレクタ回路9に伝達する。第1セレクタ回路7は制御・論理回路2によって制御されている。すなわち、制御・論理回路2によって、論理積演算の出力が選択された場合にはが第1セレクタ回路7、第3セレクタ回路9を介して、論理積(AND)回路5での論理積演算結果がデータ出力部11に導き出される。一方、制御・論理回路2によって論理和演算の出力が選択された場合には第1セレクタ回路7、第3セレクタ回路9を介して、論理和(OR)回路6での論理和演算結果がデータ出力部11に導き出される。データ出力11には図示しない例えばICテスターが接続され、ICテスターには論理和演算が記憶される。
The first selector circuit 7 separately receives the logical values output from the logical product (AND)
第2セレクタ回路8は、第1セレクタ回路7とは異なる目的で用意されている。第2セレクタ回路8はテストモードではなく通常モードで用いられる。通常モードでは、メモリトランジスタM0〜M1023の閾値電圧の測定は行われることなく本来の不揮発性半導体記憶装置としての回路動作が行われる。第2セレクタ回路8及び第1セレクタ回路7は制御・論理回路2によって二者択一される。
The
第3セレクタ回路9は、本発明の不揮発性半導体記憶装置1をテストモード及び通常モードのいずれか一方に切り換えるために用意されている。いずれか一方への切り換えは制御・論理回路2から印加される図示しない切り換え(制御)信号によって行われる。第3セレクタ回路9にはデータ出力部11が接続されている。データ出力部11には、テスモードでは不揮発性半導体記憶装置1の閾値電圧及びその測定結果が出力される。なおテスモードとは異なる通常モードでは外部との通信を行う信号が出力される。
The third selector circuit 9 is prepared for switching the non-volatile
図2は、図1中のカラム0とその周辺部を示した回路ブロック図である。カラム0を構成するメモリセル列MS0は、メモリトランジスタM0とビットセレクトトランジスタBS0との直列接続体で構成されている。メモリセル列MS1は、メモリトランジスタM1とビットセレクトトランジスタBS1との直列接続体で構成されている。メモリセル列MS2は、メモリトランジスタM2とビットセレクトトランジスタBS2との直列接続体で構成されている。メモリセル列MS3は、メモリトランジスタM3とビットセレクトトランジスタBS3との直列接続体で構成されている。メモリセル列MS4は、メモリトランジスタM4とビットセレクトトランジスタBS4との直列接続体で構成されている。メモリセル列MS5は、メモリトランジスタM5とビットセレクトトランジスタBS5との直列接続体で構成されている。メモリセル列MS6は、メモリトランジスタM6とビットセレクトトランジスタBS6との直列接続体で構成されている。同様にメモリセル列MS7は、メモリトランジスタM7とビットセレクトトランジスタBS7との直列接続体で構成されている。メモリトランジスタM0〜M7であってビットセレクトトランジスタBS0〜BS7と接続されない端子(例えばソース)はオープン状態として示したが、実際には他のメモリトランジスタの一方の端子(例えばドレイン)に接続されメモリセル列を構成している。本発明では図示しないこうしたメモリトトランジス等も含めた回路構成をメモリセル列として定義される。カラム0を構成するセンスアンプ4aを例にとると、図1に示したセンスアンプ4aは、センスアンプ4a0,4a1,4a2,4a3,4a4,4a5,4a6及び4a7の8個で構成されている
FIG. 2 is a circuit block
図2に示したセンスアンプ4a0〜4a7は図1のセンスアンプ4aに相当する。センスアンプ4a0〜4a7はすべて同じ回路構成であり、例えばCMOSインバータ型で構成されている。一般的にセンスアンプの形式として、CMOSインバータ型、差動型、ラッチ型等が用いられるが、本発明ではCMOSインバータ型を採用している。センスアンプ4a0は、デプレッショントランジスタDE、抵抗RE、pMOSトランジスタP1,P2,P3、nMOSトランジスタN1,N2及びインバータINVから構成された信号増幅回路である。センスアンプ4a1〜4a7はセンスアンプ4a0と同様の回路構成である。各センスアンプからそれぞれセンスアンプ出力A0〜A7が取り出される。センスアンプ出力A0〜A7は図1に示した論理積(AND)回路5及び論理和(OR)回路6に各別に供給される。
The
ビット対応線BT0〜BT7は、カラム選択用トランジスタKS0〜KS7の出力側すなわちセンスアンプ4a1〜4a7の入力側に接続されている。カラム選択用トランジスタKS0〜KS7の出力側は従前のビットラインとは異なるが、ビットラインbit0〜bit7のデータと実質的に同じ情報が取り出される。 The bit correspondence lines BT0 to BT7 are connected to the output side of the column selection transistors KS0 to KS7, that is, the input side of the sense amplifiers 4a1 to 4a7. Although the output side of the column selection transistors KS0 to KS7 is different from the conventional bitline, substantially the same information as the data of the bitlines bit0 to bit7 is taken out.
ビット対応線BT0には、カラム0のビットラインbit0の他にカラム4,8,12・・・・116,120,124のビットラインbit0が接続されている。
In addition to the bit line bit0 of
ビット対応線BT1には、カラム0のビットラインbit1の他にカラム4,8,12・・・・116,120,124のビットラインbit1が接続されている。
In addition to the bit line bit1 of
ビット対応線BT2には、カラム0のビットラインbit2の他にカラム4,8,12・・・・116,120,124のビットラインbit2が接続されている。
In addition to the bit line bit2 of
ビット対応線BT3には、カラム0のビットラインbit3の他にカラム4,8,12・・・・116,120,124のビットラインbit3が接続されている。
In addition to the bit line bit 3 of
ビット対応線BT4には、カラム0のビットラインbit4の他にカラム4,8,12・・・・116,120,124のビットラインbit4が接続されている。
In addition to the bit line bit 4 of
ビット対応線BT5には、カラム0のビットラインbit5の他にカラム4,8,12・・・・116,120,124のビットラインbit5が接続されている。
In addition to the
ビット対応線BT6には、カラム0のビットラインbit6の他にカラム4,8,12・・・・116,120,124のビットラインbit6が接続されている。
In addition to the
ビット対応線BT7には、カラム0のビットラインbit7の他にカラム4,8,12・・・・116,120,124のビットラインbit7が接続されている。
In addition to the bit line bit7 of
図2にはカラム0を示し、ビット対応線BT0〜BT7にカラム4,8,・・・120,124のビットラインbit0〜bit7が結合される状態を示した。なお、カラム1のビット対応線BT0〜BT7には、カラム5,9,・・・121,125のビットラインbit0〜bit7が結合されている。また、カラム2のビット対応線BT0〜BT7には、カラム6,10,・・・122,126のビットラインbit0〜bit7が結合されている。同様にカラム3のビット対応線BT0〜BT7には、カラム7,11,・・・123,127のビットラインbit0〜bit7が結合されている。すなわち、等差数列状にグルーピングされたカラムがビット対応線BT0〜BT7に結合されている。
FIG. 2
図3は、図1に示したメモリトランジスタM0〜M1027の閾値電圧を測定する時に用いる模式的な測定入力電圧VM1を示す。ステップ状の測定入力電圧VM1はテストモードにおいて、バイトセレクトトランジスタBSTを介してメモリトランジスタM0〜M1027の各ゲートに印加される。測定入力電圧VM1は図1に示した制御・回路論理回路2で生成されるか、または図示しないICテスターで生成されている。なお、ICテスターは測定入力電圧VM1を生成するだけではなく、本発明での閾値電圧の測定結果の保持や良否判定結果等の結果が保持される。 FIG. 3 shows a schematic measurement input voltage VM1 used when measuring the threshold voltage of the memory transistors M0 to M1027 shown in FIG. The step-shaped measurement input voltage VM1 is applied to each gate of the memory transistors M0 to M1027 via the byte select transistor BST in the test mode. The measurement input voltage VM1 is generated by the control / circuit logic circuit 2 shown in FIG. 1 or by an IC tester (not shown). The IC tester not only generates the measurement input voltage VM1, but also holds the measurement result of the threshold voltage and the result of the pass / fail judgment in the present invention.
測定入力電圧VM1は、例えば2.1V〜4.0Vの範囲であって例えば0.1V刻みのステップ状に設定されている。こうした測定入力電圧VM1の範囲は、メモリトランジスタM0〜M1027に要求される例えばデータの書き込み、読み出しまたは消去時に要求される閾値電圧の規格値や分布特性に基づき決定される。こうした範囲の電圧ではメモリトランジスタM0〜M1027のすべてが例えばオフ状態となり、ビットラインbit0〜bit7に出力されるデータ値は「1」となることが期待されている。 The measurement input voltage VM1 is set in a range of, for example, 2.1 V to 4.0 V, in steps of, for example, in steps of 0.1 V. The range of such a measurement input voltage VM1 is determined based on the standard value and distribution characteristics of the threshold voltage required for the memory transistors M0 to M1027, for example, when writing, reading, or erasing data. At a voltage in such a range, it is expected that all of the memory transistors M0 to M1027 are turned off, for example, and the data value output to the bit lines bit0 to bit7 is "1".
測定入力電圧VM1の初期値は例えば電圧2.1Vに設定されている。電圧2.1Vは許容される閾値電圧の範囲の下限値となる。電圧2.1Vは例えば75msの時間において、メモリトランジスタM0〜M1027の各ゲートに印加される。電圧2.1Vの印加が完了すると、それよりも0.1V高い電圧2.2Vが印加され、その後は順次4.0Vまで0.1V刻みの電圧が75msの時間印加される。なお、図3には電圧2.1Vの印加が完了すると直ちに電圧2.2Vを印加するように示したが、実際は電圧2.1Vの印加された後に論理積(AND)回路5で論理積演算が行われ、論理積演算が完了した後に次の電圧2.2Vが印加される。以降最大で4.0Vまで同じ処理が行われる。
The initial value of the measurement input voltage VM1 is set to, for example, a voltage of 2.1V. The voltage 2.1V is the lower limit of the allowable threshold voltage range. The voltage 2.1V is applied to each gate of the memory transistors M0 to M1027, for example, at a time of 75 ms. When the application of the voltage 2.1V is completed, a voltage 2.2V higher than that by 0.1V is applied, and then a voltage in increments of 0.1V is sequentially applied up to 4.0V for a time of 75ms. Although FIG. 3 shows that the voltage 2.2V is applied immediately after the application of the voltage 2.1V is completed, the logical product calculation is actually performed by the logical product (AND)
例えば電圧4.0Vまで上昇させるに要する測定時間は1500ms(1.5sec)である。なお、測定入力電圧VM1の範囲、測定時間の設定は不揮発性半導体記憶装置の設計サイドまたは製造サイドで逐次決定されるいわば設計的事項である。 For example, the measurement time required to raise the voltage to 4.0 V is 1500 ms (1.5 sec). The range of the measurement input voltage VM1 and the setting of the measurement time are so-called design matters that are sequentially determined on the design side or the manufacturing side of the non-volatile semiconductor storage device.
本発明の一実施の形態はステップ電圧を0.1V刻みに設定したが、閾値電圧の測定精度がさほど要求しないのであれば、例えば0.2V以上に広げてもよい。ステップ電圧の刻みを広げることで測定時間を短縮することができる。 In one embodiment of the present invention, the step voltage is set in increments of 0.1 V, but if the measurement accuracy of the threshold voltage is not so required, it may be expanded to, for example, 0.2 V or more. The measurement time can be shortened by widening the step voltage step.
図4は、図1に示したメモリトランジスタM0〜M1027の閾値電圧を測定する時に用いるもう1つの測定入力電圧VM2を示す。ステップ状の測定入力電圧VM2は、図3のものと同様にテストモードでバイトセレクトトランジスタBSTを介してメモリトランジスタM0〜M1027の各ゲートに印加される。 FIG. 4 shows another measurement input voltage VM2 used when measuring the threshold voltage of the memory transistors M0 to M1027 shown in FIG. The step-shaped measurement input voltage VM2 is applied to each gate of the memory transistors M0 to M1027 via the byte select transistor BST in the test mode as in FIG.
測定入力電圧VM2は、図3のものとは異なり0V以下の例えば−0.1V〜−2.0Vの範囲であって例えば0.1V刻みのステップ状に設定されている。こうした測定入力電圧の範囲は、メモリトランジスタM0〜M1027に要求される閾値電圧の規格値に基づき決定される。こうした範囲の電圧がメモリトランジスタM0〜M1027のゲートに印加されると、メモリトランジスタM0〜M1027のすべてがオン状態となり、ビットラインbit0〜bit7に出力されるデータ値は「0」となることが期待されている。 Unlike the one in FIG. 3, the measurement input voltage VM2 is set in a range of 0 V or less, for example, −0.1 V to −2.0 V, in steps of, for example, in steps of 0.1 V. The range of such measurement input voltage is determined based on the standard value of the threshold voltage required for the memory transistors M0 to M1027. When a voltage in this range is applied to the gates of the memory transistors M0 to M1027, it is expected that all of the memory transistors M0 to M1027 will be turned on and the data value output to the bit lines bit0 to bit7 will be "0". Has been done.
測定入力電圧VM2の初期値は例えば−0.1Vに設定されている。電圧−0.1Vは例えば75msの時間において、メモリトランジスタM0〜M1027の各ゲートに印加される。電圧−0.1Vの印加が完了すると、電圧−0.2Vが印加され、その後は順次0.1V刻みの電圧が75msの時間で最小−2.0Vまで印加される。なお、図4には電圧−0.1Vの印加が完了すると直ちに電圧−0.2Vを印加するように示したが、実際は電圧−0.1Vが印加された後に論理和(OR)回路6で論理和演算が行われ、論理和演算が完了した後に電圧−0.2Vに引き下げられ、以降−2.0Vまで同じ処理が行われる。
The initial value of the measurement input voltage VM2 is set to, for example, −0.1 V. The voltage −0.1 V is applied to each gate of the memory transistors M0 to M1027, for example, at a time of 75 ms. When the application of the voltage −0.1 V is completed, the voltage −0.2 V is applied, and then the voltage in increments of 0.1 V is sequentially applied to the minimum −2.0 V in a time of 75 ms. Although FIG. 4 shows that the voltage -0.2V is applied as soon as the application of the voltage -0.1V is completed, in reality, the
電圧−0.1Vから−2.0Vまで下降させるに要する測定時間は例えば1500ms(1.5sec)である。なお、測定入力電圧の範囲、測定時間の設定は不揮発性半導体記憶装置の設計サイドまたは製造サイドで逐次決定されるいわば設計的事項である。 The measurement time required to reduce the voltage from −0.1 V to −2.0 V is, for example, 1500 ms (1.5 sec). The range of the measurement input voltage and the setting of the measurement time are so-called design matters that are sequentially determined on the design side or the manufacturing side of the non-volatile semiconductor storage device.
本発明の一実施の形態はステップ電圧を−0.1V刻みに設定したが、例えば−0.2V以下に広げてもよい。ステップ電圧の刻みを広げることで測定時間を短縮することができる。 In one embodiment of the present invention, the step voltage is set in increments of −0.1 V, but may be expanded to −0.2 V or less, for example. The measurement time can be shortened by widening the step voltage step.
図4及び図3に示した測定入力電圧が供給される時間は例えばそれぞれ1.5secであり、合わせて3sec(秒)となる。したがって、本発明の不揮発性半導体記憶装置1の閾値電圧を測定に要する時間は合わせて3秒となる。こうした時間は図1に示したように例えば4カラム単位で閾値電圧を測定することで得られるものであって、従前の1カラム単位で閾値電圧を測定する方法では、本発明の4倍すなわち12秒の測定時間を要することになり、閾値電圧の測定時間を短縮することはできない。
The time during which the measurement input voltage shown in FIGS. 4 and 3 is supplied is, for example, 1.5 sec, for a total of 3 sec (seconds). Therefore, the total time required to measure the threshold voltage of the non-volatile
図5は、図3に示した2.1V〜4.0Vの範囲の電圧をメモリトランジスタM0〜M1023に印加した時に論理積(AND)回路5に出力された論理積出力5oを示した一例である。なお、電圧2.1V〜4.0Vの範囲は必ずしも良品として判定される規格値を表すものではなく、あくまでもメモリトランジスタM0〜M1023の閾値電圧を測定するために用意された電圧の範囲である。図5は期待値が「1」である場合を示す。ここで期待値「1」は多くのカラムのビットラインにデータ「1」が出力されることが予測される状態を指す。ここで、カラム0のデータを見てみると、ビットラインbit0,bit1,bit2,bit3,bit4,bit5,bit6及びbit7のデータがそれぞれ「0」,「1」,「1」,「1」,「1」,「1」,「1」,「1」として出力されビットラインbit0がビットラインbit1〜bit7とは異なり、期待値「1」が出力されていないことが分かる。同様に、各カラムのデータを見てみると、カラム1,カラム3は期待値「1」を出力しているが、カラム2のビットラインbit7が期待値「1」ではなくデータ「0」を出力していることが分かる。論理積(AND)回路5の論理積出力5oはビットラインbit0,bit7が「0」となり、ビットラインbit1〜bit7が「1」となる。なお、閾値電圧の測定入力電圧VM1の範囲と製品の良否判定の規格値とは別々に設定される。なお、図5に示した論理積出力5oが図3に示した例えばスタート電圧の2.1Vで出力された場合には、次の電圧2.2Vの印加と論理積演算は停止される。
FIG. 5 is an example showing the logical product output 5o output to the logical product (AND)
図6は、図4に示した−0.1V〜−2.0Vの範囲の電圧をメモリトランジスタM0〜M1023に印加した時に論理和(OR)回路6に出力された論理和出力6oを示した一例である。なお、電圧−0.1V〜−2.0Vの範囲は必ずしも良品として判定される規格値を表すものではなく、あくまでもメモリトランジスタM0〜M1023の閾値電圧を測定するために用意された電圧の範囲である。図6は期待値が「0」である場合を示す。ここで期待値「0」は多くのカラムのビットラインにデータ「0」が出力されることが予測される状態を指す。ここで、カラム0のデータを見てみると、ビットラインbit0,bit1,bit2,bit3,bit4,bit5,bit6及びbit7のデータがそれぞれ「0」,「0」,「0」,「0」,「0」,「0」,「1」,「0」として出力されビットラインbit6がビットラインbit1〜bit5及びbit7とは異なり、期待値「0」が出力されていないことが分かる。同様に、各カラムのデータを見てみると、カラム1,カラム3は期待値「0」を出力しているが、カラム2のビットラインbit6が期待値「0」ではなくデータ「1」を出力していることが分かる。論理和(AOR)回路6の論理和出力6oはビットラインbit6が「1」となり、その他のビットラインが「0」となる。閾値電圧の測定入力電圧VM2の範囲と製品の良否判定の規格値とは別々に設定される。なお、図6に示した論理積出力5oが図4に示した例えばスタート電圧の−0.1Vで出力された場合には、次の電圧−0.2Vの印加と論理積演算は停止される。
FIG. 6 shows the OR output 6o output to the
図7は、図1に示した不揮発性半導体記憶装置1をテストモードでの測定入力電圧の印加、及び論理演算を行う時の処理、駆動フローを示す。テストモードでは制御・論理回路2、メモリセルアレイ3、カラムセレクトトランジスタKS0〜KS1023、センスアンプ4a〜4b、論理積(AND)回路5、論理和(OR)回路6、第1セレクタ回路7、及び第3セレクタ回路9が動作の対象となる。なお、テストモードではデータ出力部11に図示しないICテスターが結合され、論理積(AND)回路5、論理和(OR)回路6での測定された閾値電圧の測定結果がこのICテスターに記録される。また、図3及び図4に示したステップ状の直流電圧は、このICテスターから供給しても良いし、または制御・論理回路2から供給しても良い。以下、図1〜図6を参照して図7について説明する。
FIG. 7 shows the processing and drive flow when the non-volatile
図7においてステップS100は、スタートコンディションである。スタートコンディションでは通信の開始を示すいわゆるスタートビットが制御・論理回路2に入力される。ステップS100では例えばスタートビット「1」が入力される。 In FIG. 7, step S100 is a start condition. In the start condition, a so-called start bit indicating the start of communication is input to the control / logic circuit 2. In step S100, for example, the start bit "1" is input.
ステップS200は、オペコード入力を実行する。オペコード入力では各メモリトランジスタの閾値電圧を測定するために、バイトセレクトトランジスタBSTを介してメモリトランジスタに例えば図3、図4に示したステップ状の直流電圧を印加する。 Step S200 executes the operation code input. In the operation code input, in order to measure the threshold voltage of each memory transistor, for example, the stepped DC voltage shown in FIGS. 3 and 4 is applied to the memory transistor via the byte select transistor BST.
メモリセル3の一部に設けられたメモリセル領域からカラム0〜3の4カラム分のデータを読み込む。そして、読み出されたカラム0〜3の4カラム分のメモリトランジスタM0〜M31に電圧を印加して論理演算を行い、その結果を制御・論理回路2に保持する。この時、読み込まれるデータはメモリトランジスタ及びECC機能の情報であり、例えば図1中のカラム0〜3の4カラム分、即ちメモリトランジスタM0〜M31の32ビット分の情報と、ECC機能の6ビット分の情報を合わせた38ビットである。
Data for 4 columns of
ステップS300は、データ出力である。4カラム分のデータを出力する各ステップにおいて、制御・論理回路2で保持されていた4カラム分のデータの出力、次のステップの4カラム分のデータ読み出し、及び読み出された4カラム分のメモリトランジスタに電圧を印加して論理演算を行い、その結果を制御・論理回路2に保持する。この一連の動作が以降、ステップS301、ステップS302、・・・ステップS331でも行われている。ステップS332はデータ出力のみを行う。データ出力において、例えば2.1V〜4.0Vの範囲であって例えば0.1V刻みのステップ状に設定されている場合、カラム0〜127までの4カラムずつの論理積(AND)演算または論理和(OR)演算の全ての出力データが期待値を満たしている場合のみ次のステップ電圧で測定を行う。例えば、2.1Vで論理積(AND)演算をカラム0〜127までの行った結果、全てのデータが「1」であれば、次の電圧2.2Vで論理積(AND)演算を行う。少なくとも1つデータが「0」があれば、次の電圧2.2Vで論理積(AND)演算は行われず、停止する。
Step S300 is a data output. In each step of outputting the data of 4 columns, the data of 4 columns held by the control / logic circuit 2 is output, the data of 4 columns of the next step is read, and the data of the read 4 columns is read. A voltage is applied to the memory transistor to perform a logical operation, and the result is held in the control / logic circuit 2. After that, this series of operations is also performed in step S301, step S302, ... Step S331. Step S332 only outputs data. In the data output, for example, when the range is 2.1V to 4.0V and the steps are set in steps of 0.1V, for example, the logical product (AND) operation or logic of 4 columns from
ステップS301は、ステップS400の1つであり、カラム0〜カラム3までの4カラムの論理積(AND)演算及び論理和(OR)演算のデータ出力を示す。すなわち、カラム0〜3までの4カラムのデータ出力が終了と同時にカラム4〜7のデータを読み出し、この4カラム分の論理積(AND)演算及び論理和(OR)演算を行い、制御・論理回路2にデータを保持する。
Step S301 is one of steps S400, and shows the data output of the logical product (AND) operation and the logical sum (OR) operation of four columns from
ステップS302は、ステップS300の1つであり、前ステップS301で制御・論理回路2に保持されたカラム4〜カラム7までの4カラムの論理積(AND)演算及び論理和(OR)演算のデータ出力を示す。すなわち、カラム4〜7までの4カラムのデータ出力が終了と同時にカラム8〜11のデータを読み出し、この4カラム分の論理積(AND)演算及び論理和(OR)演算を行い、制御・論理回路2にデータを保持する。以降、図示しないステップS303〜S331についても同様の動作が行われるが、説明の便宜上割愛している。
Step S302 is one of steps S300, and is the data of the logical product (AND) operation and the logical sum (OR) operation of the four columns from column 4 to column 7 held in the control / logic circuit 2 in the previous step S301. Shows the output. That is, the data of
ステップS332は、ステップS300の1つであり、図示されていない前ステップS331で制御・論理回路2に保持された、最終であるカラム124〜カラム127までの4カラムの論理積(AND)演算及び論理和(OR)演算のデータ出力を行う。 Step S332 is one of steps S300, and is a logical product (AND) operation of four columns from the final columns 124 to 127 held in the control / logic circuit 2 in the previous step S331 (not shown). The data of the logical sum (OR) operation is output.
ステップS400は、ストップコンディションである。ストップコンディションは、ステップS100からステップS332までの一連のインストラクションが終わったことを示す。すなわち、本発明に係るメモリセルトランジスタM0〜M1023の閾値電圧の測定がすべて完了したことを告げるとともに次のステップに移行できることを表示するフラッグでもある。ステップS400が完了した後は、閾値電圧の測定結果が記憶された図示しないICテスターで所定の処理が実行される。以上で本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の閾値電圧の測定が終了する。 Step S400 is a stop condition. The stop condition indicates that a series of instructions from step S100 to step S332 has been completed. That is, it is also a flag indicating that the measurement of the threshold voltage of the memory cell transistors M0 to M1023 according to the present invention has been completed and that the next step can be performed. After the completion of step S400, a predetermined process is executed by an IC tester (not shown) in which the measurement result of the threshold voltage is stored. This completes the measurement of the threshold voltage of the non-volatile semiconductor storage device according to the present invention.
以上説明したように、本発明の不揮発性半導体記憶装置はテストモードにおける閾値電圧の測定時間を短縮することでコスト削減と生産性向上を実現できるので産業上の利用可能性は高い。 As described above, the non-volatile semiconductor storage device of the present invention has high industrial applicability because it can realize cost reduction and productivity improvement by shortening the measurement time of the threshold voltage in the test mode.
1 不揮発性半導体記憶装置
2 制御・論理回路
3 メモリセルアレイ
4a0,4a,4b,4c,4d センスアンプ
5 論理積(AND)回路
5o 論理積出力
6 論理和(OR)回路
6o 論理和出力
7 第1セレクタ回路
8 第2セレクタ回路
9 第3セレクタ回路
10 論理回路入力部
11 データ出力部
BUS1〜BUS4 バス配線
A0〜A7,B0〜B7,C0〜C7,D0〜D7 センスアンプ出力
BT0〜BT7 ビット対応線
bit0〜bit7 ビットライン
BS0〜BS1023 ビットセレクトトランジスタ
KS0〜KS1023 カラム選択用トランジスタ
M0〜M1023 メモリトランジスタ
MS1〜MS7 メモリセル
Sd 信号線
WL ワードライン
BST バイトセレクトトランジスタ
1 Non-volatile semiconductor storage device 2 Control / logic circuit 3 Memory cell array 4a0, 4a, 4b, 4c,
Claims (8)
前記カラム単位で設けられた複数の前記センスアンプの出力信号についてそれぞれ論理積演算及び論理和演算を行う論理積回路及び論理和回路と、
前記制御・論理回路により制御されて前記論理積回路での論理演算結果及び前記論理和回路での論理和演算結果のいずれかを選択出力する第1セレクタ回路と、
前記制御・論理回路により制御されて複数の前記センスアンプの出力信号のいずれかを選択出力する第2セレクタ回路と、
前記制御・論理回路により制御されてテストモードでは前記第1セレクタ回路の出力信号を選択出力して通常モードでは前記第2セレクタ回路の出力信号を選択出力する第3セレクタ回路と、
を有する、不揮発性半導体記憶装置。 A non-volatile memory transistor for storing data and a bit select transistor connected in series with the memory transistor are provided, and the bit select transistor is coupled to a word line and a bit line connected to a sense amplifier, and the memory transistor is connected. And the bit select transistor form a memory cell sequence, a plurality of the memory cell sequences are arranged to form a memory cell array, the memory cell array is controlled by a control / logic circuit, and the memory cell array is predetermined. It is divided into a plurality of columns according to the number of columns in the memory cell row, and a column selection transistor for turning on and off in the column unit is interposed between the bit line coupled to the memory cell row and the sense amplifier. and has a non-volatile semiconductor memory device,
A logical product circuit and a logical sum circuit that perform a logical product operation and a logical sum operation on the output signals of the plurality of sense amplifiers provided for each column, respectively.
A first selector circuit that is controlled by the control / logic circuit and selectively outputs either the logical operation result in the AND circuit or the OR operation result in the OR circuit.
A second selector circuit that is controlled by the control / logic circuit and selectively outputs any of the output signals of the plurality of sense amplifiers.
A third selector circuit that is controlled by the control / logic circuit and selectively outputs the output signal of the first selector circuit in the test mode and selectively outputs the output signal of the second selector circuit in the normal mode.
Non-volatile semiconductor storage device.
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