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JPS6348120B2 - - Google Patents
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JPS6348120B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6348120B2
JPS6348120B2 JP56107689A JP10768981A JPS6348120B2 JP S6348120 B2 JPS6348120 B2 JP S6348120B2 JP 56107689 A JP56107689 A JP 56107689A JP 10768981 A JP10768981 A JP 10768981A JP S6348120 B2 JPS6348120 B2 JP S6348120B2
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JP
Japan
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potential
memory cell
transistor
gate
power supply
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JP56107689A
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JPS589286A (en
Inventor
Hiroshi Iwahashi
Masamichi Asano
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、信頼性を高めることができる不揮
発性半導体メモリに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory that can improve reliability.

一般に、不揮発性半導体メモリとしては、浮遊
ゲート構造をしたMOS型電界効果トランジスタ
(MOS FET)が広く用いられている。第1図a
は、このメモリセルの断面構成図を示し、b図に
そのシンボル図を示す。すなわち、P型の半導体
基板上に、N+型の拡散部11,12がソース、
ドレインとして設けられる。そして、この基板上
に、電気的に絶縁されている浮遊ゲート13、さ
らに、この浮遊ゲート13上に、メモリセルに流
れる電源を制御するための制御ゲート電極14が
設けられた二層ゲート構造をしている。そして、
このメモリセルは、浮遊ゲートが中性状態にある
時は、低い制御ゲート電位で導通状態になり、一
方この浮遊ゲートに電子が注入された状態の時
は、制御ゲート電極に高い電位を与えないと導通
状態にならない。この様子を示すのがc図で、浮
遊ゲートが中性状態の時は実線15、電子が注入
されている状態の時は実線16のような特性を示
す。したがつて、電子が注入されているか否かで
メモリセルに「0」および「1」情報を記憶でき
る。この浮遊ゲートに電子を注入するには、制御
ゲートおよびドレインに高電圧(例えば20V)を
印加すれば良い。そして、ドレイン近くで生ずる
インパクト電離により発生する電子・正孔対のう
ち、電子を浮遊ゲートに注入する。
Generally, a MOS field effect transistor (MOS FET) having a floating gate structure is widely used as a nonvolatile semiconductor memory. Figure 1a
1 shows a cross-sectional configuration diagram of this memory cell, and FIG. 1B shows its symbol diagram. That is, on a P-type semiconductor substrate, N + type diffusion parts 11 and 12 are arranged as a source,
Provided as a drain. Then, a two-layer gate structure is provided on this substrate, in which an electrically insulated floating gate 13 is provided, and a control gate electrode 14 for controlling the power flowing to the memory cell is further provided on this floating gate 13. are doing. and,
This memory cell becomes conductive at a low control gate potential when the floating gate is in a neutral state, and does not apply a high potential to the control gate electrode when electrons are injected into the floating gate. There is no continuity. This situation is shown in figure c, where the characteristics are shown by solid line 15 when the floating gate is in a neutral state and solid line 16 when electrons are injected. Therefore, "0" and "1" information can be stored in the memory cell depending on whether electrons are injected or not. To inject electrons into the floating gate, a high voltage (for example, 20V) can be applied to the control gate and drain. Of the electron-hole pairs generated by impact ionization near the drain, electrons are injected into the floating gate.

第2図は、このようなメモリセルを使つた半導
体メモリの構成図である。すなわち、特定される
一方向に設定される複数の行線R1〜Rn、および、
この行線に直交するように設定した、複数の列線
S1〜Soで設定される各交差位置に対応して、メモ
リセルM11〜Mnoが配置される。そして行線は行
デコーダの制御信号によりメモリセルをスイツチ
ング制御し、列線は列デコーダから供給される信
号C1〜Coにより列ゲートトランジスタG1〜Go
スイツチング制御してメモリセル中の情報に読み
出し、あるいはメモリセルに書き込んでいる。さ
らに、列ゲートトランジスタG1〜Goを共通接続
し、上記メモリセルのドレインに書き込み用電源
Vpを供給するために、書き込み用トランジスタ
Tr1を設け、信号Dによつてこのトランジスタ
Tr1をスイツチング制御している。上記トランジ
スタTr1のゲートは、データの「0」、「1」状態
により、高電圧あるいは0Vが印加される。すな
わち、データの書き込み時にはVpに20Vを印加
した状態で、信号Dを高電圧(例えば20V)とす
る。そして、行および列デコーダによつて選択さ
れた行線および列ゲートトランジスタによりメモ
リセルが選択され、このメモリセルのドレインお
よびゲートに高電圧が印加されると、浮遊ゲート
に電子が注入され、書き込みが行なわれる。さら
に、列ゲートトランジスタが共通接続された節点
N1にはトランジスタTr2〜Tr5で構成されるメモ
リ電源供給回路が設けられる。この回路は電源
VCと接地点VSとの間に直列挿入されたトランジ
スタTr4,Tr5の共通接続点から所定の電位を取
り出し、トランジスタTr2,Tr3のゲートに供給
してメモリセルのドレイン電位が電源VCよりも
低い電位に保たれるようにしている。これは、デ
ータの読み出し時にメモリセルのドレイン電圧が
高いと、長時間使用するうちに、中性状態であつ
た浮遊ゲートに徐々に電子が注入されてしまい、
この電子によつてデータが反転するのを防ぐため
である。
FIG. 2 is a block diagram of a semiconductor memory using such a memory cell. That is, a plurality of row lines R 1 to R n specified in one direction, and
Multiple column lines set perpendicular to this row line
Memory cells M 11 to M no are arranged corresponding to each intersection position set by S 1 to S o . The row lines control switching of memory cells using control signals from the row decoder, and the column lines control switching of column gate transistors G 1 to G o using signals C 1 to C o supplied from the column decoder to control the switching of memory cells in the memory cells. Reading information or writing information to memory cells. Furthermore, the column gate transistors G 1 to G o are commonly connected, and the write power supply is connected to the drain of the memory cell.
Write transistor to supply V p
Tr 1 is provided, and this transistor is
Tr 1 is controlled by switching. A high voltage or 0V is applied to the gate of the transistor Tr1 depending on the data "0" or "1" state. That is, when writing data, the signal D is set to a high voltage (for example, 20 V) while 20 V is applied to V p . Then, a memory cell is selected by the row line and column gate transistors selected by the row and column decoders, and when a high voltage is applied to the drain and gate of this memory cell, electrons are injected into the floating gate and write is performed. will be carried out. Furthermore, the nodes where the column gate transistors are commonly connected
A memory power supply circuit composed of transistors Tr 2 to Tr 5 is provided at N 1 . This circuit is a power supply
A predetermined potential is extracted from the common connection point of transistors Tr 4 and Tr 5 inserted in series between V C and the ground point V S , and is supplied to the gates of transistors Tr 2 and Tr 3 to raise the drain potential of the memory cell. It is kept at a potential lower than the power supply V C. This is because if the drain voltage of the memory cell is high when reading data, electrons will gradually be injected into the floating gate, which was in a neutral state, over long periods of use.
This is to prevent data from being inverted due to these electrons.

そして、トランジスタTr3とインバータ17
の間に、負荷素子として働くデイプレツシヨン形
トランジスタTr6を設け、電源Vcを供給して、ト
ランジスタTr8のゲートに供給される列線電位VA
(メモリセルM11〜Mnoから読み出された信号)
の振幅を大きくしている。そしてトランジスタ
Tr8が導通制御されて、インバータ17の出力信
号OUTが次第の出力バツフア回路へ供給される。
A depletion type transistor Tr 6 serving as a load element is provided between the transistor Tr 3 and the inverter 17 , and a power supply V c is supplied to the column line potential V A supplied to the gate of the transistor Tr 8 .
(Signal read from memory cells M11 to Mno )
The amplitude of the signal is increased. and transistor
Tr 8 is controlled to be conductive, and the output signal OUT of the inverter 17 is supplied to the subsequent output buffer circuit.

上記半導体メモリの動作をデータを読み出しを
例に取り説明する。例えば、行線R1および列デ
コーダによりC1が選択された場合、トランジス
タG1が導通し、メモリセルM11が選択される。こ
こで、メモリセルの浮遊ゲートが中性状態であれ
ばメモリセルM11は導通し、列線は放電されてそ
の電位がインバータ17に供給される。そしてイ
ンバータ17の出力は「1」となり、出力バツフ
ア回路に伝達される。またメモリセルM11の浮遊
ゲートに電子が注入されている場合は、メモリセ
ルMA1はオフし、トランジスタTr2,Tr6により
列線は充電されて、インバータ17の出力は
「0」となる。
The operation of the semiconductor memory will be explained by taking data reading as an example. For example, if C 1 is selected by row line R 1 and column decoder, transistor G 1 becomes conductive and memory cell M 11 is selected. Here, if the floating gate of the memory cell is in a neutral state, the memory cell M11 is conductive, the column line is discharged, and its potential is supplied to the inverter 17 . The output of the inverter 17 becomes "1" and is transmitted to the output buffer circuit. Furthermore, when electrons are injected into the floating gate of memory cell M11 , memory cell MA1 is turned off, the column line is charged by transistors Tr2 and Tr6 , and the output of inverter 17 becomes "0". .

このような半導体メモリでは、メモリセルのオ
ン、オフ状態により変化する列線電位を検出する
ため、メモリセルに充分電子が注入され、メモリ
セルのしきい値電圧Vthが電源電位Vc以上に上昇
していなければならない。例えば、メモリセルの
しきい値電圧Vthが5Vまで上昇しているとすれ
ば、行線電位が5V以下では列線は「1」に充電
され、行線電位が5V以上では、列線は「0」に
放電される。行線電位は、通常電源電位に比例す
るため、電源が4.5V〜5.5Vで使用される場合、
メモリセルのしきい値電圧Vthは5.5V以上に保つ
必要がある。この様にメモリセルのしきい値電圧
Vthは充分高く設定しなければならない。
In this type of semiconductor memory, in order to detect the column line potential that changes depending on the on/off state of the memory cell, sufficient electrons are injected into the memory cell so that the threshold voltage V th of the memory cell exceeds the power supply potential V c . It must be rising. For example, if the threshold voltage V th of a memory cell has increased to 5V, the column line will be charged to "1" when the row line potential is below 5V, and when the row line potential is above 5V, the column line will be charged to "1". Discharged to "0". The row line potential is normally proportional to the power supply potential, so if the power supply is used at 4.5V to 5.5V,
The threshold voltage V th of the memory cell must be maintained at 5.5V or higher. In this way, the threshold voltage of the memory cell
V th must be set sufficiently high.

ところで、このような半導体メモリ回路では、
メモリのテスト工程において、不良なメモリセル
を持つものを除去することができる。すなわち、
例えば所定のメモリセルのしきい値電圧Vthが7V
に書き込まれていたとする。ここで電源電圧を
7V以上にすれば、行線の電位もそれに対応して
上昇するため、メモリセルはオン状態となり、列
線は「0」になる。したがつてこのメモリセルの
しきい値電圧Vthが7Vであることがわかる。この
状態でメモリを高温にさらしたりして種々のテス
トを行なう。その後、このメモリセルの良否を調
べるために、電源電位を上昇させる。そして、例
えば6Vでメモリセルがオン状態となり、列線電
位が「0」になつたとすれば、浮遊ゲートから電
子が抜け出したことになり、浮遊ゲートの絶縁に
問題があることがわかる。したがつて、この様な
半導体メモリは出荷出来ない。
By the way, in such a semiconductor memory circuit,
In a memory testing process, those with defective memory cells can be removed. That is,
For example, the threshold voltage V th of a given memory cell is 7V
Suppose that it is written in . Here, the power supply voltage is
If the voltage is set to 7V or more, the potential of the row line also rises correspondingly, so the memory cell turns on and the column line goes to "0". Therefore, it can be seen that the threshold voltage V th of this memory cell is 7V. In this state, various tests are performed, including exposing the memory to high temperatures. Thereafter, the power supply potential is increased to check whether this memory cell is good or not. For example, if the memory cell is turned on at 6V and the column line potential becomes "0", this means that electrons have escaped from the floating gate, indicating that there is a problem with the insulation of the floating gate. Therefore, such semiconductor memories cannot be shipped.

第3図は、第2図に示した半導体メモリの列ゲ
ートトランジスタの共通接続点N1にトランジス
タTr9〜Tr11で構成される回路を付加したもの
で、このトランジスタTr9〜Tr11は、列線電位の
振幅をおさえ、読み出し速度を上げる役目をして
いる。すなわち、電源Vcと接地点Vsとの間に設
けられ、インバータとして働くトランジスタ
Tr9,Tr10の接続点の電位を、トランジスタTr11
のゲートに供給して導通制御し、電源Vcを列ゲ
ートトランジスタの共通接続点(節点N1)に供
給するようにして成る。
FIG. 3 shows a circuit in which a circuit consisting of transistors Tr 9 to Tr 11 is added to the common connection point N 1 of the column gate transistors of the semiconductor memory shown in FIG. Its role is to suppress the amplitude of the column line potential and increase the read speed. In other words, a transistor that is installed between the power supply V c and the ground point V s and works as an inverter.
The potential at the connection point of Tr 9 and Tr 10 is changed to the potential at the connection point of Tr 9 and Tr 10
The power source V c is supplied to the gate of the column gate transistor to control conduction, and the power supply V c is supplied to the common connection point (node N 1 ) of the column gate transistors.

このような構成によれば、節点N1の電位が下
がると、トランジスタTr10の導通抵抗は大きく
なり、トランジスタTr11のゲート電位は上昇し
トランジスタTr11の導通抵抗は小さくなる。し
たがつて、節点N1の電位が下がりすぎるのを防
止でき、読み出し速度を上げることができる。
According to such a configuration, when the potential of the node N1 decreases, the conduction resistance of the transistor Tr10 increases, the gate potential of the transistor Tr11 increases, and the conduction resistance of the transistor Tr11 decreases. Therefore, it is possible to prevent the potential of the node N1 from dropping too much, and it is possible to increase the read speed.

ところで、この回路においても、第2図に示し
た半導体メモリ回路と同様に、メモリセルの良否
のテストを行なうことができる。
Incidentally, in this circuit as well, it is possible to test the quality of the memory cells in the same manner as in the semiconductor memory circuit shown in FIG.

第4図に示す回路は、メモリセルへの書き込み
量を少なくし、かつ、読み出し速度を高めるため
に、差動型センスアンプを用いて半導体メモリを
構成したものである。すなわち、メモリセルから
読み出された信号は、差動型センスアンプRAの
一方の入力端に供給される。この差動型センスア
ンプRAはトランジスタTr12〜Tr20によつて構成
され、節点A,Bの電位差により出力が決定され
る。節点Aの電位をVA、節点Bの電位(比較電
位発生回路VMの出力)をVBとすれば、VA>VB
らば出力は「1」に、VA<VBならば出力は「0」
になる。トランジスタM′のゲート電位をVRとす
れば、節点Bの電位は、浮遊ゲートが中性状態、
つまり、書き込みが行なわれていないメモリセル
が選択された時、行線電位がVRになつた時の節
点Aの電位と同じになる。
The circuit shown in FIG. 4 is a semiconductor memory constructed using differential sense amplifiers in order to reduce the amount of data written to memory cells and increase the read speed. That is, the signal read from the memory cell is supplied to one input terminal of the differential sense amplifier RA. This differential sense amplifier RA is composed of transistors Tr 12 to Tr 20 , and its output is determined by the potential difference between nodes A and B. If the potential of node A is V A and the potential of node B (output of comparison potential generation circuit V M ) is V B , if V A > V B , the output is "1", and if V A < V B , the output is "1". Output is "0"
become. If the gate potential of transistor M' is V R , the potential at node B is such that the floating gate is in a neutral state,
In other words, when a memory cell to which no writing has been performed is selected, the potential at node A becomes the same as the potential at node A when the row line potential reaches VR .

ここで、VRをVCの6割、つまりVR=0.6VC
なるようにR1,R2を設定すれば選択された行線
は略VCになるため、書き込みの行なわれていな
いメモリセルを選択すると、VA<VBとなり、出
力は「0」となる。書き込みが行なわれているメ
モリセルを選択した場合は、VA>VBとなり、出
力は「1」になる。
Here, if R 1 and R 2 are set so that V R is 60% of V C , that is, V R = 0.6V C , the selected row line becomes approximately V C , so writing is not performed. If a memory cell that is not available is selected, V A < V B and the output becomes "0". If a memory cell in which writing is being performed is selected, V A > V B and the output becomes "1".

次に、メモリセルのしきい値電圧が、何ボルト
になれば書き込みが行なわれたと見るか計算す
る。メモリセルM11〜Mnoは、M′と同等のトラン
ジスタのため、その電流は(ゲート電圧−しきい
値電圧Vth)に比例する。VA>VBとなるには、次
式を満足すれば良い。
Next, calculate how many volts the threshold voltage of the memory cell must reach to indicate that writing has been performed. Since the memory cells M 11 to M no are transistors equivalent to M', their currents are proportional to (gate voltage - threshold voltage V th ). In order for V A > V B , the following formula should be satisfied.

VC−VTM<VR−VTM′ ……(1) ここで、 VTM:メモリセルのしきい値電圧Vth VTM′:トランジスタM′のしきい値電圧Vth VR=0.6 VCとすれば VC−VTM<0.6VC−VTM′ VTM>0.4VC+VTM′ ……(2) となり、VC=5.5V、VTM′=1.5Vとすれば、メモ
リセルのしきい値電圧Vthは、VTM>3.7すなわち、
3.7V以上書き込まれれば書き込まれたものとし
て判断する。したがつて、第2図および第3図に
示した回路と比較して、少ない書き込み量で良い
ことがわかる。
V C −V TM <V R −V TM ′ ...(1) Here, V TM : Threshold voltage of memory cell V th V TM ′ : Threshold voltage of transistor M′ V th V R =0.6 If V C , then V C −V TM <0.6V C −V TM ′ V TM >0.4V C +V TM ′ ...(2) If V C = 5.5V and V TM ′ = 1.5V, The threshold voltage V th of the memory cell is V TM >3.7, that is,
If 3.7V or more is written, it is determined that it has been written. Therefore, it can be seen that a smaller amount of writing is required compared to the circuits shown in FIGS. 2 and 3.

第5図は、第4図に示した回路を模式的に示し
たもので、CVは比較電位発生回路VMのトランジ
スタM′を制御するために、制御電圧VRを発生す
る回路である。
FIG. 5 schematically shows the circuit shown in FIG. 4, and CV is a circuit that generates a control voltage VR to control the transistor M' of the comparison potential generation circuit V M.

第6図a〜cはそれぞれ、上記VR発生回路CV
の種々の例を示すもので、a図およびb図はVC
の一定の割合でVRを発生し、c図はVCより一定
電位下がつた値を発生する回路である。
Figures 6a to 6c show the above V R generation circuit CV, respectively.
Figures a and b show various examples of V C
Figure c is a circuit that generates V R at a constant rate of V C, and generates a value that is a constant potential lower than V C.

上記(1)式において、VR=VC−α、ここでα=
2Vとすれば VC−VTM<VC−α−VTM′ VC−VTM<VC−2−1.5 VTM>3.5 となる。したがつて、このVR発生回路において
は、VCに関係なく、メモリセルのVthが3.5Vを超
えれば書き込みが行なわれたことになる。すなわ
ち、VR発生回路として、第6図cに示す回路を
用いれば、メモリセルへの書き込み量が少なくて
も良い。しかし、第2図および第3図の回路で示
した様なテスト工程では、メモリセルの良否を判
定できない。すなわち、メモリセルのしきい値電
圧Vthが変化しても3.5V以上のメモリセルのしき
い値電圧を保つていればVCを変えても発見出来
ず、不良なメモリを除去出来ない。第6図a,b
に示したVR発生回路においても同様なことがい
える。
In the above equation (1), V R =V C −α, where α=
If it is 2V, then V C −V TM <V C −α−V TM ′ V C −V TM <V C −2−1.5 V TM >3.5. Therefore, in this V R generation circuit, writing has been performed if the V th of the memory cell exceeds 3.5V, regardless of V C . That is, if the circuit shown in FIG. 6c is used as the V R generating circuit, the amount of data written to the memory cell may be small. However, in the test process as shown in the circuits of FIGS. 2 and 3, it is not possible to determine whether the memory cell is good or bad. That is, even if the threshold voltage V th of the memory cell changes, if the threshold voltage of the memory cell is maintained at 3.5V or higher, it will not be detected even if VC is changed, and a defective memory cannot be removed. Figure 6 a, b
The same can be said for the V R generation circuit shown in .

例えば、VTMが5.5Vの時、VCをどの位の値にす
ればデータが反転するか計算する。(2)式の不等号
を逆にしてVCを計算すれば良い。したがつて VTM<0.4VC+VTM′ となる。VTM=5.5V、VTM′=1.5Vとすれば、 5.5<0.4VC+1.5 VC>10.0 となる。すなわち、VCを10V以上にしなければ
データを反転できない。このような高い電圧を印
加するのは5V系で設計されている回路では正常
に動作しないばかりでなく、トランジスタが破壊
してしまう危険があるため好ましくない。
For example, when V TM is 5.5V, calculate the value of V C to invert the data. V C can be calculated by reversing the inequality sign in equation (2). Therefore, V TM <0.4V C +V TM ′. If V TM =5.5V and V TM '=1.5V, then 5.5<0.4V C +1.5 V C >10.0. In other words, data cannot be inverted unless V C is set to 10V or higher. Applying such a high voltage is undesirable because not only will a circuit designed for 5V not work properly, but there is also the risk of destroying the transistor.

上述したように、第2図、第3図に示した回路
では、メモリセルに書き込みを行なう場合には、
充分書き込みを行なう必要があり、かなり高いし
きい値電圧Vthにまでメモリセルのしきい値を持
つて行く必要がある。しかし、テスト工程におい
て電源を変えて不良のメモリセルを発見できる。
これに対し、第4図に示した半導体メモリ回路で
は、メモリセルの書き込み量は少なくても良い
が、テスト工程中に不良のメモリセルを発見でき
ない欠点がある。
As mentioned above, in the circuits shown in FIGS. 2 and 3, when writing to a memory cell,
It is necessary to perform sufficient writing, and it is necessary to raise the threshold voltage of the memory cell to a considerably high threshold voltage V th . However, defective memory cells can be discovered by changing the power supply during the testing process.
On the other hand, in the semiconductor memory circuit shown in FIG. 4, although the amount of data written to the memory cells may be small, it has the disadvantage that defective memory cells cannot be discovered during the testing process.

この発明は、上記の様な事情を鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、メモリセルの
書き込み量は少なくても良く、かつ、テスト工程
中に不良のメモリセルを発見でき、信頼性の高い
不揮発性半導体メモリを提供することである。
This invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to allow a small amount of data to be written to a memory cell, to detect defective memory cells during the testing process, and to provide reliability. An object of the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory with high performance.

以下、この発明の一実施例について図面を参照
して説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第7図はそのVR発生回路を示すもので、テス
ト時に電源VCを変えてもその出力VRをほぼ一定
とし、正規の読み出し時においては、テスト時よ
りも出力VRの電位を上げるようにしたものであ
る。すなわち、電源VCとVR出力端との間にデイ
プレツシヨン型トランジスタTr21を設け、その
ゲートはVR出力端に接続される。さらに、この
VR出力端と接地点VSとの間にはエンハンスメン
ト型トランジスタTr22〜Tr25が直列接続される。
上記トランジスタTr22のゲートには信号R/
が供給され、トランジスタTr23〜Tr25のゲート
はそれぞれのドレインに接続される。また、VR
出力端と接地点VSとの間にはエンハンスメント
型トランジスタTr26〜Tr28が直列接続され、ト
ランジスタTr26のゲートには信号/Tが供給
され、トランジスタTr27,Tr28のゲートはそれ
ぞれのドレインに接続されて成る。
Figure 7 shows the V R generation circuit.The output V R is kept almost constant even if the power supply V C is changed during testing, and the potential of the output V R is raised during normal readout compared to during testing. This is how it was done. That is, a depletion type transistor Tr21 is provided between the power supply V C and the VR output terminal, and its gate is connected to the VR output terminal. Furthermore, this
Enhancement transistors Tr 22 to Tr 25 are connected in series between the V R output terminal and the ground point V S .
The gate of the transistor Tr22 has a signal R/
is supplied, and the gates of transistors Tr 23 to Tr 25 are connected to their respective drains. Also, V R
Enhancement type transistors Tr 26 to Tr 28 are connected in series between the output terminal and the ground point V S , the gate of the transistor Tr 26 is supplied with the signal /T, and the gates of the transistors Tr 27 and Tr 28 are connected to each other. It is connected to the drain.

このような構成において、信号/Tはテスト
時に「1」とし、正規の読み出し時に「0」とす
る。信号R/は上記信号/Tの反転信号でテ
スト時「0」、正規の読み出し時に「1」とする。
したがつて、テスト時にはトランジスタTr26
オン状態となり、トランジスタTr22がオフ状態
となる。正規の読み出し時にはトランジスタ
Tr22がオン状態、トランジスタTr26がオフ状態
となる。このため、テスト時においてこの回路の
出力電位VRは、トランジスタTr27のしきい値電
圧VT27とトランジスタTr28のしきい値電圧VT28
の和、すなわち、「VR=VT27+VT28」となり、正
規の読み出し時においては、出力電位VRはトラ
ンジスタTr23,Tr24,Tr25の各しきい値電圧
VT23,VT24,VT25の和、「VR=VT24+VT25+VT26
となる。このように出力電位VRは、トランジス
タTr23〜Tr25およびTr27,Tr28のしきい値電圧
によつて決定され、電源VCにはほとんど依存し
ない。
In such a configuration, the signal /T is set to "1" during testing, and set to "0" during normal reading. The signal R/ is an inverted signal of the signal /T, and is set to "0" during testing and "1" during normal reading.
Therefore, during testing, the transistor Tr 26 is turned on and the transistor Tr 22 is turned off. Transistor during normal readout
Tr 22 is turned on and transistor Tr 26 is turned off. Therefore, during testing, the output potential V R of this circuit is the sum of the threshold voltage V T27 of the transistor Tr 27 and the threshold voltage V T28 of the transistor Tr 28 , that is, "V R = V T27 + V T28 ”, and during normal readout, the output potential V R is equal to each threshold voltage of transistors Tr 23 , Tr 24 , and Tr 25
The sum of V T23 , V T24 , and V T25 , "V R = V T24 + V T25 + V T26 "
becomes. In this way, the output potential V R is determined by the threshold voltages of the transistors Tr 23 to Tr 25 and Tr 27 and Tr 28 , and is almost independent of the power supply V C.

以下、テスト時に電源VCが何ボルト以上であ
ればデータが反転するか調べてみる。例えば
「VTM=5.5V」、「VR=VT27+VT28=2V」、「VTM′=
1.5V」として、上記(1)式の不等号を逆にしてそ
れぞれの数値を代入すると下式で示される。
Below, we will examine how many volts the power supply V C needs to be during the test to invert the data. For example, "V TM = 5.5V", "V R = V T27 + V T28 = 2V", "V TM '=
1.5V'', the inequality sign in equation (1) above is reversed and each numerical value is substituted, and the following equation is obtained.

VC−5.5>2−1.5 したがつて、「VC>6.0」となり、電源VC
6.0V以上でデータは反転する。例えばテスト時
にVRを2Vとした場合、VTMが7V、VCが7.5V以上
でデータが反転したとする。そして、種々の信頼
性テストを行ない、その後VTMが6Vに下がつて
いればVCが6.5V以上でデータが反転するはずで
ある。したがつて、このような構成によれば、テ
スト工程においてメモリの不良を比較的低い電源
電圧VCで発見できる。
V C −5.5>2−1.5 Therefore, “V C >6.0” and the power supply V C
Data is inverted above 6.0V. For example, when VR is set to 2V during testing, data is inverted when V TM is 7V and V C is 7.5V or higher. After performing various reliability tests, if V TM drops to 6V, the data should invert when V C exceeds 6.5V. Therefore, with such a configuration, memory defects can be discovered at a relatively low power supply voltage V C in the test process.

一方、正規の読み出し時において、例えば
「VTM=5.5V」、「VR=3V」、「VTM′=1.5V」とする
と、電源VCは7V以上でデータが反転する。ここ
でVRが3Vの場合、メモリセルのしきい値電圧が
何ボルト以上あればデータが書き込まれたと判断
するか調べてみる。上記(1)式にこの条件を代入す
ると下式のようになる。
On the other hand, during normal reading, if, for example, "V TM =5.5V", "V R =3V", and "V TM '=1.5V", the data is inverted when the power supply V C is 7V or higher. Here, if V R is 3V, let's examine how many volts or more the threshold voltage of the memory cell needs to be to determine that data has been written. Substituting this condition into the above equation (1) results in the following equation.

VC=VTM<3−VTM′ VTM>VC−3+VTM′ 上式において、「VC=5.5V」、「VTM′=1.5V」と
すれば、メモリセルのしきい値電圧はVTM>4と
なる。したがつて、電源VCが5.5Vの時、メモリ
セルに4V以上印加されれば書き込まれたものと
して判断する。
V C = V TM <3−V TM ′ V TM >V C −3+V TM ′ In the above equation, if “V C = 5.5V” and “V TM ′=1.5V”, the threshold value of the memory cell The voltage becomes V TM >4. Therefore, when the power supply V C is 5.5V, if 4V or more is applied to the memory cell, it is determined that data has been written.

上述したようにこのような構成によれば、第2
図および第3図に示した回路に比べ少ない書き込
み量で情報を書き込むことができ、且つテスト時
に電源電圧を変えることにより不良なメモリセル
を容易に発見できる。
As described above, according to such a configuration, the second
Information can be written with a smaller amount of writing than the circuits shown in FIG. 3 and FIG. 3, and defective memory cells can be easily found by changing the power supply voltage during testing.

第8図は、この発明の他の実施例を示すもの
で、上記第7図のトランジスタTr23〜Tr25およ
びTr27,Tr28のかわりにトランジスタTr29
Tr33を設けたものである。このトランジスタ
Tr29〜Tr33は、第1図に示した構成のトランジ
スタの、制御ゲート14と浮遊ゲート13を短絡
したものである。
FIG. 8 shows another embodiment of the present invention, in which transistors Tr 23 to Tr 25 and Tr 27 to Tr 28 in FIG.
It is equipped with Tr 33 . this transistor
Tr 29 to Tr 33 are transistors having the configuration shown in FIG. 1, with the control gate 14 and floating gate 13 shorted.

このような構成によれば、トランジスタTr29
〜Tr33のしきい値電圧は、メモリセルのしきい
値電圧と一対一の対応を持つため、「VR−VTM′」
はほぼ一定となり、メモリセルのしきい値の変化
に依存しなくなる。この場合、正規の読み出し時
に用いるトランジスタTr29〜Tr31は、通常のエ
ンハンスメント型トランジスタを設けても良い。
また、第7図および第8図において、各トランジ
スタの数は、必要とする出力電位VRの値によつ
て設定すれば良いのはもちろんである。
According to such a configuration, the transistor Tr 29
~The threshold voltage of Tr 33 has a one-to-one correspondence with the threshold voltage of the memory cell, so “V R −V TM ′”
is almost constant and does not depend on changes in the threshold voltage of the memory cell. In this case, normal enhancement type transistors may be provided as the transistors Tr 29 to Tr 31 used during normal reading.
Furthermore, in FIGS. 7 and 8, the number of each transistor may of course be set depending on the value of the required output potential VR .

第9図は、さらにこの発明の他の実施例を示す
もので、電源VCと接地点VSとの間にトランジス
タTr21およびTr34〜Tr36が直列接続される。上
記トランジスタTr34,Tr35はエンハンスメント
型で、そのゲートがそれぞれのドレインに接続さ
れており、トランジスタTr36はデイプレツシヨ
ン型でそのゲートに信号/Tが供給されるよう
にして成る。
FIG. 9 shows still another embodiment of the present invention, in which transistors Tr 21 and Tr 34 to Tr 36 are connected in series between the power supply V C and the ground point V S. The transistors Tr 34 and Tr 35 are of the enhancement type, and their gates are connected to their respective drains, and the transistor Tr 36 is of the depletion type, and the signal /T is supplied to its gate.

このような構成において、テスト時に上記信号
R/Tを「1」とすれば、トランジスタTr36
オン状態となつて導通抵抗が小さくなり、出力電
位VRは、トランジスタTr34,Tr35のしきい値電
圧VT34,VT35の和となる。正規の読み出し時に信
号/Tを「0」とすれば、トランジスタTr36
の導通抵抗が大きくなり、出力電位VRはテスト
時より高い値に設定できる。
In such a configuration, when the signal R/T is set to "1" during a test, the transistor Tr 36 is turned on and the conduction resistance becomes small, and the output potential V R becomes equal to that of the transistors Tr 34 and Tr 35 . This is the sum of the threshold voltages V T34 and V T35 . If the signal /T is set to "0" during normal readout, the transistor Tr 36
The conduction resistance increases, and the output potential V R can be set to a higher value than during the test.

なお、この発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、種々変形して実施が可能であり、VR
発生回路の出力電位を正規の読み出し時とテスト
時にそれぞれ所定の電位に設定する回路であれば
良い。
Note that this invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented with various modifications.
Any circuit may be used as long as it sets the output potential of the generating circuit to predetermined potentials during normal reading and during testing.

以上説明したようにこの発明によれば、テスト
時と正規の読み出し時に出力電位VRを変化させ
ることができるので、情報の書き込み量は少なく
ても良く、テスト時には電源VCを変えて不良な
メモリセルを発見できるので、信頼性の高い不揮
発性半導体メモリが得られる。
As explained above, according to the present invention, the output potential V R can be changed during testing and normal readout, so the amount of information written can be small, and the power supply V C can be changed during testing to detect defects. Since memory cells can be discovered, highly reliable nonvolatile semiconductor memory can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図a〜cはそれぞれ浮遊ゲート構造をした
MOS型電界効果トランジスタの断面構成図およ
びそのシンボル図、特性図、第2図〜第4図はそ
れぞれ従来の不揮発性半導体メモリを示す回路
図、第5図は上記第4図の回路を模式化して示し
た図、第6図a〜cはそれぞれ上記第4図のVR
発生回路を示す回路図、およびその変形例を示す
回路図、第7図はこの発明の一実施例に係る不揮
発性半導体メモリのVR発生回路を示す図、第8
図、第9図はそれぞれこの発明の他の実施例を示
す回路図である。 R1〜Rn……行線、S1〜So……列線、M11
Mno……メモリセル、RA……差動型センスアン
プ、VM……比較電位発生回路。
Figures 1a to 1c each have a floating gate structure.
A cross-sectional configuration diagram of a MOS type field effect transistor, its symbol diagram, and characteristic diagram. Figures 2 to 4 are circuit diagrams showing conventional nonvolatile semiconductor memories, and Figure 5 is a schematic diagram of the circuit shown in Figure 4 above. The figures shown in Figure 6, a to c, are the V R of Figure 4 above, respectively.
A circuit diagram showing a generation circuit and a circuit diagram showing a modification thereof, FIG. 7 is a diagram showing a VR generation circuit of a nonvolatile semiconductor memory according to an embodiment of the present invention, and FIG.
9 are circuit diagrams showing other embodiments of the present invention. R 1 ~ R n ... Row line, S 1 ~ S o ... Column line, M 11 ~
M no ...Memory cell, RA...Differential sense amplifier, V M ...Comparison potential generation circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 複数の行線及び複数の列線で設定される各交
差位置に対応して配置されるメモリセルと、上記
列線から一方の入力信号が供給される差動型セン
スアンプと、この差動型センスアンプの他方の入
力信号を供給し、上記メモリセルに使用されてい
るトランジスタと同等なトランジスタを有する比
較電位発生回路と、正規の動作時に使用する上記
同等なトランジスタのゲートに第1の電位を供給
し、テスト時に使用する上記同等なトランジスタ
のゲート電位は上記第1の電位よりも低く且つ電
源電圧の変動の影響を受けない第2の電位を供給
し、テスト時に選択されたメモリセルのゲートに
電源電圧の変動に対応した電位を供給する電位供
給手段とを具備することを特徴とする不揮発性半
導体メモリ。
1. A memory cell arranged corresponding to each intersection position set by a plurality of row lines and a plurality of column lines, a differential sense amplifier to which one input signal is supplied from the column line, and this differential sense amplifier. A comparison potential generation circuit supplies the other input signal of the type sense amplifier and has a transistor equivalent to the transistor used in the memory cell, and a first potential is applied to the gate of the transistor equivalent to the transistor used during normal operation. The gate potential of the equivalent transistor used during the test is a second potential that is lower than the first potential and is not affected by fluctuations in the power supply voltage, and the gate potential of the equivalent transistor used during the test is 1. A nonvolatile semiconductor memory comprising: a potential supply means for supplying a potential corresponding to fluctuations in power supply voltage to a gate.
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