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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine nichtflüchtige Halbleitervorrichtung und ein Verfahren zum automatischen Beheben eines Löschfehlers und insbesondere eine Halbleitervorrichtung, die in der Lage ist, automatisch und schnell einen Löschfehler zu beheben, bei dem in einem Sektor befindliche Daten nicht innerhalb eines vorgebebenen Zeitraums gelöscht werden können (Fehler wegen zu langandauernden Löschens-Langlöschfehler), und ein Verfahren zum automatischen Beheben eines Langlöschfehlers.
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2. Beschreibung des einschlägigen Stands der Technik
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Als ein Typ einer nichtflüchtigen Halbleitervorrichtung ist ein Flash-Speicher bekannt. Der Flash-Speicher weist Sektoren auf, die jeweils aus einer Gruppe von Kernzellen gebildet sind. Um die Vorrichtung gegen Fehler in einem der regulären Sektoren zu schützen, weist der herkömmliche Flash-Speicher eine redundante Schaltung mit einem redundanten Sektor (Reserve-Sektor) auf, der von den regulären Sektoren (normalen Sektoren) getrennt ist und auf demselben Chip vorgesehen ist. Ein bei einer während des Fertigungsprozesses durchgeführten Prüfung/Inspektion identifizierter defekter regulärer Sektor wird durch den Reserve-Sektor ersetzt. Wenn nach der Auslieferung bei der praktischen Anwendung ein langandauerndes Löschen in einem Flash-Speicher-Chip erfolgt, handelt es sich bei dem Chip um einen Chip, bei dem ein ”Langlöschfehler” auftritt, und er wird als defekter Chip behandelt. Wenn ein Löschfehler vor der Auslieferung bei dem Chip-Prüf-/Inspektionsschritt detektiert wird, kann ein Ersetzen durch einen Reserve-Sektor erfolgen, oder der defekte Chip wird bei einem Screening verworfen.
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Es ist jedoch schwierig, eine Redundanz und ein Screening für Löschfehler vollständig zu implementieren, und es ist unvermeidlich, dass nach der Auslieferung bei der praktischen Anwendung ein Löschfehler auftritt. In
JP 8-7597 A ist eine nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung beschrieben, die ein automatisches Beheben eines Fehlers ermöglicht, der bei der praktischen Anwendung durch die Endbenutzer auftritt. Diese Vorrichtung weist eine Schaltung auf, die zur Gewährleistung einer guten Speicherleistung verhindert, dass eine Speicherzelle mit verringerter Programmier- oder Löschleistung (im Sinne von Löscheigenschaften) bei der praktischen Anwendung ausgewählt wird.
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Die in
JP 8-7597 A beschriebene Vorrichtung löscht jedoch den spezifizierten Sektor durch automatische Redundanz und ermöglicht Verbesserungen bei der Reduzierung der Zeit, die für ein automatisches Beheben des Sektorfehlers erforderlich ist.
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Aus
JP 2002-170389 A ist ein nichtflüchtiger Halbleiterspeicher bekannt, bei dem das Löschen von Speicherzellen blockweise erfolgt.
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In
JP 2001-195892 A ist ein nichtflüchtiger Halbleiterspeicher beschrieben, bei dem die einzelnen Sektoren auf ihre Funktionsfähigkeit hin überprüft werden und bei dem der Zugriff auf solche Sektoren, die nicht ordnungsgemäß arbeiten, unterbunden ist.
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ZUSAMMENFASSENDER ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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Bei der vorliegenden Erfindung werden die oben beschriebenen Probleme berücksichtigt. der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Halbleitervorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, automatisch und schnell einen Löschfehler, bei dem in einem Sektor gespeicherte Daten nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums gelöscht werden können (Langlöschfehler) zu beheben, und damit den Benutzern eine Umgebung zu präsentieren, die im Wesentlichen derjenigen gleich ist, bei der kein Langlöschfehler auftritt Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum automatischen Beheben eines Langlöschfehlers zu schaffen.
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Die Lösung der vorgenannten Aufgaben erfolgt erfindungsgemäß mit einer Halbleiterspeichervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Einzelne Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäß vorgesehene Überwachungsschaltung ist derart konfiguriert, dass sie einen Stromdetektor aufweist, der einen beim Löschen in dem ausgewählten regulären Sektor fließenden Leckstrom detektiert. Die Steuerschaltung wählt den Reserve-Sektor automatisch aus, wenn der Leckstrom beim Löschen einen vorgegebenen Wert erreicht. Dieser Leckstrom fließt beim Löschen zwischen einer Wortleitung und einer Wanne des ausgewählten regulären Sektors.
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Vorzugsweise wählt die Steuerschaltung automatisch den Reserve-Sektor aus, wenn sich beim Löschen des ausgewählten regulären Sektors herausstellt, dass das Löschen des Sektors nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums abgeschlossen ist.
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Die Überwachungsschaltung kann derart konfiguriert sein, dass sie einen Impulszähler aufweist, der zum Löschen vorgesehene Impulse zählt und das Löschen des ausgewählten regulären Sektors anhand der Anzahl von gezählten Impulsen überwacht. In diesem Fall kann die Steuerschaltung derart konfiguriert sein, dass sie das Löschen verifiziert und automatisch den Reserve-Sektor auswählt, wenn das Verifizieren der Löschung bei einer vorgegebenen Anzahl von gezählten Impulsen einen Fehler anzeigt.
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Die Steuerschaltung kann derart konfiguriert sein, dass sie einen inhaltsadressierbaren Speicher (CAM-Speicher) zum Speichern einer Adresse des ausgewählten regulären Sektors mit der verringerten Löschleistung aufweist.
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Die Steuerschaltung kann derart konfiguriert sein, dass sie aufweist: einen inhaltsadressierbaren Speicher (CAM-Speicher) zum Speichern einer Adresse des ausgewählten regulären Sektors mit der verringerten Löschleistung; und eine Adressenvergleichsschaltung zum Vergleichen einer mit dem Löschbefehl übermittelten Adresse mit der in dem CAM-Speicher gespeicherten Adresse und zum Bewirken, dass der Decoder den Reserve-Sektor auswählt, wenn die mit dem Löschbefehl übermittelte Adresse mit der Adresse in dem CAM-Speicher übereinstimmt.
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Die Steuerschaltung kann derart konfiguriert sein, dass sie das Löschen des ausgewählten regulären Sektors verifiziert und ein Signal erzeugt, das den ausgewählten regulären Sektor bei Durchführung der Verifizierung in einen programmierbaren Zustand setzt.
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Die Steuerschaltung kann derart konfiguriert sein, dass sie das Verifizieren des Löschens fortsetzt, bis eine vorbestimmte maximale Anzahl von zum Löschen vorgesehenen Impulsen an den Sektor angelegt ist, wenn die Steuerschaltung den Reserve-Sektor nicht automatisch auswählt. Der CAM-Speicher kann eine nichtflüchtige Speicherzelle zum Speichern der Adresse des ausgewählten regulären Sektors aufweisen.
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Die obige Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zum automatischen Beheben eines Löschfehlers in einer nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung gemäß Anspruch 12 gelöst.
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Vorzugsweise wird bei dem Auswählschritt automatisch der Reserve-Sektor ausgewählt, wenn sich beim Löschen des ausgewählten regulären Sektors herausstellt, dass das Löschen des ausgewählten regulären Sektors nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums abgeschlossen ist.
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Der Schritt des Auswählens kann einen Schritt des Zählens von zum Löschen vorgesehenen Impulsen zwecks Überwachung des Löschens des ausgewählten regulären Sektors anhand einer Anzahl von gezählten Impulsen umfassen.
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Der Schritt des Überwachens kann einen Schritt des Detektierens eines beim Löschen in dem ausgewählten regulären Sektor fließenden Leckstroms umfassen.
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Der Schritt des Überwachens kann einen Schritt des Detektierens eines Leckstroms umfassen, der beim Löschen zwischen einer Wortleitung und einer Wanne des ausgewählten regulären Sektors fließt.
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Das Verfahren kann ferner einen Schritt des Speicherns einer Adresse des ausgewählten regulären Sektors, der eine verringerte Löschleistung aufweist, umfassen.
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Das Redundanz-Verfahren kann ferner folgende Schritte umfassen: Speichern einer Adresse des ausgewählten regulären Sektors, der die verringerte Löschleistung aufweist; und Vergleichen einer von dem Löschbefehl angezeigten Adresse mit der gespeicherten Adresse und Auswählen des Reserve-Sektors, wenn die von dem Löschbefehl angezeigte Adresse mit der gespeicherten Adresse übereinstimmt.
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Bei dem nichtflüchtigen Halbleiterspeicher werden sämtliche Daten in dem Reserve-Sektor derart gelöscht, dass sich der Reserve-Sektor vor der Auslieferung im Lösch-(Leer-)Zustand befindet. Jedes Mal, wenn ein Löschvorgang durchgeführt wird, wird die Anzahl von Löschimpulsen gezählt oder wird der zwischen der Wortleitung, an die der Löschimpuls angelegt ist, und der P-Wanne fließende Strom innerhalb des Speichers überwacht. Das automatische Umschalten auf den Reserve-Sektor ist abgeschlossen, bevor das Auftreten eines Langlöschfehlers bestätigt wird. Somit ist es möglich, den Langlöschfehler zu beheben, bevor das Auftreten eines Langlöschfehlers bestätigt wird, ohne dass der Reserve-Sektor nach der automatischen Durchführung der Redundanz mit dem Reserve-Sektor gelöscht wird.
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Selbst wenn der Befehl zum Löschen des defekten Sektors nach dem automatischen Beheben eingegeben wird, wird ermittelt, ob die Adresse des von dem eingegebenen Befehl spezifizierten Sektors und die Adresse des defekten Sektors miteinander übereinstimmen. Der durch den Befehl spezifizierte defekte Sektor wird nicht ausgewählt, sondern es wird automatisch der Reserve-Sektor ausgewählt.
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Somit hat der Benutzer den Eindruck, dass kein Langlöschfehler auftritt, so dass sich für ihn die Situation so darstellt, wie in dem Fall, in dem das Löschen normalerweise abgeschlossen ist. Der Reserve-Sektor oder die Reserve-Sektoren befindet/befinden sich zum Zeitpunkt der Auslieferung im Lösch-(Leer-)Zustand. Somit braucht bei der automatischen Redundanz mit Hilfe des Reserve-Sektors dieser nach dem Ersetzen nicht wieder gelöscht zu werden, und das Löschen kann schnell abgeschlossen werden.
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Erfindungsgemäß ist es möglich, eine Halbleiterspeichervorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, Löschfehler, bei denen in einem Sektor gespeicherte Daten nicht innerhalb einer vorgegebenen Zeit (langandauerndes Löschen) gelöscht werden können, automatisch und schnell zu beheben und den Benutzern die Umgebung zu präsentieren, die im Wesentlichen gleich derjenigen ist, in der kein Langlöschfehler auftritt, und ein Verfahren zum Beheben eines Langlöschfehlers zu schaffen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung unter Hinzuziehung der beiliegenden Zeichnungen offensichtlich. Es zeigen:
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1 ein Ablaufdiagramm einer zweiten Sequenz der Behebungsoperation an einem Langlöschfehler, die erfindungsgemäß von einem nichtflüchtigen Halbleiterspeicher durchgeführt wird;
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2 ein Blockschaltbild einer Darstellung einer zweiten Konfiguration eines zum automatischen Beheben vorgesehenen Bereichs des erfindungsgemäßen nichtflüchtigen Halbleiterspeichers, der die in 8 gezeigte Sequenz durchführt;
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3 eine Querschnittsansicht eines Kerns einer Speicherzelle beim Löschen; und
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4 eine schematische Darstellung einer Schaltungskonfiguration, die die Größe eines zwischen einer Wortleitung und einer P-Wanne fließenden Stroms überwacht und ein Leckstrom-Detektionssignal ausgibt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es wird nun eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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(Erste Ausführungsform)
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1 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Sequenz der in dem erfindungsgemäßen nichtflüchtigen Halbleiterspeicher ausführbaren automatischen Behebung eines Langlöschfehlers. Die zweite Sequenz ist zum Beheben des Langlöschfehlers in den regulären Sektoren vorgesehen, unterscheidet sich jedoch von der ersten Sequenz des Verfahrens zum Detektieren eines Langlöschfehlers.
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Der erfindungsgemäße nichtflüchtige Halbleiterspeicher weist einen sich im Leerzustand befindenden Reserve-Sektor auf, der in der Endprüf-/-inspektionsphase vor der Auslieferung gelöscht worden ist. Wenn der Benutzer den Löschbefehl zum Löschen von Daten in einem regulären Sektor gibt, wird in dem Speicher in Reaktion auf den Löschbefehl die folgende Operation durchgeführt.
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Als erstes wird ermittelt, ob sich der reguläre Sektor im Programmierzustand befindet (Schritt S201). Wenn sich der reguläre Sektor nicht im Programmierzustand befindet (NEIN in Schritt S201), werden Daten in den regulären Sektor geschrieben, der sich somit im Programmierzustand befindet (Schritt S202).
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Wenn bestätigt wird, dass sich der reguläre Sektor im Programmierzustand befindet (JA in Schritt S201), wird die Operation zum Löschen des in dem regulären Sektor gespeicherten Programms innerhalb der vorgegebenen Zeit durchgeführt (Schritt S203). Eine Leckstrom-Detektionsschaltung, die in dem Speicher vorgesehen ist und nachstehend beschrieben wird, überwacht die Strommenge (die Menge an Strom, die zwischen der Wortleitung und der P-Wanne fließt), die während der Zeit, in der der Löschimpuls angelegt wird, beobachtet wird, und ermittelt, ob ein Leckstrom (Überstrom) vorhanden ist, der beim normalen Löschen nicht auftritt (Schritt S204).
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Wenn festgestellt wird, das kein Überstrom auftritt (NEIN in Schritt S204), wird in Schritt S203 ermittelt, ob sich der reguläre Sektor tatsächlich im Löschzustand befindet (Schritt S205). Wenn sich der reguläre Sektor im Löschzustand befindet (JA in Schritt S205), ist das Löschen des regulären Sektors abgeschlossen (Schritt S207), und der Speicher wird im nichtdefekten Zustand gehalten (Schritt S208).
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Wenn festgestellt wird, dass sich der reguläre Sektor nicht im Löschzustand befindet (NEIN in Schritt S205), kehrt der Prozess zum Löschen des aktuellen Sektors zurück, der erneut einem Löschen unterzogen wird.
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Wenn das Auftreten eines Überstroms bestätigt wird (JA in Schritt S204), wird festgestellt, dass der reguläre Sektor einen Langlöschfehler aufweist, bei dem kein normales Löschen durchgeführt werden kann, und dass er durch den Reserve-Sektor ersetzt wird. Insbesondere ist der CAM-Speicher mit automatischer Redundanz mit der ”Adresse des defekten Sektors” programmiert, das heißt, der Adresse des den Langlöschfehler aufweisenden regulären Sektors, und der defekte reguläre Sektor wird automatisch durch den sich im Leerzustand befindenden Reserve-Sektor ersetzt (Schritt S206).
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Wenn das automatische Ersetzen durch den Reserve-Sektor abgeschlossen ist (JA in Schritt S206), ist das Löschen abgeschlossen (Schritt S207), und der Speicher wird im nichtdefekten Zustand gehalten (Schritt S208).
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Im Gegensatz dazu wird dann, wenn das automatische Ersetzen durch den Reserve-Sektor aufgrund einer Situation, wie z. B. der Nichtverfügbarkeit eines im Leerzustand befindlichen Reserve-Sektors (NEIN in Schritt S206), festgestellt, dass die Anzahl von Löschimpulsen die Maximalanzahl erreicht hat (Schritt S209). Wenn die Anzahl von Löschimpulsen die Maximalanzahl erreicht hat (JA in Schritt S209), ist das Löschen des Sektors nicht abgeschlossen (Schritt S210), und es wird festgestellt, dass der Speicher einen Langlöschfehler aufweist (Schritt S211). Wenn die Anzahl von Löschimpulsen die Maximalanzahl noch nicht erreicht hat (NEIN in Schritt S209), kehrt der Prozess zu Schritt S203 zurück, und es wird der nachfolgende Prozess durchgeführt. Der Grund dafür, dass die Maximalanzahl an Löschimpulsen in Schritt S209 verwendet wird, ist der gleiche, der oben in Zusammenhang mit Schritt S109 aus 1 beschrieben ist.
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2 zeigt ein Blockschaltbild einer Darstellung einer zweiten Konfiguration des Automatik-Behebungs-Bereichs des erfindungsgemäßen nichtflüchtigen Halbleiterspeichers, wobei die zweite Konfiguration die in 1 gezeigte Sequenz durchführt.
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Der Speicher weist eine Vorgabe-Leckstrom-Detektionsschaltung 58, eine CAM-Steuerschaltung 56 und eine Steuerschaltung 57 auf. Die Schaltung 58 detektiert im Hinblick auf ein möglicherweise erforderliches Ersetzen eines regulären Sektors durch den Reserve-Sektor (,und zwar aufgrund eines Langlöschfehlers, bei dem das Löschen nicht innerhalb der vorgegebenen Zeit abgeschlossen ist), einen zwischen der Wortleitung und der P-Wanne fließenden Überstrom in diesem defekten regulären Sektor. Die CAM-Steuerschaltung 56 steuert einen CAM-Speicher 55 mit automatischer Redundanz. Die Steuerschaltung 57 erzeugt Signale zum Steuern der CAM-Steuerschaltung 56 und schaltet anhand eines von der Vorgabe-Leckstrom-Detektionsschaltung 58 ausgegebenen Leckstrom-Detektionssignals auf den Reserve-Sektor um.
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Der von dem Benutzer eingegebene Löschbefehl wird von einer aus einem I/O-Register und einem Puffer gebildeten Löschbefehl-Bestätigungseinheit 51 bestätigt. Das Adressbefehlssignal, das in dem Löschbefehl enthalten ist und einen zu löschenden Sektor anzeigt, wird an einen Adressdatensequenzer 52 ausgegeben, und das in dem Löschbefehl enthaltene Löschbefehlssignal wird an einen Befehlssequenzer 53 ausgegeben.
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Eine Adressenübereinstimmungs-Detektionsschaltung 54 trifft dahingehend eine Entscheidung, ob in dem Adressdatensequenzer 52 befindliche Adressdaten über den zu löschenden Sektor und die in dem CAM-Speicher 55 mit automatischer Redundanz, der mit der Adresse des defekten Sektors programmiert ist, gespeicherten Adressdaten über den defekten Sektor miteinander übereinstimmen. Wenn die von dem Löschbefehl spezifizierte Adresse des regulären Sektors mit der Adresse des einen Langlöschfehler aufweisenden Sektors übereinstimmt, annulliert die Adressenübereinstimmungs-Detektionsschaltung 54 die Auswahl des spezifizierten regulären Sektors und führt eine automatische Umschaltung auf den Reserve-Sektor durch.
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Der Speicher weist reguläre Sektoren 61 und einen Reserve Sektor 62 auf, der als redundanter Sektor dient. Eine Wortleitung ist mit Steuer-Gates von Zellen in demselben Sektor verbunden, und eine Bitleitung ist mit Drains der Zellen in derselben Spalte verbunden. Die Wortleitungen und Bitleitungen sind mit einem X-Decoder (Xdec) 59 und einem Y-Decoder (Ydec) 60 verbunden.
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Der X-Decoder 59 steuert selektiv die Wortleitung (X-Decoder-Knotenpunkt) entsprechend der von dem Adressdatensequenzer 52 und der Adressenübereinstimmungs-Detektionsschaltung 54 angegebenen Adresse anhand eines von einer Spannungsversorgungsschaltung 63 gelieferten Signals an. Der X-Decoder 59 weist einen Decoder zum Decodieren der Eingabeadresssignale und einen Wortleitungstreiber zum Anlegen einer vorgegebenen Spannung an die Wortleitungen auf. Der Y-Decoder 60 steuert selektiv die Bitleitung entsprechend der Adresse von dem Adressdatensequenzer 52 und der Adressenübereinstimmungs-Detektionsschaltung 54 anhand eines von der Spannungsversorgungsschaltung 63 gelieferten Signals an, und er weist einen Decoder zum Decodieren der Eingabeadresssignale und einen Bitleitungstreiber zum Anlegen einer vorgegebenen Spannung an die Bitleitungen auf.
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Der X-Decoder 59 weist einen Decoder, der das Eingabeadresssignal decodiert, und einen Treiber auf, der eine vorgegebene Spannung an die X-Decoder-Knotenpunkte anlegt. Der Y-Decoder 60 weist einen Decoder, der das Eingabeadresssignal decodiert, und einen Bitleitungstreiber auf, der eine vorgegebene Spannung an die Bitleitungen anlegt.
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Das Signal, das den Zustand (Lösch-/Programmierzustand) jedes Sektors anzeigt, wird an ein Datenregister 54 ausgegeben und in diesem gespeichert und ferner zu der Steuerschaltung 57 zurückgeführt. Das Ersetzen eines regulären Sektors, der als einen Löschfehler aufweisend beurteilt ist, durch den im Leerzustand befindlichen Reserve-Sektor erfolgt über die von einem von der Steuerschaltung 57 gelieferten Steuersignal angesteuerte Spannungsversorgungsschaltung 63.
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Der Adressdatensequenzer 52 vermerkt den zu löschenden regulären Sektor und speichert seine Adressdaten, die an den Befehlssequenzer 53 ausgegeben werden.
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Der Befehlssequenzer 53 führt der Steuerschaltung 57 ein Signal zum Löschen des regulären Sektors anhand des Löschbefehls von der Löschbefehl-Bestätigungseinheit 51 und der Adressdaten von dem Adressdatensequenzer 52 zu.
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Die Steuerschaltung 57 gibt ein Programmierverifiziersignal an die Spannungsversorgungsschaltung 63 aus, um zu ermitteln, ob sich der zu löschende reguläre Sektor im Lösch- oder Programmierzustand befindet. Die Spannungsversorgungsschaltung 63, der das Programmierverifiziersignal zugeführt wird, ermittelt über den X-Decoder 59 und den Y-Decoder 60, ob sich der reguläre Sektor im Lösch- oder Programmierzustand befindet.
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Das Ergebnis der Feststellung, ob sich der reguläre Sektor im Lösch- oder Programmierzustand befindet, wird an das Datenregister 64 ausgegeben. Der Steuerschaltung 57 wird das in dem Datenregister 64 gespeicherte Signal zugeführt, wenn sich der reguläre Sektor nicht im Programmierzustand befindet, und sie schreibt Daten über die Spannungsversorgungsschaltung 63 in den regulären Sektor, so dass sich der reguläre Sektor im Programmierzustand befinden kann.
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Im Gegensatz dazu werden dann, wenn bestätigt wird, dass sich der reguläre Sektor im Programmierzustand befindet, Informationen, die dies anzeigen, von dem Datenregister 64 an die Steuerschaltung 57 ausgegeben, und die Spannungsversorgungsschaltung 63 gibt ein Signal zum Löschen des regulären Sektors innerhalb der vorgegebenen Zeit an den X-Decoder 59 und den Y-Decoder 60 aus, so dass ein Löschen ausgeführt wird.
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Die Steuerschaltung 57 führt der Spannungsversorgungsschaltung 63 ein Signal zum Überwachen des Stroms zu, der zu derjenigen Zeit zwischen der Wortleitung und der P-Wanne fließt, zu der der Löschimpuls angelegt wird. Die Leckstrom-Detektionsschaltung 58, die eine Ausführungsform der Löschleistungs-Detektionsschaltung ist, überwacht das Vorhandensein/Nichtvorhandensein des aus dem Langlöschfehler resultierenden Überstroms.
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Bei Nichtvorhandensein des Überstroms zwischen der Wortleitung und der P-Wanne wird der Löschzustand des betroffenen regulären Sektors beim Löschen verifiziert. Wenn festgestellt wird, dass sich der reguläre Sektor im Löschzustand befindet, wird das Ergebnis dieser Feststellung an die Steuerschaltung 57 ausgegeben. Auf diese Weise ist das Löschen abgeschlossen, und es wird festgestellt, dass der Speicher keinen Fehler aufweist. Im Gegensatz dazu gibt dann, wenn der reguläre Sektor nicht gelöscht worden ist, die Spannungsversorgungsschaltung 63 das Signal zum Löschen des betroffenen regulären Sektors innerhalb der vorgegebenen Zeit aus. In Reaktion auf das oben beschriebene Signal führen der X-Decoder 59 und der Y-Decoder 60 kontinuierlich das Löschen durch. Diese Operation wird mehrfach ausgeführt.
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Wenn die Steuerschaltung 57 den Überstrom zwischen der Wortleitung und der P-Wanne detektiert, wird festgestellt, dass der Sektor einen Langlöschfehler aufweist, und der Reserve-Sektor wird unter Anwendung der nachstehend beschriebenen Sequenz als Ersatz verwendet.
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Das Ersetzen des regulären Sektors durch den Reservesektor wird wie folgt durchgeführt. Die Steuerschaltung 57, die feststellt, dass der reguläre Sektor durch den Reserve-Sektor ersetzt werden sollte, führt der CAM-Steuerschaltung 56 ein Instruktionssignal zum Speichern einer ”Adresse eines defekten Sektors” in dem CAM-Speicher 55 mit automatischer Redundanz zu. In Reaktion auf das Instruktionssignal wird der CAM-Speicher 55 mit automatischer Redundanz mit der Adresse des defekten Sektors programmiert, und das Ergebnis der Programmierung wird an die Adressenübereinstimmungs-Detektionsschaltung 54 ausgegeben.
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Die Adressenübereinstimmungs-Detektionsschaltung 54 ermittelt, ob die in dem Adressdatensequenzer 52 gespeicherte Adresse des zu löschenden regulären Sektors und die in dem CAM-Speicher 55 mit automatischer Redundanz gespeicherte Adresse des defekten Sektors miteinander übereinstimmen. Wenn die Adresse des von dem Löschbefehl spezifizierten regulären Sektors mit der Adresse des einen Langlöschfehler aufweisenden defekten Sektors übereinstimmt, führt die Adressenübereinstimmungs-Detektionsschaltung 54 dem X-Decoder 59 und dem Y-Decoder 60 Signale zum Annullieren der Auswahl des regulären Sektors und zum automatischen Umschalten auf den Reserve-Sektor zu. Auf diese Weise kann der einen Langlöschfehler aufweisende reguläre Sektor automatisch durch den sich im Leerzustand befindenden Reserve-Sektor 62 ersetzt werden.
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Wenn das automatische Ersetzen durch den Reserve-Sektor abgeschlossen ist, ist der mit dem Löschbefehl in Zusammenhang stehende Prozess abgeschlossen, und der Speicher wird im nichtdefekten Zustand gehalten. Im Gegensatz dazu korrigiert dann, wenn das automatische Ersetzen durch den Reserve-Sektor beispielsweise aufgrund einer Situation, in der ein sich im Leerzustand befindlicher Reserve-Sektor nicht zur Verfügung steht, nicht abgeschlossen ist, der Speicher den defekten Sektor nicht, und er wird als einen Langlöschfehler aufweisender defekter Speicher beurteilt.
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Wenn der Speicher derart konfiguriert ist, dass mehrmals Ersetzungen durchgeführt werden, wird eine größere Anzahl von sich im Leerzustand befindenden Reserve-Sektoren verwendet, wie es bei der ersten Ausführungsform der Fall ist.
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Es folgt nun eine Beschreibung der Struktur und Operation der Vorgabe-Leckstrom-Detektionsschaltung, mit der der erfindungsgemäße Speicher versehen ist.
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10 zeigt eine Querschnittsansicht eines Kerns einer vom Löschen betroffenen Speicherzelle, bei der es sich um eine NOR-Flash-Speicherzelle handelt. Beim Löschen werden der Wortleitung und der P-Wanne eine negative Spannung (–10 V) bzw. eine positive Spannung (+10 V) zugeführt. Ursprünglich besteht kein Leckstromweg zwischen der Wortleitung und der P-Wanne, und deren Potentiale sind separat gewährleistet. Im Gegensatz dazu fließt dann, wenn ein Leckstromweg zwischen der Wortleitung und der P-Wanne besteht, ein Leckstrom über den Weg, und es entsteht ein Spannungsabfall, und die ursprünglichen Potentiale werden nicht mehr aufrechterhalten. Daher ist es möglich, dass kein ausreichendes Löschen erfolgt und ein Langlöschfehler auftreten kann. Die vorliegende Erfindung betrifft das Überwachen des Vorhandenseins/Nichtvorhandenseins von Überstrom und das Verhindern des Auftretens eines Langlöschfehlers.
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11 zeigt ein Schaltschema einer Konfiguration der Vorgabe-Leckstrom-Detektionsschaltung 58, die die Menge an zwischen der Wortleitung und der P-Wanne aus 10 fließenden Stroms überwacht und ein Langlösch-Detektionssignal ausgibt, bei dem es sich um das Leckstrom-Detektionssignal handelt. Bei der Schaltung wird eine Stromspiegelkonfiguration verwendet, die eine Situation detektiert, in der die P-Wannen-Spannung gleich einer oder niedriger als eine Schwellenspannung Vref wird, bei der es sich um eine vorbestimmte Vergleichsspannung handelt, und die das Leckstrom-Detektionssignal als Langlösch-Detektionssignal ausgibt. Die oben beschriebene Detektieroperation wird durchgeführt, während ein Signal Löschen angelegt ist, wobei sich das Signal Löschen zu derjenigen Zeit, zu der die in 9 gezeigte Spannungsversorgungsschaltung 63 die Löschspannung ausgibt, auf H-Pegel befindet.
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Wie oben beschrieben, ist der erfindungsgemäße nichtflüchtige Halbleiterspeicher derart konfiguriert, dass in der Endphase der Fertigung vor der Auslieferung sämtliche Daten in dem Reserve-Sektor oder den Reserve-Sektoren gelöscht sind und der Reserve-Sektor oder die Reserve-Sektoren in den Lösch-(Leer-)Zustand gesetzt ist/sind. Jedes Mal, wenn der Benutzer eine Löschung durchführt, wird der zwischen der Wortleitung, der der Löschimpuls zugeführt wird, und der P-Wanne fließende Strom überwacht, um zu ermitteln, ob ein Überstrom fließt, welcher beim normalen Löschen nicht fließt, und der Reserve-Sektor ersetzt den regulären Sektor, bevor festgestellt wird, dass der Langlöschfehler in dem Speicher auftritt.
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Somit ist es nicht erforderlich, den Reserve-Sektor nach der automatischen Redundanz wieder zu löschen, und der Langlöschfehler, der bei der praktischen Anwendung durch den Benutzer auftritt, kann behoben werden. Selbst wenn ein Befehl zum Löschen des defekten Sektors nach der automatischen Redundanz geliefert wird, wird der auf den defekten Sektor gerichtete Befehl gelöscht und wird stattdessen anhand der Adressenübereinstimmung zwischen der von dem Eingabebefehl spezifizieren Sektoradresse und der Adresse des defekten Sektors der Reserve-Sektor ausgewählt. Somit ist die Umschaltung auf den Reserve-Sektor automatisch implementierbar.
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Somit hat der Benutzer den Eindruck, dass kein Langlöschfehler in den regulären Sektoren auftritt, und ihm wird die normale Umgebung präsentiert, in der ein Löschen normalerweise abgeschlossen ist. Der Reserve-Sektor oder die Reserve-Sektoren befindet/befinden sich zum Zeitpunkt der Auslieferung im Lösch-(Leer-)Zustand. Somit braucht bei der automatischen Redundanz mit dem Reserve-Sektor der Reserve-Sektor nach dem Ersetzen nicht wieder gelöscht zu werden, und das Löschen kann schnell abgeschlossen werden.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum automatischen und schnellen Beheben eines Langlöschfehlers, bei dem in dem nichtflüchtigen Speicher gespeicherte Daten nicht innerhalb der vorgegebenen Zeit gelöscht werden können. Der erfindungsgemäße nichtflüchtigen Speicher ist nicht auf einen Flash-Speicher oder dergleichen zum primären Speichern von Informationen beschränkt, sondern umfasst auch eine Paketvorrichtung, wie ein System LSI, in dem der nichtflüchtige Speicher zusammen mit anderen Funktionen eingebettet ist.
