JP2000222892A - Threshold value control method and screening method for semiconductor memory - Google Patents

Threshold value control method and screening method for semiconductor memory

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JP2000222892A
JP2000222892A JP2333099A JP2333099A JP2000222892A JP 2000222892 A JP2000222892 A JP 2000222892A JP 2333099 A JP2333099 A JP 2333099A JP 2333099 A JP2333099 A JP 2333099A JP 2000222892 A JP2000222892 A JP 2000222892A
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JP
Japan
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memory cells
writing
stress
threshold voltage
voltage distribution
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JP2333099A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideto Kotani
秀人 小谷
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a rewritable semiconductor memory in which a cell of degraded reliability can be detected accurately with low stress in a short time. SOLUTION: In a semiconductor memory comprising a plurality of electrically writable and erasable memory cells as a memory medium, the voltage and/or the pulse width is controlled at the time of writing such that the threshold voltage distribution width is decreased after writing in the plurality of memory cells. Information of various threshold value distributions before application of stress for screening is written for each device and it is compared with remeasurements taken after application of stress thus sorting the good from the bad.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、浮遊ゲートと制御
ゲートとを有してデータの書き込みと消去とが可能に構
成された半導体記憶装置のしきい値制御方法およびスク
リーニング方法に関するものである。
The present invention relates to a threshold control method and a screening method for a semiconductor memory device having a floating gate and a control gate and capable of writing and erasing data.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体基板上に、第1の絶縁膜を介し
て、電荷を蓄積する浮遊ゲートを形成し、この浮遊ゲー
ト上に第2の絶縁膜を介して制御ゲートを形成し、そし
て上記浮遊ゲートの両側の前記基板上にソース・ドレイ
ン領域を形成することで、電気的に書き込み・消去が可
能なメモリセルを構成し、さらにこのメモリセルをマト
リックス状に配置することで、上記メモリセルを記憶媒
体とした不揮発性半導体記憶装置を構築したものが知ら
れている。このような不揮発性半導体記憶装置では、書
き込み後に浮遊ゲートに蓄えられた各メモリセル電荷量
の放置ストレス、または制御ゲートの電圧ストレス、ま
たはドレインの電圧ストレスによるしきい値電圧の変化
量が保証基準を満たさないメモリセルが1つ以上存在す
ると、その半導体記憶装置は信頼性不良となる。
2. Description of the Related Art A floating gate for storing charges is formed on a semiconductor substrate via a first insulating film, and a control gate is formed on the floating gate via a second insulating film. By forming source / drain regions on the substrate on both sides of the floating gate, electrically writable and erasable memory cells are formed. Further, by arranging the memory cells in a matrix, the memory cell A non-volatile semiconductor storage device using a storage medium as a storage medium is known. In such a non-volatile semiconductor memory device, the amount of change in the threshold voltage due to the neglected stress of each memory cell charge amount stored in the floating gate after writing, the voltage stress of the control gate, or the voltage stress of the drain is guaranteed. If there is one or more memory cells that do not satisfy the condition, the semiconductor storage device has poor reliability.

【0003】よって、書き込み後に浮遊ゲートに蓄えら
れた各メモリセル電荷量の放置ストレス、または制御ゲ
ートの電圧ストレス、またはドレインの電圧ストレスに
よるしきい値電圧の変化量が保証基準を満たさないメモ
リセルが1つ以上存在する場合は、検査時におけるスク
リーニングが必要となる。
Therefore, a memory cell in which the amount of change in the threshold voltage due to the standing stress of the charge amount of each memory cell stored in the floating gate after writing, the voltage stress of the control gate, or the voltage stress of the drain does not satisfy the guarantee criterion. When one or more exists, screening at the time of examination is required.

【0004】このような保証基準を満たさないメモリセ
ルの存在を判定しスクリーニングする方法として従来か
ら広く用いられている手法を、以下に記す。
A method that has been widely used in the past as a method for determining and screening for the existence of a memory cell that does not satisfy such a guarantee criterion is described below.

【0005】図7は、不揮発性半導体記憶装置の信頼性
不良をスクリーニングするための従来の検査工程フロー
を示したものである。
FIG. 7 shows a flow of a conventional inspection process for screening a nonvolatile semiconductor memory device for defective reliability.

【0006】この従来の検査工程は、スクリーニング対
象となる複数メモリセルについての書き込み時の電圧V
DDと書き込みパルス幅tPWとを、たとえばVDD=
A、tPW=Bと設定する工程1と、上記複数メモリセ
ルへの書き込みを実施する工程2と、上記複数メモリセ
ルに、放置ストレス、もしくは制御ゲートの電圧ストレ
ス、もしくはドレインの電圧ストレスを印加する工程2
1と、上記ストレスを印加した後のしきい値電圧が基準
値以上に分布しているかどうかを判定する工程60とか
らなる。そして、たとえば放置ストレスを印加したとき
に工程60で不良(NG)となるメモリセルが少なくと
も1ビット以上存在する場合は、浮遊ゲートに蓄えられ
た電荷量が変化したものと見なして、不良品と判定す
る。
In this conventional inspection process, the voltage V at the time of writing for a plurality of memory cells to be screened is
DD and the write pulse width tPW are, for example, VDD =
A, Step 1 for setting tPW = B, Step 2 for writing to the plurality of memory cells, and Applying a leaving stress, a voltage stress of a control gate, or a voltage stress of a drain to the plurality of memory cells Step 2
1 and a step 60 of determining whether the threshold voltage after the application of the stress is distributed above the reference value. If there is at least one bit or more of memory cells that are defective (NG) in the process 60 when a leaving stress is applied, it is regarded that the amount of charge stored in the floating gate has changed, and is determined to be defective. judge.

【0007】なお、工程21における印加ストレスの内
容はスクリーニングの目的によって異なるが、判定方法
すべて同じである。
The content of the applied stress in step 21 differs depending on the purpose of the screening, but the determination method is the same.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の信頼性不良のスクリーニング方法には、以下
の問題がある。
However, such a conventional method for screening for poor reliability has the following problems.

【0009】図8は、従来のスクリーニング方法におい
てスクリーニング対象となる複数メモリセルのしきい値
分布を示したものである。
FIG. 8 shows a threshold distribution of a plurality of memory cells to be screened in a conventional screening method.

【0010】ここで、スクリーニング対象となる複数メ
モリセルについての通常書き込み後のしきい値電圧分布
70は、書き込みレベル71以上となり、当然ある幅7
2をもって分布する。この書き込みレベル71およびし
きい値電圧分布幅72は書き換えごとに変化するもので
あり、またメモリセル単位でも書き換えごとの書き込み
後のしきい値電圧は再現しない。このため、一回のスク
リーニング検査で、浮遊ゲートの電荷量が変化するメモ
リセルすなわち信頼性劣化セルの有無を判定レベル30
で検知するためには、信頼性劣化セルについての書き換
えごとに、この書き込み後にしきい値分布状態70のど
のレベルから劣化しても検知し得るように対処しておく
必要がある。図8において、73、74、75、76は
ストレスを印加したときのしきい値の変動許容量を示す
が、これらの変動許容量73、74、75、76には図
示のようなレベル差が存在する。このため、最悪条件と
なる変動許容量76、および書き換えごとの書き込みレ
ベルのばらつき、および書き換えごとのしきい値電圧分
布幅のばらつきを見込んだ製品保証ストレス時間以上の
過剰加速ストレスによるスクリーニングが必要となる。
Here, the threshold voltage distribution 70 after a normal write for a plurality of memory cells to be screened becomes a write level 71 or more and,
2 is distributed. The write level 71 and the threshold voltage distribution width 72 change for each rewrite, and the threshold voltage after write for each rewrite is not reproduced even in memory cell units. For this reason, in one screening test, it is determined whether or not there is a memory cell in which the charge amount of the floating gate changes, that is, whether or not there is a reliability-degraded cell.
In order to detect at any level, it is necessary to take measures to detect any deterioration of the threshold distribution state 70 after this writing, at every rewriting of the reliability-deteriorated cell. In FIG. 8, reference numerals 73, 74, 75, and 76 denote the permissible fluctuation amounts of the threshold when stress is applied, and the permissible fluctuation amounts 73, 74, 75, and 76 have a level difference as shown. Exists. For this reason, it is necessary to perform screening with an excessive acceleration stress longer than the product guarantee stress time in consideration of the worst-case variation allowable amount 76, the variation of the write level for each rewrite, and the variation of the threshold voltage distribution width for each rewrite. Become.

【0011】その結果、スクリーニングにおけるストレ
ス印加に時間がかかり、検査時間および検査コストがか
かってしまう。また過剰ストレスによる不良率の増加が
生じ、さらには検査時に良品にも過剰なストレスダメー
ジを与えることになるため、本来の実力を損なってしま
うという問題点がある。
As a result, it takes time to apply the stress in the screening, which increases the inspection time and the inspection cost. Further, there is a problem that an excessive stress causes an increase in a defective rate, and furthermore, an excessive stress damage is given to a non-defective product at the time of inspection, so that the original ability is impaired.

【0012】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、短時間かつ低ストレスで精度よく信頼性劣化セル
を検知できるようにすることを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to make it possible to accurately detect a reliability-reduced cell in a short time and with low stress.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、電気的に書き込みおよび消去が可能な複数メ
モリセルを記憶媒体とする半導体記憶装置において、上
記複数メモリセルの書き込み後のしきい値電圧分布幅を
小さくするように、書き込み時の電圧および、またはパ
ルス幅を制御するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve this object, the present invention relates to a semiconductor memory device using a plurality of electrically rewritable and erasable memory cells as a storage medium. The voltage at the time of writing and / or the pulse width are controlled so as to reduce the threshold voltage distribution width.

【0014】これにより、書き込み後のしきい値電圧分
布を通常書き込み時のしきい値電圧分布に比べて小さな
幅に抑えることができる。
Thus, the threshold voltage distribution after writing can be suppressed to a smaller width than the threshold voltage distribution during normal writing.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明の半導体記憶装置のしきい
値制御方法は、電気的に書き込みおよび消去が可能な複
数メモリセルを記憶媒体とする半導体記憶装置におい
て、上記複数メモリセルの書き込み後のしきい値電圧分
布幅を小さくするように、書き込み時の電圧および、ま
たはパルス幅を制御するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method of controlling a threshold value of a semiconductor memory device according to the present invention is directed to a semiconductor memory device using a plurality of electrically rewritable and erasable memory cells as a storage medium. The voltage and / or pulse width at the time of writing is controlled so as to reduce the threshold voltage distribution width.

【0016】こうすると、書き込み後のしきい値電圧分
布を通常書き込み時のしきい値電圧分布に比べて小さな
幅に抑えることができる。
In this way, the threshold voltage distribution after writing can be suppressed to a smaller width than the threshold voltage distribution during normal writing.

【0017】また、本発明の半導体記憶装置のしきい値
制御方法は、書き込み時の電圧およびパルス幅を設定す
る工程と、複数メモリセルへの書き込みを実施する工程
と、上記複数メモリセルへの書き込み後のしきい値電圧
分布が所定の分布幅未満か否かを判定する工程と、しき
い値電圧分布が前記分布幅未満でない場合は上記複数メ
モリセルをいったん消去する工程と、上記複数メモリセ
ルの書き込み後のしきい値電圧分布幅を小さくするよう
に、上記いったん消去した後の書き込み時の電圧およ
び、またはパルス幅を、前回書き込み時の電圧および、
またはパルス幅に比べ変更して、再度書き込む工程とを
備えたものである。
Further, according to the threshold control method for a semiconductor memory device of the present invention, a step of setting a voltage and a pulse width at the time of writing, a step of performing writing to a plurality of memory cells, and a step of performing writing to the plurality of memory cells are performed. Determining whether the threshold voltage distribution after writing is less than a predetermined distribution width; and, if the threshold voltage distribution is not less than the distribution width, once erasing the plurality of memory cells; To reduce the threshold voltage distribution width after writing of the cell, the voltage at the time of writing after once erasing and / or the pulse width is set to the voltage at the time of previous writing and
Alternatively, it is provided with a step of changing the pulse width and writing again.

【0018】こうすると、書き込み後のしきい値電圧分
布を通常書き込み時のしきい値電圧分布に比べて小さな
幅に抑えることができる。
In this case, the threshold voltage distribution after writing can be suppressed to a smaller width than the threshold voltage distribution during normal writing.

【0019】スクリーニング時に複数メモリセルに書き
込みを実施する工程において、この構成による書き込み
を実施することで、従来方法に比べ短時間かつ低ストレ
スで信頼性劣化セルを検知することが可能となる。
In the step of writing data to a plurality of memory cells at the time of screening, by performing writing with this configuration, it is possible to detect a reliability-reduced cell in a shorter time and with lower stress than in the conventional method.

【0020】すなわち本発明の半導体記憶装置のスクリ
ーニング方法は、電気的に書き込みおよび消去が可能な
複数メモリセルを記憶媒体とする半導体記憶装置への書
き込み時の電圧およびパルス幅を設定する工程と、上記
複数メモリセルへの書き込みを実施する工程と、上記複
数メモリセルへの書き込み後のしきい値電圧分布が所定
の分布幅未満か否かを判定する工程と、しきい値電圧分
布が前記所定の分布幅未満でない場合は上記複数メモリ
セルをいったん消去する工程と、上記複数メモリセルの
書き込み後のしきい値電圧分布幅を小さくするように、
上記いったん消去した後の書き込み時の電圧および、ま
たはパルス幅を、前回書き込み時の電圧および、または
パルス幅に比べ変更して、再度書き込む工程と、上記複
数メモリセルへの書き込み後のしきい値電圧分布が上記
所定の分布幅未満の場合に、この書き込み後のしきい値
電圧分布における上限値および下限値を測定した情報を
上記複数メモリセル以外のメモリセルに書き込む工程
と、上記複数メモリセルにストレスを印加する工程と、
上記ストレスの印加後に再度しきい値電圧分布の上限値
と下限値とを測定し、この測定した上限値および下限値
を上記ストレス印加前に上記複数メモリセル以外のメモ
リセルに書き込まれたしきい値電圧分布の上限値および
下限値の情報と比較して、良品と不良品とを分類する工
程とを備えるものである。
That is, the method of screening a semiconductor memory device according to the present invention comprises the steps of: setting a voltage and a pulse width at the time of writing to a semiconductor memory device using a plurality of electrically rewritable and erasable memory cells as a storage medium; Performing writing to the plurality of memory cells; determining whether a threshold voltage distribution after writing to the plurality of memory cells is smaller than a predetermined distribution width; If the distribution width is not less than the step of once erasing the plurality of memory cells, and to reduce the threshold voltage distribution width after writing of the plurality of memory cells,
A step of changing the voltage and / or pulse width at the time of writing after once erasing compared to the voltage and / or pulse width at the time of previous writing, and writing again; and a threshold after writing to the plurality of memory cells. When the voltage distribution is less than the predetermined distribution width, writing information obtained by measuring the upper limit value and the lower limit value in the threshold voltage distribution after the writing to a memory cell other than the plurality of memory cells; and Applying stress to the
The upper limit value and the lower limit value of the threshold voltage distribution are measured again after the application of the stress, and the measured upper limit value and the lower limit value are written to memory cells other than the plurality of memory cells before the stress is applied. A step of classifying non-defective products and non-defective products by comparing information on the upper limit value and the lower limit value of the value voltage distribution.

【0021】こうすると、さらに短時間かつ低ストレス
で信頼性劣化セルを検知することが可能となり、過剰ス
トレスによる不良率の増加も解消できる。
This makes it possible to detect the reliability-degraded cells in a shorter time and with a lower stress, and it is possible to eliminate an increase in the defective rate due to the excessive stress.

【0022】また本発明の半導体記憶装置のスクリーニ
ング方法は、電気的に書き込みおよび消去が可能な複数
メモリセルを記憶媒体とする半導体記憶装置への書き込
み時の電圧およびパルス幅を設定する工程と、上記複数
メモリセルへの書き込みを実施する工程と、上記複数メ
モリセルの書き込み後のしきい値電圧分布の上限値と下
限値とを測定する工程と、この測定した上限値および下
限値の情報を上記複数メモリセル以外のメモリセルに書
き込む工程と、上記複数メモリセルにストレスを印加す
る工程と、上記ストレスの印加後に再度しきい値電圧分
布の上限値と下限値とを測定し、この測定した上限値お
よび下限値を上記ストレス印加前に複数メモリセル以外
のメモリセルに書き込まれたしきい値電圧分布の上限値
および下限値の情報と比較して、良品と不良品とを分類
する工程とを備えた構成としたものである。
The screening method of a semiconductor memory device according to the present invention further comprises the steps of: setting a voltage and a pulse width when writing to a semiconductor memory device using a plurality of electrically rewritable and erasable memory cells as a storage medium; A step of performing writing to the plurality of memory cells, a step of measuring the upper limit value and the lower limit value of the threshold voltage distribution after the writing of the plurality of memory cells, and information of the measured upper limit value and lower limit value. A step of writing to memory cells other than the plurality of memory cells, a step of applying stress to the plurality of memory cells, and measuring the upper limit value and the lower limit value of the threshold voltage distribution again after the application of the stress. The upper limit value and the lower limit value of the threshold voltage distribution written in the memory cells other than the plurality of memory cells before the stress application are described. Compared to, those where the structure and a step of classifying the molded product is good or defective.

【0023】こうすると、短時間かつ低ストレスで信頼
性劣化セルを検知することが可能となり、過剰ストレス
による不良率の増加も解消できる。
This makes it possible to detect the reliability-degraded cells in a short time and with a low stress, and it is possible to eliminate an increase in the defective rate due to the excessive stress.

【0024】また本発明の半導体記憶装置のスクリーニ
ング方法は、電気的に書き込みおよび消去が可能な複数
メモリセルを記憶媒体とする半導体記憶装置への書き込
み時の電圧およびパルス幅を設定する工程と、上記複数
メモリセルへの書き込みを実施する工程と、この書き込
み工程の後に、しきい値電圧の分布範囲において、各し
きい値ごとのメモリセル数を、しきい値を変化させて複
数回測定する工程と、この測定工程で測定された情報を
上記複数メモリセル以外のメモリセルに書き込む工程
と、上記複数メモリセルにストレスを印加する工程と、
上記ストレスの印加後に、しきい値電圧の分布範囲にお
いて、各しきい値ごとのメモリセル数を、しきい値を変
化させて再度複数回測定する工程と、この測定した各し
きい値ごとのメモリセル数を、上記ストレス印加前に上
記複数メモリセル以外のメモリセルに書き込まれた情報
と比較して、良品と不良品とを分類する工程とを備える
ものである。
The screening method of a semiconductor memory device according to the present invention further comprises the steps of: setting a voltage and a pulse width when writing to a semiconductor memory device using a plurality of electrically rewritable and erasable memory cells as a storage medium; A step of performing writing to the plurality of memory cells and, after the writing step, measuring the number of memory cells for each threshold value a plurality of times in the threshold voltage distribution range while changing the threshold value A step of writing information measured in the measuring step to memory cells other than the plurality of memory cells, and a step of applying a stress to the plurality of memory cells;
After the application of the stress, a step of measuring the number of memory cells for each threshold value a plurality of times again by changing the threshold value in the distribution range of the threshold voltage; Comparing the number of memory cells with information written in memory cells other than the plurality of memory cells before applying the stress to classify non-defective products and defective products.

【0025】こうすると、短時間かつ低ストレスで信頼
性劣化セルを検知することが可能となり、過剰ストレス
による不良率の増加も解消できる。
This makes it possible to detect the reliability-deteriorated cells in a short time and with low stress, and it is possible to eliminate the increase in the defective rate due to excessive stress.

【0026】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照しながら説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0027】なお、本発明において対象とする半導体記
憶装置は、電気的に書き込みおよび消去が可能な記憶媒
体としてのメモリセルがマトリックス状に配置されたも
のであって、上記メモリセルが、半導体基板上に第1の
絶縁膜を介して形成されることで電荷を蓄積する浮遊ゲ
ートと、上記浮遊ゲート上に第2の絶縁膜を介して形成
された制御ゲートと、上記浮遊ゲートの両側の前記基板
上に形成されたソース・ドレイン領域とを備えた構成と
されたものである。
The semiconductor memory device to which the present invention is directed is a semiconductor memory device in which memory cells as electrically writable and erasable storage media are arranged in a matrix. A floating gate formed thereon via a first insulating film to accumulate electric charges; a control gate formed on the floating gate via a second insulating film; and a control gate formed on both sides of the floating gate. The structure includes a source / drain region formed on a substrate.

【0028】図1は本発明の第1の実施の形態における
書き込み工程フローを示したものである。図1におい
て、1は、スクリーニング対象となる複数メモリセルに
ついての書き込み時の電圧VDDと書き込みパルス幅t
PWとを、たとえばVDD=A、tPW=Bと設定する
工程である。2はスクリーニング対象となる複数メモリ
セルの書き込みを実施する工程である。3は上記複数メ
モリセルの書き込み後のしきい値電圧分布が任意の分布
幅以下か否かを外部から読み出して判定する工程で、最
大しきい値電圧Vtmaxと最小しきい値電圧Vtmi
nとの差が一定値C未満であるか否かを判断する。4
は、上記複数メモリセルをいったん消去する工程であ
る。5は、工程4で消去した後に再度書き込みを行うと
きの電圧および、またはパルス幅を、前回書き込み時の
電圧および、またはパルス幅に対して変更する工程5で
ある。
FIG. 1 shows a write process flow in the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a voltage VDD and a write pulse width t during writing with respect to a plurality of memory cells to be screened.
PW is set to, for example, VDD = A and tPW = B. Step 2 is a step of writing data into a plurality of memory cells to be screened. 3 is a step of externally reading and judging whether or not the threshold voltage distribution after writing of the plurality of memory cells is equal to or smaller than an arbitrary distribution width. The maximum threshold voltage Vtmax and the minimum threshold voltage Vtmi
It is determined whether or not the difference from n is less than a fixed value C. 4
Is a step of temporarily erasing the plurality of memory cells. Step 5 is a step 5 of changing the voltage and / or pulse width when rewriting is performed after erasing in step 4 with respect to the voltage and / or pulse width at the previous writing.

【0029】以上のように構成された書き込み工程フロ
ーについて、以下その動作を説明する。
The operation of the above-structured writing process flow will be described below.

【0030】まず、工程1において書き込み時の電圧V
DDと書き込みパルス幅tPWとを初期設定(VDD=
A、tPW=B)し、工程2において、その初期設定さ
れた電圧と書き込みパルス幅によって、スクリーニング
対象となる複数メモリセルの書き込みを実施する。次
に、工程3において、上記複数メモリセルの書き込み後
のしきい値電圧の分布が、予め設定された任意の分布幅
C未満か否かを読み出して判定する。もし所要のしきい
値電圧分布幅C未満でない場合は、工程4において上記
複数メモリセルをいったん消去する。そして工程5にお
いて、書き込み後のしきい値電圧分布の収束性を工程2
における前回書き込み時よりもあげるべく、書き込み時
の電圧および、またはパルス幅を前回書き込み時の電圧
および、またはパルス幅に対し変更して再設定する。そ
して、工程2に戻ってスクリーニング対象となる複数メ
モリセルへの再度の書き込みを実施する。この一連の動
作を、任意のしきい値電圧分布幅C未満になるまで繰り
返すことによって、上記複数メモリセルの書き込み後の
しきい値電圧分布を任意の分布幅C未満に抑える。
First, in step 1, the voltage V at the time of writing is
DD and the write pulse width tPW are initialized (VDD =
A, tPW = B), and in step 2, writing to a plurality of memory cells to be screened is performed using the initially set voltage and write pulse width. Next, in step 3, it is read and determined whether or not the distribution of the threshold voltages after writing in the plurality of memory cells is smaller than a predetermined distribution width C. If it is not smaller than the required threshold voltage distribution width C, the plurality of memory cells are temporarily erased in step 4. Then, in step 5, the convergence of the threshold voltage distribution after writing is checked in step 2.
In order to increase the voltage and / or pulse width at the time of the previous writing, the voltage and / or the pulse width at the time of the previous writing are changed and reset. Then, returning to the step 2, the writing to the memory cells to be screened is performed again. By repeating this series of operations until the threshold voltage distribution width becomes smaller than the arbitrary threshold voltage distribution width C, the threshold voltage distribution after writing of the plurality of memory cells is suppressed to less than the arbitrary distribution width C.

【0031】図2は、本発明の実施の形態である図1の
書き込み工程フローにより、スクリーニング対象となる
複数メモリセルが、3回の書き込みを経た後にしきい値
電圧分布幅C未満になるまでの推移を例に示したもので
ある。この図2おいて、10は初期設定電圧および書き
込みパルス幅での書き込み動作(工程2)を示し、11
は初期設定電圧および書き込みパルス幅での書き込み後
のしきい値分布を示す。この段階では、しきい値分布1
1はまだ任意の分布幅C未満という条件を満足していな
い。このため、工程4に該当する消去動作12によっ
て、いったん消去状態18に戻す。そして、次の書き込
み時の電圧および、またはパルス幅を前回書き込み時の
電圧および、またはパルス幅に対し変更して再設定し
(工程5)、工程2に戻って再度の書き込み13を実施
する。ところが、この結果のしきい値分布14はまだ任
意の分布幅C未満というを満足していないため、再度の
消去動作15によって消去状態18に戻す。次に、書き
込み時の電圧および、またはパルス幅を前回書き込み時
の電圧および、またはパルス幅に対し変更して三たび設
定し、書き込み16を実施する。この結果、しきい値分
布17は任意の分布幅C未満という条件を満足すること
になる。
FIG. 2 shows that a plurality of memory cells to be screened become smaller than the threshold voltage distribution width C after three times of writing by the writing process flow of FIG. 1 according to the embodiment of the present invention. Is shown as an example. In FIG. 2, reference numeral 10 denotes a write operation (step 2) with an initial setting voltage and a write pulse width, and 11
Shows the threshold distribution after writing at the initial setting voltage and writing pulse width. At this stage, the threshold distribution 1
No. 1 has not yet satisfied the condition of being less than the arbitrary distribution width C. Therefore, the state is returned to the erased state 18 once by the erase operation 12 corresponding to the step 4. Then, the voltage and / or pulse width at the time of the next writing is changed and reset with respect to the voltage and / or pulse width at the time of the previous writing (Step 5), and the flow returns to Step 2 to perform the writing 13 again. However, since the resulting threshold distribution 14 does not yet satisfy the condition that the distribution width is smaller than the arbitrary distribution width C, the threshold distribution 14 is returned to the erased state 18 by the erase operation 15 again. Next, the voltage and / or pulse width at the time of writing is changed three times with respect to the voltage and / or pulse width at the time of previous writing, and writing 16 is performed. As a result, the threshold distribution 17 satisfies the condition that it is less than an arbitrary distribution width C.

【0032】以上のように本実施の形態によれば、消去
後の再度の書き込み時の電圧および、またはパルス幅を
前回書き込み時の電圧および、またはパルス幅に対し変
更して再設定する工程5を設けることにより、この再度
の書き込み後のしきい値電圧分布を通常書き込み時より
も小さい幅に抑えることができる。
As described above, according to the present embodiment, the step 5 of changing the voltage and / or the pulse width at the time of rewriting after erasing to the voltage and / or the pulse width at the time of the previous writing and resetting is performed. Is provided, the threshold voltage distribution after the rewriting can be suppressed to a width smaller than that in the normal writing.

【0033】また、本実施の形態による書き込み方法を
用いることによって、スクリーニングの際に、信頼性劣
化セルを短時間かつ低ストレスで検知することが可能と
なる。
Further, by using the writing method according to the present embodiment, it is possible to detect the reliability-deteriorated cells in a short time and with low stress at the time of screening.

【0034】図3は、本発明の第2の実施の形態にもと
づき信頼性不良をスクリーニングするための検査工程フ
ローを示したものである。この図3において、1は書き
込み時の電圧と書き込みパルス幅とを設定する工程、2
はスクリーニング対象となる複数メモリセルへの書き込
みを実施する工程、3は上記複数メモリセルの書き込み
後のしきい値電圧分布が任意の分布幅C未満か否かを外
部から読み出し判定する工程、4は上記複数メモリセル
をいったん消去する工程、5は書き込み時の電圧およ
び、またはパルス幅を前回書き込み時の電圧および、ま
たはパルス幅に応じて変更する工程で、以上は図1の構
成と同様なものである。
FIG. 3 shows an inspection process flow for screening for a reliability failure based on the second embodiment of the present invention. In FIG. 3, reference numeral 1 denotes a step of setting a write voltage and a write pulse width;
Is a step of performing writing to a plurality of memory cells to be screened; and 3 is a step of externally reading and determining whether or not the threshold voltage distribution after writing of the plurality of memory cells is smaller than an arbitrary distribution width C. Is a step of once erasing the plurality of memory cells, and 5 is a step of changing the voltage and / or pulse width at the time of writing according to the voltage and / or pulse width at the time of previous writing. The above is the same as the configuration of FIG. Things.

【0035】図1の構成と異なるのは、以下の工程であ
る。すなわち、20は、工程3においてしきい値電圧分
布が任意の分布幅C以上であったときの、書き込み後の
しきい値電圧分布の上限値Vtmaxと下限値Vtmi
nとを測定した情報を、上記複数メモリセル以外のメモ
リセルに書き込む工程である。21は、このように書き
込みが行われた複数メモリセルに、放置ストレス、もし
くは制御ゲートの電圧ストレス、もしくはドレインの電
圧ストレスを印加する工程である。22は、上記ストレ
スの印加後に再度しきい値電圧分布の上限値Vtmax
と下限値Vtminとを測定する工程である。そして2
3は、上記ストレスの印加前に工程20において複数メ
モリセル以外のメモリセルに書き込まれたしきい値電圧
分布の上限値Vtmaxと下限値Vtminとの情報
と、ストレスの印加後に工程22において再度しきい値
電圧分布の上限値Vtmaxと下限値Vtminとを測
定した結果を比較して、良品と不良品とを分類する工程
である。
The following steps are different from the configuration shown in FIG. That is, reference numeral 20 denotes an upper limit value Vtmax and a lower limit value Vtmi of the threshold voltage distribution after writing when the threshold voltage distribution is equal to or more than an arbitrary distribution width C in step 3.
This is a step of writing information obtained by measuring n into memory cells other than the plurality of memory cells. Reference numeral 21 denotes a step of applying a leaving stress, a control gate voltage stress, or a drain voltage stress to the plurality of memory cells to which writing has been performed as described above. 22 is the upper limit value Vtmax of the threshold voltage distribution again after the application of the stress.
And the step of measuring the lower limit value Vtmin. And 2
3 is the information of the upper limit value Vtmax and the lower limit value Vtmin of the threshold voltage distribution written in the memory cells other than the plurality of memory cells in the step 20 before the application of the stress, and the information in the step 22 again after the stress is applied. This is a step of comparing the measurement results of the upper limit value Vtmax and the lower limit value Vtmin of the threshold voltage distribution to classify non-defective products and defective products.

【0036】以上のように構成された信頼性不良をスク
リーニングするための検査工程フローについて、以下そ
の動作を説明する。
The operation of the inspection process flow for screening for the reliability failure configured as described above will be described below.

【0037】まず、工程1において書き込み時の電圧V
DDと書き込みパルス幅tPWとを初期設定(VDD=
A、tPW=B)し、工程2でその初期設定された電圧
と書き込みパルス幅でスクリーニング対象となる複数メ
モリセルの書き込みを実施する。次に工程3において上
記複数メモリセルの書き込み後のしきい値電圧分布が予
め設定された任意の分布幅C未満か否かを読み出して判
定する。もし任意のしきい値電圧分布幅C未満でない場
合は、工程4において上記複数メモリセルをいったん消
去し、工程5において前回書き込み時よりもさらに書き
込み後のしきい値電圧分布の収束性をあげるべく、書き
込み時の電圧および、またはパルス幅を前回書き込み時
の電圧および、またはパルス幅に対し変更して再設定す
る。そして、工程2において、スクリーニング対象とな
る複数メモリセルの再度の書き込みを実施する。また、
この動作を任意のしきい値電圧分布幅C未満になるまで
繰り返すことによって、上記複数メモリセルの書き込み
後のしきい値電圧分布を任意の分布幅C未満に抑える。
以上は、上述の第1の実施の形態の動作と同様なもので
ある。
First, in step 1, the voltage V at the time of writing is
DD and the write pulse width tPW are initialized (VDD =
A, tPW = B), and in step 2, writing is performed on a plurality of memory cells to be screened with the initially set voltage and write pulse width. Next, in step 3, it is read and determined whether or not the threshold voltage distribution after writing of the plurality of memory cells is smaller than a predetermined distribution width C. If the threshold voltage distribution width is not less than the arbitrary threshold voltage distribution width C, the plurality of memory cells are once erased in step 4, and in step 5, the convergence of the threshold voltage distribution after further writing than in the previous writing is improved. , The voltage and / or pulse width at the time of writing is changed with respect to the voltage and / or pulse width at the time of previous writing and reset. Then, in step 2, rewriting of the plurality of memory cells to be screened is performed. Also,
By repeating this operation until the threshold voltage distribution width becomes smaller than the arbitrary threshold voltage distribution width C, the threshold voltage distribution after writing of the plurality of memory cells is suppressed to less than the arbitrary distribution width C.
The above is the same as the operation of the above-described first embodiment.

【0038】次に、工程20において、複数メモリセル
のしきい値電圧分布の上限値Vtmaxと下限値Vtm
inとを測定した情報を、この複数メモリセル以外のメ
モリセルに書き込む。そして工程21において、上記複
数メモリセルに、放置ストレス、もしくは制御ゲートの
電圧ストレス、もしくはドレインの電圧ストレスを印加
する。その後、工程22においてしきい値電圧分布の上
限値Vtmaxと下限値Vtminとを再度測定する。
最後に、工程23において、上記ストレスの印加前に複
数メモリセル以外のメモリセルに書き込まれたしきい値
電圧分布の上限地よび下限値の情報と、ストレス後に再
度しきい値電圧分布の上限値および下限値を測定した結
果とを比較し、浮遊ゲートに蓄えられた電荷の変化によ
るしきい値の変動量を判定しスクリーニングする。
Next, in step 20, the upper limit value Vtmax and the lower limit value Vtm of the threshold voltage distribution of the plurality of memory cells are obtained.
The information obtained by measuring "in" is written to memory cells other than the plurality of memory cells. Then, in step 21, a leaving stress, a control gate voltage stress, or a drain voltage stress is applied to the plurality of memory cells. Then, in step 22, the upper limit value Vtmax and the lower limit value Vtmin of the threshold voltage distribution are measured again.
Finally, in step 23, the information of the upper limit and lower limit of the threshold voltage distribution written in the memory cells other than the plurality of memory cells before the application of the stress, and the upper limit of the threshold voltage distribution again after the stress. By comparing the result of the measurement with the lower limit value, the amount of change in the threshold value due to the change in the charge stored in the floating gate is determined and screened.

【0039】図4は、図3の工程における、スクリーニ
ング対象となる複数メモリセルの書き込み後しきい値分
布と、ストレス印加後の判定方法とを示したものであ
る。この図4において、17は、図3の工程1〜5にも
とづいて書き込みが行われた後のしきい値電圧分布であ
って、図2に示すものと同様のものである。ここで、3
1はその書き込み分布下限、32はその書き込み分布上
限である。30は、ストレス印加の後に浮遊ゲートに蓄
えられた電荷が変化してしきい値が変動しても許容でき
る判定レベルである。33は、ストレス印加によって浮
遊ゲートに蓄えられた電荷が変化したときの、しきい値
の変動許容量を示す。
FIG. 4 shows a threshold distribution after writing of a plurality of memory cells to be screened in the process of FIG. 3 and a determination method after stress is applied. In FIG. 4, reference numeral 17 denotes a threshold voltage distribution after writing is performed based on steps 1 to 5 in FIG. 3, which is similar to that shown in FIG. Where 3
1 is the writing distribution lower limit, and 32 is the writing distribution upper limit. Reference numeral 30 denotes a judgment level that is acceptable even if the charge stored in the floating gate changes after the stress is applied and the threshold value fluctuates. Reference numeral 33 denotes a threshold variation allowable amount when the charge stored in the floating gate changes due to the application of the stress.

【0040】以上のように本実施の形態によれば、書き
込み時の電圧および、またはパルス幅を、前回書き込み
時の電圧および、またはパルス幅に対し変更して再設定
する工程5を設けることにより、書き込み後のしきい値
電圧分布を通常書き込み時より小さい幅に抑え、さらに
ストレス印加前のしきい値電圧分布の上限値および下限
値をサンプルごとに記憶させて、ストレス印加前後の上
限値および下限値を比較してスクリーニングすることに
よって、短時間かつ低ストレスで精度よく信頼性劣化セ
ルを検知することが可能となり、過剰ストレスによる不
良率の増加も解消できる。
As described above, according to the present embodiment, by providing the step 5 of changing the voltage and / or pulse width at the time of writing to the voltage and / or pulse width at the time of previous writing and resetting it. The threshold voltage distribution after writing is suppressed to a width smaller than that at the time of normal writing, and the upper limit value and lower limit value of the threshold voltage distribution before stress application are stored for each sample, so that the upper limit value before and after stress application and By screening by comparing the lower limit values, it is possible to accurately detect the reliability-degraded cells in a short time and with low stress, and it is possible to eliminate an increase in the defective rate due to excessive stress.

【0041】図5は、本発明の第3の実施の形態にもと
づき信頼性不良をスクリーニングするための検査工程フ
ローを示したものである。この図5において、1は書き
込み時の電圧およびパルス幅を設定する工程、2はスク
リーニング対象となる複数メモリセルの書き込みを実施
する工程であって、これらは図1や図3に示された工程
と同様のものである。工程40は、上記複数メモリセル
の書き込み後に、しきい値電圧の分布範囲において、各
しきい値ごとのメモリセル数Vtを、しきい値を変化さ
せて複数回測定する工程である。41は、工程40で測
定された情報を、上記複数メモリセル以外のメモリセル
に書き込む工程である。
FIG. 5 shows a flow of an inspection process for screening for reliability failure based on the third embodiment of the present invention. In FIG. 5, 1 is a step of setting a voltage and a pulse width at the time of writing, and 2 is a step of writing a plurality of memory cells to be screened, which are steps shown in FIGS. Is similar to Step 40 is a step of measuring the number Vt of memory cells for each threshold value a plurality of times in the distribution range of the threshold voltage by changing the threshold value after the writing of the plurality of memory cells. Step 41 is a step of writing the information measured in step 40 to memory cells other than the plurality of memory cells.

【0042】21は、上記複数メモリセルに、放置スト
レス、もしくは制御ゲートの電圧ストレス、もしくはド
レインの電圧ストレスを印加する工程である。42は、
工程21でストレスを印可した後に、再度、しきい値電
圧の分布範囲において、各しきい値ごとのメモリセル数
Vtを、しきい値を変化させて複数回測定する工程であ
る。そして43は、ストレスの印加前に複数メモリセル
以外のメモリセルに書き込まれた情報と、ストレス印加
後に再度メモリセル数を測定した結果とを比較して、良
品と不良品とを分類する工程である。
Step 21 is a step of applying a leaving stress, a control gate voltage stress, or a drain voltage stress to the plurality of memory cells. 42 is
After the stress is applied in step 21, the number Vt of memory cells for each threshold value is again measured a plurality of times by changing the threshold value in the threshold voltage distribution range. 43 is a step of comparing the information written in the memory cells other than the plurality of memory cells before the application of the stress with the result of measuring the number of memory cells again after the application of the stress to classify non-defective products and defective products. is there.

【0043】以上のように構成された信頼性不良をスク
リーニングするための検査工程フローについて、以下そ
の動作を説明する。
The operation of the inspection process flow for screening for the reliability failure configured as described above will be described below.

【0044】まず、工程1において書き込み時の電圧V
DDと書き込みパルス幅tPWとを初期設定(VDD=
A、tPW=B)し、工程2でその初期設定された電圧
と書き込みパルス幅でスクリーニング対象となる複数メ
モリセルの書き込みを実施する。次に工程40におい
て、上記複数メモリセルの書き込み後のしきい値電圧分
布範囲において、各しきい値ごとのメモリセル数Vt
を、しきい値を変化させて複数回測定する。そして、工
程41においてその測定した情報を上記複数メモリセル
以外のメモリセルに書き込む。
First, in step 1, the voltage V at the time of writing is
DD and the write pulse width tPW are initialized (VDD =
A, tPW = B), and in step 2, writing is performed on a plurality of memory cells to be screened with the initially set voltage and write pulse width. Next, in step 40, in the threshold voltage distribution range after writing of the plurality of memory cells, the number Vt of memory cells for each threshold value
Is measured a plurality of times while changing the threshold value. Then, in step 41, the measured information is written into memory cells other than the plurality of memory cells.

【0045】次に、工程21において、上記複数メモリ
セルに、放置ストレス、もしくは制御ゲートの電圧スト
レス、もしくはドレインの電圧ストレスを印加した後、
工程42において、再度、しきい値電圧の分布範囲にお
いて、各しきい値ごとのメモリセル数Vtを、しきい値
を変化させて複数回測定する。さらに工程43におい
て、上記ストレス印加前に複数メモリセル以外のメモリ
セルに書き込まれたしきい値ごとのメモリセル数をしき
い値を変化させ複数回測定した情報と、ストレスの印加
後に再度しきい値ごとのメモリセル数をしきい値を変化
させて複数回測定した結果とを比較して、浮遊ゲートに
蓄えられた電荷の変化によるしきい値の変動量を判定し
スクリーニングする。
Next, in step 21, after applying a leaving stress, a control gate voltage stress, or a drain voltage stress to the plurality of memory cells,
In step 42, the number Vt of memory cells for each threshold value is measured a plurality of times in the threshold voltage distribution range while changing the threshold value. Further, in step 43, the number of memory cells for each threshold value written in the memory cells other than the plurality of memory cells before the stress application is changed plural times by changing the threshold value, and the threshold value is again measured after the stress application. The number of memory cells for each value is measured a plurality of times while changing the threshold value, and the result is compared with the result of the threshold value change amount due to the change in the charge stored in the floating gate to perform screening.

【0046】図6は、図5の工程における、スクリーニ
ング対象となる複数メモリセルの書き込み後のしきい値
分布と、ストレス印加後の判定方法とを示したものであ
る。この図6において、50は書き込み後のしきい値電
圧分布であり、51は、ストレス印加後において、浮遊
ゲートに蓄えられた電荷が変化した際に許容されるしき
い値変動量である。
FIG. 6 shows a threshold distribution after writing in a plurality of memory cells to be screened and a determination method after stress application in the process of FIG. In FIG. 6, reference numeral 50 denotes a threshold voltage distribution after writing, and reference numeral 51 denotes a threshold fluctuation amount allowed when the charge stored in the floating gate changes after stress is applied.

【0047】以上のように本実施の形態によれば、スト
レス印加前のしきい値電圧分布範囲において、各しきい
値ごとのメモリセル数Vtをしきい値を変化させて複数
回測定し、その情報をサンプルごとに記憶させ、ストレ
ス印加前後のしきい値ごとのメモリセル数を比較してス
クリーニングすることができる。そして、こうすること
で、書き込みの際におけるしきい値制御の必要が無いた
め、短時間かつ低ストレスで精度よく信頼性劣化セルを
検知することが可能となり、過剰ストレスによる不良率
の増加も解消できる。
As described above, according to the present embodiment, the number of memory cells Vt for each threshold value is measured a plurality of times while changing the threshold value in the threshold voltage distribution range before the application of stress. The information can be stored for each sample, and the number of memory cells for each threshold value before and after stress application can be compared for screening. By doing so, it is not necessary to control the threshold value at the time of writing, so that it is possible to accurately detect the reliability-degraded cells in a short time and with low stress, and to eliminate an increase in the defective rate due to excessive stress. it can.

【0048】なお、第2および第3の実施の形態に関
し、本発明はメモリセルのしきい値変化のスクリーニン
グ方法を示すものであって、メモリセルに対するストレ
スの内容は問わない。
In the second and third embodiments, the present invention is directed to a method of screening for a change in the threshold value of a memory cell, and the content of the stress on the memory cell does not matter.

【0049】ストレスは、放置ストレスと、制御ゲート
の電圧ストレスと、ドレインの電圧ストレスとのいずれ
かを単独に印加するほかに、2つ以上を同時あるいは連
続して印加することもできる。
As the stress, any one of the leaving stress, the voltage stress of the control gate, and the voltage stress of the drain can be applied alone, or two or more of them can be applied simultaneously or continuously.

【0050】また第3の実施の形態においては、ストレ
ス印加による書き込み後しきい値電圧変化スクリーニン
グとしたが、ストレス印加による消去後しきい値電圧変
化スクリーニングとしてもよいことは言うまでもない。
In the third embodiment, the threshold voltage change screening after writing by stress application is used. However, it goes without saying that the threshold voltage change screening after erasing by stress application may be used.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上のように本発明によると、電気的に
書き込みおよび消去が可能な複数メモリセルを記憶媒体
とする半導体記憶装置において、上記複数メモリセルの
書き込み後のしきい値電圧分布幅を小さくするように、
書き込み時の電圧および、またはパルス幅を制御するこ
とにより、書き込み後のしきい値電圧分布を通常書き込
み時より小さい幅に抑えることができる。
As described above, according to the present invention, in a semiconductor memory device using a plurality of electrically rewritable and erasable memory cells as a storage medium, the threshold voltage distribution width of the plurality of memory cells after writing is obtained. To make
By controlling the voltage and / or pulse width during writing, the threshold voltage distribution after writing can be suppressed to a width smaller than that during normal writing.

【0052】また、ストレス印加前のしきい値電圧分布
の上限値および下限値をサンプルごとに記憶させ、スト
レス印加前後の上限および下限値を比較してスクリーニ
ングすることによって、短時間かつ低ストレスで精度よ
く信頼性劣化セルを検知することが可能となり、過剰ス
トレスによる不良率の増加も解消できる。
Further, the upper limit value and the lower limit value of the threshold voltage distribution before the stress application are stored for each sample, and the upper limit value and the lower limit value before and after the stress application are compared to perform screening, so that a short time and low stress can be obtained. It is possible to detect the reliability-deteriorated cells with high accuracy, and it is possible to eliminate an increase in the defective rate due to excessive stress.

【0053】また、書き込み工程の後に、しきい値電圧
の分布範囲において、各しきい値ごとのメモリセル数
を、しきい値を変化させて複数回測定し、その情報をサ
ンプルごとに記憶し、ストレス印加前後の各しきい値ご
とのメモリセル数を比較してスクリーニングすることに
よって、書き込みにおけるしきい値制御の必要が無くな
るため、短時間かつ低ストレスで精度よく信頼性劣化セ
ルを検知することが可能となり、過剰ストレスによる不
良率の増加を解消できる。
After the writing step, in the threshold voltage distribution range, the number of memory cells for each threshold value is measured a plurality of times while changing the threshold value, and the information is stored for each sample. By comparing the number of memory cells for each threshold value before and after stress application and performing screening, it is not necessary to control the threshold value in writing, so that the reliability-deteriorated cells can be accurately detected in a short time and with low stress. It is possible to eliminate the increase in the defective rate due to excessive stress.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態の半導体記憶装置の
しきい値制御方法の工程フロー図である。
FIG. 1 is a process flowchart of a threshold control method for a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention;

【図2】図1の工程における書き込みしきい値電圧の分
布の例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a distribution of a write threshold voltage in the process of FIG. 1;

【図3】本発明の第2の実施の形態の半導体記憶装置の
スクリーニング方法の工程フロー図である。
FIG. 3 is a process flow chart of a semiconductor memory device screening method according to a second embodiment of the present invention;

【図4】図3の工程における書き込み後のしきい値分布
およびストレス印加後の判定方法を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a threshold distribution after writing and a determination method after stress application in the process of FIG. 3;

【図5】本発明の第3の実施の形態の半導体記憶装置の
スクリーニング方法の工程フロー図である。
FIG. 5 is a process flowchart of a method for screening a semiconductor memory device according to a third embodiment of the present invention.

【図6】図5の工程における書き込み後のしきい値分布
およびストレス印加後の判定方法を示す図である。
6 is a diagram showing a threshold distribution after writing and a determination method after stress application in the process of FIG. 5;

【図7】従来の半導体記憶装置のスクリーニング方法の
工程フロー図である。
FIG. 7 is a process flow chart of a conventional semiconductor memory device screening method.

【図8】図7のスクリーニング方法にもとづく書き込み
後のしきい値分布およびストレス印加後の判定方法を示
す図である。
8 is a diagram showing a threshold distribution after writing and a determination method after stress application based on the screening method of FIG. 7;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電圧および書き込みパルス幅の設定工程 2 書き込み工程 3 しきい値分布幅判定工程 4 消去工程 5 電圧および書き込みパルス幅の再設定工程 Reference Signs List 1 voltage and write pulse width setting step 2 writing step 3 threshold distribution width determination step 4 erasing step 5 voltage and write pulse width resetting step

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電気的に書き込みおよび消去が可能な複
数メモリセルを記憶媒体とする半導体記憶装置におい
て、上記複数メモリセルの書き込み後のしきい値電圧分
布幅を小さくするように、書き込み時の電圧および、ま
たはパルス幅を制御することを特徴とする半導体記憶装
置のしきい値制御方法。
In a semiconductor memory device using a plurality of electrically rewritable and erasable memory cells as a storage medium, a write operation is performed so that a threshold voltage distribution width of the plurality of memory cells after writing is reduced. A method of controlling a threshold value of a semiconductor memory device, comprising controlling a voltage and / or a pulse width.
【請求項2】 書き込み時の電圧およびパルス幅を設定
する工程と、複数メモリセルへの書き込みを実施する工
程と、上記複数メモリセルへの書き込み後のしきい値電
圧分布が所定の分布幅未満か否かを判定する工程と、し
きい値電圧分布が前記分布幅未満でない場合は上記複数
メモリセルをいったん消去する工程と、上記複数メモリ
セルの書き込み後のしきい値電圧分布幅を小さくするよ
うに、上記いったん消去した後の書き込み時の電圧およ
び、またはパルス幅を、前回書き込み時の電圧および、
またはパルス幅に比べ変更して、再度書き込む工程とを
備えたことを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置
のしきい値制御方法。
2. A step of setting a voltage and a pulse width at the time of writing, a step of executing writing to a plurality of memory cells, and a step wherein a threshold voltage distribution after writing to the plurality of memory cells is less than a predetermined distribution width. Determining whether or not the threshold voltage distribution is not less than the distribution width, temporarily erasing the plurality of memory cells, and reducing the threshold voltage distribution width after writing of the plurality of memory cells. Thus, the voltage at the time of writing after once erasing and / or the pulse width is changed to the voltage at the time of previous writing and
2. The method according to claim 1, further comprising the step of writing again after changing the pulse width compared with the pulse width.
【請求項3】 電気的に書き込みおよび消去が可能な複
数メモリセルを記憶媒体とする半導体記憶装置への書き
込み時の電圧およびパルス幅を設定する工程と、上記複
数メモリセルへの書き込みを実施する工程と、上記複数
メモリセルの書き込み後のしきい値電圧分布の上限値と
下限値とを測定する工程と、この測定した上限値および
下限値の情報を上記複数メモリセル以外のメモリセルに
書き込む工程と、上記複数メモリセルにストレスを印加
する工程と、上記ストレスの印加後に再度しきい値電圧
分布の上限値と下限値とを測定し、この測定した上限値
および下限値を上記ストレス印加前に複数メモリセル以
外のメモリセルに書き込まれたしきい値電圧分布の上限
値および下限値の情報と比較して、良品と不良品とを分
類する工程とを備えることを特徴とする半導体記憶装置
のスクリーニング方法。
3. A step of setting a voltage and a pulse width at the time of writing to a semiconductor memory device using a plurality of electrically rewritable and erasable memory cells as a storage medium, and performing writing to the plurality of memory cells. Measuring the upper limit value and the lower limit value of the threshold voltage distribution after writing of the plurality of memory cells, and writing information of the measured upper limit value and lower limit value to memory cells other than the plurality of memory cells Applying a stress to the plurality of memory cells, measuring the upper and lower limits of the threshold voltage distribution again after the application of the stress, and determining the measured upper and lower limits before applying the stress. Comparing the information on the upper limit value and the lower limit value of the threshold voltage distribution written in the memory cells other than the plurality of memory cells to classify non-defective products and defective products. And a method of screening a semiconductor memory device.
【請求項4】 電気的に書き込みおよび消去が可能な複
数メモリセルを記憶媒体とする半導体記憶装置への書き
込み時の電圧およびパルス幅を設定する工程と、上記複
数メモリセルへの書き込みを実施する工程と、上記複数
メモリセルへの書き込み後のしきい値電圧分布が所定の
分布幅未満か否かを判定する工程と、しきい値電圧分布
が上記所定の分布幅未満でない場合は上記複数メモリセ
ルをいったん消去する工程と、上記複数メモリセルの書
き込み後のしきい値電圧分布幅を小さくするように、上
記いったん消去した後の書き込み時の電圧および、また
はパルス幅を、前回書き込み時の電圧および、またはパ
ルス幅に比べ変更して、再度書き込む工程と、上記複数
メモリセルへの書き込み後のしきい値電圧分布が上記所
定の分布幅未満の場合に、この書き込み後のしきい値電
圧分布における上限値および下限値を測定した情報を上
記複数メモリセル以外のメモリセルに書き込む工程と、
上記複数メモリセルにストレスを印加する工程と、上記
ストレスの印加後に再度しきい値電圧分布の上限値と下
限値とを測定し、この測定した上限値および下限値を上
記ストレス印加前に上記複数メモリセル以外のメモリセ
ルに書き込まれたしきい値電圧分布の上限値および下限
値の情報と比較して、良品と不良品とを分類する工程と
を備えることを特徴とする半導体記憶装置のスクリーニ
ング方法。
4. A step of setting a voltage and a pulse width at the time of writing to a semiconductor memory device using a plurality of electrically rewritable and erasable memory cells as a storage medium, and performing writing to the plurality of memory cells. Determining whether the threshold voltage distribution after writing to the plurality of memory cells is less than a predetermined distribution width; and determining whether the threshold voltage distribution is less than the predetermined distribution width, A step of once erasing the cell, and changing the voltage at the time of writing after the once erasing and / or the pulse width to the voltage at the time of the previous writing so as to reduce the threshold voltage distribution width after the writing of the plurality of memory cells. And / or a step of writing again with a change in comparison with the pulse width, and a step of changing the threshold voltage distribution after the writing to the plurality of memory cells is smaller than the predetermined distribution width. In this case, a step of writing information obtained by measuring the upper limit value and the lower limit value in the threshold voltage distribution after the writing to a memory cell other than the plurality of memory cells,
Applying a stress to the plurality of memory cells; measuring the upper and lower limits of the threshold voltage distribution again after the application of the stress; and determining the measured upper and lower limits before applying the stress. Screening of a semiconductor memory device, comprising a step of comparing information on upper and lower limits of a threshold voltage distribution written in a memory cell other than a memory cell to classify a non-defective product and a defective product. Method.
【請求項5】 電気的に書き込みおよび消去が可能な複
数メモリセルを記憶媒体とする半導体記憶装置への書き
込み時の電圧およびパルス幅を設定する工程と、上記複
数メモリセルへの書き込みを実施する工程と、この書き
込み工程の後に、しきい値電圧の分布範囲において、各
しきい値ごとのメモリセル数を、しきい値を変化させて
複数回測定する工程と、この測定工程で測定された情報
を上記複数メモリセル以外のメモリセルに書き込む工程
と、上記複数メモリセルにストレスを印加する工程と、
上記ストレスの印加後に、しきい値電圧の分布範囲にお
いて、各しきい値ごとのメモリセル数を、しきい値を変
化させて再度複数回測定する工程と、この測定した各し
きい値ごとのメモリセル数を、上記ストレス印加前に上
記複数メモリセル以外のメモリセルに書き込まれた情報
と比較して、良品と不良品とを分類する工程とを備える
ことを特徴とする半導体記憶装置のスクリーニング方
法。
5. A step of setting a voltage and a pulse width at the time of writing to a semiconductor memory device using a plurality of electrically rewritable and erasable memory cells as a storage medium, and performing writing to the plurality of memory cells. A step of, after the writing step, measuring the number of memory cells for each threshold in the threshold voltage distribution range a plurality of times while changing the threshold, and Writing information to memory cells other than the plurality of memory cells, applying stress to the plurality of memory cells,
After the application of the stress, a step of measuring the number of memory cells for each threshold value a plurality of times again by changing the threshold value in the distribution range of the threshold voltage; A step of comparing the number of memory cells with information written in memory cells other than the plurality of memory cells before applying the stress, and classifying non-defective products and defective products. Method.
【請求項6】 メモリセルは、半導体基板上に第1の絶
縁膜を介して形成されることで電荷を蓄積する浮遊ゲー
トと、上記浮遊ゲート上に第2の絶縁膜を介して形成さ
れた制御ゲートと、上記浮遊ゲートの両側の前記基板上
に形成されたソース・ドレイン領域とを備え、ストレス
として、前記浮遊ゲートに対する放置ストレスと、制御
ゲートの電圧ストレスと、ドレインの電圧ストレスのい
ずれかを印加するか、または2つ以上を同時あるいは連
続して印加することを特徴とする請求項3から5までの
いずれか1項記載の半導体記憶装置のスクリーニング方
法。
6. A memory cell is formed on a semiconductor substrate via a first insulating film, and accumulates charge by accumulating the charge. The memory cell is formed on the floating gate via a second insulating film. A control gate, and a source / drain region formed on the substrate on both sides of the floating gate, wherein the stress is any one of a standing stress on the floating gate, a voltage stress on the control gate, and a voltage stress on the drain. 6. The method for screening a semiconductor memory device according to claim 3, wherein the voltage is applied or two or more voltages are applied simultaneously or successively.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002074998A (en) * 2000-08-23 2002-03-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Evaluation device of non-volatile semiconductor memory and its evaluating method, and non-volatile semiconductor memory and its manufacturing method
JP2007510253A (en) * 2003-10-29 2007-04-19 サイファン・セミコンダクターズ・リミテッド Method, circuit and system for non-volatile memory array read error detection
US7372732B2 (en) * 2005-11-23 2008-05-13 Macronix International Co., Ltd. Pulse width converged method to control voltage threshold (Vt) distribution of a memory cell
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