JP2001357688A - 半導体記憶装置とその書き換え装置 - Google Patents

半導体記憶装置とその書き換え装置

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JP2001357688A
JP2001357688A JP2000180655A JP2000180655A JP2001357688A JP 2001357688 A JP2001357688 A JP 2001357688A JP 2000180655 A JP2000180655 A JP 2000180655A JP 2000180655 A JP2000180655 A JP 2000180655A JP 2001357688 A JP2001357688 A JP 2001357688A
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reference voltage
trimming
rewriting
semiconductor memory
memory device
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JP2000180655A
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English (en)
Inventor
Yoshiyuki Tanaka
良幸 田中
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気的に書き換え可能な不揮発性記憶装置に
おいて、書き換え後の閾値電圧分布の幅を一定の値に抑
える必要があるが、プロセスパラメータのばらつきによ
って基準電圧がばらついてしまうため、不揮発性記憶装
置はチップ毎に最適な基準電圧を設定する必要がある。
従来、基準電圧のトリミングは検査時にのみチップ毎に
最適な基準電圧を設定していた。 【解決手段】 基準電圧測定回路の測定結果とトリミン
グ情報認識回路の第1のトリミング情報とから第2のト
リミング情報を算出する手段を持つ書き換え装置を10
0使って、書き換えを行なう度に毎回基準電圧の第2の
トリミングを行なうことで、ユーザ書き換え時の使用電
圧や使用温度による書き換え時間のずれを補正すること
が可能であり、書き換え回数増加に伴う書き換え時間の
劣化を抑えられる書き換え方式が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気的に書き換え
可能な不揮発性記憶装置などの半導体記憶装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】電気的に書き換え可能な不揮発性記憶装
置においては、書き込みもしくは消去後のメモリセルの
しきい値の電圧分布の幅をある一定の値に抑える必要が
ある。
【0003】しかしながら、前記メモリセルを構成する
MOS・FETは、プロセス毎にゲート酸化膜の厚み、
素子の各部の寸法や拡散領域の不純物濃度などのパラメ
ータがばらつき、それによって最適な読み出し電位、書
き込み電位、消去電位を設定するための基準電圧がばら
ついてしまう。したがって、不揮発性記憶装置ではチッ
プ毎に最適な基準電圧を設定する必要がある。
【0004】従来、チップ毎の前記基準電圧の最適化
(トリミングという)は、出荷前の検査時において、半
導体検査装置が不揮発性記憶装置の内部電圧を検出し、
その検出結果に基づいてデータを作成し、そのデータを
用いて不揮発性記憶素子の書き換えやヒューズカット等
を行なうことにより、チップ毎に最適な基準電圧を設定
している。
【0005】図11にこの従来例を示す。不揮発性記憶
装置1は、ユーザ使用領域10とトリミング情報領域1
1からなる不揮発性メモリアレイ2と、不揮発性メモリ
セルの読み出し・書き換えを制御するためのデコーダや
センスアンプや制御回路などからなるメモリ周辺回路3
と、読み出し・書き換えに必要な電圧を発生する読み出
し・書き換え電圧発生回路4と、読み出し・書き換え電
圧発生回路4で使用する基準電圧を作成する基準電圧発
生回路5と、基準電圧発生回路5が基準電圧を発生する
ためのトリミング情報を格納する基準電圧トリミング設
定用レジスタ群6とを内蔵している。
【0006】トリミング情報領域11は、書き換え動作
前にトリミング情報転送線9を介して基準電圧トリミン
グ設定用レジスタ群6にトリミング情報を転送するメモ
リセルからなる。7は書き換えのための入出力端子群、
8は基準電圧を出力するための電源端子である。
【0007】この不揮発性記憶装置1に対する書き換え
装置としての半導体検査装置(以降、テスタという)2
0による補正トリミング手順を図12を用いて説明す
る。先ず、テスタ20がステップS1において不揮発性
記憶装置1の基準電圧トリミング設定用レジスタ群6の
リセットを指示する。これによって不揮発性記憶装置1
がステップS2において、基準電圧トリミング設定用レ
ジスタ群6をリセットする。
【0008】次ぎにテスタ20がステップS3において
基準電圧測定モードを入出力端子群7から設定する。不
揮発性記憶装置1はステップS4においてリセットされ
た状態の基準電圧を電源端子8から出力する。
【0009】テスタ20はステップS5においてステッ
プS4で電源端子8に出力された出力電位を測定し、規
定値内であれば実際の書き換えステップS6を実行す
る。ステップS5での判定結果が規格値外であれば、ス
テップS7において基準電圧を補正する第1のトリミン
グ値を算出する。
【0010】ステップS7に次いでステップS8では、
トリミング値書き込みモードを不揮発性記憶装置1に指
示し、不揮発性記憶装置1はステップS9でテスタ20
が算出した第1のトリミング値を入出力端子群7からメ
モリ周辺回路3を介してトリミング情報領域11に書き
込む。以上の設定で、プロセスパラメータのばらつきに
よる基準電圧の補正トリミングの設定は完了する。
【0011】実際には書き換え動作前に、不揮発性記憶
装置1ではステップS10においてトリミング情報領域
11からトリミング情報転送線9を介して基準電圧トリ
ミング設定用レジスタ群6に転送される。この動作以降
に、基準電圧トリミング設定用レジスタ群6の情報によ
り補正された基準電圧が基準電圧発生回路5より出力さ
れる。
【0012】テスタ20はステップS11において基準
電圧測定モードを入出力端子群7から指示すると、半導
体記憶装置1はステップS12において補正された状態
の基準電圧を電源端子8から出力する。
【0013】テスタ20はステップS13においてステ
ップS12で出力された出力電位を測定して規定値内で
あれば実際の書き換えの前記ステップS6に進む。規格
外であれば基準電圧の補正ができないということで、ス
テップS14でデバイスフェイルにする。
【0014】以上の手順を出荷前の検査時に1回行なう
ことで、プロセスパラメータのばらつきによる基準電圧
の第1のトリミング値が、チップ毎に書き換え前に毎回
実施される。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この様な従来
の基準電圧のトリミング手法では、出荷前の検査時にプ
ロセスパラメータのばらつきに対する基準電圧の補正ト
リミングしか行なわず、ユーザが書き換えを行なう状態
での使用電圧や使用温度による基準電圧のずれにはトリ
ミング補正がなく、基準電圧のずれに伴う書き換え時間
のずれが発生する。
【0016】また、図13に示すような、書き換え回数
増加による書き換え時間の劣化を抑えることもできな
い。さらに、これらの半導体記憶装置には、書き換えの
プロテクトや機密保持機能がなく安易に読み出し、書き
換えができてしまうデメリットがある。
【0017】本発明は、ユーザ書き換え時の使用電圧や
使用温度による書き換え時間のずれを補正でき、書き換
え回数増加に伴う書き換え時間の劣化を抑えられる半導
体記憶装置とその書き換え装置を提供することを目的と
する。
【0018】また本発明は、読み出し・書き換えプロテ
クトを実現してデータ漏洩を防ぐ機密保持機能を有する
半導体記憶装置とその書き換え装置を提供することを目
的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
半導体記憶装置は、電気的に書き換え可能な不揮発性メ
モリセルに対してアクセスする電位を発生する電源回路
が前記不揮発性メモリセルと同一の集積回路に搭載さ
れ、前記電位を決定する基準電圧を検出し、その検出結
果に基づいて前記電位を適正にするのに必要なトリミン
グ情報をトリミング情報領域に設定し、設定されたトリ
ミング情報に従って前記基準電圧を設定する半導体記憶
装置であって、前記基準電圧を集積回路の外部に出力す
る第1の手段と、初期設定されたトリミング情報を集積
回路の外部に出力する第2の手段と、使用状態での前記
基準電圧が適正になるように前記第1の手段と第2の手
段を介して読み出された情報に基づいて集積回路の外部
から指示された使用状態トリミング情報に前記トリミン
グ情報領域のトリミング情報を更新する第3の手段とを
設けたことを特徴とする。
【0020】本発明の請求項2記載の半導体記憶装置
は、同一の集積回路内に、第1のトリミング情報を格納
する不揮発性メモリアレイと、基準電圧を生成するため
の基準電圧トリミング設定用レジスタ群と、前記基準電
圧トリミング設定用レジスタ群によって出力電圧が制御
される基準電圧発生回路と、前記基準電圧発生回路の出
力電圧に基づいた電圧を発生する読み出し・書き換え電
圧発生回路とを備え、ゲートとソースとドレインと基板
を有する前記不揮発性メモリアレイの閾値を上記ゲート
とソースとドレインと基板に印加する電圧を制御して変
化させデータを記憶されるように構成した半導体記憶装
置であって、前記基準電圧発生回路より発生される基準
電圧を集積回路の外部に出力する回路と、前記基準電圧
トリミング設定用レジスタ群の第1のトリミング情報を
集積回路の外部に出力する回路と、集積回路の外部より
指示された第2のトリミング情報に前記第1のトリミン
グ情報を更新する回路とを設けたことを特徴とする。
【0021】本発明の請求項3記載の書き換え装置は、
請求項2記載の半導体記憶装置に接続されて第1のトリ
ミング情報の更新を指示する書き換え装置であって、前
記半導体記憶装置の基準電圧を測定する基準電圧測定回
路と、前記半導体記憶装置の第1の基準電圧トリミング
情報を認識するトリミング情報認識回路と、前記基準電
圧測定回路の測定結果と前記トリミング情報認識回路の
情報とから第2のトリミング情報を算出するトリミング
値算出回路を設け、第1の基準電圧トリミング情報を第
2のトリミング情報に更新するように前記半導体記憶装
置に指示するよう構成したことを特徴とする。
【0022】本発明の請求項4記載の半導体記憶装置の
書き換え方法は、電気的に書き換え可能な不揮発性メモ
リセルに対してアクセスする電位を発生する電源回路が
前記不揮発性メモリセルと同一の集積回路に搭載され、
前記電位を決定する基準電圧を検出し、その検出結果に
基づいて前記電位を適正にするのに必要なトリミング情
報をトリミング情報領域に設定し、設定されたトリミン
グ情報に従って前記基準電圧を設定する半導体記憶装置
を使用するに際して、半導体記憶装置に書き換え装置を
接続して、前記半導体記憶装置の基準電圧を測定すると
ともに、前記半導体記憶装置の第1の基準電圧トリミン
グ情報を認識し、基準電圧の測定結果と認識した第1の
基準電圧トリミング情報とから第2のトリミング情報を
算出し、第1の基準電圧トリミング情報を第2のトリミ
ング情報に更新するようにデータの書き換えを前記半導
体記憶装置に指示することを特徴とする。
【0023】本発明の請求項5記載の書き換え装置は、
請求項3において、データの書き換えに際して半導体記
憶装置のテスト書き込みを実行する書き込みテスト手段
と、前記テスト書き込みの所要時間を測定する書き換え
時間測定回路とを設け、書き換え時間測定回路で測定時
間が規定値内であれば実際の書き換えステップを実行
し、規格外であれば測定時間と第1のトリミング情報と
から適正な第2のトリミング情報を前記トリミング値算
出回路で計算して第1の基準電圧トリミング情報を第2
のトリミング情報に更新するように前記半導体記憶装置
に指示するよう構成したことを特徴とする。
【0024】本発明の請求項6記載の半導体記憶装置の
書き換え方法は、請求項4において、データの書き換え
に際して半導体記憶装置のテスト書き込みを実行し書き
込み所要時間を測定し、測定時間が規定値内であれば実
際の書き換えを実行し、規格外であれば測定時間と第1
のトリミング情報とから適正な第2のトリミング情報を
計算して前記半導体記憶装置の第1の基準電圧トリミン
グ情報を第2のトリミング情報に更新することを特徴と
する。
【0025】本発明の請求項7記載の書き換え装置は、
請求項3において、解除コードと入力された書き換えプ
ロテクト解除信号と比較して比較結果が不一致の場合は
基準電圧測定回路による基準電圧の測定を禁止する基準
電圧測定制御回路を設け、前記基準電圧測定制御回路が
不一致を検出した状態では前記半導体記憶装置内の読み
出し・書き換え電圧発生回路がノンアクティブになるよ
うな第3のトリミング値を前記半導体記憶装置に出力す
るように構成したことを特徴とする。
【0026】本発明の請求項8記載の半導体記憶装置の
書き換え方法は、請求項4において、データの書き換え
に際して、前記半導体記憶装置に接続された書き換え装
置の解除コードとこの書き換え装置に入力された書き換
えプロテクト解除信号と比較し、比較結果が不一致の場
合は前記半導体記憶装置の基準電圧の測定を禁止して半
導体記憶装置内の読み出し・書き換え電圧発生回路がノ
ンアクティブになるような第3のトリミング値を前記半
導体記憶装置に出力して読み出し・書き換えプロテクト
を実現することを特徴とする。
【0027】本発明の請求項9記載の書き換え装置は、
請求項5において、解除コードと入力された書き換えプ
ロテクト解除信号と比較して比較結果が不一致の場合は
書き換え時間の測定を禁止する書き換え時間測定制御回
路を設け、前記書き換え時間測定制御回路が不一致を検
出した状態では前記半導体記憶装置内の読み出し・書き
換え電圧発生回路がノンアクティブになるような第3の
トリミング値を前記半導体記憶装置に出力するように構
成したことを特徴とする。
【0028】本発明の請求項10記載の半導体記憶装置
の書き換え方法は、請求項6において、データの書き換
えに際して、前記半導体記憶装置に接続された書き換え
装置の解除コードとこの書き換え装置に入力された書き
換えプロテクト解除信号と比較し、比較結果が不一致の
場合は書き換え時間の測定を禁止して半導体記憶装置内
の読み出し・書き換え電圧発生回路がノンアクティブに
なるような第3のトリミング値を前記半導体記憶装置に
出力して読み出し・書き換えプロテクトを実現すること
を特徴とする。
【0029】本発明の請求項11記載の半導体記憶装置
は、請求項2において、不揮発性メモリアレイのトリミ
ング情報領域に読み出し禁止が設定されている場合に
は、外部に接続された書き換え装置からのアクセスが行
なわれると基準電圧発生回路から前記読み出し・書き換
え電圧発生回路がノンアクティブになるような第3のト
リミング値を基準電圧トリミング設定用レジスタ群に強
制的に再設定する基準電圧制御回路を設け、データ漏洩
を防ぐ機密保持機能としたことを特徴とする。
【0030】本発明の請求項12記載の半導体記憶装置
は、請求項11において、基準電圧制御回路を、第1の
トリミング情報を格納する不揮発性メモリアレイ領域と
同一の集積回路内に搭載されている内部制御回路からの
アクセスが行なわれる場合には、不揮発性メモリアレイ
のトリミング情報領域に読み出し禁止が設定されていて
も前記トリミング情報領域から読み出した正しいトリミ
ング情報を基準電圧トリミング設定用レジスタ群に出力
するように構成したことを特徴とする。
【0031】
【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態を図
1〜図10を用いて説明する。 (実施の形態1)図1と図2は本発明の(実施の形態
1)の半導体記憶装置21とユーザ使用状態での書き換
えに使用される書き換え装置100を示す。
【0032】半導体記憶装置21については、図11に
示した半導体記憶装置1に加えて基準電圧トリミング設
定用レジスタ群6に対する入出力端子群110が追加さ
れている点である。その他の不揮発性メモリアレイ2、
メモリ周辺回路3、読み出し・書き換え電圧発生回路
4、基準電圧発生回路5、基準電圧トリミング設定用レ
ジスタ群6、入出力端子群7、電源端子8、トリミング
情報転送線9などは従来例を示す図11と同じである。
【0033】この半導体記憶装置21について説明す
る。出荷前の検査時において、半導体検査装置(図11
のテスタ20)は図12に示したトリミング手順を実行
して、プロセスパラメータのばらつきによる基準電圧の
第1のトリミング値がチップ毎に書き換え前に毎回実施
される。以上の動作により基準電圧トリミング設定用レ
ジスタ群6に、プロセスパラメータのばらつきに対する
基準電圧の第1のトリミング値が格納されることは図1
1に示した従来の半導体記憶装置1と同じであるが、本
発明の(実施の形態1)の半導体記憶装置21では、入
出力端子群7よりの制御信号により、基準電圧トリミン
グ設定用レジスタ群6に格納された情報を入出力端子群
110から出力することと、入出力端子群110からの
データを基準電圧トリミング設定用レジスタ群6に格納
することができるように構成されている。
【0034】図1に示した書き換え装置100は、次の
ように構成されている。101は書き換え制御回路・読
み出し制御回路、102は基準電圧測定モード設定回
路、103はトリミング値入出力制御設定回路、104
はトリミング値算出回路、105は基準電圧測定回路、
106は第1の基準電圧トリミング情報を認識するトリ
ミング情報認識回路としてのトリミング情報入出力回
路、107は制御信号出力端子群、108は基準電圧入
力端子、109はトリミング情報入出力端子である。
【0035】この書き換え装置100を使ったユーザ使
用状態での書き換え半導体記憶装置21への動作につい
て図2を使って説明する。ユーザ使用状態での書き換え
において、書き換え装置100がステップS1において
基準電圧トリミング設定用レジスタ群6を読み出すモー
ドを制御信号出力端子群107より半導体記憶装置21
の入出力端子群7に設定する。
【0036】半導体記憶装置21はステップS2におい
て基準電圧トリミング設定用レジスタ群6のデータを入
出力端子群110から出力する。読み出された内容は書
き換え装置100のトリミング情報入出力端子109を
経てトリミング情報入出力回路106に、プロセスパラ
メータのばらつきに対する基準電圧の第1のトリミング
値として取り込まれる。
【0037】次ぎに、書き換え装置100がステップS
3において基準電圧測定モードを制御信号出力端子群1
07から半導体記憶装置21の入出力端子群7に指示す
ると、半導体記憶装置21は第1のトリミング値によっ
て補正された状態の基準電圧を電源端子8からステップ
S4において出力する。
【0038】この出力電位を書き換え装置100は、基
準電圧入力端子108から基準電圧測定回路105がス
テップS5において測定し、規定値内であれば実際の書
き換えステップS6に進む。測定結果が規格値外であれ
ば、その値と既に取り込まれている第1のトリミング値
とから基準電圧を補正するための第2のトリミング値を
ステップS7においてトリミング値算出回路104で算
出する。
【0039】ステップS7を実行すると、次ぎに、書き
換え装置100はステップS8においてトリミング値出
力モードに設定し、半導体記憶装置21はこの第2のト
リミング値をトリミング情報入出力端子109から入出
力端子群110を介して基準電圧トリミング設定用レジ
スタ群6にステップS9において書き込む。
【0040】以上の設定で、プロセスパラメータのばら
つきによる基準電圧の補正トリミングに加え、ユーザ使
用状態での基準電圧の補正トリミングの設定が完了す
る。基準電圧トリミング設定用レジスタ群6の情報によ
り補正された基準電圧が基準電圧発生回路5より出力さ
れる。再度、ステップS10において基準電圧測定モー
ドを入出力端子群7から設定すると、半導体記憶装置2
1は補正された状態の基準電圧をステップS11におい
て電源端子8から出力する。
【0041】この出力電位を書き換え装置100はステ
ップS12において基準電圧測定回路105で測定し、
規定値内であれば実際の書き換えステップS6に進む。
規格外であれば基準電圧の補正ができないということで
ステップS13でデバイスフェイルとなる。
【0042】以上の手順をユーザ書き換え時毎に毎回行
なうことで、ユーザ書き換え時の使用電圧や使用温度に
よる書き換え時間のずれを補正することが可能であり、
書き換え回数増加に伴う書き換え時間の劣化を抑えられ
る書き換え方式が可能となる。
【0043】(実施の形態2)図3と図4は本発明の
(実施の形態2)を示す。21は半導体記憶装置、10
0は書き換え装置、101は書き換え制御回路・読み出
し制御回路、103はトリミング値入出力制御設定回
路、104はトリミング値算出回路、111は書き換え
時間測定回路、106はトリミング情報入出力回路、1
07は制御信号出力端子群、109はトリミング情報入
出力端子である。
【0044】この書き換え装置100を使った半導体記
憶装置21への動作について図4を使って説明する。ユ
ーザ使用状態での書き換えにおいて、書き換え装置10
0から基準電圧トリミング設定用レジスタ群6を読み出
すモードを制御信号出力端子群107より入出力端子群
7に設定することによって、半導体記憶装置21内の基
準電圧トリミング設定用レジスタ群6のデータが入出力
端子群110からトリミング情報入出力端子109を経
てトリミング情報入出力回路106に、プロセスパラメ
ータのばらつきに対する基準電圧の第1のトリミング値
が取り込まれる。
【0045】次ぎに、テスト不揮発性メモリセルを使っ
た書き換え動作モードを入出力端子群7から設定するこ
とによって、半導体記憶装置21は第1のトリミング値
によって補正された状態の基準電圧で書き換えを行な
う。この書き換え時間を書き換え装置100内の書き換
え時間測定回路111が測定し、規定値内であれば実際
の書き換えステップに進む。測定結果が規格値外であれ
ば、その値と既に取り込まれている第1のトリミング値
とから、基準電圧を補正するための第2のトリミング値
をトリミング値算出回路104で算出する。
【0046】次ぎに、書き換え装置100はこの第2の
トリミング値をトリミング情報入出力端子109から入
出力端子群110を介して基準電圧トリミング設定用レ
ジスタ群6に書き込む。以上の設定で、プロセスパラメ
ータのばらつきによる基準電圧の補正トリミングに加
え、ユーザ使用状態での書き換え時間に対する補正トリ
ミングの設定が完了する。
【0047】基準電圧トリミング設定用レジスタ群6の
情報により補正された基準電圧が基準電圧発生回路5よ
り出力される。再度、テスト不揮発性メモリセルを使っ
た書き換え動作モードを入出力端子群7から設定する
と、半導体記憶装置は補正された状態の基準電圧での書
き換えが実施される。この書き換え時間を書き換え装置
100は書き換え時間測定回路111で測定し、規定値
内であれば実際の書き換えステップに進む。規格外であ
れば基準電圧の補正ができないということでデバイスフ
ェイルとなる。
【0048】以上の手順をユーザ書き換え時毎に毎回行
なうことで、ユーザ書き換え時の使用電圧や使用温度に
よる書き換え時間のずれを補正することが可能であり、
書き換え回数増加に伴う書き換え時間の劣化を抑えられ
る書き換え方式が可能となり、基準電圧をモニターした
トリミングだけの場合より、より精度が高く書き換え時
間のずれを補正できる。
【0049】(実施の形態3)図5と図6は本発明の
(実施の形態3)を示す。21は半導体記憶装置、10
0は書き換え装置、101は書き換え制御回路・読み出
し制御回路、102は基準電圧測定モード設定回路、1
03はトリミング値入出力制御設定回路、104はトリ
ミング値算出回路、105は基準電圧測定回路、106
はトリミング情報入出力回路、107は制御信号出力端
子群、108は基準電圧入力端子、109はトリミング
情報入出力端子、112は基準電圧測定制御回路、11
3は基準電圧測定を許可する制御信号入力端子である。
【0050】この書き換え装置100を使った半導体記
憶装置21への動作について図6を使って説明する。ユ
ーザ使用状態での書き換えの前において、書き換えが許
可されているかを判断するための、プロテクト解除信号
を制御信号入力端子113から基準電圧測定制御回路1
12に出力する。
【0051】基準電圧測定制御回路112での比較結果
がOKの場合は、書き換え装置100から基準電圧トリ
ミング設定用レジスタ群6を読み出すモードを制御信号
出力端子群107より入出力端子群7に設定することに
よって、半導体記憶装置21内の基準電圧トリミング設
定用レジスタ群6のデータが入出力端子群110からト
リミング情報入出力端子109を経て、トリミング情報
入出力回路106に、プロセスパラメータのばらつきに
対する基準電圧の第1のトリミング値が取り込まれる。
【0052】次ぎに、基準電圧測定モードを入出力端子
群7から設定することによって、半導体記憶装置21は
第1のトリミング値によって補正された状態の基準電圧
を電源端子8から出力する。
【0053】この出力電位を書き換え装置100内の基
準電圧測定回路105が測定し、規定値内であればトリ
ミング値の変更なしで次ぎのステップへ進む。測定結果
が規格値外であれば、その値と既に取り込まれている第
1のトリミング値とから、基準電圧を補正するための第
2のトリミング値をトリミング値算出回路104で算出
する。
【0054】基準電圧測定制御回路112での比較結果
がNGの場合は、基準電圧を前記半導体記憶装置21内
の読み出し・書き換え電圧発生回路4がノンアクティブ
になるような電圧、例えば0ボルトに補正するための第
3のトリミング値をトリミング値算出回路104で算出
する。
【0055】次ぎに、書き換え装置100は第1、第2
あるいは第3のトリミング値をトリミング情報入出力端
子109から入出力端子群110を介して基準電圧トリ
ミング設定用レジスタ群6に書き込む。
【0056】以上の設定で、プロセスパラメータのばら
つきによる基準電圧の補正トリミングに加え、ユーザ使
用状態での基準電圧の補正トリミングの設定が完了す
る。但し、プロテクト解除信号が一致しない場合は、基
準電圧が0ボルトとなり、読み出し動作・書き換え動作
がプロテクトされている状態となっている。
【0057】基準電圧トリミング設定用レジスタ群6の
情報により補正された基準電圧が基準電圧発生回路5よ
り出力される。再度、基準電圧測定モードを入出力端子
群7から設定すると、半導体記憶装置は補正された状態
の基準電圧を電源端子8から出力する。この出力電位を
書き換え装置100は基準電圧測定回路105で測定
し、規定値内であれば実際の書き換えステップに進む。
規格外であれば基準電圧の補正ができないということで
デバイスフェイルとなる。プロテクトされている状態の
ものもデバイスフェイルとなり、読み出し動作・書き換
え動作のプロテクトが実現できる。
【0058】(実施の形態4)図7と図8は本発明の
(実施の形態4)を示す。21は半導体記憶装置、10
0は書き換え装置、101は書き換え制御回路・読み出
し制御回路、103はトリミング値入出力制御設定回
路、104はトリミング値算出回路、111は書き換え
時間測定回路、106はトリミング情報入出力回路、1
07は制御信号出力端子群、109はトリミング情報入
出力端子、114は書き換え時間測定制御回路、115
は書き換え時間測定を許可する制御信号入力端子であ
る。
【0059】この書き換え装置100を使った半導体記
憶装置21への動作について図8を使って説明する。ユ
ーザ使用状態での書き換えの前において、書き換えが許
可されているかを判断するための、プロテクト解除信号
を制御信号入力端子115から書き換え時間測定制御回
路114に出力する。
【0060】書き換え時間測定制御回路114での比較
結果がOKの場合は、書き換え装置100から基準電圧
トリミング設定用レジスタ群6を読み出すモードを制御
信号出力端子群107より入出力端子群7に設定するこ
とによって、半導体記憶装置21内の基準電圧トリミン
グ設定用レジスタ群6のデータが入出力端子群110か
らトリミング情報入出力端子109を経て、トリミング
情報入出力回路106に、プロセスパラメータのばらつ
きに対する基準電圧の第1のトリミング値が取り込まれ
る。
【0061】次ぎに、テスト不揮発性メモリセルを使っ
た書き換え動作モードを入出力端子群7から設定するこ
とによって、半導体記憶装置21は第1のトリミング値
によって補正された状態の基準電圧で書き換えを行な
う。この書き換え時間を書き換え装置100内の書き換
え時間測定回路111が測定し、規定値内であればトリ
ミング値の変更なしで次ぎのステップへ進む。測定結果
が規格値外であれば、その値と既に取り込まれている第
1のトリミング値とから、基準電圧を補正するための第
2のトリミング値をトリミング値算出回路104で算出
する。
【0062】書き換え時間測定制御回路114での比較
結果がNGの場合は、基準電圧を0ボルトに補正するた
めの第3のトリミング値をトリミング値算出回路104
で算出する。次ぎに、書き換え装置100は第1、第2
あるいは第3のトリミング値をトリミング情報入出力端
子109から入出力端子群110を介して基準電圧トリ
ミング設定用レジスタ群6に書き込む。
【0063】以上の設定で、プロセスパラメータのばら
つきによる基準電圧の補正トリミングに加え、ユーザ使
用状態での書き換え時間に対する補正トリミングの設定
が完了する。基準電圧トリミング設定用レジスタ群6の
情報により補正された基準電圧が基準電圧発生回路5よ
り出力される。再度、テスト不揮発性メモリセルを使っ
た書き換え動作モードを入出力端子群7から設定する
と、半導体記憶装置は補正された状態の基準電圧での書
き換えが実施される。この書き換え時間を書き換え装置
100は書き換え時間測定回路111で測定し、規定値
内であれば実際の書き換えステップに進む。規格外であ
れば基準電圧の補正ができないということでデバイスフ
ェイルとなる。プロテクトされている状態のものもデバ
イスフェイルとなり、読み出し動作・書き換え動作のプ
ロテクトが実現できる。
【0064】(実施の形態5)図9と図10は本発明の
(実施の形態5)を示す。21は半導体記憶装置、2は
ユーザ使用領域10とトリミング情報領域11からなる
不揮発性メモリアレイ、3は不揮発性メモリセルの読み
出し・書き換えを制御するためのデコーダやセンスアン
プや制御回路などからなるメモリ周辺回路、4は読み出
し・書き換えに必要な電圧を発生する読み出し・書き換
え電圧発生回路、5は読み出し・書き換え電圧発生回路
4で使用する基準電圧を作成する基準電圧発生回路、6
は基準電圧発生回路5が基準電圧を発生するためのトリ
ミング情報を格納する基準電圧トリミング設定用レジス
タ群、11は書き換え動作前にトリミング情報転送線9
を介して基準電圧トリミング設定用レジスタ群に転送す
るためのメモリセル(トリミング情報領域)、7は書き
換えのための入出力端子群、8は基準電圧を出力するた
めの電源端子、110は基準電圧トリミング設定用レジ
スタ群6に対する入出力端子群、116はCPU・RA
Mなどの内部制御回路、117はトリミング情報領域か
らの基準電圧制御情報を取り込み電圧発生の制御を行な
う基準電圧制御回路である。
【0065】この半導体記憶装置21の動作について図
10を使って説明する。前記(実施の形態1)での説明
に加え、トリミング情報領域11のメモリセルアレイの
一部が、読み出し用基準電圧の発生を止める情報に割り
当てられ、その情報が読み出し動作の前に基準電圧制御
回路117に転送される。
【0066】半導体記憶装置21の外部からのアクセス
が行なわれる場合のみ、転送された情報が、基準電圧の
発生を禁止するものであれば基準電圧制御回路117か
ら基準電圧トリミング設定用レジスタ群6に対し、読み
出し時の基準電圧を前記半導体記憶装置21内の読み出
し・書き換え電圧発生回路4がノンアクティブになるよ
うな電圧、例えば0ボルトになるような第3のトリミン
グ値が強制的に設定される。
【0067】さらに、転送された情報が基準電圧の発生
を禁止しないものであれば基準電圧制御回路117から
基準電圧トリミング設定用レジスタ群6に対し、プロセ
スパラメータのばらつきに対する基準電圧の第1のトリ
ミング値が設定される。また、半導体記憶装置21内部
のCPUやRAMの内部制御回路116からのアクセス
が行なわれる場合のみは、転送された情報が、基準電圧
の発生を禁止するか否かに関わらず、基準電圧制御回路
117から基準電圧トリミング設定用レジスタ群6に対
しプロセスパラメータのばらつきに対する基準電圧の第
1のトリミング値が設定される。以上の構成により、半
導体記憶装置外部へのデータ漏洩を防ぐ機密保持機能を
有することが可能である。
【0068】
【発明の効果】以上のように本発明によると、半導体記
憶装置から出力される基準電圧や書き換え時間に対し
て、書き換え装置が毎回トリミングを実施することで、
ユーザ書き換え状態での使用電圧や使用温度による書き
換え時間のずれや、書き換え回数増加による書き換え時
間の劣化を抑えられることを可能にすることができるも
のである。また、読み出し・書き換えプロテクトを実現
してデータ漏洩を防ぐ機密保持機能を有する半導体記憶
装置とその書き換え装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の(実施の形態1)の半導体記憶装置と
書き換え装置の構成図
【図2】同実施の形態の書き換え装置での半導体記憶装
置のトリミング課程を示すフローチャート図
【図3】本発明の(実施の形態2)の半導体記憶装置と
書き換え装置の構成図
【図4】同実施の形態の書き換え装置での半導体記憶装
置のトリミング課程を示すフローチャート図
【図5】本発明の(実施の形態3)の半導体記憶装置と
書き換え装置の構成図
【図6】同実施の形態の書き換え装置での半導体記憶装
置へのプロテクト方法を示すフローチャート図
【図7】本発明の(実施の形態4)の半導体記憶装置と
書き換え装置の構成図
【図8】同実施の形態の半導体記憶装置への書き換え装
置でのプロテクト方法を示すフローチャート図
【図9】本発明の(実施の形態5)の半導体記憶装置と
書き換え装置の構成図
【図10】同実施の形態における書き換え装置での半導
体記憶装置への機密保持方法を示すフローチャート図
【図11】従来の半導体記憶装置の回路構成図と検査装
置でのトリミング手順の機能図
【図12】同従来例の検査装置での半導体記憶装置のト
リミング課程を示すフローチャート図
【図13】EW繰り返し回数による書き換え時間の変化
の特性図
【符号の説明】
2 不揮発性メモリアレイ 3 メモリ周辺回路 4 読み出し・書き換え電圧発生回路 5 基準電圧発生回路 6 基準電圧トリミング設定用レジスタ群 7 入出力端子群 8 電源端子 9 トリミング情報転送線 10 ユーザ使用領域 11 トリミング情報領域 20 半導体検査装置 21 半導体記憶装置 100 書き換え装置 101 書き換え制御回路・読み出し制御回路 102 基準電圧測定モード設定回路 103 トリミング値入出力制御設定回路 104 トリミング値算出回路 105 基準電圧測定回路 106 トリミング情報入出力回路(トリミング情報認
識回路) 107 制御信号出力端子群 108 基準電圧入力端子 110 入出力端子群 111 書き換え時間測定回路 112 基準電圧測定制御回路 113 制御信号入力端子 114 書き換え時間測定制御回路 115 制御信号入力端子 116 内部制御回路 117 基準電圧制御回路

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電気的に書き換え可能な不揮発性メモリセ
    ルに対してアクセスする電位を発生する電源回路が前記
    不揮発性メモリセルと同一の集積回路に搭載され、前記
    電位を決定する基準電圧を検出し、その検出結果に基づ
    いて前記電位を適正にするに必要なトリミング情報をト
    リミング情報領域に設定し、設定されたトリミング情報
    に従って前記基準電圧を設定する半導体記憶装置であっ
    て、 前記基準電圧を集積回路の外部に出力する第1の手段
    と、 初期設定されたトリミング情報を集積回路の外部に出力
    する第2の手段と、 使用状態での前記基準電圧が適正になるように前記第1
    の手段と第2の手段を介して読み出された情報に基づい
    て集積回路の外部から指示された使用状態トリミング情
    報に前記トリミング情報領域のトリミング情報を更新す
    る第3の手段とを設けた半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】同一の集積回路内に、 第1のトリミング情報を格納する不揮発性メモリアレイ
    と、 基準電圧を生成するための基準電圧トリミング設定用レ
    ジスタ群と、 前記基準電圧トリミング設定用レジスタ群によって出力
    電圧が制御される基準電圧発生回路と、 前記基準電圧発生回路の出力電圧に基づいた電圧を発生
    する読み出し・書き換え電圧発生回路と を備え、ゲートとソースとドレインと基板を有する前記
    不揮発性メモリアレイの閾値を上記ゲートとソースとド
    レインと基板に印加する電圧を制御して変化させデータ
    を記憶されるように構成した半導体記憶装置であって、 前記基準電圧発生回路より発生される基準電圧を集積回
    路の外部に出力する回路と、 前記基準電圧トリミング設定用レジスタ群の第1のトリ
    ミング情報を集積回路の外部に出力する回路と、 集積回路の外部より指示された第2のトリミング情報に
    前記第1のトリミング情報を更新する回路とを設けた半
    導体記憶装置。
  3. 【請求項3】請求項2記載の半導体記憶装置に接続され
    て第1のトリミング情報の更新を指示する書き換え装置
    であって、 前記半導体記憶装置の基準電圧を測定する基準電圧測定
    回路と、 前記半導体記憶装置の第1の基準電圧トリミング情報を
    認識するトリミング情報認識回路と、 前記基準電圧測定回路の測定結果と前記トリミング情報
    認識回路の情報とから第2のトリミング情報を算出する
    トリミング値算出回路を設け、 第1の基準電圧トリミング情報を第2のトリミング情報
    に更新するように前記半導体記憶装置に指示するよう構
    成した書き換え装置。
  4. 【請求項4】電気的に書き換え可能な不揮発性メモリセ
    ルに対してアクセスする電位を発生する電源回路が前記
    不揮発性メモリセルと同一の集積回路に搭載され、前記
    電位を決定する基準電圧を検出し、その検出結果に基づ
    いて前記電位を適正にするに必要なトリミング情報をト
    リミング情報領域に設定し、設定されたトリミング情報
    に従って前記基準電圧を設定する半導体記憶装置を使用
    するに際して、 半導体記憶装置に書き換え装置を接続して、前記半導体
    記憶装置の基準電圧を測定するとともに、前記半導体記
    憶装置の第1の基準電圧トリミング情報を認識し、 基準電圧の測定結果と認識した第1の基準電圧トリミン
    グ情報とから第2のトリミング情報を算出し、 第1の基準電圧トリミング情報を第2のトリミング情報
    に更新するようにデータの書き換えを前記半導体記憶装
    置に指示する半導体記憶装置の書き換え方法。
  5. 【請求項5】データの書き換えに際して半導体記憶装置
    のテスト書き込みを実行する書き込みテスト手段と、 前記テスト書き込みの所要時間を測定する書き換え時間
    測定回路とを設け、 書き換え時間測定回路で測定時間が規定値内であれば実
    際の書き換えステップを実行し、規格外であれば測定時
    間と第1のトリミング情報とから適正な第2のトリミン
    グ情報を前記トリミング値算出回路で計算して第1の基
    準電圧トリミング情報を第2のトリミング情報に更新す
    るように前記半導体記憶装置に指示するよう構成した請
    求項3記載の書き換え装置。
  6. 【請求項6】データの書き換えに際して半導体記憶装置
    のテスト書き込みを実行し書き込み所要時間を測定し、 測定時間が規定値内であれば実際の書き換えを実行し、
    規格外であれば測定時間と第1のトリミング情報とから
    適正な第2のトリミング情報を計算して前記半導体記憶
    装置の第1の基準電圧トリミング情報を第2のトリミン
    グ情報に更新する請求項4記載の半導体記憶装置の書き
    換え方法。
  7. 【請求項7】解除コードと入力された書き換えプロテク
    ト解除信号と比較して比較結果が不一致の場合は基準電
    圧測定回路による基準電圧の測定を禁止する基準電圧測
    定制御回路を設け、 前記基準電圧測定制御回路が不一致を検出した状態では
    前記半導体記憶装置内の読み出し・書き換え電圧発生回
    路がノンアクティブになるような第3のトリミング値を
    前記半導体記憶装置に出力するように構成した請求項3
    記載の書き換え装置。
  8. 【請求項8】データの書き換えに際して、前記半導体記
    憶装置に接続された書き換え装置の解除コードとこの書
    き換え装置に入力された書き換えプロテクト解除信号と
    比較し、比較結果が不一致の場合は前記半導体記憶装置
    の基準電圧の測定を禁止して半導体記憶装置内の読み出
    し・書き換え電圧発生回路がノンアクティブになるよう
    な第3のトリミング値を前記半導体記憶装置に出力して
    読み出し・書き換えプロテクトを実現する請求項4記載
    の半導体記憶装置の書き換え方法。
  9. 【請求項9】解除コードと入力された書き換えプロテク
    ト解除信号と比較して比較結果が不一致の場合は書き換
    え時間の測定を禁止する書き換え時間測定制御回路を設
    け、前記書き換え時間測定制御回路が不一致を検出した
    状態では前記半導体記憶装置内の読み出し・書き換え電
    圧発生回路がノンアクティブになるような第3のトリミ
    ング値を前記半導体記憶装置に出力するように構成した
    請求項5記載の書き換え装置。
  10. 【請求項10】データの書き換えに際して、前記半導体
    記憶装置に接続された書き換え装置の解除コードとこの
    書き換え装置に入力された書き換えプロテクト解除信号
    と比較し、 比較結果が不一致の場合は書き換え時間の測定を禁止し
    て半導体記憶装置内の読み出し・書き換え電圧発生回路
    がノンアクティブになるような第3のトリミング値を前
    記半導体記憶装置に出力して読み出し・書き換えプロテ
    クトを実現する請求項6記載の半導体記憶装置の書き換
    え方法。
  11. 【請求項11】不揮発性メモリアレイのトリミング情報
    領域に読み出し禁止が設定されている場合には、外部に
    接続された書き換え装置からのアクセスが行なわれると
    基準電圧発生回路から前記読み出し・書き換え電圧発生
    回路がノンアクティブになるような第3のトリミング値
    を基準電圧トリミング設定用レジスタ群に強制的に再設
    定する基準電圧制御回路を設け、データ漏洩を防ぐ機密
    保持機能とした請求項2記載の半導体記憶装置。
  12. 【請求項12】基準電圧制御回路を、第1のトリミング
    情報を格納する不揮発性メモリアレイ領域と同一の集積
    回路内に搭載されている内部制御回路からのアクセスが
    行なわれる場合には、不揮発性メモリアレイのトリミン
    グ情報領域に読み出し禁止が設定されていても前記トリ
    ミング情報領域から読み出した正しいトリミング情報を
    基準電圧トリミング設定用レジスタ群に出力するように
    構成した請求項11記載の半導体記憶装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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