JP2003077292A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JP2003077292A
JP2003077292A JP2002191007A JP2002191007A JP2003077292A JP 2003077292 A JP2003077292 A JP 2003077292A JP 2002191007 A JP2002191007 A JP 2002191007A JP 2002191007 A JP2002191007 A JP 2002191007A JP 2003077292 A JP2003077292 A JP 2003077292A
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Japan
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circuit
cell
semiconductor memory
memory device
address
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Application number
JP2002191007A
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English (en)
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Takao Akaogi
隆男 赤荻
Hiromi Kawashima
博美 川嶋
Nobuaki Takashina
信昭 高品
Minoru Yamashita
実 山下
Sei Ryu
靖 笠
Kiyoyoshi Itano
清義 板野
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体記憶装置における従来の冗長方式で
は、回路数の増加から、置き換え数が増加した場合にチ
ップ面積が増加し、また、コストアップにも繋がるとい
う解決すべき課題がある。 【解決手段】 複数のメモリセルを有し、複数のブロッ
クに分割されたリアルセルと、該リアルセルにおける欠
陥個所を置き換える冗長セルと、前記リアルセルの各ブ
ロックにおける欠陥アドレスを示す複数の欠陥アドレス
指定手段201A,TA,201B,TBと、該複数の欠陥アドレス
指定手段に対して共通に設けられ、前記複数の欠陥アド
レスと前記リアルセルの各ブロックにおけるアドレスと
を比較するアドレス比較手段204とを具備するように構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体記憶装置に関
し、特に、フラッシュメモリ等の電気的一括消去型の不
揮発性半導体記憶装置に関する。
【0002】従来、紫外線による消去可能で電気的に書
き込み可能な不揮発性半導体記憶装置としてEPROM
が使用されており、また、近年、電気的に書き換え可能
な不揮発性半導体記憶装置としてフラッシュメモリが注
目されている。これらの不揮発性半導体記憶装置におけ
る冗長回路および書き込み回路の改良、或いは、過剰消
去対策等の改良が要望されている。
【0003】
【従来の技術】図11は本発明の第1の形態が適用され
る半導体記憶装置に使用するメモリセル(MC)を示
し、電気的一括消去型不揮発性半導体記憶装置(フラッ
シュメモリ)におけるセルトランジスタ(メモリセルM
C)の動作を説明するための図である。同図に示される
ように、セルトランジスタは、ソース−ドレイン間にど
の領域とも絶縁されたフローティングゲートFGが設け
られ、該フローティングゲートFGの上にコントロール
ゲートCGを形成して構成されている。
【0004】書き込み時には、ドレイン領域DDに印加
するドレイン電圧Vd をほぼ電源電圧Vccとし、コント
ロールゲートCGに印加するゲート電圧Vg を正の高電
圧(〜+10ボルト程度) とし、ソース領域SSに印加す
るソース電圧Vs を零ボルトとして、ドレイン端子(DD)
からフローティングゲート(FG)に電子を注入してデータ
“0”を書き込む。ここで、ドレイン電圧Vd には、書
き込み用の電源電圧Vppが存在すればそれを使用するこ
とができる。さらに、ゲート電圧Vg に印加する高電圧
は上記の書き込み用電圧Vppを使用してもよく、また、
電源電圧Vccから昇圧により発生させた電圧を使用して
もよい。
【0005】消去時には、ゲート電圧Vg を負の高電圧
(〜−10ボルト程度) とし、ドレイン電圧Vd をオープ
ン(ドレイン領域DDをフローティング状態)とし、そし
て、ソース電圧Vs を電源電圧Vccとして、フローティ
ングゲート(FG)からソース端子(SS)に電子を引き抜いて
消去(データ“1”の書き込み)を行う。また、読み出
し時には、ゲート電圧Vg を電源電圧Vccとし、ドレイ
ン電圧Vd をほぼ1ボルト程度とし、そして、ソース電
圧Vs を零ボルトとして、ドレイン電流が流れるか否か
でセルトランジスタに書き込まれているデータが“1”
か“0”かを判別する。
【0006】図2は本発明に係る半導体記憶装置の第1
の形態に対応する関連技術の半導体記憶装置の一例を示
すブロック回路図である。同図において、参照符号111
はロウアドレスバッファ,112はロウデコーダ,113はコラ
ムアドレスバッファ,114はコラムデコーダ,115はデータ
I/O バッファ,116は書き込み回路,117はセンスアンプ,1
18は負電圧発生回路, そして,119はソース電源回路を示
している。また、参照符号BLはビット線, WLはワー
ド線を示し、また、Wは書き込み時に高レベル“H”と
なる書き込み制御信号, Eは消去時に高レベル“H”と
なる消去制御信号を示している。
【0007】図2に示す半導体記憶装置において、読み
出し時には、ロウアドレスおよびコラムアドレスにより
ワード線WLおよびビット線BLがそれぞれ一本ずつ選
択され、センスアンプ117 によりその選択されたメモリ
セルMC(セルトランジスタ)が電流を流すかどうかに
より、該選択されたセルトランジスタに書き込まれてい
る内容がデータ“1”或いはデータ“0”かを判別して
出力する。
【0008】データ書き込み時には、書き込み制御信号
Wを高レベル“H”として書き込み回路116 からバス線
BUSに書き込み電圧を供給し、コラムデコーダ114 に
より所定のビット線BLにバス線BUSを接続し、さら
に、ロウデコーダ112 によりワード線WLに書き込み電
圧を供給する。また、消去時においては、消去制御信号
Eを高レベル“H”としてソース電源回路119 によりセ
ルトランジスタMCのソースラインに消去電圧を印加す
ると共に、コラムアドレスバッファ113 によりビット線
BLを非選択とする。さらに、ロウアドレスバッファ11
1 により所定の数のワード線WLを同時選択すると共
に、ロウデコーダ112 により選択されたワード線WLに
低レベル“L”を与え、且つ、非選択のワード線にWL
に高レベル“H”を与え、そして、負電圧発生回路118
により上記低レベル“L”レベルのワード線WLを負電
圧に設定する。
【0009】図3は図2の半導体記憶装置におけるコラ
ムアドレスバッファ113 の一例を示す回路図、図4はロ
ウアドレスバッファ111 の一例を示す回路図、図5はロ
ウデコーダ112 の一例を示す回路図、そして、図6はコ
ラムデコーダ114 の一例を示す回路図である。
【0010】まず、読み出し時において、消去制御信号
Eが低レベル“L”であるため、図3に示すコラムアド
レスバッファ113 および図4に示すロウアドレスバッフ
ァ111 は、入力アドレスに対して正および負論理を出力
することになる。図5に示すロウデコーダ112 におい
て、参照符号φは、消去および書き込み時に所定の周波
数で振幅する信号であり、また、φR は、アドレス入力
時しばらく高レベル“H”となる信号である。
【0011】図5に示すロウデコーダ112 は、読み出し
時において、書き込み制御信号Wが低レベル“L”であ
るため、トランジスタT1,T2 により電源電圧Vccが導
入されると共に、アドレス入力(ロウアドレスバッファ
111 からの出力)により、所定のデコーダが選択(例え
ば、図5中のノードN3 が高レベル“H”)となる。こ
の状態で、信号φR に高レベル“H”のパルス信号が与
えられると、ノードN 2,N4 が零ボルトにリセットされ
ると共に、信号φR が低レベル“L”に復帰するのに応
じてノードN2 が電源電圧Vccに充電される。さらに、
トランジスタT 6,T7 のセルフブートストラップ効果に
より、ノードN4 も電源電圧Vccレベルに充電される。
ここで、コラムデコーダ114 における動作も、上述した
ロウデコーダ112 の動作と同様であり、結局、所定のワ
ード線WLに電源電圧Vccが印加されると共に、所定の
ビット線BLをセンスアンプ117 に接続するようになっ
ている。
【0012】図7は図2の半導体記憶装置における書き
込み回路116 の一例を示す回路図であり、図8はソース
電源回路119 の一例を示す回路図である。
【0013】図7に示す書き込み回路116 において、書
き込み制御信号Wが高レベル“H”で且つデータが低レ
ベル“L”(反転レベル信号 /DATAが高レベル“H")の
とき、バス線BUSには電源電圧Vccを昇圧した高電圧
が供給され、これにより所定のセルトランジスタに書き
込み処理を行なうことができるようになっている。ここ
で、/DATAは、データI/O バッファ115 より書き込
み信号として書き込み回路116 に転送される信号であ
る。
【0014】消去時においては、消去制御信号Eは高レ
ベル“H”レベルとなり、図3のコラムアドレスバッフ
ァ113 においては、出力Aおよび/Aがともに低レベル
“L”となる。これらの出力Aおよび/Aは、コラムデ
コーダ114 に入力されて、コラム(ビット線BL)は非
選択状態となり、該ビット線BLは電気的にいかなるノ
ードとも切り離される。また、ロウアドレスバッファ11
1 においては、全部でn個存在するもののうちm個に消
去制御信号Eを印加するように構成する。これにより、
m 本のワード線を図5のロウデコーダ112 により同時
に選択することが可能となる。尚、ロウデコーダ112 に
おいては、消去制御信号Eが高レベル“H”であるた
め、ノードN2 は零ボルトになり、ノードN5 には高レ
ベル“H”が印加される。これにより、選択されたワー
ド線WLには低レベル“L”を印加し、非選択のワード
線WLには高レベル“H”を印加することが可能とな
る。
【0015】ここで、低レベル“L”のワード線WL
は、負電圧発生回路118 により消去電圧に設定されると
共に、高レベル“H”のワード線WLは、図5における
ノアゲートの出力N6 の電位が常に低レベル“L”とな
って信号φがノードN6 に接続された容量素子に伝達さ
れなくなるため高レベル“H”を保持する。このとき、
セルトランジスタMCのソースSSには、図8に示すソ
ース電源回路119 により電源電圧Vccが印加される。こ
れにより、2m 本のワード線を単位にしたワード線ブロ
ック中のセルトランジスタのデータを同時に消去するこ
とが可能となる。
【0016】図9は図2の半導体記憶装置におけるセン
スアンプ117 の一例を示す回路図である。
【0017】図9に示すセンスアンプ117 においては、
選択されたセルトランジスタMCのドレイン電流がトラ
ンジスタT8 の流すことのできる電流より大きいか、或
いは、小さいかにより、該センスアンプ117 出力を高レ
ベル“H”または低レベル“L”とする。ここで、トラ
ンジスタT9,T10, T11, T12は、バス線BUSの電位
を1ボルト程度に設定するバイアス回路を構成してい
る。
【0018】書き込み時においては、書き込み制御信号
Wを高レベル“H”とし、信号φを所定の周波数で振幅
させる。このとき、ノードN1 には、トランジスタT4,
5により書き込み電圧が供給される。そして、信号φR
による読み出し時と同様に高レベル“H”のパルスを
印加すると、ノードN2 は書き込み電圧に充電されると
共に、ノードN4 もトランジスタT6,T7 によるセルフ
ブートストラップ効果によりノードN2 と同じレベルに
充電される。コラムデコーダ114 におていも動作は同様
であり、結局、所定のワード線WLには書き込み電圧が
供給されると共に、ビット線BLは書き込み回路116 に
接続されることになる。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】図2〜図9を参照して
説明したように、関連技術としての半導体記憶装置(フ
ラッシュメモリ)においては、消去セルブロックは、通
常、512kビット程度の大きな容量を単位とされるこ
とが多く、このブロック中に欠陥セルが存在する場合に
は、この大きなブロックをそのまま大きな容量を有する
冗長セルブロックに置き換える冗長方式しか使用できな
い。そのため、効率の良い(少ないスペア用セルで多く
の欠陥セルを置き換える)冗長を行なうことが困難とな
っている。具体的に、例えば、図1中のメモリセルMC
11が過剰消去となっていると、メモリセルMC11を介し
てビット線BL1 に電流が常に流れ、正確な読み出し処
理および書き込み処理を行うことができない。
【0020】図10は半導体記憶装置(フラッシュメモ
リ)における書き込み特性曲線の一例を示す図である。
【0021】上述した関連技術の半導体記憶装置の構成
では、書き込み用のドレイン電圧を電源電圧Vccから昇
圧して使用しているため、書き込み回路のビット線への
駆動能力の限界からビット線に大きな電流を流すとビッ
ト線電位が低下するようになっている。過剰消去となっ
たセルトランジスタの特性によっては、図10中の実線
で示されるように、セルトランジスタの書き込み特性曲
線は、書き込み回路116 のロードカーブと書き込みの不
可能な領域Aでぶつかり、書き込みが不可となる事態に
陥いることも考えられる(D〜B点でないと書き込みは
不可)。また、消去および書き込みベリファイ用のワー
ド線電圧は、外部書き込み用電圧を降圧して使用するの
が一般であるが、本構成では、外部書き込み用電圧を使
用しない構成なので、ベリファイ動作を行なうことが困
難であるとともに、ワード線冗長の場合に過剰消去とな
ったセルトランジスタを単にスペア用セル(スペア用ワ
ード線)で置き換えてもデバイスの正常動作は望めな
い。この場合、その過剰消去になったセルに再び書き込
みを行うことにより過剰消去が解消され正常な冗長動作
を実現可とできるが、過剰消去のセルは図10中のA点
付近でより電流が大きくなるため、上記理由により書き
込みが更に困難となりうる。
【0022】本発明の第1の形態は、ワード線冗長を有
効に導入すると共に、安定した書き込みおよび各ベリフ
ァイを可能として、高歩留りで高性能なデバイスの実現
を目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、複数の
メモリセルを有し、複数のブロックに分割されたリアル
セルと、該リアルセルにおける欠陥個所を置き換える冗
長セルと、前記リアルセルの各ブロックにおける欠陥ア
ドレスを示す複数の欠陥アドレス指定手段と、該複数の
欠陥アドレス指定手段に対して共通に設けられ、前記複
数の欠陥アドレスと前記リアルセルの各ブロックにおけ
るアドレスとを比較するアドレス比較手段とを具備する
ことを特徴とする半導体記憶装置が提供される。
【0024】また、本発明によれば、複数のメモリセル
を有するリアルセルアレイと、リアルセルにおける欠陥
個所を置き換える冗長セルと、外部からのアドレス入力
において欠陥のあるアドレスにデータを書き込む冗長情
報記憶用セルアレイと、該冗長情報記憶用セルアレイを
前記アドレス入力により選択するセル選択回路と、該セ
ル選択回路の出力に対応した前記冗長情報記憶用セルア
レイの出力を読み出して、冗長信号を出力する読み出し
回路とを具備する半導体記憶装置が提供される。
【0025】図1は本発明に係る半導体記憶装置の第1
の形態の一実施例を示す回路図である。
【0026】本発明の第1の形態によれば、複数の2n
本のワード線WLと、複数のビット線BLと、該各ワー
ド線および該各ビット線の交差個所にそれぞれ設けられ
電気的に外部から閾値電圧を制御できるMISトランジ
スタで構成された複数の不揮発性のメモリセルMCと、
選択されたワード線およびビット線の交点に位置するメ
モリセルにデータを書き込む書き込み回路106 と、前記
メモリセルに保持されたデータを検出して出力するセン
スアンプ107 とを具備する半導体記憶装置であって、前
記2n 本のワード線のうち2m 本(n>m)のワード線
で構成されるワード線ブロック中のワード線を同時に選
択する手段101,102,120 と、前記2m 本のワード線で構
成されるワード線ブロック中の2k 本(m>k)で構成
されるワード線ブロックを非選択する手段101,102,120
とを具備し、前記2m 本のワード線ブロック中の2k
のワード線ブロック中のワード線に欠陥がある場合、当
該2m 本のワード線ブロック中の2k 本のワード線ブロ
ック中のワード線を非選択すると共に、前記2n 本で構
成されるワード線ブロック外に存在する2k 本のワード
線で構成されるワード線ブロック中のワード線を選択す
る101,102,120; 120,130ようにしたことを特徴とする半
導体記憶装置が提供される。
【0027】本発明の半導体記憶装置の第1の形態によ
れば、2m 本のワード線ブロック中の2k 本のワード線
ブロック中のワード線に欠陥がある場合、2m 本のワー
ド線ブロック中の2k 本のワード線ブロック中のワード
線を非選択すると共に、2n本で構成されるワード線ブ
ロック外に存在する2k 本のワード線で構成されるワー
ド線ブロック中のワード線を選択するようになってい
る。ここで、書き込み処理に付いては、ゲート電圧を制
御して、後述する図10中の点線のような書き込み回路
のロードカーブの電流値を越えないようにセルの書き込
みカーブを実現させ書き込みを行なえばよい。また、ベ
リファイに関しては、ワード線電圧をVccの昇圧および
降圧により発生させるか、或いは、センスアンプのデー
タ判定電流値を制御する。さらに、過剰消去のセルを冗
長救済するには、過剰消去になったセルに対して再びデ
ータを書き込んだ後に冗長を行なう。
【0028】以上により、本発明の半導体記憶装置の第
1の形態によれば、効率の良いワード線冗長が可能とな
り、また、外部書き込み電源をなくした場合(例えば、
5ボルト単一電源)にした場合でも効果的に書き込みが
できる。さらに、本発明の半導体記憶装置の第1の形態
によれば、過剰消去のセルにも書き込むことが可能とな
り、過剰消去セルの冗長も可能になると共に、ベリファ
イも良好に行なうことができる。
【0029】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る半導体記憶装置の各実施例を説明する。
【0030】まず、図1および図11〜図19を参照し
て本発明に係る半導体記憶装置の第1の形態を説明す
る。
【0031】図1は本発明に係る半導体記憶装置(フラ
ッシュメモリ)の第1の形態の一実施例を示すブロック
回路図である。図1から明らかなように、本実施例の半
導体記憶装置は、図2に示す関連技術の半導体記憶装置
に対して、入力アドレスと不良アドレスを比較する一致
回路120,および,冗長ロウデコーダ130 が追加された構
成となっている。ここで、本実施例の半導体記憶装置に
おけるロウアドレスバッファ101,ロウデコーダ102,コラ
ムアドレスバッファ103,コラムデコーダ104,データI/O
バッファ105,書き込み回路106,センスアンプ107,負電圧
発生回路108,および, ソース電源回路109 は、図2の関
連技術の半導体記憶装置におけるロウアドレスバッファ
111,ロウデコーダ112,コラムアドレスバッファ113,コラ
ムデコーダ114,データI/O バッファ115,書き込み回路11
6,センスアンプ117,負電圧発生回路118,および, ソース
電源回路119 に対応するものである。
【0032】本実施例における動作を説明すると、ま
ず、読み出し時および書き込み時においては、一致回路
120 に格納された不良アドレスと入力されるアドレスが
一致した場合、該一致回路120 からの出力信号はロウア
ドレスバッファ101 および冗長ロウデコーダ130 に入力
され、ロウデコーダ102 を非選択状態にすると共に、冗
長ロウデコーダ130 を選択状態にする。これにより、欠
陥セルをアクセスする代わりに冗長セルをアクセスする
ことができる。消去時においては、消去制御信号Eが高
レベル“H”となり、コラムアドレスバッファ103,ロウ
アドレスバッファ101,ロウデコーダ102,一致回路120,お
よび,冗長ロウデコーダ130 に入力される。
【0033】まず、セルアレイ中に欠陥セルトランジス
タ(欠陥セル)が存在しないとき(冗長していないと
き)は、上述したのと全く同様の動作をする。すなわ
ち、一致回路120 からの冗長制御信号REDは、いずれ
の回路をも冗長動作させないような論理となっている。
【0034】次に、或るリード線上に欠陥セルが存在
し、一致回路120 にその欠陥セルのアドレスが格納され
ている場合を考える。本実施例では、全体のワード線数
を2n本とし、消去ブロックの大きさは2m 本のワード
線で構成され、また、2k 本のスペアワード線を備えた
構成を例にしている。書き込み時および読み出し時を考
えると、一致回路120 中の不良アドレス格納用メモリ素
子のビットの必要数はn−k個となり、また、消去ブロ
ック中のワード線の数は2m 本なので消去ブロックを選
択するためにはn−m個のアドレスのビット数が必要と
なる。消去時においては、或る2m 本で構成されるワー
ド線ブロックを選択するためn−m個のワード線ブロッ
ク選択アドレスが入力されることになる。この入力アド
レスは、一致回路120 に格納されたn−k個のアドレス
ビットのうちn−m個の上位からのアドレスと比較さ
れ、もし、この入力アドレスと格納されているn−m個
のアドレスが一致したとすると、欠陥を含む2k 本のワ
ード線ブロックがその消去ブロック中に存在することを
示す。
【0035】上記した2m 本で構成されるワード線ブロ
ック中で、欠陥を含んだ2k 本で構成されるワード線ブ
ロックを示すアドレス情報は、一致回路120 に格納され
たアドレス情報のうちm−k個で示される残りのビット
で示されることになる。すなわち、本実施例の半導体記
憶装置は、m−k個のアドレスで指定される2m 本のワ
ード線ブロック中の2k 本で構成されるワード線ブロッ
クを、ロウデコーダ102 により非選択とすると共に、n
−m個のアドレスが一致した場合に、消去時には、冗長
ロウデコーダ130 を選択して2m 本で構成される消去ブ
ロックの内の2 k 本単位で構成したワード線ブロックの
消去冗長を行うことができるようになっている。
【0036】図12は図1の半導体記憶装置におけるロ
ウアドレスバッファ101 の一例を示す回路図、図13は
ロウデコーダ102 の一例の要部を示す回路図、そして、
図14は一致回路120 の一例を示す回路図である。
【0037】図12に示されるように、全体でn個のロ
ウアドレスバッファ101 の内、下位のm個には消去制御
信号Eが入力され、これにより、2m 本のワード線が消
去時に全選択されることになる。ここで、上記m個のア
ドレスバッファの内のいずれか一つには冗長制御信号R
EDが入力され、これにより、書き込み時および読み出
し時において、冗長制御信号REDが高レベル“H”の
とき(不良アドレスと入力アドレスが一致したとき)ワ
ード線WLを非選択とするようになっている。
【0038】ここで、冗長制御信号REDは、図14に
示す一致回路120 の出力信号であり、この一致回路120
は、2k 本のワード線ブロックを2n 本のワード線中か
ら選択するために必要なアドレス記憶用ヒューズと、冗
長使用の信号を記憶するヒューズ(RUSE)を備えて
いる。そして、消去時以外は、消去制御信号Eが低レベ
ル“L”なので、全てのヒューズの情報と入力アドレス
が一致しないと冗長制御信号REDは高レベル“H”と
はならないが、消去のときは、アドレス ARBm+1〜 A
RBn (すなわち上位n−m個のアドレス)が一致するだ
けで冗長制御信号REDが高レベル“H”となる。ま
た、アドレス ARBk+1 〜 ARBm (m−k個のアドレス)
のヒューズのデータは直接外部にとり出され、図12に
示すナンドゲートに入力される。これにより2m 本中の
ワード線のうち2k 本のワード線で構成されるブロック
を非選択とすることができる。また、同時に、冗長制御
信号REDは冗長用ロウデコーダに入力され、スペアワ
ード線を選択するため2m 本のワード線で構成される消
去ブロック中の2k 本で構成される任意のワード線ブロ
ックを冗長することが可能となる。
【0039】ところで、フラッシュメモリにおいては、
過剰消去による不良で歩留りを下げることがよくある。
上述した半導体記憶装置の構成では、ビット線がスペア
セルとリアルセルで共通となっているため、スペアセル
で過剰消去セルを置き換えただけでは、冗長救済するこ
とはできない。具体的に、例えば、図11においてメモ
リセル(セルトランジスタ)MC11が過剰消去セルとす
ると、該過剰消去セルMC11を冗長セルMCR11で置き
換えた場合、ワード線WL1 を低レベル“L”にしても
過剰消去セルMC11が電流を流すため、このビット線B
1 上に存在するセルのデータ(データ“0”)を正常
に読み出すことはできないからである。しかしながら、
この問題は、過剰消去セルを冗長する前に、そのセルに
データ“0”を書き込み、すなわち、フローティングゲ
ートへ電子を注入し、その後に冗長を行なえば容易に解
決することができる。
【0040】過剰消去されたセルにおいては、フローテ
ィングゲートが正に帯電しているために、図10に示す
セルの書き込み特性曲線において、A点の電流がさらに
増すことになり、書き込みがおこなえないことになる。
これを解決するには、書き込み時にゲートレベルを制御
してA点付近のセルトランジスタの電流が書き込み回路
106 のロードカーブを越えない状態を作るように制御す
る必要がある。これを実現するには、書き込み時にワー
ド線WLを連続パルス状に動作させることで容易に行な
うことができる。すなわち、ワード線WLを連続パルス
的に動作させた場合、図10の書き込み特性曲線におい
ては、ワード線WLが低レベル“L”から高レベル
“H”へ、或いは、高レベル“H”から低レベル“L”
への遷移中に、必ず曲線C(図10中の破線の特性曲
線)を実現することができ、フローティングゲートの状
態がいかなる場合においても書き込みが可能となる。
【0041】図15は図1の半導体記憶装置におけるロ
ウデコーダ102 の一例の要部を示す回路図であり、図5
を参照して説明した関連技術の半導体記憶装置のロウデ
コーダ112 における入力部Bに対応する回路構成を示す
図である。ここで、図15のノアゲートの入力に供給さ
れる信号φWは、図16に示すパルス状の波形とされて
いる。これにより、図5中のノードN2 の電位を零ボル
トと書き込み電位との間で連続的に振幅させることがで
き、ワード線WLに連続パルスを与えることが可能とな
る。ここで、書き込み処理および消去処理は、ベリファ
イを行いながら実行するのが一般的であり、また、これ
らのベリファイは、ベリファイ電圧をワード線に印加し
てデータを読み出すことによって実行するのが一般的で
ある。また、ベリファイ電圧は、デバイスの周囲環境が
変化(電源電圧等が変化)しても一定であることが望ま
しいが、そのためには、デバイスの基準電位(Vss)を
基準にして昇圧により作成するのが有効である。尚、パ
ルスを与える以外にも、ワード線に対して中間電圧を生
成する回路を用いてもよい。
【0042】図17は図1の半導体記憶装置におけるベ
リファイ電圧発生回路150 の一例を示す回路図であり、
図5に示すロウデコーダ回路112(102)中のノードN1
印加するベリファイ電圧を発生するための回路である。
【0043】図17に示されるように、ベリファイ電圧
発生回路150 は、クランプ回路151,発振回路152,およ
び, 昇圧回路153 より構成されている。クランプ回路15
1 において、トランジスタT13, T14はクランプ電圧を
決定する回路でありPチャネル型およびNチャネル型の
MOSトランジスタが直列にダイオード接続されてい
る。ここで、CMOSプロセスにおいて、各チャネル領
域の作成は同一工程で行なわれるため、各トランジスタ
におけるしきい値のずれは相補的に打ち消され、その結
果、安定したクランプ電圧が得られることになる。
【0044】トランジスタT15は、しきい値が〜零ボル
トのNチャネル型MOSトランジスタであり、発振回路
152 に対してクランプ電圧を供給するようになってい
る。また、昇圧回路153 は、低電源電圧(接地電圧)V
ssを基準に動作し、これにより、ベリファイ電圧(ノー
ドN1 の電位)は、電源電圧に左右されずに安定した値
とすることができる。さらに、消去ベリファイおよび書
き込みベリファイは、その電圧値が異なるが、これは、
クランプ回路151 のトランジスタの段数(T13,T14;
……)を変えれば容易に所定の電位のクランプ電圧を発
生することができる。ここで、参照符号VR は、ベリフ
ァイ時に高レベル“H”となる信号である。尚、各ベリ
ファイは、センスアンプの判定電流を変化させることで
も実現することができる。
【0045】図18は図1の半導体記憶装置におけるセ
ンスアンプ107 の一例を示す回路図である。同図に示さ
れるように、センスアンプ107 は、ロード用トランジス
タとしてPチャネル型トランジスタTL1, TL2を備えて
いる。ここで、各トランジスタの電流供給能力は、TL1
>TL2の関係にある。また、フラッシュメモリの読み出
しモードには、消去ベリファイ, 通常読み出し, およ
び,書き込みベリファイの3つのモードがある。そし
て、これら3つのモードにおけるロードトランジスタ
(トータル)の大きさは、消去ベリファイ>通常リード
>書き込みベリファイの関係が必要となる。尚、図18
の回路における上記の関係は、消去ベリファイ時:VR1
=VR2=“L”、通常リード時:VR1=“L",VR2
“H”、書き込みベリファイ時:VR1=“H",VR2
“L”として実現できる。
【0046】図19は図18のセンスアンプに供給する
制御信号VR1, VR2を作成する論理回路の一例を示す回
路図である。同図において、参照符号Wvは書き込みベ
リファイ信号、Evは消去ベリファイ信号を示してい
る。本構成を採用した場合には、ベリファイ電圧の発生
に必要なロウデコーダの電源回路を簡略化することがで
きるという利点がある。このように、本構成によれば、
ロードコントロール用の論理回路を追加することによ
り、フラッシュメモリにおける消去ベリファイに適用す
ることが可能となる。
【0047】次に、図20〜図28を参照して本発明に
係る半導体記憶装置の第2の形態を説明する。
【0048】図20は本発明に係る半導体記憶装置の第
2の形態に対応する従来の半導体記憶装置における冗長
回路210 の一例を示すブロック回路図である。同図にお
いて、参照符号211 はヒューズを示し、不良アドレスを
記憶させるための素子(欠陥アドレス指定手段)であ
り、切断しているかどうかでアドレスの高レベル“H”
または低レベル“L”を記憶させるようになっている。
また、参照符号214 はアドレス比較回路を示し、ヒュー
ズ211 の情報と外部入力アドレスが一致しているかどう
かを比較判別するものであり、一致すると、例えば、ア
ドレス一致信号を高レベル“H”とするようになってい
る。
【0049】図21は図20に示す従来の冗長回路の構
成例を示す図である。同図に示す冗長回路2100の構成例
においては、図20に示す冗長回路210 を複数個設け、
それらの出力をナンドゲートおよびインバータを介して
出力することにより冗長信号を作成するようになってい
る。そして、各入力アドレスが全ての冗長回路210 にお
けるヒューズ(211) の情報と一致する場合にだけ、冗長
信号を高レベル“H”とし冗長セルのデータを読み出す
ようになっている。
【0050】図22は図21に示す従来の冗長回路2100
を使用した半導体記憶装置の一例を示すブロック図であ
る。同図に示す半導体記憶装置全体の構成図において、
冗長回路2100から冗長信号が出ると、リアルセル選択回
路217 によりリアルセル218の読み出しが禁止され、代
わりに冗長セル選択回路215 により冗長セル216 の読み
出しが行われる。これにより、欠陥のあるリアルセル部
分を冗長用セルで置き換えるようになっている。ここ
で、図22において、参照符号219 は、冗長セル216 ま
たはリアルセル218 の選択されたセルトランジスタ(メ
モリセル)のデータを読み出すデータ読み出し回路を示
している。
【0051】上述した従来の方法では、ヒューズ1つに
対してアドレス比較回路が1つ必要になるため、多数の
欠陥部分を置き換えるには、その置き換え数だけのヒュ
ーズおよびアドレス比較回路が必要となる。その結果、
従来の冗長回路では、チップ面積の増大を引き起こすと
共に、コストアップにもなっている。
【0052】このように、半導体記憶装置における従来
の冗長方式では、回路数の増加から、置き換え数が増加
した場合にチップ面積が増加し、また、コストアップに
も繋がるという解決すべき課題がある。
【0053】図23は本発明に係る半導体記憶装置の第
2の形態における冗長回路の一実施例を示すブロック回
路図である。同図から明らかなように、本実施例の冗長
回路200 においては、図20の冗長回路210 におけるヒ
ューズ211 として、トランジスタTA およびヒューズ20
1Aと、トランジスタTB およびヒューズ201Bとを設け、
外部入力アドレスAn (/An:アドレスAn の反転信号)
の論理によりヒューズ201A,201B が選択されるようにな
っている。ここで、アドレスAn (/An)は、複数のブロ
ックに分割されたリアルセルを選択するブロック選択ア
ドレスを示す上位アドレスを示している。このように、
本実施例の冗長回路200 によれば、1つのアドレス比較
回路214 を2つのヒューズ201A,201B で共用することに
よって、全体としてのアドレス比較回路214 の数を削減
し、チップ面積の増大およびコストアップを抑えるよう
になっている。
【0054】図24は図23に示す本発明の冗長回路が
適用される半導体記憶装置におけるリアルセル208 およ
び冗長セル206 の構成を示す図である。同図に示される
ように、リアルセル208 は、例えば、ブロック選択アド
レスAn が低レベル“L”で選択される第1のリアルセ
ルブロック208A, および, ブロック選択アドレスAnが
高レベル“H”(/An が低レベル“L")で選択される第
2のリアルセルブロック208Bにより構成されている。ま
た、冗長セル206 も、例えば、第1のリアルセルブロッ
ク208Aを冗長するための第1の冗長セルブロック206A,
および, 第2のリアルセルブロック208Bを冗長するため
の第2の冗長セルブロック206Bにより構成されている。
これにより、分割されたリアルセルのブロック206A,206
B に共通なアドレス(例えば、An-1,An-2,…) が欠陥
セルを含んでいる場合には、ブロックアドレスAn の論
理により指定されたブロックにおいて、欠陥を含むリア
ルセルの所定範囲を冗長セルに置き換えるようになって
いる。
【0055】図25は図23に示す本発明の冗長回路を
使用した半導体記憶装置の一例を示すブロック図であ
る。同図に示す半導体記憶装置全体の構成図において、
冗長回路200 から冗長信号が出ると、リアルセル選択回
路207 によりリアルセル208 の読み出しが禁止され、代
わりに冗長セル選択回路205 により冗長セル206 の読み
出しが行われる。ここで、図22および図24の半導体
記憶装置のブロック図の比較から明らかなように、本実
施例の半導体記憶装置においては、アドレス入力(ブロ
ック選択アドレスAn)が冗長セル選択回路205 にも供給
され、冗長回路200 におけるアドレスAn の論理により
選択されるヒューズ201A,201B に対応した冗長セル206
A,206B を選択するようになっている。すなわち、冗長
セル選択回路205 には、ブロックアドレスAn が入力さ
れ、該ブロックアドレスAn により選択されるリアルセ
ルブロック208A,208B に対応した冗長セル206A,206B を
選択して冗長処理を行うようになっている。尚、図24
において、参照符号209 は、冗長セル206 またはリアル
セル208 の選択されたセル(メモリセル)のデータを読
み出すデータ読み出し回路を示している。
【0056】以上により、複数の冗長セル206A,20Bに対
してアドレス比較回路204 を共通に使用して、図22に
示す従来の半導体記憶装置と同様に、欠陥のあるリアル
セル部分を冗長用セルで置き換えることができる。ここ
で、以上の説明では、1ビットのブロック選択アドレス
An が2分割されたリアルセルの一方を選択するように
構成されているが、例えば、2ビットのブロック選択ア
ドレスAn,An-1 により4分割されたリアルセルの一つ
を選択すると共に、4分割された冗長セルの一つを選択
するように構成してもよい。
【0057】図26は本発明に係る半導体記憶装置の第
2の形態における冗長回路の他の実施例200'を示すブロ
ック回路図である。同図において、参照符号220 はセル
選択回路,221,223は冗長情報記憶用セルアレイ,222,224
は読み出し回路を示している。
【0058】図26に示されるように、本実施例の冗長
回路200'は、2組みの冗長情報記憶用セルアレイ221,22
3 および読み出し回路222,224 を備えている。
【0059】冗長情報記憶用セルアレイ221,223 は、例
えば、EPROM等の複数の不揮発性メモリセルトラン
ジスタで構成され、外部からの入力アドレスにおいて欠
陥のあるアドレスにデータを書き込むために使用されて
いる。セル選択回路220 は、冗長情報記憶用セルアレイ
221,223 をアドレス入力により選択するようになってい
る。読み出し回路222,224 の出力は、アンドゲート225
A,225B,225C,225D およびインバータ226A,226B を介し
て、4つの冗長信号として出力されるようになってい
る。ここで、本実施例では、2つの冗長情報記憶用セル
アレイ221,223 から2ビット並列にデータを読み出すよ
うになっており、4個所の欠陥部分に対して冗長セルへ
の置き換えを行えるようになっているが、3ビット以上
のデータを並列に読み出すように構成することができる
のはいうまでもない。
【0060】図27は本発明に係る半導体記憶装置の第
2の形態における冗長回路のさらに他の実施例200"を示
すブロック回路図であり、図28は図27に示す本発明
の冗長回路を使用した半導体記憶装置の一例を示すブロ
ック図である。
【0061】図26に示す冗長回路200'では、複数ビッ
ト(2ビット)を並列に読み出す方式を示したが、単一
ビットのみを読み出し、リアルセル208 における複数の
欠陥部分を冗長セル206 で置き換えることもできる。
【0062】図27に示す冗長回路200"では、アドレス
入力により単一ビットを読み出し、その論理により冗長
信号を出力するようになっている。そして、図28は、
図27に示す冗長回路200"を使用した半導体記憶装置の
構成を示す。ここで、冗長セル選択回路205'およびリア
ルセル選択回路207'には、冗長回路200"から冗長信号が
供給されると共に、アドレス入力の一部(リアルセルの
ブロック選択アドレスAn)が供給されている。これによ
り、複数の冗長セルの内、どの冗長セルを使用してリア
ルセルの冗長を行うかが決定される。
【0063】次に、図29〜図32を参照して本発明に
係る半導体記憶装置の第3の形態を説明する。
【0064】ところで、近年、電気的に情報の書き込み
/消去が可能な不揮発性半導体記憶装置、特に、フラッ
シュメモリと呼ばれるものにおいて、書き込み若しくは
消去を内部アルゴリズムによって自動的に行なうモード
を有するものが提案されている。
【0065】このような、フラッシュメモリにおいて、
書き込み(或いは、消去)は、まず、書き込みパルスを
印加してから読み出し処理(ベリファイ)を行ない、こ
の読み出し処理で十分な書き込み深さに達していなけれ
ば、再度書き込みパルスを印加するということを繰り返
し行なう方法が適用されている。そして、上記書き込み
パルスの最大印加回数(ベリファイの回数)を仕様上規
定しており、この制御は全て外部から制御されるように
なっている。
【0066】また、最近のフラッシュメモリでは、この
アルゴリズムを内部にもたせて自動的に書き込み若しく
は消去を行なわせるものが提案されている。この自動的
に書き込みや消去を行う方法ではユーザに対して、その
最大書き込み(消去)時間を提示するようになってい
る。
【0067】しかし、例えば、半導体記憶装置(フラッ
シュメモリ)出荷試験において、最大時間だけでは、書
き換え回数の増大による書き換え回数の劣化に対する保
証ができず、出荷試験を通過した半導体記憶装置がユー
ザ側で不良になってしまう可能性がある。
【0068】そこで、本発明に係る半導体記憶装置の第
3の形態は、ユーザ側での最大回数とは別に、製造側で
の試験(例えば、出荷試験)時には、劣化による書き換
え時間の増大を見込んだ最大回数で試験することによっ
て、ユーザ側での最大回数を保証することを目的とす
る。
【0069】図29は本発明に係る半導体記憶装置の第
3の形態における基礎となる内部書き込みアルゴリズム
の一例を示すフローチャートである。
【0070】まず、書き込み処理が開始されると、ステ
ップS301 において、書き込みパルスが印加され、さら
に、ステップS302 に進んで、ベリファイを行う。すな
わち、ステップS302 において、読み出しが行われて、
十分な書き込み深さに達しているかどうかが判別され
る。このステップS302 において、十分な書き込み深さ
に達していると判別されると、書き込み処理は終了し、
また、十分な書き込み深さに達していないと判別される
と、ステップS303 に進んで、パルス回数がNに達した
かどうかが判別される。すなわち、ステップS303 にお
いて、ベリファイの回数が予め定められたNに達したか
どうかが判別され、Nに達していなければ、ステップ30
1 およびステップS302 の処理を繰り返し、また、Nに
達していれば、書き込み失敗となる。すなわち、書き込
みパルスをN回印加してもセルトランジスタに対する十
分な書き込み処理が行えないことになる。
【0071】本発明の第3の形態においては、例えば、
書き込みパルスの最大パルス印加回数を通常のNよりも
少ない数のnにより出荷試験を行い、通常よりも厳しい
条件により出荷試験を行うようになっている。このよう
に、本発明の第3の形態によれば、劣化による書き換え
時間の増大を見込んだ最大回数n(n<N)により出荷
試験を行うことによって、ユーザ側での最大回数Nを保
証することができる。
【0072】図30は本発明の半導体記憶装置の第3の
形態の一実施例を示すブロック図である。同図におい
て、参照符号311 は書き込み制御回路,312は書き込みパ
ルス発生回路,313はセルアレイ,314はパルスカウンタ,3
15はスイッチ部,316は停止信号発生回路, そして,317は
高電圧検出回路を示している。
【0073】書き込み制御回路311 は、外部制御信号お
よび書き込み停止信号を受け取り、書き込みパルス発生
回路312 を制御してセルアレイ313 の各セルトランジス
タへの書き込み処理を行うようになっている。書き込み
パルス発生回路312 の出力(書き込みパルス)は、セル
アレイ313 に供給されると共に、パルスカウンタ314に
供給され、印加された書き込みパルスの回数(ベリファ
イの回数)をカウントするようになっている。尚、パル
スカウンタ314 は、容易にカウント数を加えられるよう
に、ナンド回路の入力に対して直接入力する配線と、イ
ンバータの出力の配線を予め作り込んでおき、製造工程
においてナンド回路とそれらの配線を選択的に接続して
もよい。
【0074】スイッチ部315 は、通常の最大パルス印加
回数Nと、例えば、出荷試験時の最大パルス印加回数n
(n>N)とを切り替えるようになっており、また、停
止信号発生回路316 は、上記選択された最大パルス印加
回数Nまたはnに応じて書き込み停止信号WSを書き込
み制御回路311 に供給する。ここで、スイッチ部315の
切り替え動作は、高電圧検出回路317 から外部高電圧が
印加されているかどうかを検出して出力されるスイッチ
制御信号SCに応じて行われる。
【0075】図31は図30の半導体記憶装置における
要部の回路例を示す図であり、図32は図31の回路の
動作を説明するためのタイミング図である。ここで、図
31および図32において、参照符号QC0iはパルスカウ
ントの各段数出力を表わしている。
【0076】図31および図32に示されるように、通
常の最大パルス印加回数Nに対応するストップ信号WS
(N) は、パルスカウント出力QCO2,QCO3,QCO4から作成さ
れ、また、例えば、出荷試験時の最大パルス印加回数n
に対応するストップ信号WS(n) は、パルスカウント出
力QCO0,QCO1,QCO2から作成されるようになっている。こ
こで、高電圧検出回路(EWCMGN)317 の出力(スイッチ制
御信号) SCが低レベル“L”のとき、すなわち、高電
圧が印加されていないとき、通常の最大パルス印加回数
Nに対応するストップ信号WS(N) がパルス信号QCO0の
21回目のタイミングで出力される。逆に、高電圧検出
回路317 の出力SCが高レベル“H”のとき、すなわ
ち、所定の端子に対して高電圧が印加されているとき、
例えば、出荷試験時の最大パルス印加回数nに対応する
ストップ信号WS(n) がパルス信号QCO0の4回目のタイ
ミングで出力される。
【0077】以上の説明では、例えば、ストップ信号W
Sが出力されるまでの書き込みパルスの印加回数を通常
時(ユーザ使用時)と、出荷試験時とで変化させるよう
に構成したが、書き込みパルスの印加回数の代わりに、
書き込みパルスのパルス幅を変化させるように構成して
もよい。すなわち、例えば、出荷試験時には、書き込み
パルスのパルス幅を通常よりも厳しい条件となるように
短くするように構成してもよい。尚、この場合にも、例
えば、出荷試験時における書き込みパルスのパルス幅の
短縮は、所定の端子に対する高電圧の印加を検出して行
うようにしてもよい。さらに、以上の説明は、書き込み
処理について説明したが、消去処理についても同様であ
る。
【0078】このように、本発明の半導体記憶装置の第
3の形態によれば、内部アルゴリズムにおけるメモリセ
ルに対する情報の書き込み若しくは消去の許容値を可変
にすることによって、例えば、出荷試験を通過した半導
体記憶装置がユーザ側で不良になることを防止すること
ができる。
【0079】次に、図33〜図36を参照して本発明に
係る半導体記憶装置の第4の形態を説明する。
【0080】図33は本発明に係る半導体記憶装置の第
4の形態におけるメモリセル(MC 0)を示し、電気的一
括消去型不揮発性半導体記憶装置(フラッシュメモリ)
におけるセルトランジスタ(メモリセルMC0)の動作を
説明するための図である。同図に示されるように、セル
トランジスタは、ソース−ドレイン間にどの領域とも絶
縁されたフローティングゲートFGが設けられ、該フロ
ーティングゲートFGの上にコントロールゲートCGを
形成して構成されている。
【0081】まず、読み出し時には、ゲート電圧Vg を
電源電圧Vccとし、ドレイン電圧Vd をほぼ1ボルト程
度とし、そして、ソース電圧Vs をグランドレベルVss
として、ドレイン電流が流れるか否かでセルトランジス
タに書き込まれているデータが“1”か“0”かを判別
する。
【0082】また、書き込み時には、ドレイン領域DD
に印加するドレイン電圧Vd を高電圧(通常、Vcc<高
電圧<Vpp)とし、コントロールゲートCGに印加する
ゲート電圧Vg を書き込み用電圧Vpp(〜+10ボルト程
度) とし、ソース領域SSに印加するソース電圧Vs を
グランドレベルVssとして、ドレイン端子(DD)からフロ
ーティングゲート(FG)に電子を注入してデータ“0”を
書き込む。ここで、近年の書き込み用電圧の低電圧化に
伴って、書き込み用電圧を効率よくドレイン端子に印加
する必要性が強くなっている。
【0083】図34は本発明の半導体記憶装置の第4の
形態に対応する関連技術としての半導体記憶装置(フラ
ッシュメモリ)の一例を示すブロック回路図である。同
図において、参照符号411 はロウアドレスバッファ,412
はロウデコーダ,413はコラムアドレスバッファ,414はコ
ラムデコーダ,415はバッファ回路,416は書き込み電圧供
給用トランジスタ, 417 はセンスアンプ, そして,418は
バス線を示している。また、参照符号BLはビット線,
WLはワード線を示し、また、/WDは書き込みデータ
(反転レベル)、Wは書き込み制御信号を示している。
【0084】図34に示す半導体記憶装置において、読
み出し時には、ロウアドレスおよびコラムアドレスによ
りワード線WLおよびビット線BLがそれぞれ一本ずつ
選択され、センスアンプ417 によりその選択されたメモ
リセルMC0(セルトランジスタ)が電流を流すか否かに
より、該選択されたセルトランジスタに書き込まれてい
る内容がデータ“1”或いはデータ“0”かを判別して
出力する。
【0085】データ書き込み時には、書き込み制御信号
Wにより、各ワード線およびビット線の選択信号が書き
込み用電圧Vppとされる。このとき、書き込みデータ/
WDが入力されるとトランジスタ416 がオンして、バス
線418(セルトランジスタMC0のドレイン端子)に対して
書き込み用電圧Vpp(トランジスタ416 の閾値電圧分だ
け低い電圧)が印加される。ここで、図34に示すフラ
ッシュメモリ(半導体記憶装置)においては、例えば、
書き込み用電圧Vppとして十分に高い電圧を使用するこ
とが可能だったので、書き込み電圧供給用トランジスタ
416 は、Nチャネル型MOSトランジスタで構成するこ
とができた。すなわち、書き込み電圧供給用トランジス
タ416 としてNチャネル型MOSトランジスタを使用す
ると、書き込み用電圧Vppは、該Nチャネル型MOSト
ランジスタの閾値電圧分だけ低くなってセルトランジス
タMC0 のドレインに印加されることになる。
【0086】ところで、近年、フラッシュメモリを使用
する場合にも、例えば、5ボルト単一電源化の要求に応
じて、書き込み用電圧を低電圧化する必要が生じてい
る。このように、例えば、5ボルト単一電源によりフラ
ッシュメモリを駆動する場合には、書き込み電圧供給用
トランジスタ416 の閾値電圧により供給電圧が書き込み
用電圧Vppよりも低下して効率のよい書き込み用電圧の
ドレイン端子への供給が難しくなる。
【0087】本発明に係る半導体記憶装置の第4の形態
は、書き込み電圧供給用トランジスタでの閾値電圧によ
る書き込みドレイン電圧の低下を防止することによっ
て、書き込み用電圧の低電圧化においても良好なデータ
の書き込みを実現することを目的とする。
【0088】図35は本発明の半導体記憶装置の第4の
形態の一実施例を示すブロック回路図である。図34に
示す関連技術としての半導体記憶装置との比較から明ら
かなように、本実施例の半導体記憶装置においては、書
き込み電圧供給用トランジスタをPチャネル型MOSト
ランジスタ406 で構成し、バッファ回路405 に供給する
書き込みデータを正論理の信号WDとしている。ここ
で、図35に示す本実施例のロウアドレスバッファ401,
ロウデコーダ402,コラムアドレスバッファ403,コラムデ
コーダ404,および, バッファ回路405 は、図34に示す
関連技術のロウアドレスバッファ411,ロウデコーダ412,
コラムアドレスバッファ413,コラムデコーダ414,およ
び, バッファ回路415 に対応している。尚、参照符号B
Lはビット線, WLはワード線, そして, Wは書き込み
制御信号を示している。
【0089】図35に示す半導体記憶装置において、読
み出し時には、ロウアドレスおよびコラムアドレスによ
りワード線WLおよびビット線BLがそれぞれ一本ずつ
選択され、センスアンプ407 によりその選択されたメモ
リセルMC0(セルトランジスタ)が電流を流すか否かに
より、該選択されたセルトランジスタに書き込まれてい
る内容がデータ“1”或いはデータ“0”かを判別して
出力する。
【0090】データ書き込み時には、書き込み制御信号
Wにより、各ワード線およびビット線の選択信号が書き
込み用電圧Vppとされる。このとき、書き込みデータW
Dは、バッファ回路405 により書き込み用電圧Vppのレ
ベルの信号に変換される。そして、書き込み電圧供給用
トランジスタ406 のゲート信号が低レベル“L”になる
と、該トランジスタ406 がオンして書き込み用電圧Vpp
がバス線408 に供給される。ここで、図35に示す本実
施例のフラッシュメモリ(半導体記憶装置)において
は、書き込み電圧供給用トランジスタ406 がPチャネル
型MOSトランジスタで構成されているので、該トラン
ジスタ406 のソースに印加される書き込み用電圧Vpp
は、該トランジスタ406 の閾値電圧分だけ電圧降下され
ることなく、バス線408 の電位を書き込み用電圧Vpp付
近まで上昇させることができ、セルトランジスタMC0
ドレイン端子に対して効率よく書き込み用電圧Vppを印
加させることができる。従って、例えば、フラッシュメ
モリを5ボルト単一電源で使用する場合にも、低電圧化
された書き込み用電圧Vppを使用して有効にデータの書
き込み処理を行なうことが可能となる。
【0091】図36は本発明の半導体記憶装置の第4の
形態の他の実施例の要部を示す回路図であり、図34に
示す関連技術の半導体記憶装置における書き込み電圧供
給用トランジスタおよびバッファ回路に対応する部分を
示す回路図である。
【0092】図36に示されるように、本実施例におい
ては、書き込み電圧供給用トランジスタ426 を、図34
に示す関連技術の半導体記憶装置と同様に、Nチャネル
型MOSトランジスタで構成している。しかし、図34
に示す関連技術の半導体記憶装置におけるバッファ回路
417 を、Nチャネル型MOSトランジスタ4251,4252,42
53, インバータ4255,4256,4257, および, 容量4253によ
るブートストラップ回路で構成するようになっている。
ここで、図36に示すブートストラップ回路は、書き込
みデータWDが高レベル“H”から低レベル“L”へ変
化すると、トランジスタ4251のゲートは高レベル“H”
となり、その後、トランジスタ4252のゲートは低レベル
“L”となることによりノードN40の電位が上昇する。
このとき、容量4253によりトランジスタ4251のゲートは
さらに昇圧され、最終的には、約Vpp+Vccのレベルま
で上昇することになる。この電位を書き込み電圧供給用
トランジスタ426 のゲートに印加すれば、バス線(418)
の電位はほぼ書き込み用電圧Vppまで上昇することにな
る。
【0093】これにより、Nチャネル型MOSトランジ
スタで構成した書き込み電圧供給用トランジスタ426 の
ゲートに対して、書き込み用電圧Vpp以上に昇圧された
データ信号を印加し、バス線に対して書き込み用電圧V
ppと同等の電圧を供給して低電圧化された書き込み用電
圧Vppを使用して有効にデータの書き込み処理を行なう
ことが可能となる。
【0094】上述したように、本発明の半導体記憶装置
の第4の形態によれば、書き込み電圧供給用トランジス
タでの閾値電圧による書き込みドレイン電圧の低下を防
止することによって、書き込み電圧の低電圧化において
も良好なデータの書き込みを実現することができる。
【0095】次に、図37〜図45を参照して本発明に
係る半導体記憶装置の第5の形態を説明する。
【0096】図37は本発明に係る半導体記憶装置の第
5の形態に対応する従来の半導体記憶装置(フラッシュ
メモリ)の一例を示すブロック回路図である。同図にお
いて、参照符号512 はロウデコーダ,514はコラムデコー
ダ,517はセンスアンプ, そして,519はソース電源回路を
示している。また、参照符号MCはNチャネル型MIS
トランジスタで構成されたメモリセルトランジスタ(メ
モリセル),WLはワード線,BLはビット線,そして,
SLはソース線を示している。ここで、ソース電源回路
519 は、ソース線SLを介してメモリセルアレイにおけ
る各メモリセルトランジスタのソースに接続され、電気
的に一括消去を行えるようになっている。また、メモリ
セルMCは図33に示すものと同様である。
【0097】図38は図37の半導体記憶装置における
ロウデコーダ512 の構成を示す回路図、図39はコラム
デコーダ514 の構成を示す回路図、そして、図40はコ
ラムデコーダ514 におけるビット線トランスファーゲー
ト5145の構成を示す回路図である。
【0098】図38に示されるように、ロウデコーダ51
2 は、電源回路5121, ロウアドレスが供給されるゲート
RG1 〜RGn,該ゲートRG1 〜RGn と電源回路5121
との間に設けられたトランジスタ5122, および, 電源回
路5121と低電位電源Vss(グランドレベルGND:0ボル
ト)との間に設けられワード線WLのレベルを制御する
インバータ(トランジスタ5123,5124)を備えている。こ
れにより、例えば、入力されるロウアドレスが全て高レ
ベル“H”となってゲートRG1 〜RGn がオンするア
ドレスに対応したワード線(選択ワード線)WLには、
トランジスタ5123を介して電源回路5121の出力(Vcc)
を印加し、他の非選択ワード線WLには、トランジスタ
5124を介して低電位電圧(Vss:0ボルト)を印加する
ようになっている。
【0099】図39に示されるように、コラムデコーダ
514 は、電源回路5141, コラムアドレスが供給されるゲ
ートCG1 〜CGm,該ゲートCG1 〜CGm と電源回路
5141との間に設けられたトランジスタ5142, ビット線ト
ランスファーゲート5145, および, 電源回路5121と低電
位電源Vssとの間に設けられビット線トランスファーゲ
ート5145を制御するインバータ(トランジスタ5143,514
4)を備えている。これにより、例えば、入力されるコラ
ムアドレスが全て高レベル“H”となってゲートCG1
〜CGm がオンするアドレスに対応したビット線(選択
ビット線)BLをセンスアンプ517 に接続するようにな
っている。
【0100】ここで、図40に示されるように、複数の
ビット線トランスファーゲート51451 〜5145m がバス線
(BUS) を介して1つのセンスアンプ517 に接続され、ビ
ット線トランスファーゲート51451 〜5145m における選
択された1つのビット線(選択ビット線)だけがセンス
アンプ517 に接続されるようになっている。そして、上
述した選択ワード線と選択ビット線との交点に一するメ
モリセルMCの内容がセンスアンプ517 を介して出力さ
れるようになっている。
【0101】ところで、フラッシュメモリは、電気的に
全ビットの一括消去が可能であり、一括消去を行う際に
は回路技術上の簡便さから一般的に全てのセルトランジ
スタ(メモリセルMC)に対して同時に同様の消去動作
を行う。そして、この消去動作は、全てのセルトランジ
スタが消去されるまで繰り返される。しかしながら、セ
ルアレイ中には統計的な理由により、比較的消去が容易
なセルトランジスタおよび比較的消去が困難なセルトラ
ンジスタが混在している。そのため、上述したような方
法で全ビットの一括消去を行うと、消去が容易なセルト
ランジスタと消去が困難なセルトランジスタの特性的な
差が非常に大きい場合、消去が容易なセルトランジスタ
に対する消去動作が必要以上になされてしまう。ここ
で、セルトランジスタの特性的な差は、ウエハープロセ
ス的なゆらぎや、長時間にわたる書き込み/消去の繰り
返しによるストレス等により、比較的容易に出現し得
る。
【0102】また、フラシュメモリのセルトランジスタ
に対する書き込みおよび消去動作は、通常、セルトラン
ジスタのフローティングゲートに対する電荷の注入およ
び放出により行われる。そのため、上述したような必要
以上に消去動作のなされたメモリセルMCは、見掛け
上、書き込まれた際とは逆の極性の電荷がフローティン
グゲートに注入される(フローティングゲートが正に帯
電する)ことになる。このような状態を過剰消去(オー
バーイレース)の状態と呼ぶ。
【0103】さて、不揮発性半導体記憶装置(フラッシ
ュメモリ)の場合、一般的に、セルアレイはNOR型と
呼ばれる構成を取っている。このNOR型の不揮発性半
導体記憶装置において、セルトランジスタ(Nチャネル
型MISトランジスタ)のドレインは、ビット線毎に共
通接続され、一様にバイアスを与えた状態で、選択する
セルトランジスタのゲートにだけバイアス(正の電圧)
を与え、且つ、非選択のセルトランジスタのゲートには
バイアスを与えない(0ボルト)ことより、所定のセル
トランジスタ(メモリセル)を選択するようになってい
る。尚、全てのセルトランジスタのソースはソース電源
回路519 を介して接地されている。ここで、セルトラン
ジスタは、エンハンスメント型のMISトランジスタ
(Nチャネル型MISトランジスタ)を用いるため、非
選択のセルトランジスタは電流を流さず、選択されたセ
ルトランジスタのみがフローティングゲート中の電荷の
量に応じて電流を流したり或いは流さなかったりする。
この選択されたセルトランジスタを流れる電流に応じて
データ“0”およびデータ“1”が割り当てられるよう
になっている。
【0104】フラッシュメモリにおいては、エンハンス
メント型のセルトランジスタに対して上述した過剰消去
が生じると、セルトランジスタは見掛け上デプリション
型に特性が変じてしまう。そして、NOR型のセルアレ
イを用いた場合、非選択のセルトランジスタはゲートに
バイアスを与えない状態では電流を流さないようにして
いるが、過剰消去が生じたセルトランジスタは見掛け上
デプリション型の特性を示すため、非選択のセルトラン
ジスタであっても電流を流してしまう。このため、例
え、選択されたセルトランジスタが電流を流さない状態
であっても、過剰消去の非選択のセルトランジスタが電
流を流すため、データ“0”とデータ“1”とが誤って
判定される場合が生じるという問題がある。
【0105】本発明に係る半導体記憶装置の第5の形態
は、過剰消去を起こしたセルトランジスタが存在しても
データを正確に読み出すことを目的とする。
【0106】図41は本発明に係る半導体記憶装置(フ
ラッシュメモリ)の第5の形態の一実施例を示すブロッ
ク回路図である。同図において、参照符号502 はロウデ
コーダ,504はコラムデコーダ,507はセンスアンプ, そし
て,509はソース電源回路を示している。ここで、本実施
例の半導体記憶装置は、基本的には、図37を参照して
説明した半導体記憶装置と同様であり、その説明は省略
するが、ロウデコーダ502 の構成が異なっている。
【0107】図42は図41の半導体記憶装置における
ロウデコーダ502 の構成を示す回路図である。同図に示
されるように、本実施例のロウデコーダ502 は、所定の
正電圧を発生する正電源回路5021, ロウアドレスが供給
されるゲートRG1 〜RGn,該ゲートRG1 〜RGn と
正電源回路5021との間に設けられたトランジスタ5022,
負電源回路5025, および, 正電源回路5021と負電源回路
5025との間に設けられワード線WLのレベルを制御する
インバータ(トランジスタ5023,5024)を備えている。こ
れにより、例えば、入力されるロウアドレスが全て高レ
ベル“H”となってゲートRG1 〜RGn がオンするア
ドレスに対応したワード線(選択ワード線)WLには、
トランジスタ5123を介して正電源回路5021の出力(Vc
c) を印加し、他の非選択ワード線WLには、トランジ
スタ5024を介して負電源回路5025の出力(負の電圧)を
印加するようになっている。尚、負電源回路5025の具体
的な回路としては、図5に示す関連技術としての半導体
記憶装置における負電圧発生回路118 を適用して構成す
ることができるのはもちろんである。
【0108】ここで、負電源回路5025の出力は、過剰消
去を起こしてデプリション型となっているセルトランジ
スタMCのゲートに印加された場合に、該過剰消去のセ
ルトランジスタMCを非選択状態にして電流を流さない
ようにする電圧となっている。すなわち、負電源回路50
25の出力は、デプリション型のNチャネル型MISトラ
ンジスタ(過剰消去のセルトランジスタ)におけるゲー
ト電圧が、閾値電圧以下となるような負の電圧となって
いる。これにより、例え、選択されたビット線に過剰消
去のセルトランジスタが存在していても、ワード線によ
り選択されたセルトランジスタに書き込まれた内容がセ
ンスアンプ507 を介して正確に出力されることになる。
【0109】図43は本発明に係る半導体記憶装置の第
5の形態の他の実施例を示すブロック回路図である。同
図において、参照符号5221は、図41におけるロウデコ
ーダ502 に対応する第1のロウデコーダ、5222は図41
におけるソース電源回路509の機能および非選択のワー
ド線WLに対応するソース線SLに対して選択ビット線
のレベル以上の電圧を印加するための第2のロウデコー
ダを示している。ここで、コラムデコーダ524,センスア
ンプ527 等の構成は、前述した図41に示すものと同様
である。
【0110】本実施例の半導体記憶装置において、第1
のロウデコーダ5221は、読み出し時の選択ワード線WL
に対して通常の電圧Vccを印加し、該選択ワード線WL
に接続されたメモリセル(セルトランジスタ)MCを選
択する。また、第2のロウデコーダ5222は、選択ワード
線に接続されたセルトランジスタのソース(SWL)に
対して低電位の電源電圧Vss:0ボルト)を印加すると
共に、読み出し時の非選択ワード線に接続された全ての
セルトランジスタのソースに対して、選択されたビット
線のレベル(ドレイン電圧)以上の電圧を印加するよう
になっている。これにより、非選択状態とされている場
合、一括消去により過剰消去状態になったセルトランジ
スタに対しても、ゲート電圧がソース電圧よりも低くな
るためカットオフ(非選択状態)させることができる。
ここで、読み出し時の非選択ワード線に接続されたメモ
リセルのソースに印加する電圧としては、選択されたビ
ット線のレベルと同じ電圧に設定してもよい。すなわ
ち、過剰消去により、例え、チャネルが生成されていて
も、ドレインとソースとの間に電位差がなければ電流は
流れないので、非選択の過剰消去のセルトランジスタが
読み出し動作に影響を与えることない。
【0111】図44は図43の半導体記憶装置における
第1のロウデコーダ5221および第2のロウデコーダ5222
の一例を示す回路図であり、図45は図44の第2のロ
ウデコーダの一部を示す回路図である。
【0112】図44に示されるように、第1のロウデコ
ーダ5221は、電源回路(Vcc)52211, ロウアドレスが供
給されたナンドゲート52212,および,インバータ52213
で構成され、また、第2のロウデコーダ5222は、電源回
路(Vcc)52221, ロウアドレスが供給されたナンドゲー
ト52222,インバータ52223,52224,および, 電源回路5225
で構成されている。ここで、電源回路52225 は、読み出
し時の非選択ワード線に接続されたセルトランジスタの
ソースに対して印加する選択されたビット線のレベル
(ドレイン電圧)以上の電圧を供給するためのものであ
リ、図45にその一例の回路を示す。
【0113】以上、説明したように、本発明の半導体記
憶装置の第5の形態によれば、例えば、フラッシュメモ
リにおける一括消去により過剰消去のメモリセルが生じ
た場合であっても、正常にデータ“0”或いはデータ
“1”を正確に読み出すことができ、ウエハープロセス
上のゆらぎや、長時間に渡る書き込み/消去の繰り返し
に等による過剰消去が存在してもデータを正確に読み出
すことで歩留りの向上およびデバイスの信頼性の大幅な
向上が期待できる。
【0114】次に、図46〜図49を参照して本発明に
係る半導体記憶装置の第6の形態を説明する。まず、本
第6の形態においても、前述した本発明の半導体記憶装
置の第5の形態と同様に、フラッシュメモリにおける一
括消去により過剰消去のメモリセルが生じた場合におい
ても正確なデータを読み出すようにしたものである。
【0115】すなわち、図37〜図40を参照して説明
したように、フラッシュメモリは、電気的に全ビットの
一括消去が可能であり、一括消去を行う際には回路技術
上の簡便さから一般的に全てのセルトランジスタ(メモ
リセルMC)に対して同時に同様の消去動作を行い、こ
の消去動作を全てのセルトランジスタが消去されるまで
繰り返すようになっている。しかしながら、セルアレイ
中には、比較的消去が容易なセルトランジスタおよび比
較的消去が困難なセルトランジスタが混在しているた
め、全ビットの一括消去を行うと、消去が容易なセルト
ランジスタに対する消去動作が必要以上になされて過剰
消去となってしまう。そして、セルトランジスタの特性
的な差は、ウエハープロセス的なゆらぎや長時間にわた
る書き込み/消去の繰り返しによるストレス等により比
較的容易に出現し得るため、過剰消去セルの出現も比較
的頻繁に生じることになっている。ここで、フラッシュ
メモリのセルトランジスタに対する書き込みおよび消去
動作は、図37〜図40を参照して説明した通りであ
る。
【0116】また、フラッシュメモリの場合、一般的
に、セルアレイはNOR型と呼ばれる構成を取ってお
り、Nチャネル型MISトランジスタ(セルトランジス
タ)のドレインは、ビット線毎に共通接続され、一様に
バイアスを与えた状態で、選択するセルトランジスタの
ゲートにだけ正のバイアス電圧を与え、且つ、非選択の
セルトランジスタのゲートにはバイアスを与えない(0
ボルト)ことより、所定のセルトランジスタを選択する
ようになっている。ここで、セルトランジスタは、エン
ハンスメント型のNチャネル型MISトランジスタを用
いるため、非選択のセルトランジスタは電流を流さず、
選択されたセルトランジスタのみがフローティングゲー
ト中の電荷の量に応じて電流を流したり或いは流さなか
ったりする。この選択されたセルトランジスタを流れる
電流に応じてデータ“0”およびデータ“1”が割り当
てられるようになっている。
【0117】フラッシュメモリにおいては、エンハンス
メント型のセルトランジスタに対して上述した過剰消去
が生じると、セルトランジスタは見掛け上デプリション
型に特性が変じてしまう。そして、NOR型のセルアレ
イを用いた場合、非選択のセルトランジスタはゲートに
バイアスを与えない状態では電流を流さないようにして
いるが、過剰消去が生じたセルトランジスタは見掛け上
デプリション型の特性を示すため、非選択のセルトラン
ジスタであっても電流を流してしまう。このため、例
え、選択されたセルトランジスタが電流を流さない状態
であっても、過剰消去の非選択のセルトランジスタが電
流を流すため、データ“0”とデータ“1”とが誤って
判定される場合が生じるという問題がある。
【0118】本発明に係る半導体記憶装置の第6の形態
は、過剰消去を起こしたセルトランジスタが生じたら、
該過剰消去セルを救済して、正確なデータを読み出すよ
うにすることを目的とする。
【0119】図46は本発明に係る半導体記憶装置の第
6の形態の要部を示す回路図である。同図において、参
照符号602 はロウデコーダ,604はコラムデコーダ, そし
て,607はセンスアンプを示している。また、参照符号M
CはNチャネル型MISトランジスタで構成されたメモ
リセルトランジスタ(メモリセル),WL1,WL2 はワー
ド線,そして, BLはビット線を示している。ここで、
メモリセルMCは図33に示すものと同様である。
【0120】図47は図46における半導体記憶装置の
センスアンプ607 の一例を示す回路図であり、Nチャネ
ル型MOSトランジスタ6071,6072,6073,6074,6075,607
7 およびPチャネル型MOSトランジスタ6076,6078 で
構成されている。
【0121】本第6の形態において、例えば、一括消去
により過剰消去を起こしたセルトランジスタ(過剰消去
セル)を検出するには、一括消去処理が行われたメモリ
セルアレイに対して、まず、ロウデコーダ602 により全
てのワード線WL1,WL2,…を低レベル“L”とし、次
に、コラムデコーダ604 によりコラムゲートG601,G60
2,…を順次選択してビット線BL1,BL2,…を順次セン
スアンプ607 に接続する。このとき、センスアンプ607
の出力は、過剰消去セルが接続されているビット線が選
択されたときに低レベル“L”となるため、センスアン
プ607 の出力が低レベル“L”となるビット線を選択
し、その状態において、センスアンプ607のトランジス
タ6077をオンとして該センスアンプ607 の駆動電流を増
大して、過剰消去セルが電流を流さないようにする。さ
らに、ロウデコーダ602 によりワード線WL1,WL2,…
をスキャンして、センスアンプ607 の出力が高レベル
“H”となるセルトランジスタが過剰消去セルとして検
出される。
【0122】図48は本発明に係る半導体記憶装置の第
6の形態が適用されるシステムの一例を概略的に示すブ
ロック図である。同図において、参照符号610 はフラッ
シュメモリ,620は読み出し専用メモリ(ROM),そし
て,630は中央処理装置(CPU) を示している。
【0123】図48に示すシステムでは、後述する図4
9に示すアルゴリズムをROM620に格納しておき、C
PU630 が該アルゴリズムに従ってフラッシュメモリ61
0 を制御するようになっている。すなわち、CPU630
は、ROM620 に格納されたアルゴリズムに従って、フ
ラッシュメモリ610 における過剰消去セルを救済するよ
うになっている。
【0124】図49は本発明に係る半導体記憶装置の第
6の形態における処理の一例を説明するためのフローチ
ャートである。同図に示されるように、フラッシュメモ
リの消去処理が開始されると、ステップS611 におい
て、消去前書き込み処理を行う。この消去前書き込み処
理は、フラッシュメモリのメモリセルアレイを一括消去
する前に、メモリセルアレイの全てのセルトランジスタ
に対してデータ“0”の書き込み処理を行うものであ
る。
【0125】次に、ステップS612 において一括消去を
行うと共に、ステップS613 において消去ベリファイを
行う。すなわち、メモリセルアレイの全てのセルトラン
ジスタに対して、一括的に、少しずつフローティングゲ
ートからの電子の放出を行わせるようにして、消去処理
を実効する。さらに、ステップS614 に進んで、過剰消
去セルが存在するかどうかの過剰消去チェックを行う。
ここで、ステップS614 において、過剰消去セルが存在
しないと判別されると(過剰消去チェックをパスする
と)消去処理は終了し、また、過剰消去セルが存在する
と判別されると(過剰消去チェックでフェイルになる
と)ステップS615 に進む。尚、ステップS614 におけ
る過剰消去チェックは、図46および図47を参照して
説明したように、過剰消去となっているセルトランジス
タを1つだけ検出することになる。
【0126】ステップS615 において、ステップS614
で検出された1つの過剰消去セル(過剰消去ビット)に
対して書き込み処理を行い、ステップS616 に進んで、
ステップS614 と同様な過剰消去チェックを行う。ここ
で、ステップS615 における書き込み処理により、ステ
ップS614 で検出された1つの過剰消去セルの過剰消去
状態がなくなり正常な消去の状態になったとすると、他
に過剰消去セルがなければ、ステップS617 に進んで、
ステップS613 と同様な消去ベリファイを行う。そし
て、ステップS617 の消去ベリファイをパスすれば、消
去処理は終了し、また、ステップS617 の消去ベリファ
イでファイルになると、ステップS618 およびS619 に
おいて、消去および消去ベリファイを行う。
【0127】一方、ステップS615 における書き込み処
理により、ステップS614 で検出された1つの過剰消去
セルの過剰消去状態がなくなり正常な消去の状態になっ
たが、他にも過剰消去セルが存在すれば、ステップS61
6 において、ステップS614で検出された過剰消去セル
とは異なる他の1つの過剰消去セルが検出され、ステッ
プS615 に戻って書き込み処理が行われる。このように
して、メモリセルアレイにおける全ての過剰消去セルに
対して1つずつ書き込み処理が行われて、全ての過剰消
去セルを正常な消去状態にする。
【0128】ここで、図49に示す消去処理は、前述し
たように、例えば、図48に示すシステムのROM620
に格納しておき、それをCPU630 が読み出して処理す
ることもできるが、フラッシュメモリ自体に図49に示
す消去処理を実現するような論理回路等を内蔵してハー
ド的に構成することも可能である。
【0129】上述したように、本発明の半導体記憶装置
の第6の形態によれば、過剰消去を起こしたセルトラン
ジスタを救済して、正確なデータを読み出すようにする
ことができ、ウエハープロセス上のゆらぎや、長時間に
渡る書き込み/消去の繰り返しに等による過剰消去が存
在してもデータを正確に読み出すことで歩留りの向上お
よびデバイスの信頼性の大幅な向上が期待できる。
【0130】次に、図50〜図61を参照して本発明に
係る半導体記憶装置の第7の形態を説明する。
【0131】図50は本発明の半導体記憶装置の第7の
形態に使用するメモリセル(MC)を示し、電気的一括
消去型不揮発性半導体記憶装置(フラッシュメモリ)に
おけるセルトランジスタ(メモリセルMC)の動作を説
明するための図である。同図に示されるように、セルト
ランジスタは、ソース−ドレイン間にどの領域とも絶縁
されたフローティングゲートFGが設けられ、該フロー
ティングゲートFGの上にコントロールゲートCGを形
成して構成されている。
【0132】書き込み時には、ドレイン領域DDに印加
するドレイン電圧Vd を、例えば、6ボルトとし、コン
トロールゲートCGに印加するゲート電圧Vg を書き込
み用電圧(消去用電圧)Vppとし、ソース領域SSに印
加するソース電圧Vs を零ボルトとして、ドレイン端子
(DD)からフローティングゲート(FG)に電子を注入してデ
ータ“0”を書き込む。
【0133】消去時には、ゲート電圧Vg およびドレイ
ン電圧Vd をオープン(フローティング状態)とし、ソ
ース電圧Vs を消去用電圧Vppとして、フローティング
ゲート(FG)からソース端子(SS)に電子を引き抜いて消去
(データ“1”の書き込み)を行う。また、読み出し時
には、ゲート電圧Vg を電源電圧Vccとし、ドレイン電
圧Vd を1ボルト程度とし、そして、ソース電圧Vs を
零ボルトとして、ドレイン電流が流れるか否かでセルト
ランジスタに書き込まれているデータが“1”か“0”
かを判別する。
【0134】図51は本発明に係る半導体記憶装置の第
7の形態に対応する関連技術の半導体記憶装置の一例を
示すブロック回路図である。同図において、参照符号71
0 はブロックアドレスバッファ,7101,7102はブロック選
択ゲート,711はロウアドレスバッファ,712はロウデコー
ダ,713はコラムアドレスバッファ,714はコラムデコー
ダ,715はデータI/O バッファ,716は書き込み回路,717は
センスアンプ, そして,7191,7192はソース電源回路を示
している。また、参照符号BLはビット線, WLはワー
ド線, MCはメモリセルを示し、また、Wは書き込み時
に高レベル“H”となる書き込み制御信号, Eは消去時
に高レベル“H”となる消去制御信号を示している。
【0135】図51に示す半導体記憶装置における動作
は、例えば、前述した図2に示す関連技術の半導体記憶
装置と基本的には同様であるが、図51に示す半導体記
憶装置では、ブロックアドレスバッファ710 およびブロ
ック選択ゲート7101,7102 がさらに設けられている。す
なわち、図51に示す半導体記憶装置においては、複数
のブロックB1,B2 が設けられ、ブロックアドレスバッ
ファ710 からのブロック選択信号によりブロック選択ゲ
ート7101,7102 を選択して任意の一つのブロックを書き
込み回路716 或いはセンスアンプ717 に接続するように
なっている。ここで、メモリセルアレイは、ソースを共
通にした2つのブロックB1,B2 で構成され、各ブロッ
クB1,B2 に設けられたソース電源回路7191,7192 によ
りブロック毎に消去(ブロック消去)が行えるようにな
っている。
【0136】図51の半導体記憶装置において、消去時
には、高レベル“H”となる消去信号Eがロウアドレス
バッファ711,コラムアドレスバッファ713 に入力され、
ロウアドレスバッファ711 およびコラムアドレスバッフ
ァ713 の出力を非選択論理(例えば、相補出力が共に低
レベル“L”)とし、全てのワード線WLおよびビット
線BLが非選択となる。さらに、消去信号Eはブロック
アドレスバッファ710からのブロック選択信号と共にソ
ース電源回路7191,7192 に入力され、例えば、該ブロッ
ク選択信号が高レベル“H”となる所定の1つのソース
電源回路を消去用電圧Vppとして、所定のブロックの消
去が実行される。
【0137】また、書き込み時には、高レベル“H”と
なる書き込み制御信号Wがロウアドレスバッファ711,コ
ラムアドレスバッファ713 に入力され、ロウデコーダ71
2 およびコラムデコーダ714 に入力され、これにより、
ワード線WLは書き込みレベルVppとされ、また、ビッ
ト線BLはブロック選択信号により選択されたブロック
選択ゲート7101,7102 を介して書き込み回路716 に接線
される。ここで、書き込み回路716 から選択されたブロ
ックの所定のビット線BLには、書き込み電圧(例え
ば、6ボルト)が供給され、書き込みが実行される。
【0138】上述した図51に示す関連技術の半導体記
憶装置では、ブロック消去を実行することは可能である
が、両ブロック(複数ブロック)を同時に消去すること
は不可能である。すなわち、図51の半導体記憶装置で
は、各ブロック毎の消去をシーケンシャルに行って、複
数ブロックの消去を行うようになっている。さらに、消
去後のベリファイに関しても、消去を行ったブロック毎
のべリファイをシーケンシャルに行うようになってい
る。そのため、複数ブロックを消去する場合には、長時
間を要すると共に、ベリファイ処理も複雑化することに
なっている。
【0139】本発明に係る半導体記憶装置の第7の形態
は、複数ブロックを同時に消去すると共に、複数ブロッ
クを同時に消去した場合でも簡単にベリファイを実効す
ることを目的とする。
【0140】図52は本発明に係る半導体記憶装置の第
7の形態の一実施例を示すブロック回路図である。同図
において、参照符号701 はブロックアドレスバッファ,7
021,7022は期待値データ格納回路,7031,7032は一致回
路,704は論理回路(ナンドゲート),721 はロウアドレス
バッファ,722はロウデコーダ,723はコラムアドレスバッ
ファ,724はコラムデコーダ,725はデータI/O バッファ,7
261,7262は書き込み回路,7271,7272はセンスアンプ, そ
して,7091,7092はソース電源回路を示している。また、
参照符号BLはビット線, WLはワード線, MCはメモ
リセルを示し、また、Wは書き込み時に高レベル“H”
となる書き込み制御信号, Eは消去時に高レベル“H”
となる消去制御信号を示している。すなわち、図52に
示す実施例は、図51の関連技術の半導体記憶装置に対
して、期待値データ格納回路7021,7022,一致回路7031,7
032,マルチプレクサ(データI/O バッファ)725, およ
び, ナンドゲート704 が追加された構成となっている。
【0141】まず、消去時においては、ブロックアドレ
スバッファ701 からの出力信号で選択されるソース電源
回路7091,7092 のいずれかに選択信号をラッチ制御信号
LTを高レベル“H”としてラッチさせる。この後、消
去制御信号Eを高レベル“H”として選択信号がラッチ
されたソース電源回路の全てを動作させ、これにより複
数ブロックの消去処理を同時に実効する。
【0142】図53は図52の半導体記憶装置における
ソース電源回路の一例を示す回路図であり、図54は期
待値データ格納回路の一例を示す回路図、そして、図5
5は一致回路の一例を示す回路図である。
【0143】図53に示されるように、ソース電源回路
7091(7092)は、ブロックアドレス信号(ブロック選択信
号)およびラッチ制御信号が入力されたナンドゲート73
1 と、ラッチ回路を構成するナンドゲート732 およびイ
ンバータ733 と、該ラッチ回路の出力および消去制御信
号Eが入力されたナンドゲート734 と、消去用電源(Vp
p) が印加されたPチャネル型MOSトランジスタ736,7
37 およびNチャネル型MOSトランジスタ738 を備え
て構成されている。また、図54に示されるように、期
待値データ格納回路7021(7022)は、インバータ741,744,
745,746,750,および, ナンドゲート742,743,747,748,74
9 を備えて構成されている。ここで、ナンドゲート743
およびインバータ744 はラッチ回路を構成し、該ラッチ
回路の出力は反転制御信号INV に応じて制御されるよう
になっている。さらに、図55に示されるように、一致
回路7031(7032)は、インバータ753,ナンドゲート751,75
2,755,および, エクスクルーシブオアゲート754 を備え
て構成されている。ここで、ナンドゲート752 およびイ
ンバータ753 はラッチ回路を構成し、センスアンプ7271
(7272)の出力(センスアンプデータ)と期待値データ格
納回路7021(7022)の出力(リファレンスデータ)とが一
致するか否かの判定を行うようになっている。
【0144】上述した各回路により、まず、ブロックア
ドレス信号をラッチして行う消去動作においては、その
ラッチした消去回路のみを消去制御信号“E”で動作さ
せるようになっており、また、消去前書き込みでは、同
様にラッチ制御信号LTを高レベル“H”とすることに
より書き込みデータ“0”を期待値データ格納回路7021
(7022)にラッチするようになっている。この場合、ブロ
ックアドレス信号によって選択された期待値データ格納
回路7021(7022)にデータI/Oバッファ725 からデータ
“0”を転送し、該データ“0”をラッチ制御信号LT
を高レベル“H”とすることでラッチするようになって
いる。ここで、一致回路7031(7032)の出力は、選択され
たブロック以外では強制的に高レベル“H”を出力させ
るようになっている。以上により、書き込み制御信号W
を高レベル“H”として書き込みを実行させると、選択
された複数のブロックは同時に書き込みが実行される。
【0145】次に、ベリファイ時には、期待値データ格
納回路7021(7022)に格納された期待値データと、センス
アンプ7271(7272)の出力とが比較されナンドゲート704
へ一致回路7031および7032の出力が送られる。もし、書
き込みが充分に行なわれればセンスアンプ出力は低レベ
ル“L”となるから、一致信号出力は高レベル“H”と
なり、全てのセルブロックにデータが書き込まれると、
ナンドゲート704 のベリファイ出力VER は低レベル
“L”となって書き込みが全ブロックの所定アドレスで
終了したことが確認できる。ここで、消去ベリファイ時
には、反転信号INVにより期待値データを反転してベリ
ファイすれば、もし、全ての選択されたブロック中の所
定のアドレスデータがデータ“1”となった場合、書き
込みと同様にベリファイ出力VER が低レベル“L”とな
ってデータ消去が行なわれたことが検出できる。このよ
うに、本実施例の半導体記憶装置によれば、一致回路70
31(7032)の全ての出力が高レベル“H”の時だけ、ナン
ドゲート704 の出力が低レベル“L”となり、一つでも
出力が低レベル“L”となる一致回路が存在すれば、不
良ビットが存在することが確認されることになる。
【0146】図56は本発明に係る半導体記憶装置の第
7の形態の他の実施例を示すブロック回路図である。図
56に示す半導体記憶装置は、上述した図52の半導体
記憶装置における期待値データ格納回路7021(7022)を、
期待値データ発生回路7041(7042)に置き換えるようにし
たものである。
【0147】図52に示す半導体記憶装置においては、
消去前の書き込みおよび消去するのに必要なリファレン
スデータは、全ビットともデータ“0”或いはデータ
“1”であるため、ランダムデータを格納する手段を使
用しなくても実現は可能である。しかしながら、図56
に示す本実施例においては、ブロックアドレス信号によ
り選択された期待値データ発生回路7041(7042)にその選
択信号をラッチ制御信号LTを高レベル“H”とするこ
とによってラッチするようになっている。そして、ラッ
チされた期待値データ発生回路7041(7042)からは、強制
的にデータ“0”が発生される。また、消去時には、反
転制御信号INV によりその期待値データを反転させれ
ば、前述したのと同様な消去ベリファイも可能となる。
【0148】図57は図56の半導体記憶装置における
期待値データ発生回路の一例を示す回路図である。同図
に示されるように、期待値データ発生回路7041(7042)
は、インバータ763,764,767,768,ナンドゲート761,762,
766,769,770,および, ノアゲート765 を備えて構成され
ている。ここで、ナンドゲート762 およびインバータ76
3 はラッチ回路を構成している。この図57に示す期待
値データ発生回路7041(7042)では、アドレスデータ信号
(ブロック選択信号)をラッチ回路(762,763) にラッチ
すると、リファレンスデータは強制的に低レベル“L”
となり、また、反転制御信号INV を高レベル“H”とす
ると、リファレンスデータは高レベル“H”となる。
【0149】図58は本発明に係る半導体記憶装置の第
7の形態のさらに他の実施例を示すブロック回路図であ
る。図58に示す実施例においては、図52の期待値デ
ータ格納回路7021(7022), 書き込み回路7261(7262)およ
び一致回路7031(7032)を、ブロック選択信号格納回路70
51(7052), 書き込み回路7161(7162)およびデータ反転回
路7061(7062)に置き換えた構成となっている。すなわ
ち、本実施例では、ブロック選択信号格納回路7051(705
2)に格納された選択信号により、消去前書き込みおよび
そのベリファイと消去ベリファイを制御するようになっ
ている。
【0150】図58に示す半導体記憶装置において、ま
ず、消去前書き込み時には、ブロック選択信号(ブロッ
クドレス信号)により所定のブロックのセルに書き込み
を行なう。ここで、データ反転回路7061(7062)は、セン
スアンプ7271(7272)のデータを消去ベリファイ時と書き
込みベリファイ時とで反転させる機能を持ち、書き込み
および消去が十分に行なわれると出力が高レベル“H”
となるようにされている。また、このとき非選択のブロ
ックにおいては、ブロック選択信号格納回路7051(7052)
の出力信号により常に高レベル“H”となるようにされ
ている。これにより、前述のような消去前書き込みおよ
び消去を実現することができる。
【0151】図59は図58の半導体記憶装置における
ブロック選択信号格納回路の一例を示す回路図、図60
は書き込み回路の一例を示す回路図、そして、図61は
データ反転回路の一例を示す回路図である。
【0152】図59に示されるように、ブロック選択信
号格納回路7051(7052)は、ブロックアドレス信号(ブロ
ック選択信号)およびラッチ制御信号が入力されたナン
ドゲート771 と、ラッチ回路を構成するナンドゲート77
2 およびインバータ773 で構成されている。また、図6
0に示されるように、書き込み回路7161(7162)は、イン
バータ781,ノアゲート782,ナンドゲート783,および, 書
き込み用電源(Vpp) が印加されたPチャネル型MOSト
ランジスタ785,786 およびNチャネル型MOSトランジ
スタ787 を備えて構成されている。さらに、図61に示
されるように、データ反転回路7061(7062)は、インバー
タ792,793 およびナンドゲート791,794,795,796 を備え
て構成されている。そして、反転信号INV に応じてセン
スアンプ7271(7272)の出力を反転してナンドゲート704
へ供給するようになっている。
【0153】図59に示すブロック選択信号格納回路70
51(7052)において、ブロックアドレス信号をラッチ制御
信号LTの高レベル“H”に従ってラッチ回路(772,77
3) にラッチする構成となっている。そして、選択信号
のラッチされたブロックでは、入力データのレベルにか
かわらず、書き込み制御信号Wを高レベル“H”とする
ことによりバス線に書き込み電圧Vppを印加するように
なっている。
【0154】図61に示すデータ反転回路7061(7062)に
おいて、書き込みベリファイ時には反転制御信号INV を
低レベル“L”とすると、センスアンプ7271(7272)の出
力が低レベル“L”(書き込みが行なわれた状態)とな
って、ナンドゲート704 への出力が高レベル“H”とな
る。また、消去ベリファイ時には、反転制御信号INVを
高レベル“H”とする。ここで、非選択ブロックにおい
てはブロック選択信号(ブロックアドレス信号)が低レ
ベル“L”となり、ナンドゲート704 への出力は強制的
に高レベル“H”となる。これにより、任意のブロック
を同時に消去を実行できるようになる。尚、マルチプレ
クサ725 は、書き込みデータおよびセンスアンプデータ
をブロック選択アドレスに従って、所定のブロックに供
給し、また、所定のブロックのデータを出力するかを制
御するものである。
【0155】以上、説明したように、本発明に係る半導
体記憶装置の第7の形態によれば、各セルブロックのソ
ース電源回路にブロック選択信号のラッチ回路を備え、
同時に各セルソース電源回路を動作させると共に、各セ
ルブロックにセンスアンプとベリファイの期待値データ
発生回路とセンスアンプ出力と期待値の一致を確認する
回路を備え、且つ、該一致回路の出力の論理積をとる回
路を備えることによって、同時に消去およびベリファイ
を行なうことが可能となる。
【0156】
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明の半導体
記憶装置の第1の形態によれば、ワード線冗長を有効に
導入できるとともに、安定した書き込みおよび各ベリフ
ァイが可能となり、高歩留りで高性能なデバイスを実現
することができる。
【0157】本発明の半導体記憶装置の第2の形態によ
れば、リアルセルにおける複数の欠陥を冗長セルで置き
換える場合に回路の増大を少なくして対応することがで
き、チップ面積を小さくすることができる。また、リア
ルセルにおける複数の欠陥を置き換えることができるた
め、大容量の半導体記憶装置を高歩留りで且つ低コスト
で提供することができる。
【0158】本発明の半導体記憶装置の第3の形態によ
れば、劣化による書き換え時間の増大を見込んだ最大回
数n(n<N)により出荷試験を行うことによって、ユ
ーザ側での最大回数Nを保証することができる。
【0159】本発明の半導体記憶装置の第4の形態によ
れば、書き込み電圧供給用トランジスタでの閾値電圧に
よる書き込みドレイン電圧の低下を防止することによっ
て、書き込み電圧の低電圧化においても良好なデータの
書き込みを実現することができる。
【0160】本発明の半導体記憶装置の第5の形態によ
れば、過剰消去を起こしたセルトランジスタが存在して
もデータを正確に読み出すことができる。
【0161】本発明の半導体記憶装置の第6の形態によ
れば、過剰消去を起こしたセルトランジスタを救済し
て、正確なデータを読み出すようにすることができる。
【0162】本発明に係る半導体記憶装置の第7の形態
によれば、複数ブロックを同時に消去すると共に、複数
ブロックを同時に消去した場合でも簡単にベリファイを
実効することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体記憶装置の第1の形態の一
実施例を示すブロック回路図である。
【図2】本発明に係る半導体記憶装置の第1の形態に対
応する関連技術の半導体記憶装置の一例を示すブロック
回路図である。
【図3】図2の半導体記憶装置におけるコラムアドレス
バッファの一例を示す回路図である。
【図4】図2の半導体記憶装置におけるロウアドレスバ
ッファの一例を示す回路図である。
【図5】図2の半導体記憶装置におけるロウデコーダの
一例を示す回路図である。
【図6】図2の半導体記憶装置におけるコラムデコーダ
の一例を示す回路図である。
【図7】図2の半導体記憶装置における書き込み回路の
一例を示す回路図である。
【図8】図2の半導体記憶装置におけるソース電源回路
の一例を示す回路図である。
【図9】図2の半導体記憶装置におけるセンスアンプの
一例を示す回路図である。
【図10】図2の半導体記憶装置における書き込み特性
曲線の一例を示す図である。
【図11】本発明が適用される半導体記憶装置に使用す
るメモリセルの動作を説明するための図である。
【図12】図1の半導体記憶装置におけるロウアドレス
バッファの一例を示す回路図である。
【図13】図1の半導体記憶装置におけるロウデコーダ
の一例の要部を示す回路図である。
【図14】図1の半導体記憶装置における一致回路の一
例を示す回路図である。
【図15】図1の半導体記憶装置におけるロウデコーダ
の一例の要部を示す回路図である。
【図16】図15の回路に印加される信号の波形を示す
図である。
【図17】図1の半導体記憶装置におけるベリファイ電
圧発生回路の一例を示す回路図である。
【図18】図1の半導体記憶装置におけるセンスアンプ
の一例を示す回路図である。
【図19】図18のセンスアンプに供給する制御信号を
作成する論理回路の一例を示す回路図である。
【図20】本発明に係る半導体記憶装置の第2の形態に
対応する従来の半導体記憶装置における冗長回路の一例
を示すブロック回路図である。
【図21】図20に示す従来の冗長回路の構成例を示す
図である。
【図22】図20に示す従来の冗長回路を使用した半導
体記憶装置の一例を示すブロック図である。
【図23】本発明に係る半導体記憶装置の第2の形態に
おける冗長回路の一実施例を示すブロック回路図であ
る。
【図24】図23に示す本発明の冗長回路が適用される
半導体記憶装置におけるリアルセルおよび冗長セルの構
成を示すブロック図である。
【図25】図23に示す本発明の冗長回路を使用した半
導体記憶装置の一例を示すブロック図である。
【図26】本発明に係る半導体記憶装置の第2の形態に
おける冗長回路の他の実施例を示すブロック回路図であ
る。
【図27】本発明に係る半導体記憶装置の第2の形態に
おける冗長回路のさらに他の実施例を示すブロック回路
図である。
【図28】図27に示す本発明の冗長回路を使用した半
導体記憶装置の一例を示すブロック図である。
【図29】本発明に係る半導体記憶装置の第3の形態に
おける内部書き込みアルゴリズムを示すフローチャート
である。
【図30】本発明の半導体記憶装置の第3の形態の一実
施例を示すブロック図である。
【図31】図30の半導体記憶装置における要部の回路
例を示す図である。
【図32】図31の回路の動作を説明するためのタイミ
ング図である。
【図33】本発明に係る半導体記憶装置の第4の形態に
おけるメモリセルの動作を説明するための図である。
【図34】本発明の半導体記憶装置の第4の形態に対応
する関連技術としての半導体記憶装置の一例を示すブロ
ック回路図である。
【図35】本発明の半導体記憶装置の第4の形態の一実
施例を示すブロック回路図である。
【図36】本発明の半導体記憶装置の第4の形態の他の
実施例の要部を示す回路図である。
【図37】本発明に係る半導体記憶装置の第5の形態に
対応する従来の半導体記憶装置の一例を示すブロック回
路図である。
【図38】図37の半導体記憶装置におけるロウデコー
ダの構成を示す回路図である。
【図39】図37の半導体記憶装置におけるコラムデコ
ーダの構成を示す回路図である。
【図40】図39のコラムデコーダにおけるビット線ト
ランスファーゲートの構成を示す回路図である。
【図41】本発明に係る半導体記憶装置の第5の形態の
一実施例を示すブロック回路図である。
【図42】図41の半導体記憶装置におけるロウデコー
ダの構成を示す回路図である。
【図43】本発明に係る半導体記憶装置の第5の形態の
他の実施例を示すブロック回路図である。
【図44】図43の半導体記憶装置における第1および
第2のロウデコーダの一例を示す回路図である。
【図45】図44の第2のロウデコーダの一部を示す回
路図である。
【図46】本発明に係る半導体記憶装置の第6の形態の
要部を示す回路図である。
【図47】図46における半導体記憶装置のセンスアン
プの一例を示す回路図である。
【図48】本発明に係る半導体記憶装置の第6の形態が
適用されるシステムの一例を概略的に示すブロック図で
ある。
【図49】本発明に係る半導体記憶装置の第6の形態に
おける処理の一例を説明するためのフローチャートであ
る。
【図50】本発明の半導体記憶装置の第7の形態に使用
するメモリセルの動作を説明するための図である。
【図51】本発明に係る半導体記憶装置の第7の形態に
対応する関連技術の半導体記憶装置の一例を示すブロッ
ク回路図である。
【図52】本発明に係る半導体記憶装置の第7の形態の
一実施例を示すブロック回路図である。
【図53】図52の半導体記憶装置におけるソース電源
回路の一例を示す回路図である。
【図54】図52の半導体記憶装置における期待値デー
タ格納回路の一例を示す回路図である。
【図55】図52の半導体記憶装置における一致回路の
一例を示す回路図である。
【図56】本発明に係る半導体記憶装置の第7の形態の
他の実施例を示すブロック回路図である。
【図57】図56の半導体記憶装置における期待値デー
タ発生回路の一例を示す回路図である。
【図58】本発明に係る半導体記憶装置の第7の形態の
さらに他の実施例を示すブロック回路図である。
【図59】図58の半導体記憶装置におけるブロック選
択信号格納回路の一例を示す回路図である。
【図60】図58の半導体記憶装置における書き込み回
路の一例を示す回路図である。
【図61】図58の半導体記憶装置におけるデータ反転
回路の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
101 …ロウアドレスバッファ 102 …ロウデコーダ 103 …コラムアドレスバッファ 104 …コラムデコーダ 105 …データI/O バッファ 106 …書き込み回路 107 …センスアンプ 108 …負電圧発生回路 109 …ソース電源回路 120 …一致回路 130 …冗長ロウデコーダ 140 …ベリファイ電圧発生回路 200 …冗長回路 201A,201B …ヒューズ 202 …抵抗器 203 …インバータ 204 …アドレス比較回路 205 …冗長セル選択回路 206 …冗長セル 207 …リアルセル選択回路 208 …リアルセル 209 …データ読み出し回路 311 …書き込み制御回路 312 …書き込みパルス発生回路 313 …セルアレイ 314 …パルスカウンタ 315 …スイッチ部 316 …停止信号発生回路 317 …高電圧検出回路 401 …ロウアドレスバッファ 402 …ロウデコーダ 403 …コラムアドレスバッファ 404 …コラムデコーダ 405 …バッファ回路 406 …書き込み電圧供給用トランジスタ(Pチャネル型
MOSトランジスタ) 407 …センスアンプ 408 …バス線 502 …ロウデコーダ 504 …コラムデコーダ 507 …センスアンプ 509 …ソース電源回路 5221…第1のロウデコーダ 5222…第2のロウデコーダ 602 …ロウデコーダ 604 …コラムデコーダ 607 …センスアンプ 610 …フラッシュメモリ 620 …ROM 630 …CPU 704 …論理回路(ナンドゲート) 721 …ロウアドレスバッファ 722 …ロウデコーダ 723 …コラムアドレスバッファ 724 …コラムデコーダ 725 …データI/O バッファ(マルチプレクサ) 7021,7022 …期待値データ格納回路 7031,7032 …一致回路 7041,7042 …期待値データ発生回路 7051,7052 …ブロック選択信号格納回路 7061,7062 …データ反転回路
フロントページの続き (72)発明者 高品 信昭 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 山下 実 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 笠 靖 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 板野 清義 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 Fターム(参考) 5B025 AA01 AD13 AE06 AE08 5L106 AA10 CC02 CC17 FF04 FF05 GG05

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のメモリセルを有し、複数のブロッ
    クに分割されたリアルセルと、 該リアルセルにおける欠陥個所を置き換える冗長セル
    と、 前記リアルセルの各ブロックにおける欠陥アドレスを示
    す複数の欠陥アドレス指定手段と、 該複数の欠陥アドレス指定手段に対して共通に設けら
    れ、前記複数の欠陥アドレスと前記リアルセルの各ブロ
    ックにおけるアドレスとを比較するアドレス比較手段と
    を具備することを特徴とする半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 前記半導体記憶装置は、 前記欠陥アドレス指定手段および前記アドレス比較手段
    を有する冗長回路と、 該冗長回路の出力および前記分割されたリアルセルのブ
    ロックを指定するブロックアドレスが供給され、該指定
    されたリアルセルのブロックにおけるメモリセルの選択
    および非選択を制御するリアルセル選択手段と、 前記冗長回路の出力および前記ブロックアドレスが供給
    され、前記冗長セルの選択および非選択を制御する冗長
    セル選択手段とを具備することを特徴とする請求項1に
    記載の半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 複数のメモリセルを有するリアルセルア
    レイと、 リアルセルにおける欠陥個所を置き換える冗長セルと、 外部からのアドレス入力において欠陥のあるアドレスに
    データを書き込む冗長情報記憶用セルアレイと、 該冗長情報記憶用セルアレイを前記アドレス入力により
    選択するセル選択回路と、 該セル選択回路の出力に対応した前記冗長情報記憶用セ
    ルアレイの出力を読み出して、冗長信号を出力する読み
    出し回路とを具備する半導体記憶装置。
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